CN111158052B - 基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，包括实施岩石物理敏感性分析、三维地震资料确定性波阻抗反演、分别以上述二者为纵向和横向上的约束实施地质统计学反演、结合井中含铀砂体精确定位和三维反演数据体子体检测方法实现井中含铀砂体三维空间展布特征的精细描述。本发明具有利用油气区老三维地震资料寻找新型清洁砂岩型铀矿资源、岩石物理敏感性分析让储层反演对砂岩分辨更有针对性，三维储层反演能精细描述井中已发现含铀砂体空间展布特征，针对含铀砂体的储层反演方法分辨率高等优势，且该方法还包括基础资料全面检查、岩石物理敏感性分析、精度分析等质控措施，因此它具有重要的理论意义和实际价值。

Description

基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法

技术领域

本发明属于砂岩型铀矿勘探技术领域，具体涉及一种采用地球物理领域中的三维地震储层反演方法精细描述砂岩型铀矿体的三维空间展布特征分析的新方法，特别涉及一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法。

背景技术

2013年国际原子能机构统计数据显示，89％的砂岩型铀矿位于含油气盆地内，油铀共生在我国松辽盆地、二连盆地、鄂尔多斯盆地及伊犁盆地同样成立。由于砂岩型铀矿具有清洁易开采、开发成本相对低等特点，近年来针对砂岩型铀矿的勘探与开发工作得到了不断的深入和发展。但是，相比于煤、石油、天然气等资源，砂岩型铀矿的勘探与开发起步晚，且其投入和深入程度都是远远落后。因此，面向砂岩型铀矿的经验和技术储备都急需加强，尤其是在能高分辨率揭示地下构造、岩性、沉积等特征的地震勘探与开发方面。实际上，我国仅在一些重点区开展过二维铀矿地震勘探工作，而国际上也仅在个别区域实施过三维铀矿地震勘探工作。如何充分、高效、准确的利用油气区高成本采集的三维地震资料实施砂岩型铀矿的勘探与开发，具有重要的理论技术意义和实际经济价值。

在砂岩型铀矿勘探与开发方面，目前采用的方法技术主要集中在地质勘查和钻井分析方面。地质勘查方法大多数工作是在地表地质资料的收集和分析的基础上，基于经验、历史资料和地表异常等信息做出勘探指导的，该系列方法不易深入到地下几百甚至是上千米的矿产目的层段，是一种间接找矿的方法。虽然，钻井分析方法可以深入地下矿产目的层段，取出实际地层岩芯做测试分析。但是，该方法存在钻井分析为“一孔之见”、钻井成本高、周期长、无法得到井旁信息等缺陷。此外，多井同时分析的方法虽然可以通过插值等手段获得连井剖面，但是该方法需要井网密集到一定程度才可靠，并且连井剖面以外的空间也是不易获得准确信息的。

在煤、石油、天然气勘探领域，通过一些经典的高分辨率三维地震储层反演方法能够精细的刻画煤、石油、天然气等矿藏的三维空间展布特征。由于砂岩型铀矿和油气资源在成藏模式上具有一定的相似性，二者都是沉积型矿产且大都成藏于砂体中，如果能够将油气勘探领域经典的储层描述方法，应用于砂岩型铀矿勘探中，无疑会开辟出地震储层反演方法在砂岩型铀矿勘探中应用的诸多途经。

