CN110439534B - 一种地震资料井漏预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地震资料井漏预测方法，涉及油气田勘探开发的地震资料应用技术领域，a、高分辨率处理；b、精细层位对比；c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率；d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；f、计算微幅褶皱量：根据曲率正负符号、曲率大小和振幅差异值三个参数，综合计算微幅褶皱量；g、微幅褶皱分级：根据计算的微幅褶皱量，对微幅褶皱进行分级；h、井漏点预测：根据井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置。本方法根据微幅褶皱来预测水平井的裂缝性井漏点的准确性和效率显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及油气田勘探开发的地震资料应用技术领域，确切地说涉及一种地震资料井漏预测方法。
背景技术
四川盆地页岩气水平井钻井等作业过程中，常常发生井漏，严重影响了页岩气勘探开发工程进展和开发效果。
井漏是指在钻进、固井、测试或修井等井下作业中各种工作液，包括钻井液、水泥浆、完井液以及其他流体等在压差作用下直接进入地层的一种井下复杂情况。本发明主要指钻井过程中的井漏。多数钻井过程都有不同程度的漏失。严重的井漏会导致井内压力下降，影响正常钻井、引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并井喷。
钻井过程中井漏的原因包括以下五个方面：
1、所钻地层存在自然的漏失通道，如高渗透地层、裂缝性地层和溶洞性地层。
2、钻井液性能不好或者操作不当产生人为漏失通道。
3、所钻地层压力亏空，或者钻井液密度过高，产生较大压差。
4、钻井液黏度切力过大，造成开泵压力过大，产生压力激动而憋漏地层。
5、钻井液携沙性能不好，井壁不干净，或者失水过大，滤饼厚，再加上下钻和开泵等操作不当，产生压力激动。
上述井漏原因中包含地质的、工程的、材料的、人为的因素，其中地质因素中包括高渗透地层、裂缝性地层和溶洞性地层诱发井漏，本发明针对一种地质原因——裂缝性地层导致井漏的问题，提出一种页岩气水平井井漏点的预测方法——一种利用微幅褶皱预测页岩气水平井一种井漏点的方法。
裂缝包括断层、裂缝及孔隙，为描述方便，这里统归于裂缝。裂缝的预测一般基于地震资料进行，预测的方法、算法较多，流行的包括相干属性、蚂蚁追踪等，预测的效果与算法和地震资料分辨率都有密切关系，但总能在一定程度上预测出与井漏相关的裂缝。
褶皱必定有裂缝，一般而言，背斜对应张性缝，向斜对应压性缝，张性缝则是裂缝性井漏的主要方面。微幅褶皱在相对低分辨率的地震资料上较难发现，其裂缝尺度也较小，一般的裂缝预测方法难以预测，因此需要通过地震资料的处理，得到高分辨率地震资料，拾取微幅褶皱，并由此推断裂缝发育情况，进而预测井漏点。
作者为朱洪昌、朱莉、玄长虹、刘升余、余学兵等在刊名为《石油地球物理勘探》的期刊上发表了题名为“运用高分辨率地震资料处理技术识别薄储层及微幅构造”的期刊文献，发表日期为2010年11月第45卷增刊1。该文献主要公开了：为了识别薄储层、微幅构造、小断层等小尺度地质体, 本文研究了以保护和提高地震资料高频成分信噪比为基础的提高分辨率处理技术, 分别在叠前和叠后有效压缩子波、拓宽地震资料的频带, 提高了地震资料的分辨率。在胜利探区永新工区地震资料处理中的应用结果表明, 成果剖面的弱反射层次清楚, 微幅构造成像清晰,地质信息丰富, 勘探目的层的主频由原来的20～ 23H z提高到46 ～ 50Hz , 对提高地震数据的处理质量, 解决陆相薄互层油气藏的微幅构造成像问题非常有效。
由此可见，现有技术已经有利用提高地震资料分辨率的方法来识别微幅构造的文献报道。同时，现有技术中，褶皱识别还可以通过计算曲率方式来获得，这是一种通常的做法，但是，以上述专利和期刊文献为代表的现有技术。并未涉及到根据识别的微幅褶皱，对水平井裂缝性井漏点进行预测。同时，由于上述现有技术中对微幅构造的识别仅采用单一的计算曲率的方式获得，或者单一的采用提高地震分辨率来识别微幅构造。在实际应用过程中，即使用上述现有技术来对水平井裂缝性井漏点进行预测，由于微幅构造的识别较为单一，因此识别效果不理想，因而导致对漏点的预测准确性和效率也不理想。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种地震资料井漏预测方法，本方法通过利用微幅褶皱来预测水平井的裂缝性井漏点，微幅褶皱识别准确性得到显著提高，识别效率较高，由此导致根据微幅褶皱来预测水平井的裂缝性井漏点的准确性和效率显著提高。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：
