CN110967744A - 一种基于双相介质理论的油气识别方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双相介质理论的油气识别方法及存储介质，该油气识别方法包括以下步骤：在地震数据中确定目的层段所对应的地震道集；对地震道集中各地震道进行时频分析，以获取各地震道的频散属性；比较各地震道的频散属性，将频散属性最大的地震道所对应的目的层位确定为油水储层。本发明的油气识别方法特别适用于裂缝型油气藏和岩性油气藏，可实现对实际工区的高效率识别，并可达到很高的分辨率。
Description
技术领域
本发明属于地震资料解释技术领域，特别涉及一种基于双相介质理论的油气识别方法及计算设备。
背景技术
无论是各向同性或各向异性的地下介质，人们通常认为地下介质都是统一的固体介质，地震波在此种单相介质中传播，基于该认识，进行地震波的正演和反演工作。而随着构造型油气藏的基本勘探完成，油气勘探的目标转为裂缝型油气藏和岩性油气藏，传统的正反演理论显示了本身存在的弱点，对此类油气藏的勘探存在明显不足。基于单相弹性介质的理论已难以解决新油田勘探开发所面临的问题。含油气的地层实际是具有固体状态与流体状态的双相介质。双相介质理论中孔隙流体和岩石骨架正好契合了这种油气藏的构造特征。
现有地震资料解释中，往往基于叠后地震数据进行衰减属性分析，叠后地震数据中衰减系数的大小与地震振幅有较大的相关性，但与地震振幅相比无法提供额外的信息。而叠前地震数据包含更为丰富的地震信息，其隐藏的岩石物理参数也更为全面，借助双相介质理论可以从中实现地震波频散相关属性的提取。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种基于双相介质理论，利用频散属性进行油气识别方法。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于双相介质理论的油气识别方法，包括以下步骤：
在地震数据中确定目的层段所对应的地震道集；
对所述地震道集中各地震道进行时频分析，以获取各地震道的频散属性；
比较各地震道的频散属性，将频散属性最大的地震道所对应的目的层位确定为油水储层。
优选地，所述在地震数据中确定目的层段所对应的地震道集，具体为：
基于目标工区的钻井测井资料和合成地震记录，在地震数据中的叠后地震数据中标定目的层位所对应的地震道，以确定目的层段所对应的地震道集。
优选地，所述对地震道集中各地震道进行时频分析，以得到各地震道的频散属性，具体包括以下步骤：
对每一地震道分别执行以下步骤：
对该地震道进行S变换，以得到该地震道的时频谱；
分析该地震道的时频谱，确定该地震道包含的各频率下该地震道的频散特征参数；
基于各频率下的频散特征参数计算该地震道的频散属性。
优选地，基于地震数据中的叠前地震数据，对地震道进行S变换，以得到地震道的时频谱。
优选地，所述确定该地震道包含的各频率下该地震道的频散特征参数具体为，
对时频谱中各频率信号分别进行分析，将各频率下地震信号能量最大时地震信号所对应的到达时间作为相应频率下该地震道的频散特征参数。
优选地，基于以下表达式确定频率f下地震道的频散特征参数tg：
tg(f)|max(E(ti,f))
其中，tg(f)表示所有频率下最大能量值对应时间的集合，其中元素为关于频率的函数，E(ti,f)表示所有频率所有时间下对应的能量值集合，ti表示不同时刻。
优选地，所述计算该地震道的频散属性具体为：
对tg(f)时间集合中所有元素分别关于频率f求偏导，再求平均，以得到第一中间值；
对tg(f)时间集合中每一个元素的所有频率下的能量值分别关于频率f求导，再求平均，以得到第二中间值；
将所述第一中间值和第二中间值的乘积作为该地震道的频散属性。
本申请的实施例还提供了一种存储介质，其中存储有程序，所述程序在被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的油气识别方法。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明提出的油气识别的方法，特别适用于裂缝型油气藏和岩性油气藏，可实现对实际工区的高效率识别，并可达到很高的分辨率。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是低孔低渗储层中油层、水层的频散特征；
图2是中孔中渗储层中油层、水层的频散特征；
图3是高孔高渗储层中油层、水层的频散特征；
