CN108663713A - 一种建立深度域构造模型的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种建立深度域构造模型的方法。该方法包括以下步骤：对测井曲线进行单井校正处理和多井一致性处理；利用地震叠加速度谱逐层建立速度场以建立速度模型，并进行时深转换；基于时深转换得到的深度与井相应地质分层深度之间的误差对层段内速度场进行校正；对经校正后的层段内速度场再次进行时深转换以得到深度域构造模型。本发明通过提高时间域构造解释的准确性、以及时深转换速度模型的合理性两方面，提高了深度域构造模型的精细程度。

Description

一种建立深度域构造模型的方法

技术领域

本发明涉及油地球物理技术领域，更具体地，涉及一种建立深度域构造模型的方法。

背景技术

在传统的构造解释工作中，通常在地震波形和变密度剖面中进行追踪。但在薄互层和横向非均质性较强的地层中，由于受地震反射结构以及调谐等因素的影响，储层的层位解释就会存在很多问题，多解性较强,直接应用振幅和波形的构造解释会出现偏差甚至错误的情况。同时，由于空间速度场的分布不均匀，导致所建立速度模型不能客观反映地下构造形态特征，从而误导圈闭优选和井位部署。本项发明可有效解决在薄层、以及非均质性较强地层解释过程中遇到的多解性、不确定性问题。

构造解释的精度直接影响到储量以及井位的部署，在早期的构造圈闭解释中，地层沉积厚度较厚,地层反射面清晰，可解释性强。但随着近年岩性及复杂圈闭的进一步勘探开发，以及薄互层、低孔低渗层、横向非均质性强油气藏的开采，精细构造解释的难度日益增加。

深度域的构造模型主要取决于时间域的精细构造解释和速度模型。常规的时间域构造解释主要是在地震变密度及波形的基础上来进行解释，但受限于复杂的地质构造以及地震采集处理的影响，地震资料的可解释性较差，老一代地球物理学家提出通过改善静校正和信噪比来改善地震资料品质，从地震资料处理方面来提高速度模型精度和构造的可解释性(李庆忠.关于低信噪比地震资料的基本概念和质量改进方向[J],石油地球物理勘探，1986，21(04)：343364)，但是受制于地震固有分辨率的影响(云美厚.地震分辨率[J].勘探地球物理进展，2005,28(1)：1218.)，薄层及非均质性等复杂地层的精细构造解释仍然是一个难题。

除时间域构造模型之外，影响深度域构造解释及深度域成图的另一个关键因素是速度，在时深转换中，主要应用层速度模型来进行时深转换，而层速度模型的来源，主要是速度谱,声波测井资料等，现阶段主要的应用方式是根据三维地震资料拾取地震速度谱，利用dix公式转换为层速度模型，来进行时深转换(李明娟,李守济,牛滨华.地震速度谱在精细深度图制作中的应用[J]，石油物探，2004,43(3):272274)。

曹丹平(2008)在深度域资料特点分析的基础上，利用区域速度和层析成像速度将深度域井间地震资料转换到时间域进行研究，并通过粗化降频建立起井间地震资料与地而地震资料之间的相似性联系，得到对井间地震低频反射特征的认识，结合井旁道合成地震记录标定建立起井间地震资料的反射特征，准确的解释了井间地震的反射层位(曹丹平，印兴耀，张繁昌，等.井间地震资料精细解释方法研究与应用[J].地球物理学进展，2008,23(4):12091215.)，同时，三维地震资料对精细层解释中利用了变速时深的转换技术，为提高构造成图精度，采用“层位控制法”进行变速成图，但是时深转换后深度域构造的精度问题一直未能有效解决。

在利用反演转为速度模型的研究过程中，现阶段的主要方法采用反演成果转换速度模型的原理是先进行弹性波阻抗反演得到阻抗实现成果，再消除密度等影响参数，最终得到速度模型，从而应用速度模型来进行时深转换和构造模型解释(梁劲，王宏斌，梁金强.Jason反演技术在天然气水合物速度分析中的应用[J].南海地质研究，2006,13(00):114120.)。主要的技术平台为CGG的GLOG、西方地球物理公司的PIVT以及加拿大Seislog速度反演平台等，经过近几年的发展及技术的推广应用，比较成熟的速度反演技术主要在Strata和Jason地学平台中，但是传统的叠后、低分辨率波阻抗反演已经远远不能满足预测及解释需求。