但迄今为止，关于这方面的研究非常少。《中国煤炭地质》2015年11期公开了袁峰等的“应用地质统计学反演技术预测砂岩型铀矿”，该文将地质统计学反演方法首次应用于砂岩型铀矿预测中，但是该方法仅局限于二维空间，且没有给出精确确定井中含铀砂体空间展布范围的方法；《中国地球科学联合学术年会论文集》2017年公开了李翀等的“井震联合反演技术在砂岩型铀矿找矿中的应用研究”、2018年公开了邱宇等的“基于井震联合反演对柴达木盆地昆北地区砂岩型铀矿储层的预测”以及《铀矿冶》2018年公开了罗林的“地质统计学反演在钱家店地区砂岩型铀矿勘探中的应用”，这三项研究工作都聚焦在伽玛参数反演上，试图通过地震反演直接获取铀异常的分布范围，但是该方法存在很大的风险，因为砂岩型铀矿往往成矿于砂泥交互的沉积型地层中，而泥岩中的伽玛测井参数也存在明显的高异常，因此反演结果会将泥岩中的放射性异常和砂岩中的铀异常混淆在一起；《世界核地质科学》2017年公布了李子伟等人的“砂岩型铀矿波阻抗反演砂体识别技术研究”，该文希望通过常规地震的波阻抗反演来识别砂体，但是实际上波阻抗属性对于砂体识别的分辨率很有限，而只有通过详细的岩石物理敏感性分析才能筛选出高分辨率识别砂岩的测井参数。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，将油气勘探领域高分辨率的三维地震储层反演方法经过针对性发展后应用到砂岩型铀矿勘探领域中，以克服现有砂岩型铀矿勘探不易深入地下几百甚至是上千米的砂岩型铀矿藏目的层段而只是间接找矿，以及钻井分析“一孔之见”、钻井成本高、周期长、无法得到井旁信息等缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，包括以下步骤：

a、读入地震勘探数据、钻井数据、测井数据、反演参数及计算参数，详细核对上述资料的质量，并分析反演参数与计算参数的合理性，其中：测井数据包括声波时差、电阻率、伽玛及自然电位数据；

b、对测井数据实施面向砂岩的岩性储层参数定性分析和岩石物理敏感性定量分析，筛选出最能表征砂岩的测井属性参数，其中：定性分析通过叠合测井曲线和井中岩性分布的对应关系来实现，定量分析通过作岩性与测井参数的交会图来实现；

c、利用研究区目的层段三维地震资料的构造解释成果构建精细地质模型，并基于该模型实施三维地震数据的确定性反演，其中：构造解释成果的核心包括目的层段精细井震标定和层位解释，确定性反演通过约束稀疏脉冲反演来实现；

d、以步骤b筛选出的对砂岩最敏感的测井参数为纵向约束，以步骤c获得的确定性反演结果为横向约束，实施井约束下的高分辨率岩性储层参数随机反演，并对反演结果进行精度分析，其中：随机反演通过地质统计学反演方法来实现，精度分析通过分析反演结果与预留验证井的测井曲线和井中砂体的吻合度来实现；

e、根据钻井、测井资料精确定位井中目标含铀砂体的精确位置，并通过目的层段精细井震标定确定该含铀砂体对应到三维反演数据体的准确位置，其中：井中含铀砂体的定位是通过钻井资料中的岩性和测井资料中的高伽玛异常区来共同确定；

f、根据步骤e确定的目标含铀砂体在反演中的位置，对三维反演数据体实施子体检测，即根据井中含铀砂体处反演数据体的值域区间，在井旁三维反演数据体中确定相同值域区间的空间展布范围，该空间展布范围即为目标含铀砂体在井旁三维空间的展布范围，并输出最终结果。

进一步地，步骤f，所述井中含铀砂体为不少于1个。

进一步地，步骤f，通过提取沿层切片输出目标含铀砂体在目标层位界面上的空间展布范围。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明针对常规地表地质勘查方法不易深入地下几百甚至是上千米的砂岩型铀矿藏目的层段而只是间接找矿，以及钻井分析“一孔之见”、钻井成本高、周期长、无法得到井旁信息等问题，提出了一种利用油田区历史三维地震资料和石油勘探领域精细三维地震储层反演法，精细描述含铀砂体三维空间展布特征的方法，该方法具有如下优势：