a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；
b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；
c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；
d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；
e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；
f、计算微幅褶皱量：根据曲率正负符号、曲率大小和振幅差异值三个参数，综合计算微幅褶皱量；
g、微幅褶皱分级：根据计算的微幅褶皱量，对微幅褶皱进行分级；
h、井漏点预测：根据井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置，沿水平井轨迹提取微幅褶皱量，即得到井漏点预测结果。
所述步骤g中，在已知井漏点数量较少或不具有统计意义时，分级直接按微幅褶皱量进行划分，反之，根据已有井井漏数据严重程度如漏失量与微幅褶皱量进行标定来确定。
所述步骤h中，地质设计根据地震剖面及储层预测平面图设计出剖面和平面井轨迹，再将井轨迹投影到微幅褶皱平面预测图和剖面预测图上，即可观察井轨迹上的微幅褶皱情况，并根据井轨迹坐标精确提取到微幅褶皱量，根据微幅褶皱量划分的级别，确定出井漏风险点，得到经漏点预测结果。
所述a步骤中，若地震资料分辨率已经较高，可忽略此步，高分辨率处理方法是任意的，但分辨率应当有显著的提高。
所述b步骤中，拾取的地震层位应当处于同一个反射特征点或地质界面上，所述的反射特征点为波峰或波谷。
所述d步骤中，是根据曲率正负得到褶皱方向，褶皱方向为上凸则代表是背斜，褶皱方向是下凹则代表是向斜或挠曲，向斜对应的褶皱性质为压性应力，背斜对应的褶皱性质为张性应力。
所述f步骤中，微幅褶皱量=Σ曲率正负符号×曲率大小×振幅差异值，Σ表示各个方向的微幅褶皱量相加，得到褶皱位置的微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
一、本发明能够利用高分辨地震资料自动将微幅褶皱识别出来。与期刊文献“运用高分辨率地震资料处理技术识别薄储层及微幅构造”等现有技术相比，本发明识别的微幅褶皱包含了地层曲率信息、褶皱性质和振幅变化信息，明显有别于单一的曲率计算，也有别于其它单一参数的裂缝预测方法，提出了一种新的微幅褶皱识别方法，对储层的识别具有重要的指示意义，在实际运用过程中，其识别准确性得到有效提高，识别的效率提高。由此，在微幅褶皱被准确识别的基础上，对微幅褶皱进行分级，并结合井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置。这样的处理方式，导致根据微幅褶皱来预测水平井的裂缝性井漏点的准确性和效率显著提高。
二、本发明中，步骤g中对微幅褶皱进行分级，并结合h步骤中，利用分级后的微幅褶皱，结合井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置。这样的处理方式，可以有效预测井漏的强弱程度，比单一的曲率结果更准确，因为本发明含有振幅等反应储层变化的信息，而单一的曲率，不能更充分反映储层变化，也就不能横准确预测井漏。
三，本发明中，曲率反映了褶皱强度，曲率正负反映了褶皱性质，间接反映了应力性质（张性或压性）；振幅变化反映了储层的变化。这些都可反映褶皱的储层特性。本发明提出的微幅褶皱量=Σ曲率正负符号×曲率大小×振幅差异值这一计算公式，可更加准确、有效地判断储层综合特性。该方法根据油气勘探开发实际提出，具有科学性、创新性，可用于储层预测，指导水平井轨迹设计和地质导向，也可用于套变、井漏等工程异常预测，减小钻井及井下作业的工程复杂。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的工艺流程图。