现阶段的勘探开发都对层位有很强的依赖性，无论是高精度、高分辨率的精细储层预测，还是地质建模及储量计算、油藏动态分析，都与构造模型息息相关。因此展开精细构造解释方法研究很有必要。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述问题。本发明所提出的建立深度域构造模型的方法应用井震结合(曲方春.井震结合构造解释方法在油田开发中的应用[J].硅谷，2014,163(19):100101)的方法，在传统波形及变密度域解释的技术上，融入特色的层析法速度建模技术、并与高分辨率的地质统计学反演(王香文，刘红，等.地质统计学反演技术在薄储层预测中的应用[J].石油与天然气开发，2012,33(5)：730735)相结合，在时间域和速度域两方面进行优化，从而得到精细的深度域构造模型，为储量计算和井位部署奠定良好的基础。

本发明提出了一种建立深度域构造模型的方法。该方法包括以下步骤：对测井曲线进行单井校正处理和多井一致性处理；利用地震叠加速度谱逐层建立速度场以建立速度模型，并进行时深转换；基于时深转换得到的深度与井相应地质分层深度之间的误差对层段内速度场进行校正；对经校正后的层段内速度场再次进行时深转换以得到深度域构造模型。

优选地，所述方法还包括：利用通过确定性反演确定的地层边界对基于所述深度域构造模型得到的地层边界进行判别。

优选地，所述方法还包括：利用基于地震资料、测井资料的地质统计结果对基于所述深度域构造模型的地震波形反射杂乱区域进行判别。

优选地，采用多元曲线回归法对测井曲线进行单井校正处理。

优选地，采用直方图法对测井曲线进行多井一致性处理。

优选地，采用直方图法对测井曲线进行多井一致性处理包括：选取标志层段、统计多井之间曲线的统计峰态，对响应幅度异常进行校正。

优选地，利用DIX公式将地震叠加速度谱转换为层速度以建立速度场。

本发明所提出的建立深度域构造模型的方法的关键在于，解释一定数量的质控层，并以为始的叠加速度谱为初始速度趋势，至上而下，每建立完一层速度场后进行时深转换，与井相应地质分层进行误差统计分析，用井点实测速度来进行校正，直至时深转换深度误差在允许范围内，依次逐层建立速度层，将整体的深度域偏差消除在每一个质控层内，使得各质控层段都能得到较精细的速度模型。针对局部的速度和构造异常，采用高分辨率的地质统计学反演进行预测，雕刻异常体边界及速度细节，指导时间域构造解释并将速度异常表征到时深转换的速度场中，从而通过提高时间域构造解释的准确性、以及时深转换速度模型的合理性两方面，解决了传统深度域构造模型精细程度差的难题(徐立恒,鲜波,薛玉英,李彦斌.高精度地震时深转换方法研究及应用[J].吉林大学学报(地球科学版).2014(05):17121719)，提高了深度域构造模型的精细程度。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，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例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为根据本发明的一种实施方案的建立深度域构造模型的方法的流程图；

图2a为单井曲线拼接示意图；

图2b为单井曲线校正示意图；

图3a为一致性处理前GR曲线直方图；

图3b为一致性处理后GR曲线直方图；

图3c为一致性处理前密度曲线直方图；

图3d为一致性处理后密度曲线直方图；

图4为地震速度谱剖面图；

图5为基于井插值得到的层速度剖面图；

图6为基于本发明的速度模型得到的层速度剖面图；

图7a为校正前构造层位与井地质分层匹配效果图；

图7b为校正后构造层位与井地质分层匹配效果图；

图8为校正前后剖面对比图；

图9为波形分裂引起的解释方案的不确定性；

图10为地震调谐引起的解释方案的不确定性；

图11为基于地震波形的构造解释方案；

图12为经确定性反演确定的地层边界判别后的构造解释方案；

图13a为地震波形剖面图；

图13b为基于高分辨率统计学成果的构造解释方案；

图14a为优化前的构造解释方案平面图；

图14b为优化后的构造解释方案平面图；

图15a为优化前的构造解释方案三维图；

图15b为优化后的构造解释方案三维图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，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例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1为根据本发明的一种实施方案的建立深度域构造模型的方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：

(1)对测井曲线进行单井校正处理和多井一致性处理。

测井曲线为速度、密度、自然伽马等的实测曲线，对这些实测曲线进行严格的单井校正处理和多井一致性处理。

相对精确的测井相应特征是建立合理井震关系的基础，在测井资料的实际应用过程中，往往会遇到井径的变化造成测井相应特征异常，尤其表现在声波和密度的变化，因此有必要对测井资料进行单井质控优化。进行单井校正处理的目的主要是消除由于井径扩径、缩径导致的曲线局部异常，主要的方法是多元曲线回归。图2a为单井曲线拼接示意图，图2b为单井校正示意图，曲线拼接为单井校正(曲线拼接+深度校正+多元曲线回归等)的一部分。

