CN110632660B - 基于地震数据体的薄砂体表征方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地震数据体的薄砂体表征方法及装置,涉及地震沉积学技术领域。所述方法包括:根据地震数据体确定待分析层位;根据确定的待分析层位将地震数据体转换为属性数据体;调整所述属性数据体中的时窗值和/或阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征。本发明能够实现利用相对低分辨率的地震数据体预测薄砂体。
Description
技术领域
本发明涉及地震沉积学技术领域,特别涉及一种基于地震数据体的薄砂体表征方法及装置。
背景技术
在地震沉积学研究中,经常借助井点数据和地震数据体等资料,利用地质地震综合研究的方法对砂体进行表征及预测。但是通过大量的实践发现,在井资料与地震数据体结合应用的过程中,往往存在尺度跨越,特别是对于厚度小于20m的砂体难以实现有效的分辨,而实践中单层砂体的厚度大都小于10m,因而目前的地震资料对于砂体预测的分辨率仍相对较差。
相关技术中,预测薄砂体的方法主要是在原始地震数据体上进行属性提取或进行反演后提取属性,采用上述处理后的数据体通常反映的是多个薄砂体的叠合特征。而在油气勘探和开发的过程中,单层薄砂体的准确预测对于提高钻探成功率具有重要意义,因此急需一种薄砂体表征方法。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于地震数据体的薄砂体表征方法及装置,以解决相关技术中的问题。
为了实现上述目的,本发明实施例采用了以下技术方案:
根据本公开实施例的第一方面,提供一种基于地震数据体的薄砂体表征方法,所述方法包括:
根据地震数据体确定待分析层位;
基于确定的待分析层位将所述地震数据体转换为属性数据体;
调整所述属性数据体中的时窗值和/或阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征。
可选地,所述根据地震数据体确定待分析层位,包括:
从井资料获取需要预测的目的层段;
基于所述需要预测的目的层段建立井与地震数据体的对应关系;
基于所述对应关系确定待分析层位。
可选地,所述待分析层位为波峰强反射层位。
可选地,所述调整所述属性数据体中的时窗值和/或阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征,包括:
将所述时窗值调整为第一时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征;
将所述时窗值调整为第二时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第二时窗值条件下所述第一薄砂体的第二展布特征;
比较所述第一展布特征和所述第二展布特征,将最清晰的展布特征确定为所述第一薄砂体的展布特征;
重复上述步骤,以获得其他薄砂体的展布特征。
其中,所述属性数据体包括均方根振幅数据体。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种基于地震数据体的薄砂体表征装置,包括:
确定单元,用于根据地震数据体确定待分析层位;
数据转换单元,用于基于确定的待分析层位将所述地震数据体转换为属性数据体;
处理单元,用于调整所述属性数据体中的时窗值和/或阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征。
可选地,所述确定单元,用于从井资料获取需要预测的目的层段;基于所述需要预测的目的层段建立井与地震数据体的对应关系;基于所述对应关系确定待分析层位。
可选地,所述待分析层位为波峰强反射层位。
可选地,所述处理单元包括:
调整模块,其用于将所述时窗值调整为第一时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征;
将所述时窗值调整为第二时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第二时窗值条件下所述第一薄砂体的第二展布特征;以及
比较模块,其用于比较所述第一展布特征和所述第二展布特征,将最清晰的展布特征确定为所述第一薄砂体的展布特征。
