CN111239815B - 基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法，包括砂岩型铀储层目标层段的精确定位与精细井震标定、精细三维地震层位解释及质量控制、各种沿层地震属性的计算与提取、结合地质和钻井资料的地震属性优选、基于优选出的地震属性提取成矿沉积要素等步骤。本发明方法实现了地下砂岩型铀矿床沉积信息的三维透明化和可视化、能获得砂岩型铀储层目标层位内准确的沉积特征、能分析沉积要素对砂岩型铀储层形成的控制和改造作用、可获得目标砂岩型铀储层沉积的时空演化特征及其与成矿的关系、能综合分析砂岩型铀储层在沉积方面的基本规律和成矿机制、能为砂岩型铀矿勘探与开发提供沉积方面的重要找矿线索和找矿方向。

Description

基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法

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属性提取与优选的方法透明化和可视化砂岩型铀矿床成矿沉积要素的新方法，尤其涉及一种基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法。

背景技术

作为一种战略性清洁能源，砂岩型铀矿在国家核能利用和国防安全方面均有着重要的意义。沉积要素是砂岩型铀矿成矿最重要的控制因素之一，《沉积学报》2006年公开了陈戴生的“我国中、新生代盆地砂岩型铀矿沉积环境研究概述”，《科技广场》2012年公开了李晓东和张莹的“国内砂岩型铀矿沉积环境研究现状分析”，他们同时指出沉积环境研究是砂岩型铀矿研究领域中一个极为重要的组成部分,对于寻找可地浸砂岩型铀矿有着举足轻重的地位。因此，如何准确提取砂岩型铀矿成矿沉积要素，对于研究砂岩型铀矿的成矿机理和指导找矿方向具有重要的理论与实际意义。

目前，在砂岩型铀矿成矿的沉积要素提取与分析研究方面，主要有平面沉积相分析方法、井中岩芯沉积相分析方法、井中结合平面沉积相分析方法、层序地层学方法、井中电阻率分析方法等。关于平面沉积相分析方法，《铀矿地质》2014年公开了王勋等的“蒙其古尔地区赋铀层沉积特征及其与砂岩型铀矿的关系”，该文通过沉积相与铀矿体的分布关系研究了沉积特征与砂岩型铀矿的关系；《世界地质》2018年公开了郭强等的“准噶尔盆地中新生代砂岩型铀矿地层沉积特征与产铀远景预测”，该文给出了具体工区的沉积体系概要图和平面沉积相图，用于分析砂岩型铀矿地层的沉积特征并预测产矿远景。关于井中岩芯沉积相分析方法，《西北大学学报(自然科学版)》2005年公开了邵飞和唐相生的“柴达木盆地东部新近系沉积相与砂岩型铀矿找矿方向”，该文通过大量岩芯资料分析得出了清水河地区辫状河三角洲相沉积特征，进而指出砂岩型铀矿的找矿方向；《地球科学》2018年公开了聂逢君等的“吐哈盆地西南缘地区砂岩型铀矿含矿目的层沉积相与铀矿化”，该文通过大量岩芯观察得出砂岩型铀矿的沉积微相的解释，并用于分析砂岩型铀矿目的层的沉积相特征。关于井中结合平面沉积相分析方法，《古地理学报》2005年公开了董文明等的“内蒙古西胡里吐盆地下白至统大磨拐河组沉积相及砂岩型铀矿成矿作用”，该文分析了井中各种沉积相的基本特征并给目的层组地层的沉积相平面图，用于分析沉积的成矿作用；《铀矿地质》2013年公开了鲁超等的“二连盆地马尼特坳陷西部砂岩型铀矿成矿的沉积学背景”，该文给出了研究目的地层的沉积体系图和沉积钻孔剖面示意图，用于分析砂岩型铀矿成矿的沉积学背景；《中国煤炭地质》2019年公开了宋洪柱等的“东胜深部直罗组沉积环境与砂岩型铀矿发育”，该文综合利用井中沉积相特征分析、岩芯柱状图分析、沉积断面图、沉积相展布图等资料研究沉积环境与砂岩型铀矿发育的关系。关于层序地层学方法，《铀矿地质》2001年公开了李胜祥等的“层序地层学在陆相沉积盆地内砂岩型铀矿找矿中的应用前景”，该文首次将层序地层学方法应用于砂岩型铀矿床的沉积要素分析中。关于井中电阻率分析方法，《现代矿业》2017年公开了徐平等的“蒙其古尔铀矿床西山窑组下段砂岩型铀矿沉积环境”和张忠平等的“伊犁盆地洪海沟地区西山窑组上段砂岩型铀矿沉积环境”，他们均利用视电阻率均值的平面展布来研究砂岩型铀矿地层的沉积相特征。