图2为微幅褶皱计算原理中纵向计算剖面图；
图3为微幅褶皱计算原理中横向计算俯视图；
图4为四川盆地某页岩气地震剖面图（上）及对应的微幅褶皱识别剖面图（下）。
图5为四川盆地某页岩气层裂缝图（左）及微幅褶皱（右）平面分布预测图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明一较佳实施方式，其公开了一种地震资料井漏预测方法，其步骤为：
a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；
b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；
c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；
d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；
e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；
f、计算微幅褶皱量：根据曲率正负符号、曲率大小和振幅差异值三个参数，综合计算微幅褶皱量；
g、微幅褶皱分级：根据计算的微幅褶皱量，对微幅褶皱进行分级；
h、井漏点预测：根据井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置，沿水平井轨迹提取微幅褶皱量，即得到井漏点预测结果。
上述第a步提到的高分辨率是相对的，根据实际预测效果，若地震资料分辨率已经较高，不需先作高分辨率处理，否则，要先作高分辨率处理，提高分辨率的方法是任意的，任何高分辨率处理方法都包含在内；第f步的微幅褶皱量计算公式不是固定的，但都包含曲率大小、曲率正负符号及振幅差异值。第h步的水平井不仅限于页岩气，包含了各种储层类型的水平井。
术语解释
褶皱：是指组成地壳的岩层受构造应力的作用发生波状弯曲而未失去连续性的构造，一般包含背斜、向斜、挠曲等构造。
微幅褶皱：亦即微褶皱，是一个相对概念，是指幅度较小的褶皱，其在纵向或横向上的规模相对较小。微幅褶皱在分辨率较低的地震剖面上不易识别。本发明指的微幅褶皱即是指较低分辨率地震资料上难以识别，而在相对较高分辨率地震资料能够识别的褶皱，包括向斜、背斜以及挠曲。
实施例2
参照图1，作为本发明的最佳实施方式，其步骤为：
a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；若地震资料分辨率已经较高，可忽略此步，高分辨率处理方法是任意的，但分辨率应当有显著的提高。
b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；拾取的地震层位应当处于同一个反射特征点或地质界面上，所述的反射特征点为波峰或波谷。
c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；
d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；是根据曲率正负得到褶皱方向，褶皱方向为上凸则代表是背斜，褶皱方向是下凹则代表是向斜或挠曲，向斜对应的褶皱性质为压性应力，背斜对应的褶皱性质为张性应力。
e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；
f、计算微幅褶皱量：微幅褶皱量=Σ曲率正负符号×曲率×振幅差，
Σ表示各个方向的微幅褶皱量相加，得到褶皱位置的微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。
g、微幅褶皱分级：根据计算的微幅褶皱量，对微幅褶皱进行分级；
h、井漏点预测：根据井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置，沿水平井轨迹提取微幅褶皱量，即得到井漏点预测结果。
所述步骤g中，在已知井漏点数量较少或不具有统计意义时，分级直接按微幅褶皱量进行划分，反之，根据已有井井漏数据严重程度如漏失量与微幅褶皱量进行标定来确定。
所述步骤h中，地质设计根据地震剖面及储层预测平面图设计出剖面和平面井轨迹，再将井轨迹投影到微幅褶皱平面预测图和剖面预测图上，即可观察井轨迹上的微幅褶皱情况，并根据井轨迹坐标精确提取到微幅褶皱量，根据微幅褶皱量划分的级别，确定出井漏风险点，得到经漏点预测结果。
实施例3
具体应用实例：参照2和3，可以明确具体计算方法原理。
