CN109407148A - 一种基于“v”型avo特征的地层信息预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于“V”型AVO特征的地层信息预测方法，本发明从波动的叠加和干涉原理出发，对地层厚度和频率共同作用的调谐AVO做出论证分析，研究“V”型AVO特征所代表的地质意义，建立基于“V”型AVO特征的地层预测方法，理清了薄层下AVO“V”字形的指示意义以及AVO“V”字形顶点代表的地质含义，并以此建立了基于“V”型AVO特征的地层预测技术，为储层厚度的判断提供了依据，并对薄层下AVO分析提供了指导。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探开发生产技术领域，尤其涉及一种基于“V”型AVO特征的地层信息预测方法。
背景技术
在地震勘探中，薄层的概念是相对的，由于地震勘探中定义薄层是以它的纵向分辨率为依据的，就地震子波而言，不能分辨出地层顶、底反射的地层称之为薄层。由于地震子波有不同的频率、不同的时间长度等等，因此薄层厚度的概念是相对的。Sengbush(1961)分析了法向入射时薄层的地震响应，并将薄层厚度比表示成双程旅行时Δt与震源子波主周期T的比值，他的实验为：在一个地层中嵌入一个高速层，假定所有地层的密度恒定，当夹层厚度大于震源子波的周期时，夹层顶、底的反射波立刻分开，并和震源子波的波形相同，而当夹层的厚度Δt约等于震源子波周期的一半时，出现调谐效应，此时合成反射波的振幅变成最大，随着Δt/T<1/2，合成反射波振幅降低，波形如震源子波发生畸变； 70年代，Widess对薄层进行了定义，并且推导了Widess近似公式，用于预测薄层的厚度[2]；1982年，Kallweit和Wood对Widess的工作进行了推广，当薄层的厚度是地震子波主波长的1/8时，他们观测到合成地震响应接近于原来震源子波的一种畸变[3]。1994年，李庆忠也给出了一个不太严格的垂向分辨率的定义[4]；2001年，汪恩华等人给出一种新的薄储层厚度的计算方法，他们综合考虑了振幅、主频和频宽等信息，计算出的厚度要比单纯利用振幅时计算的精度高，同年，他们还利用反射系数谱理论对薄层反射进行了模拟，获得了薄层条件下不同频率成分的纵波反射系数谱数学关系式；2006年，Cheng tiansheng和 Liu yang基于反射系数谱理论对薄层多波AVO进行了讨论[7]。AVO(Amplitude versus offset)分析是常用的一种振幅解释工具，它超出了法向入射反射振幅的解释范围，是一个很有用的预测岩性和孔隙－流体、储层体积方面的工具。随着勘探技术的发展，多次覆盖数据品质逐渐提高，叠前数据包含着比叠后数据更加丰富的地质信息，AVO技术就充分的利用CDP道集资料进行分析；其次，AVO技术具有较成熟的理论基础，不但反映了反射振幅随着偏移距的变化关系，而且与岩石物理参数联系起来，反映了岩性信息；再者，岩石中充填流体特别是气时，纵波速度减小明显，泊松比随之降低，AVO现象明显，因此，AVO技术十分有利于检测气藏。AVO分析基于Zoeppritz方程，Zoeppritz方程体现了入射平面波沿水平分界面入射时，反射波和透射波振幅随着入射角的变化关系。为了克服由Zoeppritz方程导出的反射系数形式复杂及不易进行数值计算的困难，许多学者对Zoeppritz方程进行了简化。在不同的假设条件下，Bortfield，Smith，Shuey， Hilerman，Aki和Richards，Gidlow，郑晓东等人对该方程进行了简化。这些简化公式使得Zoeppritz方程更加适于实际应用。各种近似方法都是在一定的假设条件下对Zoeppritz方程进行近似，体现了岩性参数的不同方面，其不同的表达形式主要在于所选用的参数和出发点不同，目的是强调不同的参数变化对反射振幅的影响及其敏感程度。
无论是Zoeppritz方程，还是它的近似公式，都描述的是单个界面反射振幅的变化规律，没有考虑厚度信息，而实际的储层又多为薄互层或者薄层结构，厚度信息的存在影响了AVO变化规律，增大了地震勘探的难度。Meissner和Meriner(1969)以及Juhlin和Young(1993)都模拟研究了一组不同波模式干涉条件下的无限序列薄层AVO响应，结果都指出：薄层顶底的反射波对地震总响应的贡献是主要的，但是反射波中还包括夹层P波多次波、夹层S波的作用，当薄层和周围介质之间的岩石物性差增大时，P-S转换波的作用不可忽略。Simmons和Backus(1994)和Mohammed(2005)也都分别对薄层内的转换波进行研究，分析了转换波在薄层地震响应中的作用，在Widess近似公式的基础上，Mohammed提出一种包含厚度信息的计算薄层AVO的近似公式。为了分析AVO与薄层厚度的关系,赵伟等绘制了不同薄层厚度条件下砂泥岩界面的 AVO曲线,得到薄层调谐效应使AVO曲线的变化规律发生翻转。佘钰蔚等对声学介质和弹性介质条件下的薄互层AVO响应进行研究，其次利用交错差分弹性波动方程对韵律型含气等厚薄互层进行数值模拟，研究薄层数和单层厚度对薄互层 AVO响应的影响，最后利用梯度的变化特征，对薄互层层进行分类，研究其截距梯度交会(P-G)属性。