图4是本发明中的油气识别方法的流程示意图；
图5是本发明一实施例的目的层段所对应的单道叠前偏移距道集示意图；
图6是本发明一实施例的目标工区的频散属性分布示意图；
图7是本发明一实施例的目标工区一过井任意线剖面示意图；
图8是本发明一实施例的目标工区实际钻井处的频散属性示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本申请根据正演模拟的双相介质地震波地震记录和波场快照，分析双相介质中的波场特征，提取快纵波分析其频散特征；根据求解出来的BISQ模型的速度公式和逆品质因子公式，进行模型试算，分析岩石孔隙流体参数变化(渗透率、孔隙度、粘滞系数、喷射流长度等)对相速度和逆品质因子随频率变化的影响。综合分析流体参数对地震波的影响，总结速度频散和子波衰减与流体参数和频率的关系。
本申请具体分析了不同孔渗流体对频散的影响。频散指地震波传播过程中速度随着频率变化而引起的波的正弦分量的离散。具体的，
图1所示为低孔低渗储层中油层、水层的频散特征。
低孔低渗的情况下，在地震勘探频带内，经过含油储层的地震波相速度具有超过200m/s的速度频散值，而经过含水储层频散较小，只有10m/s左右的速度频散值。含油储层有更大的频散现象。
图2所示为中孔中渗储层中油层、水层的频散特征。
中孔中渗的情况下，在地震勘探频段内，经过含油气储层的地震波具有超过100m/s的速度频散值，而经过含水储层的地震波速度频散值在10m/s左右。含油储层具有更大的频散现象。
图3所示为高孔高渗储层中油层、水层的频散特征。
高孔高渗的情况下，地震波无论经过含油储层还是含水储层，其速度频散值皆较小。
综上在图1至3中，可以看到在地震勘探频带内，含油储层比含水储层有更大的速度频散值，且中低孔、低渗油气储层比高孔、高渗油气储层有更大的速度频散值，因此可以利用频散特征直接识别含油和含水的储层。需要说明的是这里的识别指，对不同储层的频散特征进行相对比较来实现区分识别，而非利用储层的频散特征的绝对值来判断识别。
下面结合附图对本申请中提出的油气识别方法进行具体说明。
首先，如图4中步骤S410所示，在地震数据中确定目的层段所对应的地震道集。
具体的，基于目标工区的钻井测井资料和合成地震记录，在地震数据中的叠后地震数据中标定目的层位所对应的地震道，以确定目的层段所对应的地震道集。
目的层位一般指钻探中，根据不同类型钻井设计任务所要求钻达的预定层位，有时也指非烃层或其他特定层位。这里的目的层位指目标工区内可能含有含油气的储层。包含目的层位的多个层位的集合，叫做目的层段。
之后，如图4中步骤S420所示，对地震道集中各地震道进行时频分析，以获取各地震道的频散属性。
时频分析的意义在于，将信号在时间域中的波形转变为频率域的频谱，进而可以对信号的信息作定量解释。对信号进行频谱分析可以获得更多有用信息，如求得动态信号中的各个频率成分和频率分布范围，求出各个频率成分的幅值分布和能量分布，从而得到主要幅度和能量分布的频率值进行分析。本申请中进行时频分析，是得到每个地震道所对应的时频谱，以分析其主要能量分布频率值
具体的，首先对每一地震道分别进行S变换，以得到相应地震道的时频谱。
需要说明的是，相比叠后数据、叠前地震数据包含更为丰富的地震信息，其隐藏的岩石物理参数也更为全面，这里是基于叠前地震数据，对每一地震道进行S变换，来得到相应的时频谱的。
且相比短时傅里叶变换、小波变换和匹配追踪算法等谱分解方法，本申请中采用S变换，效率较高，并可以达到很高的分辨率。
在得到每一地震道所对应的时频谱后，分析各个时频谱，确定各频率下地震道的频散特征参数。
每个地震道包含有不同的频率，一个地震道在不同的频率下有相应的频散特征参数，在不同频率下，最大地震信号能量的到达时间为相应的频散特征参数。本申请中，基于以下表达式确定频率f下地震道的频散特征参数tg：
tg(f)|max(E(ti,f)) (1)
上述表达式(1)中，tg(f)表示所有频率下最大能量值对应时间的集合，其中元素为关于频率的函数，E(ti,f)表示所有频率所有时间下对应的能量值集合，ti表示不同时刻。
在确定地震道的频散特征参数之后，继续基于频散特征参数计算各地震道的频散属性。
针对一地震道，对其各频率下的频散特征参数对频率的变化率、以及对应的地震能量相对频率的变化率分别求平均后再相乘，以得到该地震到的频散属性。
具体的，本申请中对tg(f)时间集合中所有元素分别关于频率f求偏导，再求平均，以得到第一中间值；
