CN109781039B - 溶洞的纵向尺度定量预测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法，属于油气储集层预测技术领域。所述方法包括：获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型；根据层速度信息和所述地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型；基于所述每个溶洞的层速度模型，确定所述每个溶洞的地震剖面图；基于所述每个溶洞的地震剖面图，提取出所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定三者之间的函数关系；检测待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值；基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。采用本发明，可以得到较为准确的溶洞的纵向尺度。

Description

溶洞的纵向尺度定量预测的方法

技术领域

本发明涉及油气储集层预测领域，特别涉及一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法。

背景技术

石油和天然气是国家重要战略资源，是国家经济发展的命脉。油气的储集层又有多种，如砂岩储集层、碳酸盐岩储集层等，其中，碳酸盐岩储集层的油气储量约占全世界油气总储量的50％，在世界油气储集中占有重要地位。碳酸盐岩储集层主要以溶洞的形式存在。因此，准确预测出溶洞的纵向尺度也就成了对储集层预测和油气储藏描述的基础。

目前，对于溶洞的纵向尺度的定量预测主要采用地震反演方法，即通过人工激发地震波，并根据地震波响应的数据得到相应的储集层地质模型，从而得到溶洞的纵向尺度的数据。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

相关技术中的地震反演方法通过地震波响应的数据得到储集层地质模型，存在多解问题，即对于同一地震波响应，可能会对应有多种不同的储集层地质模型，那么，由此得到的溶洞的纵向尺度也会不准确。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法，所述方法包括：

获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，基于每个溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型；

根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述每个溶洞的地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型；

对所述每个溶洞的层速度模型，进行正演模拟，得到所述每个溶洞的地震剖面图；

基于所述每个溶洞的地震剖面图，提取出所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值；

基于所述每个溶洞的纵向尺度、及所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定所述目标区域内的溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系；

检测目标区域内的待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值；

基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

可选的，所述根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述多个溶洞的地质模型，建立所述多个溶洞的层速度模型，包括：

根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型。

可选的，所述根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型，包括：

将所述目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度和溶洞的层速度，分别添加到所述每个溶洞的地质模型的相应位置，得到所述每个溶洞的层速度模型。

可选的，所述基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系，包括：

基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，进行函数拟合，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系为：

其中，H为所述待测位置的溶洞的纵向尺度，a、b、c为常数系数，ΔA为地震道振幅变化值，

为地震道相位变化值。

可选的，所述基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度，包括：

将所述带测位置的地震道振幅变化值和相位变化值，代入

中，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

第二方面，提供了一种溶洞的纵向尺度定量预测的装置，所述装置包括：

第一建模模块，用于获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，基于每个溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型；

第二建模模块，用于根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述每个溶洞的地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型；

正演模块，用于对所述每个溶洞的层速度模型，进行正演模拟，得到所述每个溶洞的地震剖面图；

提取模块，用于基于所述每个溶洞的地震剖面图，提取出所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值；

确定模块，用于基于所述每个溶洞的纵向尺度、及所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定所述目标区域内的溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系；

检测模块，用于检测目标区域内的待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值；

计算模块，用于基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

可选的，所述第二建模模块，用于：

根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个已勘测的溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型。

可选的，所述第二建模模块，用于：

将所述目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度和溶洞的层速度，分别添加到所述每个溶洞的地质模型的相应位置，得到所述每个溶洞的层速度模型。

可选的，所述确定模块，用于：

基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，进行函数拟合，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系为：

其中，H为所述待测位置的溶洞的纵向尺度，a、b、c为常数系数，ΔA为地震道振幅变化值，

为地震道相位变化值。

可选的，所述计算模块，用于：

将所述待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值，代入

中，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例中，先基于实际地层关系及钻井、测井资料，建立已知的多个溶洞的层速度模型，再对该层速度模型进行正演模拟，得到其地震剖面。然后对地震剖面中各溶洞对应的地震道振幅极大值和相位值进行提取，并建立溶洞的纵向尺度和与其对应的地震道振幅极大值、相位值之间的函数关系，那么在已知的地震道振幅极大值、相位值的情况下，函数关系中就只有溶洞的纵向尺度是唯一的未知量，可以准确的将其求出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种溶洞的地质模型示意图；

图3是本发明实施例提供的一种溶洞的速度模型示意图；

图4是本发明实施例提供的一种溶洞的纵向尺度与地震道振幅变化值、地震道相位变化值之间的关系示意图；

图5是本发明实施例提供的一种溶洞的纵向尺度定量预测的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法，该方法可以由终端实现。其中，终端可以包括有钻井测井设备和计算机设备，钻井测井设备可以设置在有碳酸盐岩储集层的井区内，用于钻探新井、勘测已存井的地震数据等，计算机设备可以对钻井测井所得的地震数据进行分析。

如图1所示，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：

在步骤101中，获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，基于每个溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型。