可选地,所述属性数据体包括均方根振幅数据体。
本公开的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果:
本公开实施例中,通过进行地震数据体的属性转换,进而利用形成的地震属性数据体,灵活调整时窗和阻光度曲线,利用地质体横向分布范围远大于其垂向厚度的特点,从而实现了在低分辨率地震数据体上准确识别薄层砂体。
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基于地震数据体的薄砂体表征方法的方法流程图;
图2是本发明实施例提供的一种地震数据体示意图;
图3是本发明实施例提供的另一基于地震数据体的薄砂体表征方法的方法流程图;
图4(a)~4(f)是本发明实施例中模拟的薄砂体与泥岩互层三维地震地质模型中各个薄砂体的模型结构示意图;
图5是图4所形成的三维正演地震数据体剖面示意图;
图6是图5中所示三维正演地震数据体的波峰强反射位置示意图;
图7(a)~7(e)是对应图4(a)~4(e)的通过表征方法所获得的薄砂体展布特征的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的利用A地区地震数据体转换的均方根振幅属性体示意图;
图9是本发明实施例提供的实际井需要预测的目的层段示意图;
图10是本发明实施例提供的一种基于地震数据体的薄砂体表征装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本公开一示例性实施例提供了一种基于地震数据体的薄砂体表征方法,如图1所示,所述方法包括:
步骤101、根据地震数据体确定待分析层位。
步骤102、基于确定的待分析层位将地震数据体转换为属性数据体。
砂体预测时,可利用的数据包括井数据和地震数据。井数据为纵向上一维点数据,优点是井点处信息准确,缺陷是井点外及井间砂体特征需要地质人员去推测,不能提供面上信息;地震数据可以提供面上甚至是体上的信息,缺陷是分辨率低、具有多解释性、不确定性。该步骤的目的是:在明确的地质模型下,用该模型生成地震数据体,将地质模型中的薄砂体相对确定地预测出来。
在地震沉积学研究中,地震的振幅属性通常能够有效反映反射系数和岩性的变化,是用于直接描述储层的十分重要的地震属性,因此,本申请将地震数据体转换为属性数据体。可选地,地震属性是指由叠前或叠后地震资料,利用信号处理理论和其他数学工具等导出的有关地震波的几何形态、动力学特征、运动学特征和统计学特征。其中,地震属性包括地震的振幅属性,地震的振幅属性包括但不限于均方根振幅、平均绝对值振幅以及最大峰值振幅。在本发明实施例中,属性数据体是以均方根振幅数据体为例进行的说明,这是由于均方根振幅是将时窗内各样点的振幅值平方后求平均值,再开平方得到的数据,其受强振幅的影响较大,因而能够显著提高薄砂体预测的准确率及分辨率。
其中,地震数据体可由波形表示,波形上不同位置振幅数值大小不同。以图2所示的地震数据体为例,左边是波谷(数据为负),右边是波峰(数值为正)。图2表示的是地震波形,上面的数值表示振幅值。均方根振幅是在一定时窗内的振幅点平方和的平均值再开平方,则针对图2所示的地震数据体,均方根振幅(root meam square,RMS)计算公式如下:
其中,N为振幅值的个数,ai代表第i个振幅值。
步骤103、调整属性数据体中的时窗值和/或阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征。
本公开实施例中,通过进行地震数据体的属性转换,进而利用形成的地震属性数据体,灵活调整时窗和阻光度曲线,利用地质体横向分布范围远大于其垂向厚度的特点,从而实现了在低分辨率地震数据体上准确识别薄层砂体。
进一步地,如图3所示,在将地震数据体转换为属性数据体之前,本发明实施例所述的方法还包括:
步骤200、根据地震数据体确定待分析层位。
可选地,确定待分析层位的方式包括但不限于:
首先,从井资料获取需要预测的目的层段。
获取需要预测的目的层段时,从井资料获得的层段是深度域的,比如2500~2560米,而地震数据体是时间域的,所以要通过合成地震记录的方式来获取。
其次,基于需要预测的目的层段建立井与地震数据体的对应关系。