发明内容
本发明提供了一种基于“V”型AVO特征的地层信息预测方法，理清了薄层下AVO“V”字形的指示意义以及AVO“V”字形顶点代表的地质含义，并以此建立了基于“V”型AVO特征的地层预测技术，为储层厚度的判断提供了依据，并对薄层下AVO分析提供了指导。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种基于“V”型AVO特征的地层信息预测方法，包括以下步骤：
薄层的判断：即从波动的叠加和干涉原理出发，通过分析薄层上下界面的反射波叠加后的特点，来说明薄层的存在对反射波的影响
假设有一个薄层夹于均匀层中，并认为薄层顶、底的反射波相同，振幅一样，只存在时差，再把子波简化为周期T，频率为f，振幅A的简谐波，以便找出叠加振动的振幅与各个参数的简单明了的关系，设上界面反射波为R1：
下界面反射波为R2：
式中，b为薄层厚度，V是薄层的波速，上下界面反射的时差为由于上两式中，两个波动的时间因子分别写成和所以二者之差正好是
合成的薄层反射：
利用的关系，有：
所以薄层反射振幅的绝对值是：
当很小时，可以近似的认为可以进一步的推导出：
式(6)给出了在一定的简化条件下，薄层反射振幅Ad与薄层厚度b和顶底单个反射振幅A以及波长λ、频率f之间的简单明确的关系，当频率一定时，地层厚度当层厚为λ/4时，调谐作用最大，合成振幅为最大，厚度λ/4称之为调谐厚度；当厚度一定时，子波频率为V4b时，调谐作用最大，合成振幅为最大，频率V4b称之为调谐频率；建立了如下地质模型，泥岩的参数：纵波速度3000m/s，横波速度2120m/s，密度2.6g/cc；砂岩参数：纵波速度2000m/s，横波速度1415m/s，密度1.9g/cc，近道子波选取主频为50Hz的，向远道逐渐变化为主频为35Hz的子波；
根据Zoeppritz方程公式，计算出的G属性很小，可忽略不计，根据不同厚度波的干涉理论，当储层厚度小于10m时，近道的调谐要大于远道的调谐效果，这时近道能量要强于远道，表现为振幅随着偏移距的增大而减小的特征，表现为 IV类AVO异常；当储层厚度大于14.3m时，这时远道的调谐要强于近道，振幅表现为振幅随着偏移距的增大而增大的特点，表现为III类AVO异常；当储层厚度位于10～14.3m间时，这时调谐恰好发生在某一偏移距处，振幅则表现为振幅随偏移距的增大，先增大后减小的特点，通过模型分析发现，储层厚度变厚，则“V”顶点往远偏移距位置漂移，反之，则往近偏移距位置漂移。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
理清了薄层下AVO“V”字形的指示意义以及AVO“V”字形顶点代表的地质含义，并以此建立了基于“V”型AVO特征的地层预测技术，为储层厚度的判断提供了依据，并对薄层下AVO分析提供了指导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本实施例所述的一种基于“V”型AVO特征的地层信息预测方法，包括以下步骤：
薄层的判断：即从波动的叠加和干涉原理出发，通过分析薄层上下界面的反射波叠加后的特点，来说明薄层的存在对反射波的影响
假设有一个薄层夹于均匀层中，并认为薄层顶、底的反射波相同，振幅一样，只存在时差，再把子波简化为周期T，频率为f，振幅A的简谐波，以便找出叠加振动的振幅与各个参数的简单明了的关系，设上界面反射波为R1：
下界面反射波为R2：
式中，b为薄层厚度，V是薄层的波速，上下界面反射的时差为由于上两式中，两个波动的时间因子分别写成和所以二者之差正好是
合成的薄层反射：
利用的关系，有：
所以薄层反射振幅的绝对值是：
当很小时，可以近似的认为可以进一步的推导出：
式(6)给出了在一定的简化条件下，薄层反射振幅Ad与薄层厚度b和顶底单个反射振幅A以及波长λ、频率f之间的简单明确的关系，当频率一定时，地层厚度当层厚为λ/4时，调谐作用最大，合成振幅为最大，厚度λ/4称之为调谐厚度；当厚度一定时，子波频率为V4b时，调谐作用最大，合成振幅为最大，频率V4b称之为调谐频率；建立了如下地质模型，泥岩的参数：纵波速度3000m/s，横波速度2120m/s，密度2.6g/cc；砂岩参数：纵波速度2000m/s，横波速度1415m/s，密度1.9g/cc，近道子波选取主频为50Hz的，向远道逐渐变化为主频为35Hz的子波；