其中，目标区域为包括有多个已勘测的溶洞和待勘测溶洞的区域。

在实施中，技术人员可以从对目标区域进行勘测所得到的钻井测井资料中，得到该区域内多个溶洞的纵向尺度，然后利用计算机中的建模软件，对每个已勘测的溶洞进行建模，获得其地质模型。对于地质模型的表现形式，可以是每个溶洞均单独建立一个地质模型，也可以是对多个溶洞建立一个地质模型，这里以如图2所示的多个溶洞建立一个地质模型为例进行说明。在该地质模型中所体现的信息主要有溶洞的纵向尺度，溶洞与上覆地层、下覆地层之间的地层关系。

在步骤102中，根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和每个溶洞的地质模型，建立每个溶洞的层速度模型。

其中，钻井测井资料中的层速度信息通过地震测井法、声波测井法等多种方法均可测得。

在实施中，技术人员可以将钻井测井资料中的上覆地层的层速度、溶洞的层速度和下覆地层的层速度，添加到建立的多个溶洞多对应的地质模型中，得到如图3所示的层速度模型。该层速度模型中所体现的信息主要有溶洞的纵向尺度，溶洞与上覆地层、下覆地层之间的地层关系，和上覆地层的层速度、溶洞的层速度和下覆地层的层速度。

在步骤103中，对每个溶洞的层速度模型，进行正演模拟，得到每个溶洞的地震剖面图。

其中，正演模拟是通过构造地质模型来观测地质模型所产生的地震响应。

在实施中，技术人员对层速度模型，开展正演模拟。通过对该层速度模型模拟加载一定主频的雷克子波，观测雷克子波在地质模型中的各地震道对应的波形。这些地震道对应的波形便组成了该地质模型对应的地震剖面图。

在步骤104中，基于每个溶洞的地震剖面图，提取出每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值。

其中，每个溶洞所对应的地震道振幅变化值为溶洞所对应的地震道振幅极大值与没有溶洞的上覆地层的地震道振幅极大值的差值，而没有溶洞的上覆地层的地震道振幅极大值可以近似认为是零。每个溶洞所对应的相位变化值为溶洞所对应的地震道振幅极大值处的相位值与没有溶洞的上覆地层层底的相位值的差值，而没有溶洞的上覆地层层底的相位值可以近似认为是零。

在实施中，根据获得的地震剖面图，提取出每个溶洞对应的地震道振幅极大值和相位值，并转换为地震道振幅变化值和地震道相位变化值。对于获得的每个溶洞的地震道振幅变化值和地震道相位变化值与每个溶洞的纵向尺度对应存储，存储形式可以为如表1所示的对应关系表。

表1

溶洞标号	溶洞纵向尺度	地震道振幅变化值	地震道相位变化值
				溶洞1	3m	100	4ms
溶洞2	5.1m	322	6ms
				溶洞3	6m	400	7ms
溶洞4	10.8m	537	9ms
				溶洞5	16m	800	11ms
……	……	……	……

在步骤105中，基于每个溶洞的纵向尺度、及每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定目标区域内的溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和地震道相位变化值之间的函数关系。

在实施中，技术人员可以基于上述表1中的溶洞纵向尺度、溶洞的对应的地震道振幅变化值和地震道相位变化值，通过MATLAB等数据分析软件，进行函数拟合，确定出三者之间的函数关系：

其中，H为所述待测位置的溶洞的纵向尺度，a、b、c为常数系数，ΔA为地震道振幅变化值，

为地震道相位变化值。需要说明的是，上述表1中所示出的数据仅为示例性的5组数据，在实际进行函数拟合时，为了获得更为准确的函数关系，需要更多的数据支持。如图4所示，为地震道振幅变化值、地震道相位变化值和待测位置的溶洞的纵向尺度，之间的关系示意图。需要说明的是，上述表1中的数据仅为示例性的数据，并非全部勘测所得的数据。

在步骤106中，检测目标区域内的待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值。

在实施中，技术人员通过人工激发地震波，并在地面多点位进行地震波采集和记录，由采集到的待测位置的地震波所对应的地震道振幅极大值与没有溶洞的上覆地层的地震道振幅极大值取差值，该差值即为待测位置的地震道振幅变化值。由采集到的待测位置的地震道振幅极大值处的相位值与没有溶洞的上覆地层层底的相位值取差值，该差值即为待测位置的地震道相位变化值。

在步骤107中，基于函数关系和待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

在实施中，将得到的待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，代入函数关系式：

中，便可以计算的得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种溶洞的纵向尺度定量预测的装置，该装置可以为上述实施例中的终端，如图5所示，该装置包括：第一建模模块510，第二建模模块520，正演模块530，提取模块540，确定模块550检测模块560，计算模块570。

第一建模模块510，用于获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，基于每个溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型；

第二建模模块520，用于根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述每个溶洞的地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型；