1、本发明方法采用“老资料新用”的研究思路，将油气沉积盆地区高成本采集过的历史三维地震资料进行充分挖潜，利用其剩余价值来寻找新型清洁战略性砂岩型铀矿，这无疑开辟了一条低成本高效寻找砂岩型铀矿的研究思路；

2、本发明采用“高分辨经典地震储层反演方法新用”的研究思路，将油气勘探领域高分辨率的三维地震储层反演方法经过针对性发展后，应用于精细刻画砂岩型铀储层中含铀砂体的三维空间展布特征，这无疑开辟了一条利用其他领域经典高分辨率方法去寻找新型资源的研究思路；

3、本发明方法中的定性和定量化岩石物理敏感性分析环节，能够有针对性的找到最能区分砂岩的测井参数，并以此作为高分辨率储层反演的纵向约束函数；

4、与钻井或连井分析方法相比，本发明方法能够精确获得井中含铀砂体在井旁三维空间中的展布特征，这非常有利于及时高效的扩展钻井发现的找矿成果；

5、本发明方法中包含了定量化的岩石物理敏感性分析和反演精度分析，能很好的控制本发明方法的质量和应用效果。

附图说明

图1本发明方法的整体实现流程图；

图2本发明方法的具体实施例的实现流程和实现过程详解示意图；

图3a-图3h实施例效果分析图，图3a目的层位确定性反演结果，图3b目的层位地质统计学反演结果，图3c反演结果与测井曲线的吻合度，图3d反演结果与井中砂体的吻合度，图3e井中异常砂体在反演数据体中定位，图3f目的层段砂体的三维空间展布，图3g井中含铀单砂体的三维空间展布，图3h目标单砂体层位上的平面展布。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明针对如何获取井中已发现含铀砂体的井旁三维空间展布特征的问题，首先，通过对井资料的定性和定量岩石物理敏感性分析，获取最能表征砂岩的测井参数；其次，对三维地震数据进行构造解释，构建三维地质模型，并基于该模型实施仅基于三维地震数据的确定性反演；再次，分别以对砂岩最敏感的测井参数为纵向约束和以确定性反演成果为横向约束，通过地质统计学反演获得三维高分辨率岩性反演数据体；然后，在井中确定目标含铀砂体的精确位置，并通过井震标定确定其在三维反演数据体中的精确位置；最后，根据井中含铀砂体处反演数据的值域范围，基于子体检测确定井中含铀砂体在井旁三维空间中的展布特征。

如图1所示，本发明基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，包括如下步骤：

a、读入地震勘探数据、钻井数据、测井数据、反演参数及计算参数，详细核对上述资料的质量，并分析反演参数与计算参数的合理性，其中：测井数据包括声波时差、电阻率、伽玛及自然电位数据；

b、对测井数据实施面向砂岩的岩性储层参数定性分析和岩石物理敏感性定量分析，筛选出最能表征砂岩的测井属性参数，其中：定性分析通过叠合测井曲线和井中岩性分布的对应关系来实现，定量分析通过作岩性与测井参数的交会图来实现；

c、利用研究区目的层段三维地震资料的构造解释成果构建精细地质模型，并基于该模型实施三维地震数据的确定性反演，其中：构造解释成果的核心包括目的层段精细井震标定和层位解释等，确定性反演通过约束稀疏脉冲反演来实现；

d、以步骤b筛选出的对砂岩最敏感的测井参数为纵向约束，以步骤c获得的确定性反演结果为横向约束，实施井约束下的高分辨率岩性储层参数随机反演，并对反演结果进行精度分析，其中：随机反演通过地质统计学反演方法来实现，精度分析通过分析反演结果与预留验证井的测井曲线和井中砂体的吻合度来实现；

e、根据钻井、测井资料精确定位井中目标含铀砂体的精确位置，并通过目的层段精细井震标定确定该含铀砂体对应到三维反演数据体的准确位置，其中：井中含铀砂体的定位是通过钻井资料中的岩性和测井资料中的高伽玛异常区来共同确定；

f、根据步骤e确定的目标含铀砂体在反演中的位置，对三维反演数据体实施子体检测，即根据井中含铀砂体处反演数据体的值域区间，在井旁三维反演数据体中确定相同值域区间的空间展布范围，该空间展布范围即为目标含铀砂体在井旁三维空间的展布范围，并输出最终结果，其中：井中含铀砂体可以是一个，也可以是多个，同时还可以通过提取沿层切片输出目标含铀砂体在目标层位界面上的空间展布范围。

