CN108020861A - 一种盖层封盖性地震评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盖层封盖性地震评价方法,该方法包括以下步骤:对盖层进行岩性评价;对盖层进行物性评价;对盖层进行脆塑性评价;对盖层进行裂缝发育程度评价;将上述步骤获得的结果作为评价指标,进行灰色聚类分析评价。本发明将多个制约盖层质量的参数同时考虑,提高评价结果的准确性,并且,由于灰色聚类分析方法克服了常规聚类分析方法易受噪声影响的缺陷,使得盖层封盖性能评价结果更合理。
Description
技术领域
本发明涉及油气地震勘探领域,更具体地,涉及一种盖层地震评价方法。
背景技术
目前盖层评价方法主要有测井评价方法、地质评价方法和地震评价方法三大类。而利用地震资料研究盖层及其封闭能力不仅在理论上是可行的,而且可为盖层评价提供更多的信息,使评价结果更加可靠且更具有应用价值。
通过大量的调研发现,对于盖层地震评价方法已见一些文献和研究成果,可以分为两类地震评价方法。一类方法利用排替压力参数评价盖层的封盖性。该参数对盖层评价的确具有重要的意义,井点的排替压力值
虽然可以从实验中准确地测定出来,而井间的排替压力值主要依靠地震层速度计算得到,由地震层速度计算得到的排替压力误差较大,因此用此参数评价盖层封盖性不够准确。而另一类盖层地震评价方法仅依据盖层的孔隙度、厚度等常规的特性,预测效果具有局限性。盖层的封盖性是岩层岩性、物性、岩石物理特征的综合反映,而现有的地震评价方法仅依据盖层的单一特性,预测效果具有局限性。
发明内容
本发明将盖层的脆塑性特征和裂缝发育特征考虑进来,将盖层厚度、孔隙度、排替压力、脆塑性、裂缝发育程度同时作为评价盖层质量的参数,通过灰色聚类分析方法,获取盖层封盖性的综合评价指标,优化了盖层封盖性地震评价方法。
根据本发明的一个方面,提供一种盖层封盖性地震评价方法,该方法包括以下步骤:对制约盖层质量的参数进行评价;将上述步骤获得的结果作为评价指标,进行灰色聚类分析评价。
进一步地,在对制约盖层质量的参数进行评价中,包括:对盖层进行岩性评价;对盖层进行物性评价;对盖层进行脆塑性评价;对盖层进行裂缝发育程度评价。
进一步地,在对盖层进行岩性评价中,基于测井曲线上盖层段的地球物理响应特征,采用波阻抗反演方法进行盖层厚度预测。
进一步地,在对盖层进行物性评价中,采用孔隙度反演方法计算出岩层的孔隙度,从而对盖层的物性进行评价。
进一步地,在对盖层进行脆塑性评价中,采用叠前反演计算出弹性参数杨氏模量E和剪切模量与密度乘积μρ,从而对盖层的脆塑性进行评价。
进一步地,在对盖层进行裂缝发育程度评价中,采用纵波方位各向异性裂缝方法,对裂缝的发育程度和发育方向进行预测。
进一步地,在灰色聚类分析评价中,所有被评价对象构成聚类对象集P,所有评价指标构成评价指标集Q,所划分的盖层封闭能力等级构成聚类的灰类集C,进而确定被评价对象的封闭能力等级。
进一步地,令对象集为P={pi|i=1,2,…,m};指标集为Q={qj|j=1,2,…,n};灰类集为C={ak|k=1,2,…,r};
用dij表示第i个对象第j个指标的指标值,用Ke(·)jk表示第j个指标第k个灰类的阈值,用表示聚类泛关系的白化,其白化准则为L,则灰聚类的数学表达式为:
式中:fjk表示第j个指标第k个灰类的白化函数;σik表示第i个对象第k个灰类的聚类权;ηik表示第j个指标第k个灰类的转换因子;
对象所属灰类按最大聚类权确定,即
σik*=maxk=1,…,rσik;=1,2,…,m (2)
式中k*表示第i个对象所属灰类的序号。
灰聚类分析方法是一种全新的聚类分析方法,本发明首先将该方法引入到盖层地震评价中,通过利用灰色聚类分析方法,将盖层厚度、孔隙度、脆塑性、裂缝发育程度作为评价盖层质量的参数,优质盖层具有盖层厚度大、孔隙度小、塑性强、裂缝发育程度低等特点,因此从岩性预测、物性预测、裂缝预测、脆塑性预测多个方面进行预测,获取盖层封盖性的综合评价指标,建立了一套基于地球物理信息的盖层封盖性评价方法,从而实现对盖层的高效评价。