以上五类方法构成了目前砂岩型铀矿沉积特征研究的方法体系，它们均是直接或间接的利用了井中沉积特征分析及井间插值与推测的方法。显然，该方法体系只能得到井孔处及周边很小范围内地层的沉积特征，平面沉积相特征因需要井间插值和地质认识推测而非常不可靠，且得到的结果多为二维平面展布，同时该方法体系在少井甚至是无井的新勘探区很难取得好的效果甚至是无法开展研究。

与上述方法体系不同，基于地球物理领域的三维地震属性提取与优选的方法，却能深入到矿床内部进行精细的沉积特征研究，且可以得到三维空间内的沉积特征，并且井资料也并非必要条件，而是作为一种验证和检验证据存在。实际上，基于地震属性的提取与优选研究沉积特征，在油气勘探与开发领域得到了深入而广泛的应用。2017年由朱筱敏等译著的《地震沉积学原理与应用》一书中公开了大量在油气勘探与开发领域基于地震属性的沉积要素研究；2012年李建雄等译著的《地震属性在有利圈闭识别和油藏表征中的应用》一书中通过大量实例阐述了各种地震属性在研究油气圈闭沉积环境中的各种重要作用。尽管地震属性在油气领域的沉积要素研究中得到了广泛而深入的应用，但是由巨额成本的原因，目前还鲜有采用三维地震属性研究砂岩型铀矿沉积要素方面的研究工作公开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法，采用油铀共生区油田的三维地震资料，透明化和可视化地下砂岩型铀矿的三维空间的沉积特征，以克服常规基于井资料进行沉积特征研究方法仅能得到井附近，且需要通过井间插值和推测得到三维全空间沉积特征的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法，包括如下步骤：

a、读入研究工区的地质、三维地震、测井及钻井资料，其中：地质资料和钻井资料用于分析研究工区目标层段大的沉积相和区域沉积背景；测井资料用于精确定位井中砂岩型铀储层的准确位置和实施井震标定，三维地震资料用于地震属性的计算与提取；

b、砂岩型铀储层目标层段的精确定位与精细井震标定，其中：砂岩型铀储层目标层段的精确定位是利用测井数据来确定的，表现为高伽玛、高电阻率特征；精细井震标定是基于测井的声波时差数据通过制作合成地震记录并与地震剖面对比来实现的；

c、砂岩型铀储层目标地层的精细三维地震层位解释，其中：层位解释以步骤b的井震标定为基础，通过井剖面和骨干剖面对比，逐条测线追踪目标层位而实现，且需要采用过井剖面闭合检查和目标层位深度色标等措施检查和控制目标地层层位解释的质量；

d、计算与提取砂岩型铀储层目标层段各种沿层地震属性，其中：属性的计算包括频率属性、相位属性、能量属性、最大振幅、几何平均、算术平均、最小振幅及均方根振幅；沿层属性是通过等分目标层段地层厚度，并在各等分厚度中顺次计算和提取的；

e、结合地质和钻井资料对步骤d计算和提取的各种地震属性进行优选得到优选属性，其中：优选属性用于得到最能表征目标砂岩型铀储层沉积特征的地震属性，而地质资料和钻井资料则用于分析井中岩芯表征的沉积特征与提取的地震属性表征的沉积特征的相关性与一致性；其中，相关性和一致性最好的地震属性即为最终优选出来表征砂岩型铀储层沉积特征的地震属性；

f、基于步骤e验证和优选出的地震属性，提取目标砂岩型铀储层的成矿沉积要素，其中：该成矿沉积要素通过沿层地震属性进行表述，可表述目标层段任意深度位置的沉积特征，还可依据所有垂向沿层地震属性的变化分析目标层段的沉积演化特征。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明针对常规基于地质认识和钻井资料分析进行砂岩型铀矿沉积要素提取存在的问题，综合利用地质、三维地震、测井及钻井资料，提出了一种基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法，该方法具有如下优势：

1、充分利用地质和钻井资料能获得砂岩型铀储层准确沉积特征和三维地震资料分辨率高的优点，实现了地下目标砂岩型铀储层沉积信息的三维透明化和可视化；2、可以综合利用测井和钻井资料精确定位地下砂岩型铀储层目标层段的准确位置，并通过沿层地震属性的提取和优选获得砂岩型铀储层目标层位内准确的沉积特征；3、基于对本发明方法提取的沉积要素的分析，可以获得沉积要素对砂岩型铀储层形成的控制和改造作用；4、基于对提取纵向上沿层地震属性表征的沉积特征变化的分析，可以获得目标砂岩型铀储层沉积的时空演化特征；5、综合利用提取的沉积要素和成矿关系，可以总结出砂岩型铀储层在沉积方面的成矿机制和基本规律，进而为砂岩型铀矿勘探和开发提供沉积方面的重要找矿线索和找矿方向。