图2中包含一个背斜和一个向斜，仅以背斜为例。确定地层中心，地层厚度(在地震剖面为时间域时为时窗长度)为地层顶、底界之间的范围。根据地层中心拾取到的层位数据，可计算曲率，发现褶皱，并得到曲率的正负（背、向斜性质），确定出褶皱核部及褶皱中心所在地震道——中心道，然后从上到下逐点计算中心道两侧振幅差。实际计算时，还根据图3计算中心道各个方向多道间的振幅差，然后按照公式：Σ曲率正负符号×曲率×振幅差，即得到该中心道微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。
对每个褶皱重复上述步骤，即可得到井轨迹上的所有微幅褶皱识别最终结果。
图4为某地区一段地震剖面实施本方法得到微幅褶皱的实例。图上部为原始地震剖面，下部为页岩气层微幅褶皱检测剖面。中间的黑色线为页岩气层层位线，层位线上下的彩色为微幅褶皱综合值——含振幅差异、曲率大小和方向。该图可清晰识别出各微幅褶皱及其差异，反映出褶皱强弱变化。
图5为该地区页岩气层四川盆地某页岩气层裂缝及微幅褶皱平面分布预测图，左图为裂缝预测结果，北半区为裂缝发育区，右图为微幅褶皱预测分布图，南半区为微幅褶皱发育区。裂缝预测图显示，北半区的井漏点全部处于裂缝上，而南半区的井漏点则与裂缝基本没有关系。微幅褶皱预测图显示，南半区的井漏点基本上处于微幅褶皱轴线上，而且均为张性褶皱。
Claims (6)
1.一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：
a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；
b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；
c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；
d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；
e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；
f、计算微幅褶皱量：根据曲率正负符号、曲率大小和振幅差异值三个参数，综合计算微幅褶皱量；
g、微幅褶皱分级：根据计算的微幅褶皱量，对微幅褶皱进行分级；
h、井漏点预测：根据井轨迹坐标，从微幅褶皱分布数据中拾取可能的井漏点位置，沿水平井轨迹提取微幅褶皱量，即得到井漏点预测结果；
所述f步骤中，微幅褶皱量=Σ曲率正负符号×曲率×振幅差，Σ表示各个方向的微幅褶皱量相加，得到褶皱位置的微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。
2.根据权利要求1所述的一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：所述步骤g中，在已知井漏点数量较少或不具有统计意义时，分级直接按微幅褶皱量进行划分，反之，根据已有井井漏数据严重程度数据漏失量与微幅褶皱量进行标定来确定。
3.根据权利要求1所述的一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：所述步骤h中，地质设计根据地震剖面及储层预测平面图设计出剖面和平面井轨迹，再将井轨迹投影到微幅褶皱平面预测图和剖面预测图上，即可观察井轨迹上的微幅褶皱情况，并根据井轨迹坐标精确提取到微幅褶皱量，根据微幅褶皱量划分的级别，确定出井漏风险点，得到经漏点预测结果。
4.根据权利要求1所述的一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：所述a步骤中，若地震资料分辨率已经较高，忽略此步，高分辨率处理方法是任意的。
5.根据权利要求1所述的一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：所述b步骤中，拾取的地震层位应当处于同一个反射特征点或地质界面上，所述的反射特征点为波峰或波谷。
6.根据权利要求1所述的一种地震资料井漏预测方法，其特征在于：所述d步骤中，是根据曲率正负得到褶皱方向，褶皱方向为上凸则代表是背斜，褶皱方向是下凹则代表是向斜或挠曲，向斜对应的褶皱性质为压性应力，背斜对应的褶皱性质为张性应力。
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