本发明的应用前景广阔,本发明虽然是针对盖层评价提出的,但同样适用于储层预测等问题的评价。一旦确立各评价指标的品质等级,也就确定了灰类模式,这些灰类模式在同类问题的评价中是不变的。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1显示了根据本发明一个实施例的盖层封盖性地震评价方法流程图。
图2显示了XX1井泥岩段井曲线特征图。
图3显示了XX井区泥岩厚度图。
图4显示了XX井区塑性泥岩分布图。
图5显示了XX井区裂缝分布图。
图6显示了XX井区应用灰聚类方法的结果图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
由于盖层封闭能力的好坏直接影响下部储层油气聚集程度,因此盖层评价是油气藏形成的重要评价标准,却是一个薄弱的部分。近年来,随着勘探研究的深入,对盖层评价研究工作越来越受重视。
以往对盖层的研究多使用测井方法和地质方法。本发明将尝试应用地球物理方法综合研究盖层的封闭性能。相对传统的盖层研究手段,地球物理的方法存在着资料丰富、且易获取的特点,尽管研究难度大,但是能从平面上掌握盖层分布特征。
灰聚类分析方法是一种全新的聚类分析方法,本发明首先将该方法引入到盖层地震评价中,通过利用灰色聚类分析方法,综合考虑盖层厚度、排替压力、孔隙度、脆塑性、裂缝发育程度对封盖性能的影响,获取盖层封盖性的综合评价指标,建立了一套基于地球物理信息的盖层封盖性评价方法,从而实现对盖层的高效评价。本发明将多个制约盖层质量的参数同时考虑,提高评价结果的准确性,并且,由于灰色聚类分析方法克服了常规聚类分析方法易受噪声影响的缺陷,使得盖层封盖性能评价结果更合理。
参照图1,图1显示了根据本发明一个实施例的盖层封盖性地震评价方法流程图。在本实施例的方法中,该方法包括以下步骤:
获得三维地震数据;
基于三维地震数据对盖层进行岩性评价,对盖层进行物性评价,对盖层进行脆塑性评价,对盖层进行裂缝发育程度评价;
将上述步骤获得的结果作为评价指标,进行灰色聚类分析评价;
最后综合评价指标,得到盖层封盖性地震评价结果。
接下来具体地描述根据本发明实施例的评价过程:
(1)岩性评价。从理论上讲,盖层厚度与其封盖性能之间并没有直接的函数关系,但实际上,较薄的盖层在大量烃类聚集的上方连续而不破裂、保持岩性稳定的可能性极小,尤其在构造运动强烈的地区。也就是说,厚度越大,且盖层的空间分布面积大、分布稳定时,即使被断裂破坏,也不易失去横向分布的连续性,封闭能力也就越强,越有利于封闭油气。因此,盖层展布及厚度预测是进行盖层评价的第一步。基于测井曲线上盖层段的地球物理响应特征,采用叠后反演方法进行盖层厚度预测。以本发明实例为例,由于经过测井分析,确定该区泥岩的P波阻抗门槛值为小于12700,因此通过波阻抗反演,得到波阻抗体数据,统计出目标层内所有波阻抗小于12700的地层累积时间厚度,再利用速度将其转化为真实厚度,即得到泥岩厚度平面图。
(2)物性评价。由于优质盖层的孔隙度低、渗透率低,盖层质量随总孔隙度和有效孔隙度的增加都呈下降趋势,受有效孔隙度影响更明显。因此采用孔隙度反演方法计算出岩层的孔隙度,从而对盖层的物性进行预测和评价。针对本实例,首先对波阻抗曲线和孔隙度曲线进行分析,如图3,波阻抗与孔隙度存在线性关系,利用上一步得到的波阻抗体计算得到孔隙度体,从而对盖层的物性进行评价。
(3)脆塑性评价。盖层塑性特征与盖层的抗破裂程度密切相关,盖层塑性越强,抗破裂程度越高,因此封闭性能也就增强。而研究表明,盖层的脆塑性与弹性参数杨氏模量E和μρ(剪切模量与密度乘积)最相关,杨氏模量越小,塑性越强;μρ越小,塑性也越强。基于此,采用叠前反演计算出弹性参数杨氏模量E和μρ(剪切模量与密度乘积),从而对盖层的脆塑性进行有效评价。根据实例资料特点,将其分成三个角度叠加剖面:1°-9°,9°-17°,17°-25°,进行叠前弹性参数反演,得到剪切模量与密度乘积μρ和杨氏模量E。根据杨氏模量和μρ的平面分布特征,μρ越小,塑性也越强,因此可得到塑性泥岩的有利分布区域(如图4)。