正演模块530，用于对所述每个溶洞的层速度模型，进行正演模拟，得到所述每个溶洞的地震剖面图；

提取模块540，用于基于所述每个溶洞的地震剖面图，提取出所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值；

确定模块550，用于基于所述每个溶洞的纵向尺度、及所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定所述目标区域内的溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系；

检测模块560，用于检测目标区域内的待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值；

计算模块570，用于基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

可选的，所述第二建模模块520，用于：

根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个已勘测的溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型。

可选的，所述第二建模模块520，用于：

将所述目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度和溶洞的层速度，分别添加到所述每个溶洞的地质模型的相应位置，得到所述每个溶洞的层速度模型。

可选的，所述确定模块550，用于：

基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，进行函数拟合，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系为：

其中，H为所述待测位置的溶洞的纵向尺度，a、b、c为常数系数，ΔA为地震道振幅变化值，

为地震道相位变化值。

可选的，所述计算模块570，用于：

将所述待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值，代入

中，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

需要说明的是：上述实施例提供的溶洞的纵向尺度定量预测的装置在定量预测溶洞的纵向尺度时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的溶洞的纵向尺度定量预测的装置与溶洞的纵向尺度定量预测的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种溶洞的纵向尺度定量预测的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，基于每个溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型；

根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述每个溶洞的地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型；

对所述每个溶洞的层速度模型，进行正演模拟，得到所述每个溶洞的地震剖面图；

基于所述每个溶洞的地震剖面图，提取出所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，其中，所述每个溶洞所对应的所述地震道振幅变化值为所述溶洞所对应的地震道振幅极大值与没有溶洞的上覆地层的地震道振幅极大值的差值，所述每个溶洞所对应的所述相位变化值为所述溶洞所对应的地震道振幅极大值处的相位值与没有溶洞的上覆地层层底的相位值的差值；

基于所述每个溶洞的纵向尺度、及所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定所述目标区域内的溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系；

检测目标区域内的待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值；

基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述每个溶洞的地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型，包括：

根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个已勘测的溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个已勘测的溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型，包括：

将所述目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度和溶洞的层速度，分别添加到所述每个溶洞的地质模型的相应位置，得到所述每个溶洞的层速度模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系，包括：

基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，进行函数拟合，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系为：H=a·ΔA+b·Δφ+c；

其中，H为所述待测位置的溶洞的纵向尺度，a、b、c为常数系数，ΔA为地震道振幅变化值，Δφ为地震道相位变化值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度，包括：

将所述待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值，代入H=a·ΔA+b·Δφ+c中，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

6.一种溶洞的纵向尺度定量预测的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一建模模块，用于获取目标区域内多个已勘测的溶洞的纵向尺度，基于每个溶洞的纵向尺度，建立每个溶洞的地质模型；

第二建模模块，用于根据目标区域内的钻井测井资料中的层速度信息和所述每个溶洞的地质模型，建立所述每个溶洞的层速度模型；

正演模块，用于对所述每个溶洞的层速度模型，进行正演模拟，得到所述每个溶洞的地震剖面图；

提取模块，用于基于所述每个溶洞的地震剖面图，提取出所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，其中，所述每个溶洞所对应的所述地震道振幅变化值为所述溶洞所对应的地震道振幅极大值与没有溶洞的上覆地层的地震道振幅极大值的差值，所述每个溶洞所对应的所述相位变化值为所述溶洞所对应的地震道振幅极大值处的相位值与没有溶洞的上覆地层层底的相位值的差值；

确定模块，用于基于所述每个溶洞的纵向尺度、及所述每个溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，确定所述目标区域内的溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系；

检测模块，用于检测目标区域内的待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值；

计算模块，用于基于所述函数关系和所述待测位置的地震道振幅变化值和相位值变化值，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二建模模块，用于：

根据目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度、溶洞的层速度和所述多个已勘测的溶洞的地质模型，建立所述多个已勘测的溶洞的层速度模型。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二建模模块，用于：

将所述目标区域内的钻井测井资料中的上覆地层的层速度、下覆地层的层速度和溶洞的层速度，分别添加到所述每个溶洞的地质模型的相应位置，得到所述每个溶洞的层速度模型。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

基于所述多个已勘测的溶洞的纵向尺度、及所述多个已勘测的溶洞所对应的地震道振幅变化值和相位变化值，进行函数拟合，确定溶洞的纵向尺度、地震道振幅变化值和相位变化值之间的函数关系为：H=a·ΔA+b·Δφ+c；

其中，H为所述待测位置的溶洞的纵向尺度，a、b、c为常数系数，ΔA为地震道振幅变化值，Δφ为地震道相位变化值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算模块，用于：

将所述待测位置的地震道振幅变化值和相位变化值，代入H=a·ΔA+b·Δφ+c中，计算得出待测位置的溶洞的纵向尺度。

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