例如,找到井上需要预测的层段在地震数据体上对应的值(例如找到井上需要预测的层段在地震数据体上对应的毫秒数),然后寻找对应强反射往上最邻近的零值点作为起始时窗顶界,以参考速度小时窗向下滑动,例如参考速度为2ms,以2ms小时窗向下滑动,同时调整阻光度曲线,直至层段底界。
之后,基于井与地震数据体的对应关系确定待分析层位。
可选地,基于井与地震数据体的对应关系确定的待分析层位为波峰强反射层位。通过波峰强反射检测,可以明确薄互层砂体在三维空间大致位置。
在本申请实施例中,明确的待分析层是深度域的,比如要预测的砂层在井曲线上显示是3000~3010m,而地震数据体是时间域的,这就需要通过合成记录标定,建立井曲线和地震数据体的时深对应关系,从而确定井曲线上的3000~3010m对应地震数据体上时间是多少毫秒,进而明确待分析层在地震数据体上的位置;至于分析层是否对应强波峰,地震反射轴是复合波的叠合,砂层不一定完全对应强反射,理想情况下,高速的砂岩和其上方的低速泥岩存在波阻抗差。正极性情况下,采集到的地震数据体会形成一个强反射轴,反射轴最大波峰处即砂岩和泥岩的波阻抗界面。也就是说,砂岩顶的位置对应强反射轴最大波峰,但是由于砂岩厚度及岩性组合不同造成的复合波的影响,砂岩顶的位置可能对应强反射轴最大波峰附近,而不是对应最大波峰。在本申请实施例中,由于是模型验证,建立的地质模型与子波褶积形成地震数据体同时叠合显示时,砂组的位置对应波峰强反射。可选地,实施过程中,也可以通过合成记录标定,进而在地震数据体上确定待分析层位于哪个地震反射轴。
也就是说,作为一种示例性实施例,确定待分析层位可以通过合成地震记录建立井(深度域)与地震(时间域)的对应关系,明确需要分析的井的层段在地震数据体上的位置,后续的分析(时窗位置)在这个位置附近,时窗值调整是在确定分析层位的前提下进行的微调。属性体上分析的位置与转换前地震数据体上的位置是一样的,转换为属性体是为了更清晰的进行特征分析。
调整阻光度曲线是为了在待分析层位处更清晰地刻画出第一、第二展布特征。首先明确井的层段在地震数据体上的位置,然后转换为属性体,在确定的位置附近微调时窗,然后调整阻光度曲线刻画出展布特征。
仍然参照图3,以上步骤102可以包括以下步骤:
202、将时窗值调整为第一时窗值。
选取时窗时,从与地质模型对应地震反射轴波峰上面最近的零值点开始,以参考时窗(例如2ms小时窗)作为第一时窗值。
203、随机调整阻光度曲线,直至获得第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征。
将时窗值调整为第一时窗值后,按照第一时窗值向下滑动,时窗滑动一次随之调整阻光度曲线,直到获得第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征。其中,第一时窗值条件即第一时窗值下第一薄砂体的第一展布特征与地质模型最为接近,该最为接近可以是第一薄砂体的第一展布特征与地质模型之间的差值在参考范围内。实际应用时,可基于经验或者场景来限定参考范围。
应当理解的是:由于地质模型最初是确定的,所以选取的时候,只要选取和地质模型最为接近的特征即可;这一步的意义在于证明了通过属性体转换和时窗及阻光度曲线的调节,是可以实现薄砂体的预测的,至少通过地质模型的实验可以实现。
与地质模型试验不同,利用实际地震数据体进行砂体预测时,地质特征是不明确的,为了确定获得了第一展布特征,需要借助井资料。例如,利用井的录井及测井曲线,通过地层对比建立高精度等时地层格架,以各个等时地层格架为单元,每个单元利用多个井点信息(录井及测井识别的砂层)进行平面组合(平面组合过程可以借助内插法及地质人员经验得出的地质模型),形成初步的展布特征。
由于井点处的特征是明确的,当获取的特征与该些井点的特征基本吻合时,认为获得了第一展布特征。由于井间是内插或者主观判断,所以在井点吻合的情况下,利用地震上获得的第一展布特征去修改由井信息形成的初步的展布特征,最终得到井点处与井点特征吻合、井点外是第一展布特征的最终的砂体预测结果。
204、将时窗值调整为第二时窗值。
其中,第一时窗值与第二时窗值可以为用户随机设定的两个不同的时窗值。
205、随机调整阻光度曲线,直至获得第二时窗值条件下第一薄砂体的第二展布特征。
在本申请实施例中,在调整阻光度曲线过程中,只要出现和地质模型特征相似的展布特征,即可抓取该展布特征图形,同时记下时窗位置和阻光度曲线的特征,得到第二展布特征。