为了更好的说明上述具体实施方式的效果，下面给出一个具体实例：

实施例

a、如图2中的a图所示，读入地震勘探数据、钻井数据、测井数据、反演参数及计算参数，详细核对上述资料的质量，并分析反演参数与计算参数的合理性，其中：测井数据包括声波时差、电阻率、伽玛及自然电位数据；具体实施时，研究区地震满覆盖资料为208km²，整个工区井为26口，质量分析表明地震资料和测井资料质量满足研究要求；

b、如图2中的b图所示，对测井数据实施面向砂岩的岩性储层参数定性和定量岩石物理敏感性分析，筛选出最能表征砂岩的测井属性参数，其中：定性分析通过叠合测井曲线和井中岩性分布的对应关系来实现，定量分析通过作岩性与测井参数的交会图来实现；具体实施时，定性分析是将伽玛、电阻率、声波测井和自然电位测井曲线叠和在井筒岩性上，交会分析分别作了电阻率与伽玛、声波时差与电阻率的岩性交会分析图，均发现工区内最能敏感区分砂岩的测井参数为电阻率，因此后续地质统计学反演时选择电阻率为纵向约束信息和反演参数；

c、如图2中的c图所示，利用研究区目的层段三维地震资料的构造解释成果构建精细地质模型，并基于该模型实施三维地震数据的确定性反演，其中：构造解释核心包括目的层段精细井震标定和层位解释等，确定性反演通过约束稀疏脉冲反演来实现；具体实施时，精细井震标定尤为重要，标定前先对测井曲线做标准化和重构处理，标定时采用大段整体标定结合目的层段精细标定的方式，确定性反演采用约束稀疏脉冲波阻抗反演方法；

d、如图2中的d图所示，以步骤b筛选出的对砂岩最敏感的测井参数为纵向约束，以步骤c获得的确定性反演结果为横向约束，实施井约束下的高分辨率岩性储层参数随机反演，并对反演结果进行精度分析，其中：随机反演通过地质统计学反演方法来实现，精度分析通过分析反演结果与预留验证井的测井曲线和井中砂体的吻合度来实现，具体实施时，选择26口井中的18口井为约束井，8口井为验证井，精度分析时选择反演结果与测井电阻率曲线和井中砂岩分布作对比分析；

e、如图2中的e图所示，根据钻井、测井资料精确定位井中目标含铀砂体的精确位置，并通过目的层段精细井震标定确定该含铀砂体对应到三维反演数据体的准确位置，其中：井中含铀砂体的定位是通过钻井资料中的岩性和测井资料中的高伽玛异常区来共同确定；具体实施时，井中含铀砂体选择井段上岩芯为砂岩以及测井数据为高伽玛和高电阻率的区间，精细井震标定是以步骤a的资料为基础，可直接利用步骤c的标定结果，井中异常砂体在反演数据体中的定位通过上述标定工作，并叠合井数据和反演数据即可确定；

f、如图2中的f图所示，根据步骤e确定的目标含铀砂体在反演中的位置，对三维反演数据体实施子体检测，即根据井中含铀砂体处反演数据体的值域区间，在井旁三维反演数据体中确定相同值域区间的空间展布范围，该分布范围即为目标含铀砂体在井旁三维空间的展布范围，并输出最终结果，其中：井中含铀砂体可以是一个，也可以是多个，同时还可以通过提取沿层切片输出目标含铀单砂体在目标层位界面上的平面展布范围；具体实施时，先定位X井中异常砂体的位置，图2中的f图对应的示意图用(左图)不同颜色显示了通过子体检测确定的目的层段的不同单砂体，其中绿色的为X井中异常砂体的三维空间展布范围(中图)，通过提取该三维砂体沿着目标层位的沿层切面，可得其在目标层位上的平面展布(右图)。