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实现过程详解示意图；

图3实施例效果分析图，图3a各种沿层地震属性；图3b优选出的地震属性(均方根振幅)；图3c最终提取的沉积要素。

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。

如图1所示，本发明基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法，包括如下步骤：

a、读入研究工区的地质、三维地震、测井及钻井资料，其中：地质资料和钻井资料用于分析研究工区目标层段大的沉积相和区域沉积背景；测井资料用于精确定位井中砂岩型铀储层的准确位置和实施井震标定，三维地震资料用于地震属性的计算与提取；

b、砂岩型铀储层目标层段的精确定位与精细井震标定，其中：砂岩型铀储层目标层段的精确定位是利用测井数据来确定的，它表现为高伽玛、高电阻率特征；精细井震标定是基于测井的声波时差数据通过制作合成地震记录并与地震剖面对比来实现的；

c、砂岩型铀储层目标地层的精细三维地震层位解释，其中：层位解释以步骤b的井震标定为基础，通过井剖面和骨干剖面对比，逐条测线追踪目标层位而实现，且需要采用过井剖面闭合检查和目标层位深度色标等措施检查和控制目标地层层位解释的质量；

d、计算与提取砂岩型铀储层目标层段各种沿层地震属性，其中：属性的计算包括频率属性、相位属性、能量属性、最大振幅、几何平均、算术平均、最小振幅及均方根振幅；沿层属性是通过等分目标层段地层厚度，并在各等分厚度中顺次计算和提取的；

e、结合地质和钻井资料对步骤d计算和提取的各种地震属性进行优选得到优选属性，其中：优选属性用于得到最能表征目标砂岩型铀储层沉积特征，如河流相、湖泊相、扇三角洲、冲积扇等的地震属性，而地质资料和钻井资料则用于分析井中岩芯表征的沉积特征与提取的地震属性表征的沉积特征的相关性与一致性；其中，相关性和一致性最好的地震属性即为最终优选出来表征砂岩型铀储层沉积特征的地震属性；

f、基于步骤e验证和优选出的地震属性，提取目标砂岩型铀储层的成矿沉积要素，其中：该成矿沉积要素通过沿层地震属性进行表述，可表述目标层段任意深度位置的沉积特征，还可依据所有垂向沿层地震属性的变化分析目标层段的沉积演化特征。

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，读入研究工区的地质、三维地震、测井及钻井资料，其中：地质和钻井资料用于分析研究工区目标层段大的沉积相和区域沉积背景；测井资料用于精确定位井中砂岩型铀储层的准确位置和实施井震标定，三维地震资料用于地震属性的计算与提取，分析地质、钻井及测井资料发现砂岩型铀储层多表现为曲流河、辫状河、水下分流河道等沉积微相以及砂岩中的高伽玛区的特征；

b、如图2中的b图所示，砂岩型铀储层目标层段的精确定位与精细井震标定，其中：砂岩型铀储层目标层段的精确定位是利用测井数据来确定的，它表现为高伽玛、高电阻率特征；精细井震标定是基于测井的声波时差数据通过制作合成地震记录并与地震剖面对比来实现的，井中数据为深度标尺而地震数据为时间标尺，合成地震记录则建立了二者之间的时空对应关系；

c、如图2中的c图所示，砂岩型铀储层目标地层的精细三维地震层位解释，其中：层位解释以步骤b的井震标定为基础，通过井剖面和骨干剖面对比，逐条测线追踪目标层位而实现，且需要采用过井剖面闭合检查和目标层位深度色标等措施检查和控制目标地层层位解释的质量，精细三维地震层位解释可以获得目标层段几个重要地质层位界面的基本形态和深度，它们是后续精确提取沿层地震属性的基础；

d、如图2中d图所示，计算与提取砂岩型铀储层目标层段各种沿层地震属性，其中：属性的计算包括频率属性、相位属性、能量属性、最大振幅、几何平均、算术平均、最小振幅及均方根振幅；沿层属性是通过等分目标层段地层厚度，并在各等分厚度中顺次计算和提取的，分析各种地震属性发现有些地震属性可以表征目标层位的沉积特征，有些则不能，其中某几个地震属性表征的沉积特征基本一致，可以相互印证；