对tg(f)时间集合中每一个元素的所有频率下的能量值分别关于频率f求导，再求平均，以得到第二中间值；
将第一中间值和第二中间值的乘积作为该地震道的频散属性。
上述过程可用如下表达式表示，地震道的频散属性VF为
上述表达式(2)中，VF为地震道的频散属性，avg(*)表示对*求平均。
最后，如图4中步骤S430所示，比较各地震道的频散属性，将频散属性最大的地震道所对应的目的层位确定为油水储层。
本申请通过比较双相介质波场数值模拟和单相介质的波场数值模拟，比较两种波场的差别，分析渗透率、孔隙度、粘滞系数和喷射流长度等流体参数变化对BISQ模型下纵波的衰减和频散的影响。总结出在特定流体参数范围内，地震频带内当流体为油气时与为水时频散的差异，提出利用频散识别油气的方法。该方法特别适用于裂缝型油气藏和岩性油气藏，以此方法可实现对实际工区的高效率识别，并可达到很高的分辨率。
下面再结合一实施例对本发明的油水识别方法的效果进行验证说明。
如图5所示，为该实施例中所确定的目的层段所对应的单道叠前偏移距道集。
如图6所示，为该实施例中求得的目标工区的频散属性分布。
如图7所示，为该实施例中目标工区一过井任意线剖面。
如图8所示，为该实施例中目标工区实际钻井处的频散属性。
在该实施例中，基于频散属性结果在二维任意线上可以明显区分不同油水储层，达到较为理想效果(附图7所示)。在平面特征上看，钻遇油层的井在频散属性上均有较为明确的显示，而钻遇水层的井均有较为低的频散属性特征(附图8所示)。最终，可以明确工区北部与南部两区域振幅异常其含气概率并不高，后续钻井得到有效证实，证明本申请油气识别方法的有效性。
此外，本申请的实施例还提供了一种存储介质，其中存储有程序，该程序在被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的油气识别方法。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于双相介质理论的油气识别方法，包括以下步骤：
在地震数据中确定目的层段所对应的地震道集；
对所述地震道集中各地震道进行时频分析，以获取各地震道的频散属性；
比较各地震道的频散属性，将频散属性最大的地震道所对应的目的层位确定为油水储层。
2.根据权利要求1所述的油气识别方法，其特征在于，所述在地震数据中确定目的层段所对应的地震道集，具体为：
基于目标工区的钻井测井资料和合成地震记录，在地震数据中的叠后地震数据中标定目的层位所对应的地震道，以确定目的层段所对应的地震道集。
3.根据权利要求1所述的油气识别方法，其特征在于，所述对地震道集中各地震道进行时频分析，以得到各地震道的频散属性，具体包括以下步骤：
对每一地震道分别执行以下步骤：
对该地震道进行S变换，以得到该地震道的时频谱；
分析该地震道的时频谱，确定该地震道包含的各频率下该地震道的频散特征参数；
基于各频率下的频散特征参数计算该地震道的频散属性。
4.根据权利要求3所述的油气识别方法，其特征在于，基于地震数据中的叠前地震数据，对地震道进行S变换，以得到地震道的时频谱。
5.根据权利要求3所述的油气识别方法，其特征在于，所述确定该地震道包含的各频率下该地震道的频散特征参数具体为，
对时频谱中各频率信号分别进行分析，将各频率下地震信号能量最大时地震信号所对应的到达时间作为相应频率下该地震道的频散特征参数。
6.根据权利要求3或5所述的油气识别方法，其特征在于，基于以下表达式确定频率地震道的频散特征参数：
tg(f)|max(E(ti,f))
其中，tg(f)表示所有频率下最大能量值对应时间的集合，其中元素为关于频率的函数，E(ti,f)表示所有频率所有时间下对应的能量值集合，ti表示不同时刻。
7.根据权利要求6所述的油气识别方法，其特征在于，所述计算该地震道的频散属性具体为：
对tg(f)时间集合中所有元素分别关于频率f求偏导，再求平均，以得到第一中间值；
对tg(f)时间集合中每一个元素的所有频率下的能量值分别关于频率f求导，再求平均，以得到第二中间值；
将所述第一中间值和第二中间值的乘积作为该地震道的频散属性。
8.一种存储介质，其中存储有程序，所述程序在被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的油气识别方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200407 |
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