CN111812716B - 页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本说明书实施方案提供了一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法、装置及设备。该方法包括：获取页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；根据预处理后的叠前角道集数据，标定后的时深关系和得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；对低频模型进行反演，获得反演结果；根据反演结果确定页岩气储层的纵横波速度比；将纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得页岩气储层的TOC含量。本说明书实施方案可以提高TOC含量预测的准确性。

Description

页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法、装置及设备

技术领域

本说明书涉及油气勘探开发技术领域，尤其是涉及一种页岩气储层总有机碳(Total Organic Carbon，简称TOC)含量叠前定量预测方法、装置及设备。

背景技术

页岩气储层是重要的非常规油气藏。页岩气储层“甜点”预测定量预测是页岩气勘探开发的首要内容。通过测井资料解释、精细井震标定和睁眼模拟等手段明确页岩气储层的测井和地震响应特征，预测页岩气储层的厚度、TOC含量、裂缝发育特征等多种关键因素，确定有利储层发育特征。

页岩气储层的TOC含量是评价储层的有机质特征的重要指标，对页岩气储层甜点优选具有重要的指导意义，同时对储层的储集空间具有积极的作用。近年来，国内外学者对TOC含量的预测进行了大量的研究，运用测井资料预测TOC含量的方法较多，黄仁春等(2014)针对区域性页岩气储层的TOC含量采用多种计算模型进行对比优选，利用体积密度法对计算TOC含量，实现页岩气储层的有机质丰度的测井评价。别凡等(2016)提出了电阻率测井和自然伽马测井以及岩石物理实验方法等方法相结合的页岩气储层TOC含量测井评价方法。运用地震资料预测TOC含量在平面上的展布特征，通过岩石物理扰动分析和岩石物理交会分析等手段优选TOC含量的敏感弹性参数，在叠前反演的基础上开展TOC含量的精细预测，预测结果与测井计算结果吻合程度高。Ouadfeul(2016)运用监督多层感知神经网络反演波阻抗数据体，利用波阻抗和TOC含量间的交会关系预测储层的TOC含量，该反演方法提高了页岩气储层预测的精度。Kumar(2018)考虑宽方位地震数据中方位各向异性对TOC含量和孔隙度的影响，利用叠前AVAZ反演方法实现对非常规储层的TOC含量的预测。

然而，在实现本申请的过程中，本申请的发明人研究发现：上述常规的方案中，横波速度预测通常运用常规岩石物理建模或者神经网络拟合等方式，未考虑到储层发育特征，从而使得最终获得的页岩气储层TOC含量叠前预测结果的准确度不高。

发明内容

本说明书实施方案的目的在于提供一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法、装置及设备，以提高页岩气储层TOC含量叠前预测结果的准确度。

为达到上述目的，一方面，本说明书实施方案提供了一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法，包括：

获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量。

在本说明书提供的实施方案中，所述关系曲线根据所述页岩气储层的岩石物理模型的横波速度曲线，以及所述页岩气储层的测井数据中的纵波速度曲线获得；

所述岩石物理模型根据所述页岩气储层的垂向各向同性介质模型、测井数据、矿物含量、孔隙度和泥质含量构建；所述垂向各向同性介质模型为所述页岩气储层的基质等效模型。

在本说明书提供的实施方案中，所述根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型，包括：

根据公式

分别获得所述页岩气储层测井位置上的近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线；

以所述标定后的时深关系作为纵向约束，并以所述得地震层位解释数据作为横向约束，对所述弹性波阻抗曲线进行插值，从而对应形成所述近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线的低频模型；

其中，θ为纵波入射角，EI(θ)是纵波入射角为θ时的弹性波阻抗，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值。

在本说明书提供的实施方案中，所述根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比，包括：

将所述反演结果输入以下公式，获得所述页岩气储层的纵、横波速度；

根据所述页岩气储层的纵、横波速度获取所述页岩气储层的纵横波速度比；

其中，θ₁、θ₂和θ₃分别为纵波近入射角、纵波中入射角和纵波远入射角，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值，EI(θ₁)、EI(θ₂)和EI(θ₃)分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的弹性波阻抗，EI₀为平均弹性波阻抗，

和/>

分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的归一化弹性波阻抗。

在本说明书提供的实施方案中，所述关系曲线包括幂指数关系曲线TOC＝exp(f(V_P/V_S))，其中，TOC为页岩气储层总有机碳含量，exp(f(V_P/V_S))为纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，V_P/V_S为纵横波速度比。

另一方面，本说明书实施方案还提供了一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测装置，包括：

标定模块，用于获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

解释模块，用于根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取模块，用于获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

生成模块，用于根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

反演模块，用于对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

确定模块，用于根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

预测模块，用于将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量。

在本说明书提供的实施方案中，所述关系曲线根据所述页岩气储层的岩石物理模型的横波速度曲线，以及所述页岩气储层的测井数据中的纵波速度曲线获得；

所述岩石物理模型根据所述页岩气储层的垂向各向同性介质模型、测井数据、矿物含量、孔隙度和泥质含量构建；所述垂向各向同性介质模型为所述页岩气储层的基质等效模型。

在本说明书提供的实施方案中，所述根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型，包括：

根据公式

分别获得所述页岩气储层测井位置上的近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线；

以所述标定后的时深关系作为纵向约束，并以所述得地震层位解释数据作为横向约束，对所述弹性波阻抗曲线进行插值，从而对应形成所述近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线的低频模型；