根据Zoeppritz方程公式，计算出的G属性很小，可忽略不计，根据不同厚度波的干涉理论，当储层厚度小于10m时，近道的调谐要大于远道的调谐效果，这时近道能量要强于远道，表现为振幅随着偏移距的增大而减小的特征，表现为 IV类AVO异常；当储层厚度大于14.3m时，这时远道的调谐要强于近道，振幅表现为振幅随着偏移距的增大而增大的特点，表现为III类AVO异常；当储层厚度位于10～14.3m间时，这时调谐恰好发生在某一偏移距处，振幅则表现为振幅随偏移距的增大，先增大后减小的特点，通过模型分析发现，储层厚度变厚，则“V”顶点往远偏移距位置漂移，反之，则往近偏移距位置漂移。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (1)
1.一种基于“V”型AVO特征的地层信息预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
薄层的判断：即从波动的叠加和干涉原理出发，通过分析薄层上下界面的反射波叠加后的特点，来说明薄层的存在对反射波的影响；
假设有一个薄层夹于均匀层中，并认为薄层顶、底的反射波相同，振幅一样，只存在时差，再把子波简化为周期T，频率为f，振幅A的简谐波，以便找出叠加振动的振幅与各个参数的简单明了的关系，设上界面反射波为R1：
下界面反射波为R2：
式中，b为薄层厚度，V是薄层的波速，上下界面反射的时差为由于上两式中，两个波动的时间因子分别写成和所以二者之差正好是
合成的薄层反射：
利用的关系，有：
所以薄层反射振幅的绝对值是：
当很小时，可以近似的认为可以进一步的推导出：
式(6)给出了在一定的简化条件下，薄层反射振幅Ad与薄层厚度b和顶底单个反射振幅A以及波长λ、频率f之间的简单明确的关系，当频率一定时，地层厚度当层厚为λ/4时，调谐作用最大，合成振幅为最大，厚度λ/4称之为调谐厚度；当厚度一定时，子波频率为V/4b时，调谐作用最大，合成振幅为最大，频率V/4b称之为调谐频率；建立了如下地质模型，泥岩的参数：纵波速度3000m/s，横波速度2120m/s，密度2.6g/cc；砂岩参数：纵波速度2000m/s，横波速度1415m/s，密度1.9g/cc，近道子波选取主频为50Hz的，向远道逐渐变化为主频为35Hz的子波；
根据Zoeppritz方程公式，计算出的G属性很小，可忽略不计，根据不同厚度波的干涉理论，当储层厚度小于10m时，近道的调谐要大于远道的调谐效果，这时近道能量要强于远道，表现为振幅随着偏移距的增大而减小的特征，表现为IV类AVO异常；当储层厚度大于14.3m时，这时远道的调谐要强于近道，振幅表现为振幅随着偏移距的增大而增大的特点，表现为III类AVO异常；当储层厚度位于10～14.3m间时，这时调谐恰好发生在某一偏移距处，振幅则表现为振幅随偏移距的增大，先增大后减小的特点，通过模型分析发现，储层厚度变厚，则“V”顶点往远偏移距位置漂移，反之，则往近偏移距位置漂移。
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|---|---|---|---|
| CN201810288478.7A CN109407148A (zh) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 一种基于“v”型avo特征的地层信息预测方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114002743A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-02-01 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种天然气水合物藏厚度的计算方法及装置 |
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2018
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘仕友 等: "调谐AVO的存在条件及其识别", 《物探化探计算技术》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114002743A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-02-01 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种天然气水合物藏厚度的计算方法及装置 |
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