(4)裂缝发育程度评价。由于优质盖层裂缝发育程度低,因此采用方位各向异性裂缝方法,对裂缝的发育程度进行预测。根据实例资料特点,划分5个方位角:①90°-110°,②110°-128°,③128°-142°,④142°-160°,⑤160°-180°,形成超道集后进行偏移,再计算方位属性,筛选出该区最具代表性的衰减梯度属性,通过属性方位椭圆拟合,求取该属性椭圆的“扁率”,用椭圆“扁率”来表征地层的各向异性,并在此基础上识别裂缝发育程度,从而评价盖层封闭性能。
(5)灰色聚类分析评价方法。灰色聚类分析是分析各个对象所属灰类的一种灰色方法。灰色聚类分析方法克服了常规聚类分析方法需要预先设置簇的数、阈值等限制,有效地压制了噪声数据的影响。
在灰色聚类分析中,把好、较好、中等、差等表示性状的形容词的集合称为灰类集,被分析的所有对象构成对象集,分析所需指标构成指标集。
令对象集为P={pi|i=1,2,…,m};指标集为Q={qj|j=1,2,…,n};灰类集为C={ak|k=1,2,…,r}。如果用dij表示第i个对象第j个指标的指标值,用Ke(·)jk表示第j个指标第k个灰类的阈值,用表示聚类泛关系的白化(其白化准则为L),则灰聚类的数学表达式为:
式中:fjk表示第j个指标第k个灰类的白化函数;σik表示第i个对象第k个灰类的聚类权;ηik表示第j个指标第k个灰类的转换因子。
对象所属灰类按最大聚类权确定,即
σik*=maxk=1,…,rσik;=1,2,…,m (2)
式中k*表示第i个对象所属灰类的序号。
在盖层评价中,所有被评价对象构成聚类对象集P,所有评价指标(盖层厚度、孔隙度、脆塑性、裂缝发育程度)构成评价指标集Q,所划分的盖层封闭能力等级构成聚类的灰类集C。这样,便可由(1)式和(2)式确定被评价对象所属的灰类,即被评价对象的封闭能力等级。
定义盖层评价的指标集Q有4项指标:Q1,泥岩厚度(H);Q2,孔隙度(φ);Q3,脆塑性(E);Q4,裂缝发育程度(F)。每个指标不相关,能独立地反映盖层有效性,因此指标能从不同层面反映盖层的有效性。定义灰类集C的4个级别为:C1,“优质”;C2,“较好”;C3,“中等”;C4,“差”。
以泥岩厚度H指标为例,来说明灰类白化函数的类型和确定方法。记点核为Ke(·),左、右点核分别KeL(·)和KeR(·),a为灰类白化函数的左端点,b为灰类白化函数的右端点。当泥岩厚度H>60m时,为第一个灰类“优质”,Ke(·)为50;40m<H≤60m,“较好”,中位灰类,KeL(·)为40,KeR(·)为60;20m<H≤40m,“中等”,中位灰类,KeL(·)为20,KeR(·)为40;0m<H≤20m,“差”,末位灰类,KeL(·)为0,KeR(·)为20。其它的孔隙度脆塑性(E)、裂缝发育程度(F)也都是数值化指标,它们的白化函数确定方法与泥岩厚度(H)相同。
然后求出两个中位灰类的均核:
Ke(·)=[KeL(·)+KeR(·)]/2
由于各个指标之间的量纲不同,需要对均核进行无量纲化处理,最后利用聚类公式进行计算,得到综合评价指标,如图6。
本发明在某区的泥岩盖层评价进行应用,取得很好的效果,在下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述:
本发明是通过以下方案实现的,所述方法包括以下步骤:
(1)从测井曲线上,泥岩段表现为高声波、低密度、高伽马、低P波阻抗的响应特征。测井分析泥岩段伽玛值在95左右,确定泥岩的P波阻抗门槛值为<12700。因此通过叠后波阻抗反演,得到泥岩展布特征(如图2)。
(2)针对研究区孔隙度解释标准,对盖层采用声波阻抗与孔隙度交会方法,分析表明,孔隙度和波阻抗的相关性较好,因此对声波阻抗进行转换,从而得到孔隙度反演体。
(3)泥岩的脆塑性与弹性参数杨氏模量和μρ最相关:塑性越高,杨氏模量越小,μρ也越小。因此通过开展叠前弹性参数反演,得到了杨氏模量和μρ,从而有效描述泥岩的脆塑性特征。
(4)基于叠前资料进行方位各向异性分析,对该区裂缝发育程度进行预测,从图5看出,断裂带及附近各向异性明显,裂缝发育,南部较北部各向异性强,由此可以圈定裂缝不发育区域为工区
(5)将盖层厚度、孔隙度、脆塑性、裂缝发育程度作为评价泥岩盖层质量的参数,优质泥岩盖层具有盖层厚度大、孔隙度小、塑性强、裂缝发育程度低、排替压力大的特点,从而获取盖层封盖性的综合评价指标,对盖层的物性进行预测和评价。图5是灰聚类方法应用结果,从图上看出,工区中部和北部的泥岩盖层封盖性最好,为优质盖层。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (8)