图3给出了图2中在研究区具体实施过程中的一些核心结果，分析可得出本发明方法的有效性和优势：1、图3a-图3b为高分辨率地质统计学岩石物理敏感性参数反演结果与常规确定性波阻抗反演的定性对比，二者在砂体分布规律上保持基本一致，但是地质统计学的反演结果分辨率更高、砂体边界刻画得更加清晰；2、图3c-图3d为反演结果与井中测井曲线和岩性分布的吻合度，工区内8口验证井的符合率均在80％以上，平均符合率为85.56％，这表明高分辨率岩性反演方法有很好的纵向分辨率，与实际钻井数据吻合良好；3、图3e-图3f为X井中含铀单砂体在反演剖面中的位置以及在目标层段三维空间中的分布范围，这说明本发明方法能够精确定位含铀单砂体的准确位置和空间展布；4、图3g-图3h为X井中一个含铀单砂体的三维空间展布和沿目的层位界面的平面展布，这说明本发明方法能够获得井中含铀砂体在井旁的三维空间展布特征以及其它在目的层位界面上的平面展布特征。综上所述，采用本发明方法能够在定性和定量岩石物理敏感性分析和精度分析的质量控制下，有效、准确地获得井中含铀砂体的三维空间展布，进而为砂岩型铀矿的勘探和开发提供强有力的技术支撑。

Claims (3)

1.一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、读入地震勘探数据、钻井数据、测井数据、反演参数及计算参数，详细核对上述资料的质量，并分析反演参数与计算参数的合理性，其中：测井数据包括声波时差、电阻率、伽玛及自然电位数据；

b、对测井数据实施面向砂岩的岩性储层参数定性分析和岩石物理敏感性定量分析，筛选出最能表征砂岩的测井属性参数，其中：定性分析通过叠合测井曲线和井中岩性分布的对应关系来实现，定量分析通过作岩性与测井参数的交会图来实现；

c、利用研究区目的层段三维地震资料的构造解释成果构建精细地质模型，并基于该模型实施三维地震数据的确定性反演，其中：构造解释成果的核心包括目的层段精细井震标定和层位解释，确定性反演通过约束稀疏脉冲反演来实现；

d、以步骤b筛选出的对砂岩最敏感的测井参数为纵向约束，以步骤c获得的确定性反演结果为横向约束，实施井约束下的高分辨率岩性储层参数随机反演，并对反演结果进行精度分析，其中：随机反演通过地质统计学反演方法来实现，精度分析通过分析反演结果与预留验证井的测井曲线和井中砂体的吻合度来实现；

e、根据钻井、测井资料精确定位井中目标含铀砂体的精确位置，并通过目的层段精细井震标定确定该含铀砂体对应到三维反演数据体的准确位置，其中：井中含铀砂体的定位是通过钻井资料中的岩性和测井资料中的高伽玛异常区来共同确定；

f、根据步骤e确定的目标含铀砂体在反演中的位置，对三维反演数据体实施子体检测，即根据井中含铀砂体处反演数据体的值域区间，在井旁三维反演数据体中确定相同值域区间的空间展布范围，该空间展布范围即为目标含铀砂体在井旁三维空间的展布范围，并输出最终结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，其特征在于：步骤f，所述井中含铀砂体为不少于1个。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维储层反演井中含铀砂体井旁分布范围的圈定方法，其特征在于：步骤f，通过提取沿层切片输出目标含铀砂体在目标层位界面上的空间展布范围。

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