206、比较第一展布特征和第二展布特征,将最清晰的展布特征确定为第一薄砂体的展布特征。
通过比较第一展布特征和第二展布特征,最清晰的展布特征可以是将第一展布特征和第二展布特征中与地质模型特征最为相近的展布特征确定为第一薄砂体的展布特征。在实施过程中,通过调整时窗和阻光度曲线,寻找和井平面组合特征相似的展布特征,其中最相似最接近的展布特征确定为第一薄砂体的展布特征。
重复上述步骤202~206,以获得其他薄砂体的展布特征。
例如,重复上述步骤202~206,获得图4中b、c、d、e层中的薄砂层的展布特征(图中的数字仅为示例,可以忽略)。
以上是以时窗值为预设状态,随机调整阻光度曲线进行的说明,应当理解,在实际应用的过程中,也可以在多个预设阻光度曲线的情况下随机调整时窗值以获得薄砂体的清晰展布特征。或者用户还可以同时对时窗值和阻光度曲线分别进行随机调整,本申请对此并不做限定。
通过进行地震数据体的属性转换,进而利用形成的地震属性数据体,灵活调整时窗和阻光度曲线,利用地质体横向分布范围远大于其垂向厚度的特点,从而实现了在低分辨率地震数据体上准确识别薄层砂体。
可选地,本案发明人通过试验模拟,证明了以上所述的方法在薄砂体预测中具有非常高的准确性。
如图4所示,针对A地区某层位沉积特点,首先建立一个5层5m厚的薄砂层(薄砂层中发育不同形态砂体,砂体外充填泥岩),每层薄砂体之间夹一层5m厚的泥岩层的三维地震地质模型(如图4(f)所示)。其中砂岩速度设置为4400m/s,泥岩速度设置为3700m/s。其中,图4(a)为第一层薄砂层,其中包含1号砂体、2号砂体、3号砂体共计三个砂体,其余充填泥岩;图4(b)为第二层薄砂层,其中包含4号砂体共计一个薄砂体,其余充填泥岩;其中图4(c)为第三层薄砂层,其中包含5号砂体共计一个薄砂体,该层均为砂体;图4(d)为第四层薄砂层,其中包含6号砂体、7号砂体共计两个薄砂体,其余充填泥岩;图4(e)为第五层薄砂层,其中包含8号砂体共计一个薄砂体,其余充填泥岩。
建立五层三维地震地质模型之后,选取与实际地震数据体主频相同的理论子波,理论子波与三维地震地质模型褶积形成地震数据体。如图5所示,用A地区实际地震资料主频为30Hz的Ricker子波进行褶积形成三维正演地震数据体。进一步,如图6所示,精细解释5层砂泥岩薄互层形成的三维正演地震模型中波峰强反射t1层位,明确薄互层砂体在三维空间大致位置。
将形成的三维正演地震数据体进行属性体转换,生成均方根振幅属性体。如图7所示(图7中的数字仅为举例,可以忽略),在立体显示环境下,在t1层位附近灵活调整时窗,调节阻光度曲线,精细刻画出每个薄砂层中薄砂体。可以看到,通过在A地区将地震数据体转换为均方根振幅属性体,灵活调整时窗及阻抗度曲线,形象准确地预测出了10m左右厚度曲流河砂体展布特征。
在以上模拟的基础上,更进一步进行了对A地区的钻井验证,图8为上述实施例所述利用A地区地震数据体转换的均方根振幅属性体,在用户自定义时窗及调整阻光度曲线后预测出的曲流河砂体特征。经钻井验证,其中一部分区域为曲流河砂体,还有一部分区域为泥岩发育区。其中XX1井、XX4井分别钻遇7m、10m厚曲流河砂体,如图9(a)和图9(d)所示。如图9(b)所示,XX2井处无砂岩。如图9(c)所示,XX3井处钻遇2.5m厚粉砂岩。利用本申请实施例提供的方法得到的砂体预测图与实际钻井吻合程度较高,且清晰刻画出了曲流河砂体形态。
本公开另一示例性实施例提供了一种基于地震数据体的薄砂体表征装置3,如图10所示,所述装置包括:
确定单元30,用于根据地震数据体确定待分析层位。
数据转换单元31,用于基于确定的待分析层位将地震数据体转换为属性数据体。
处理单元32,用于调整属性数据体中的时窗值和/或阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征。
进一步地,同样参考图10,此外,处理单元32进一步包括:
调整模块321,其用于将时窗值调整为第一时窗值;随机调整所述阻光度曲线,直至获得第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征;将时窗值调整为第二时窗值;随机调整阻光度曲线,直至获得第二时窗值条件下所述第一薄砂体的第二展布特征。以及
比较模块322,其用于比较第一展布特征和第二展布特征,将最清晰的展布特征确定为第一薄砂体的展布特征。