由于各井之间测量年代、测量井筒环境、不同测量仪器之间的响应差异导致的响应规律差异，也就是通常所说的不一致性，其为导致层速度纵向和横向异常的关键因素，因此很有必要对测井资料进行多井一致性处理。常见的进行多井一致化处理的做法是直方图法。具体地，通过选取标志层段，统计多井之间曲线的统计峰态，进行整体的响应幅度异常校正。

图3a为一致性处理前GR曲线直方图，图3b为一致性处理后GR曲线直方图，图3c为一致性处理前密度曲线直方图，图3d为一致性处理后密度曲线直方图，其中，percent(Auto)表示百分比(自动)，Cumulative Frequency表示累积频率。

(2)利用地震叠加速度谱逐层建立速度场以建立速度模型，并进行时深转换。

现阶段主流的速度建模方法主要可以分为两大类，一类是根据地震来拾取速度，得到地震速度谱剖面图如图4所示，其有较合理的速度趋势，但是缺乏细节信息。可见，这类速度模型在横向上有比较合理的趋势，但纵向分辨率甚低，从横向上来看，拾取的速度虽然比较稀疏，得到的速度模型可以认为趋势比较合理，但细节不足；第二类是基于井速度的层速度模型，主要依靠井插值来进行，所得到的层速度剖面图如图5所示，井插值速度模型含丰富的井高频信息，但其横向趋势与地震的速度谱的匹配性及合理性欠佳。对于井插值模型，远离井控的区域的速度合理性有待进一步论证，其还有井曲线并不是全时间域的这样的缺陷，正如之前所论述的测井单井质量和多井一致性问题，井插值速度模型的横向趋势的合理性需要进一步的质控。

总的来说，这两种速度建模方法各有优势：一个有较合理的趋势体现，一个有更加丰富的细节表征。

本发明基于拾取的海底面以及多个标志层，利用地震叠加速度谱逐层建立速度场以建立速度模型。本发明所提出的速度建模方法是以地震速度谱为背景速度趋势，以经过严格质控和优化的测井速度为约束，兼顾地震速度谱的合理趋势和测井趋势的精细速度表征，经得起趋势论证，可承受的了细节考究。

层段内速度场的建立有井插值、确定性反演阻抗转换、统计学反演阻抗转换几种方法，其中阻抗转换速度的方法主要是通过井实测曲线来建立阻抗与速度的拟合关系，进而将高分辨率的阻抗信息转换为速度场。

在示例性实施方案中，利用DIX公式将地震叠加速度谱转换为层速度以建立速度场。基于本发明的速度建模方法所得到的层速度剖面如图6所示，其在保持速度谱趋势的基础上，融入井、反演等信息，使得速度模型兼具合理的趋势和丰富的细节。

基于速度模型进行时深转换的具体步骤是：首先质控测井分层，得到该地层的真实厚度，根据相应的层速度，计算出各井点的地层时间厚度。

(3)基于时深转换得到的深度与井相应地质分层深度之间的误差对层段内速度场进行校正。

当上覆地层构造模型时深转换后与井相应地质分层误差统计在允许范围后，再进行下一层的速度场建立及时深转换，否则进行该层段速度场校正。依此将目的层时深转换误差消除在每一个质控层内，通过层层质控、层层解析得到最终精细的、可用于区域时深转换和建模研究的层速度模型。

与传统的基于地震波形和变密度剖面的构造解释方案相比，本发明突破地震调谐的影响，准确地拾取到了真实的地层反射界面。本发明所采用的校正方法是根据VSP校正的井速度和井实钻厚度来反算地层真实时间厚度，对于波形解释成果进行整体的上移或者下移。

图7a为校正前构造层位与井地质分层匹配效果图，图7b为校正后构造层位与井地质分层匹配效果图，对比图7a和图7b可知，校正后构造层位与井地质分层匹配性得到了显著的改善。图8为校正前后剖面对图，可见校正后更准确地拾取到了真实的地层反射界面图。

在示例性实施例中，可以利用通过确定性反演确定的地层边界对基于所述深度域构造模型得到的地层边界进行判别。

在精细的构造解释过程中，以薄互层油藏为例，由于受地震调谐的影响，常常出现如图9如示的波形分裂、图10中的调谐等现象，真实地层边界难以确定，使得构造的解释方案存在多解性。