其中，θ为纵波入射角，EI(θ)是纵波入射角为θ时的弹性波阻抗，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值。

在本说明书提供的实施方案中，所述根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比，包括：

将所述反演结果输入以下公式，获得所述页岩气储层的纵、横波速度；

根据所述页岩气储层的纵、横波速度获取所述页岩气储层的纵横波速度比；

其中，θ₁、θ₂和θ₃分别为纵波近入射角、纵波中入射角和纵波远入射角，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值，EI(θ₁)、EI(θ₂)和EI(θ₃)分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的弹性波阻抗，EI₀为平均弹性波阻抗，

和/>

分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的归一化弹性波阻抗。

另一方面，本说明书实施方案还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：

获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量。

由以上本说明书实施方案提供的技术方案可见，本说明书的实施方案是根据近、中、远角三个弹性波阻抗的反演结果计算出页岩气储层的纵横波速度比的。如此，既能保证不同入射角(近角、中角和远角)下的地震振幅信息，也能克服叠前同时反演信噪比低的缺点，而且由于加入了测井和岩石物理等先验信息的约束，使得弹性波阻抗具有较高的反演分辨率。更为重要的是，本说明书的实施方案是将上述的纵横波速度比输入至预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，来计算页岩气储层的TOC含量的。由于TOC含量对纵横波速度比最为敏感，因此，利用纵横波速度比与TOC含量的关系曲线可以有效地预测TOC含量的展布特征，从而提高了TOC含量预测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术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说明书中记载的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本说明书提供的实施方案中页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法的流程图；

图2为本说明书提供的实施方案中WW01-H1井的测井解释结果以及岩石物理建模预测的弹性参数结果示意图；

图3a～图3d为本说明书提供的实施方案中TOC含量分别与纵横波速度比、密度、纵波速度和密度等弹性参数的岩石物理交会分析结果示意图；

图4为本说明书提供的实施方案中过井WW01、WW01-H1井及WW01-H2井的连井地震剖面；

图5为本说明书提供的实施方案中WW01-H2井的井震标定结果；

图6为本说明书提供的实施方案中页岩气储层底的层位解释平面图；

图7a为本说明书提供的实施方案中提供的原始叠前角道集的示意图；

图7b～图7d为图7a所示的原始道集在依次进行拉东变换、剔除拟合和压缩感知后的示意图；

图8为本说明书提供的实施方案中叠前角道集经预处理后的结果示意图；

图9a～图9c分别为本说明书提供的实施方案中过井WW01的纵波速度、横波速度和密度反演剖面；

图10a～图10c分别为本说明书提供的实施方案中过井WW01的纵波速度、横波速度和密度反演平面图；

图11为本说明书提供的实施方案中过井WW01的TOC含量预测剖面；

图12为本说明书提供的实施方案中TOC含量预测平面图；

图13为本说明书提供的实施方案中电子设备的结构框图；

图14为本说明书提供的实施方案中页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测装置的结构框图；

图15为本说明书提供的实施方案中页岩气储层的岩石物理模型的建模流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施方案中的附图，对本说明书实施方案中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方案仅仅是本说明书一部分实施方案，而不是全部的实施方案。基于本说明书中的实施方案，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案，都应当属于本说明书保护的范围。

参考图1所示，本说明书实施方案中的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法可以包括以下步骤：

S101、获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系。

井震标定是连接测井与地震信息的桥梁，井震标定结果的准确性直接决定着地震反演的准确性。因此，为了使得后续地震反演更加准确，需要对叠后地震数据进行井震标定。

在本说明书一些实施方案中，进行井震标定时，首先可以从页岩气储层的叠后地震数据中提取地震子波，将地震子波与页岩气储层的声波曲线及利用密度曲线计算的反射系数进行褶积，得到合成地震记录。将合成地震记录与井旁地震道进行对比，根据两者波阻关系，可以对合成地震记录进行上下漂移，使其与井旁地震道主要波形特征对齐。若两者相似程度较高(例如达到设定的相似度值)，此时时深曲线即为井震标定结果；若两者相似程度较低，可以通过多次迭代褶积调整地震子波，使其相似程度达到设定的相似度值，此时对应的时深关系即为井震标定结果。

例如，在一示例性实施方案中，图4示出了WW01井、WW01-H1井及WW01-H2井的连井地震剖面。以WW01-H2井为例，经过井震标定，可以得到如图5所示的井震标定结果。

S102、根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据。

在本说明书一些实施方案中，根据页岩气储层的区域构造特征和研究区内储层沉积发育特征，在上一步骤获得的井震标定结果的指导下，在叠后地震数据中拾取目标层对应的层位解释数据，以将地震剖面转变为地质剖面，进而为后续进行TOC含量评价提供基础。一般地，在进行震层位解释时要确保解释数据的合理性，保证其光滑且上下不串层。