本公开实施例中,通过进行地震数据体的属性转换,进而利用形成的地震属性数据体,灵活调整时窗和阻光度曲线,利用地质体横向分布范围远大于其垂向厚度的特点,从而实现了在低分辨率地震数据体上准确识别薄层砂体。
有关薄砂体表征装置3的具体使用方法,详见前述实施例,此处不做赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
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 (8)
1.一种基于地震数据体的薄砂体表征方法,其特征在于,所述方法包括:
根据地震数据体确定待分析层位;
基于确定的待分析层位将所述地震数据体转换为属性数据体;
调整所述属性数据体中的时窗值和阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征,具体步骤如下:
将所述时窗值调整为第一时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征;其中,所述第一时窗值条件为所述第一薄砂体的第一展布特征与地质模型的差值在预设范围内;
将所述时窗值调整为第二时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第二时窗值条件下所述第一薄砂体的第二展布特征;
比较所述第一展布特征和所述第二展布特征,将最清晰的展布特征确定为所述第一薄砂体的展布特征;
重复上述步骤,以获得其他薄砂体的展布特征。
2.根据权利要求1所述的薄砂体表征方法,其特征在于,所述根据地震数据体确定待分析层位,包括:
从井资料获取需要预测的目的层段;
基于所述需要预测的目的层段建立井与地震数据体的对应关系;
基于所述对应关系确定待分析层位。
3.根据权利要求2所述的薄砂体表征方法,其特征在于,所述待分析层位为波峰强反射层位。
4.根据权利要求1所述的薄砂体表征方法,其特征在于,所述属性数据体包括均方根振幅数据体。
5.一种基于地震数据体的薄砂体表征装置,其特征在于,包括:
确定单元,用于根据地震数据体确定待分析层位;
数据转换单元,用于基于确定的待分析层位将所述地震数据体转换为属性数据体;
处理单元,用于调整所述属性数据体中的时窗值和阻光度曲线,获得至少一层薄砂体的展布特征;
所述处理单元包括:
调整模块,其用于将所述时窗值调整为第一时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第一时窗值条件下第一薄砂体的第一展布特征;其中,所述第一时窗值条件为所述第一薄砂体的第一展布特征与地质模型的差值在预设范围内;
将所述时窗值调整为第二时窗值;
随机调整所述阻光度曲线,直至获得所述第二时窗值条件下所述第一薄砂体的第二展布特征;以及
比较模块,其用于比较所述第一展布特征和所述第二展布特征,将最清晰的展布特征确定为所述第一薄砂体的展布特征。
6.根据权利要求5所述的薄砂体表征装置,其特征在于,所述确定单元,用于从井资料获取需要预测的目的层段;基于所述需要预测的目的层段建立井与地震数据体的对应关系;基于所述对应关系确定待分析层位。
7.根据权利要求6所述的薄砂体表征装置,其特征在于,所述待分析层位为波峰强反射层位。
8.根据权利要求5所述的薄砂体表征装置,其特征在于,所述属性数据体包括均方根振幅数据体。
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Application of Seismic Attributes Identifying Thin Sand Body:Putaohua Formation in Sanzhao Sag of Songliao Basin;Guan Xiaowei et al.;《CPS/SEG Beijing 2009 International Geophysical Conference & Exposition》;20091231;全文 * |
三维地震数据可视化原理及方法;张二华等;《CT 理论与应用研究》;20070930;第16卷(第3期);第26-27页 * |
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