1.一种盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
对制约盖层质量的参数进行评价;
将上述步骤获得的结果作为评价指标,进行灰色聚类分析评价。
2.如权利要求1所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,在对制约盖层质量的参数进行评价中,包括:
对盖层进行岩性评价;
对盖层进行物性评价;
对盖层进行脆塑性评价;
对盖层进行裂缝发育程度评价。
3.如权利要求1所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,在对盖层进行岩性评价中,基于测井曲线上盖层段的地球物理响应特征,采用波阻抗反演方法进行盖层厚度预测。
4.如权利要求1所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,在对盖层进行物性评价中,采用孔隙度反演方法计算出岩层的孔隙度,从而对盖层的物性进行评价。
5.如权利要求1所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,在对盖层进行脆塑性评价中,采用叠前反演计算出弹性参数杨氏模量E和剪切模量与密度乘积μρ,从而对盖层的脆塑性进行评价。
6.如权利要求1所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,在对盖层进行裂缝发育程度评价中,采用纵波方位各向异性裂缝方法,对裂缝的发育程度和发育方向进行预测。
7.如权利要求1所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,在灰色聚类分析评价中,所有被评价对象构成聚类对象集P,所有评价指标构成评价指标集Q,所划分的盖层封闭能力等级构成聚类的灰类集C,进而确定被评价对象的封闭能力等级。
8.如权利要求7所述的盖层封盖性地震评价方法,其特征在于,令对象集为P={pi|i=1,2,…,m};指标集为Q={qj|j=1,2,…,n};灰类集为C={ak|k=1,2,…,r};
用dij表示第i个对象第j个指标的指标值,用Ke(·)jk表示第j个指标第k个灰类的阈值,用表示聚类泛关系的白化,其白化准则为L,则灰聚类的数学表达式为:
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式中:fjk表示第j个指标第k个灰类的白化函数;σik表示第i个对象第k个灰类的聚类权;ηik表示第j个指标第k个灰类的转换因子;
对象所属灰类按最大聚类权确定,即
σik*=maxk=1,…,rσik;i=1,2,…,m (2)
式中k*表示第i个对象所属灰类的序号。
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张岐山: ""盖层封闭能力的灰聚类评价方法"", 《石油勘探与开发》 * |
李明诚: "《石油与天然气运移》", 31 July 2013, 石油工业出版社 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111594153A (zh) * | 2019-02-03 | 2020-08-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 巨厚致密砾岩层下塑性泥岩的识别方法、装置和存储介质 |
CN111594153B (zh) * | 2019-02-03 | 2024-03-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 巨厚致密砾岩层下塑性泥岩的识别方法、装置和存储介质 |
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