e、如图2中的e图所示，结合地质和钻井资料对步骤d计算和提取的各种地震属性进行优选得到优选属性，其中：优选属性用于得到最能表征目标砂岩型铀储层沉积特征的地震属性，如河流相、湖泊相、扇三角洲、冲积扇等的地震属性，而地质和钻井资料主要是用于分析地质认识和井中岩芯表征的沉积特征，与提取的地震属性表征的沉积特征的相关性与一致性的，其中相关性和一致性最好的地震属性，即为最终优选出来表征砂岩型铀储层沉积特征的地震属性，本研究区最终优选出来的地震属性为均方根振幅属性；

f、如图2中的f图所示，基于步骤e验证和优选出的地震属性，提取目标砂岩型铀储层的成矿沉积要素，其中：该沉积要素是通过沿层地震属性来简洁直观表述的，它既可以表述目标层段任意深度位置的沉积特征，同时所有垂向沿层地震属性的变化还可以分析目标层段的沉积演化特征，分析示意图可知：其可以直观简洁的表述目标层位的沉积特征和目标层段的沉积演化特征，而该沉积特征在有井的区域基本完全与井中实际分析的沉积特征一致。

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，分析可得出如下现象和结论：①图3a为研究区砂岩型铀储层目标层位处提取的各种地震属性，分析这些属性可以发现，不同地震属性得出的沉积特征不完全相同，有的地震属性甚至无法反应沉积特征，但本研究区提取的八种地震属性中大多表征的沉积特征是一致的，它们只是存在分辨率上的差别，因此需要对各种地震属性进行优选；②图3b为目标层位优选出的地震属性(均方根振幅)，结合地质认识和钻井岩芯中的沉积特征，可以分析该地震属性表征了砂岩型铀储层目标层位以曲流河和辫状河的沉积微相为主，其中曲流河的基本形态能够高分辨率的表征出来，而这样的认识和钻井岩芯以及砂岩型铀矿成矿沉积环境要素的地质认识是完全吻合的；③图3c为目标砂岩型铀储层内所有垂向上的沿层地震属性的变化，由深及浅共计提取了目标层段的40张沿层地震属性切片，图中依次显示了00号、05号、10号、……、30号、35号、40号沿层切片，结合地质资料和井中岩芯资料的认识，可以得出目标砂岩型铀储层层段为泛滥平原水退→集中小型湖泊→分散小型湖泊及辫状河→辫状河与低曲河→低曲河向曲流河转变→新一轮湖侵→三角洲→湖侵后的冲泛平原的沉积演化特征，而该沉积演化特征与井中垂向上的岩芯沉积相分析的结果是一致的。综上所述，采用本发明方法能够直观清晰的获得砂岩型铀矿成矿的沉积控制要素，对于研究成矿的沉积机理和确定找矿方向意义重大。

Claims (1)

1.一种基于三维地震属性的砂岩型铀储层成矿沉积要素提取方法，包括如下步骤：

a、读入研究工区的地质、三维地震、测井及钻井资料，其中：地质资料和钻井资料用于分析研究工区目标层段大的沉积相和区域沉积背景；测井资料用于精确定位井中砂岩型铀储层的准确位置和实施井震标定，三维地震资料用于地震属性的计算与提取；

b、砂岩型铀储层目标层段的精确定位与精细井震标定，其中：砂岩型铀储层目标层段的精确定位是利用测井数据来确定的，表现为高伽玛、高电阻率特征；精细井震标定是基于测井的声波时差数据通过制作合成地震记录并与地震剖面对比来实现的；

c、砂岩型铀储层目标地层的精细三维地震层位解释，其中：层位解释以步骤b的井震标定为基础，通过井剖面和骨干剖面对比，逐条测线追踪目标层位而实现，且需要采用过井剖面闭合检查和目标层位深度色标措施检查和控制目标地层层位解释的质量；

d、计算与提取砂岩型铀储层目标层段各种沿层地震属性，其中：属性的计算包括频率属性、相位属性、能量属性、最大振幅、几何平均、算术平均、最小振幅及均方根振幅；沿层属性是通过等分目标层段地层厚度，并在各等分厚度中顺次计算和提取的；

e、结合地质和钻井资料对步骤d计算和提取的各种地震属性进行优选得到优选属性，其中：优选属性用于得到最能表征目标砂岩型铀储层沉积特征的地震属性，而地质资料和钻井资料则用于分析井中岩芯表征的沉积特征与提取的地震属性表征的沉积特征的相关性与一致性；其中，相关性和一致性最好的地震属性即为最终优选出来表征砂岩型铀储层沉积特征的地震属性；

f、基于步骤e验证和优选出的地震属性，提取目标砂岩型铀储层的成矿沉积要素，其中：该成矿沉积要素通过沿层地震属性进行表述，可表述目标层段任意深度位置的沉积特征，还可依据所有垂向沿层地震属性的变化分析目标层段的沉积演化特征。

Images