确定性反演是严格基于地震的反演，但由于其能有效地去除子波的调谐效应，进而能突破地震的分辨率来指导层位解释。图11为基于地震波形的具有不确定性的构造解释方案，由图可见，层位向右侧解释存在上中下等多种可能方案，不确定性较大；层位向左解释也存在上、下等多种可能方案，不确定性较大。图12为经确定性反演确定的地层边界判别后的构造解释方案，如图可见，确定性反演对于地层边界的刻画，使得面对地震调谐和波形分解的薄层解释成为可能。确定性反演确定了该套地层的边界，克服了直接波形解释的不确定性。

在示例性实施例中，可以利用基于地震资料、测井资料的高分辨率地质统计结果对基于所述深度域构造模型的地震波形反射杂乱区域进行判别。

在横向非均质性较强的地区，往往会有如图13a所示的部分波形比较杂乱区域，导致层位真实界面的难以确定，进而为砂体以及储量计算引入了很大的不确定性。高分辨率地质统计学从地震资料、测井资料等先验信息出发，首先通过统计过程建立基础概率分布区间和描述参数，之后，基于贝叶斯(最小二乘法)判别准则实现井点实测参数和求解参数的偏差最小化。在此基础上，开展高分辨率马尔科夫链-蒙特卡洛地质统计学反演，得到如图13b所示的反演成果是满足测井、地质、开发、动态等先验信息、地震等后验信息的最优解，有效降低地震视多解性，为不确定性的薄层解释提供了相对确定性的解释依据和方法。

基于步骤(3)得到的精细构造解释成果可初步用于时深转换。对比深度域层位和严格质控后的井地质分层，对比分析误差，对于纵向上的不合理进行调整。在横向趋势上，时深转换后的构造模型与储量、开发等信息来进行背对背检验，例如通过对比开发井与注水井的砂体、油水连通关系、压力传导资料来后验砂体解释方案的合理性；通过对比时深转换后验井井点构造图深度与井实钻深度来检验时间域构造的合理性等，进而得到最终的、合理的精细构造解释方案。

图14a为优化前的构造解释方案平面图，可见该构造模型只具备整体趋势，缺乏细节特征，不能满足精细构造解释标准；图14b为优化后的构造解释方案平面图，可见在进行优化后在整体趋势下丰富了细节特征，对于存在多解性等区域有较合理的解释方案，与井分层等地质信息对应良好。图15a为优化前的构造解释方案三维图，可见该构造模型只有整体趋势，缺乏细节，通过与井对比，发现局部不合理；图15b为优化后的构造解释方案三维图，可见优化后构造模型细节得到丰富，与井各地质分层的对应关系也更好。

(4)对经校正后的层段内速度场再次进行时深转换以得到深度域构造模型。

整体来说，本发明的关键之处就在于时间域构造层位合理解释以及速度场精细建立，进而得到精准的深度域构造解释方案。与传统的构造解释相比，其优势在于融合了反演与速度信息，丰富了地球物理论证过程和质控流程，进而才能得到合理、可靠性较高的深度域构造模型。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

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。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种建立深度域构造模型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对测井曲线进行单井校正处理和多井一致性处理；

利用地震叠加速度谱逐层建立速度场以建立速度模型，并进行时深转换；

基于时深转换得到的深度与井相应地质分层深度之间的误差对层段内速度场进行校正；

对经校正后的层段内速度场再次进行时深转换以得到深度域构造模型。

2.根据权利要求1所述的建立深度域构造模型的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用通过确定性反演确定的地层边界对基于所述深度域构造模型得到的地层边界进行判别。

3.根据权利要求1所述的建立深度域构造模型的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用基于地震资料、测井资料的地质统计结果对基于所述深度域构造模型的地震波形反射杂乱区域进行判别。

4.根据权利要求1所述的建立深度域构造模型的方法，其特征在于，采用多元曲线回归法对测井曲线进行单井校正处理。

5.根据权利要求1所述的建立深度域构造模型的方法，其特征在于，采用直方图法对测井曲线进行多井一致性处理。

6.根据权利要求5所述的建立深度域构造模型的方法，其特征在于，采用直方图法对测井曲线进行多井一致性处理包括：选取标志层段、统计多井之间曲线的统计峰态，对响应幅度异常进行校正。

7.根据权利要求1所述的建立深度域构造模型的方法，其特征在于，利用DIX公式将地震叠加速度谱转换为层速度以建立速度场。