例如，在一示例性实施方案中，将图5所示的WW01-H2井对应的页岩气储层进行地震层位解释，可以得到如图6所示的层位解释平面。

S103、获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据。

在本说明书一些实施方案中，从原始地震数据中不仅可以获得叠后地震数据，还可以获得叠前角道集数据。其中的角道集是指基于角度域共成像点道集，角道集是判断速度场是否符合要求的标准。通常，原始地震数据经处理得到的叠前角道集存在严重多次波干扰、道集纵向分辨率较低以及道集数据有浮动基准面等问题。针对上述问题，可以依次利用拉东变换方法、同相轴剔除拟合方法和压缩感知方法对叠前角道集数据进行预处理。即可以运用拉东变换方法去除多次波干扰，利用同相轴剔除拟合方法进一步压制残余多次波，还可以利用压缩感知方法提高道集纵向分辨率，最终可以得到满足叠前弹性波阻抗反演要求的叠前角道集。

例如，在一示例性实施方案中，图7a示出了原始叠前角道集示意图。将图7a所示的叠前角道集进行拉东变换后，可以得到如图7b所示的去除多次波干扰后的叠前角道集。在此基础上，利用同相轴剔除拟合方法对图7b所示的叠前角道集作进一步处理，可以得到如图7c所示的压制残余多次波后的叠前角道集。最后，利用压缩感知方法对图7c所示的叠前角道集进行处理，可以得到如图7d所示的具有较高纵向分辨率的叠前角道集，从而可以得到满足叠前弹性波阻抗反演要求的叠前角道集。在另一示例性实施方案中，当原始叠前角道集有多个时，经过预处理后，可以得到如图8所示的预处理后的叠前角道集。

S104、根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型。

在本说明书一些实施方案中，所述根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型，可以包括：

1)、根据公式

分别获得所述页岩气储层测井位置上的近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线；即将所述页岩气储层测井位置上的近角、中角和远角分别输入至该公式中，从而可以对应得到近角弹性波阻抗曲线、中角弹性波阻抗曲线和远角弹性波阻抗曲线。

其中，θ为纵波入射角，EI(θ)是纵波入射角为θ时的弹性波阻抗，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值。

本说明书的实施方案中的近角、中角、远角是对纵波入射角由小到大的描述。在具体应用场景下，近角、中角、远角的大小可以自定义。例如，在一示例性实施方案中，可以将小于30°的入射角称为近角，可将大于30°且不超过60°的入射角称为中角，可以将大于60°的入射角称为中角。

2)、以所述标定后的时深关系作为纵向约束，并以所述得地震层位解释数据作为横向约束，对所述弹性波阻抗曲线进行插值，从而对应形成所述近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线的低频模型。

S105、对所述低频模型进行反演，获得反演结果。

在本说明书一些实施方案中，可以对上一步得到的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型分别进行约束稀疏脉冲反演，从而可以得到近、中、远角三个弹性波阻抗的反演结果。例如，在一示例性实施方案中，图9a～图9c分别示出了过井WW01的纵波速度、横波速度和密度反演剖面；图10a～图10c分别示出了过井WW01的纵波速度、横波速度和密度反演平面。

S106、根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比。

在本说明书一些实施方案中，对于以下公式

通过对等式两边同时取对数，可以建立如下线性方程；

从近、中、远角三个弹性波阻抗的反演结果可以提取出纵波速度、横波速度和密度等弹性参数，将这些弹性参数作为输入求解上述的线性方程可以得到页岩气储层的纵、横波速度，进而可以根据所述纵、横波速度计算得到页岩气储层的纵横波速度比。

其中，θ₁、θ₂和θ₃分别为纵波近入射角、纵波中入射角和纵波远入射角，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值，EI(θ₁)、EI(θ₂)和EI(θ₃)分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的弹性波阻抗，EI₀为平均弹性波阻抗，

和/>

分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的归一化弹性波阻抗。

S107、将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量。例如，在一示例性实施方案中，图11中示出了过井WW01的TOC含量预测剖面；图12中示出了过井WW01的TOC含量预测平面。

在本说明书一些实施方案中，纵横波速度比与TOC含量的关系曲线可以预先通过以下步骤得到：

1)、测井数据解释：对研究区内的测井数据(例如伽马测井曲线、密度测井曲线、中子测井曲线、声波测井曲线和电阻率测井曲线等)进行解释，优选纵向上有利的页岩气储层，以明确页岩气储层的测井响应特征。

2)、岩石物理模型的横波速度求取：将页岩气储层的基质等效为垂向各向同性(Vertical Transverse Isotropic，简称VTI)介质模型，在此基础上，可以利用页岩气储层的声波测井曲线、密度测井曲线、TOC含量曲线和矿物含量，并在页岩气储层的孔隙度、饱和度和泥质含量等曲线的约束下，构建页岩气储层的岩石物理模型。然后根据构建的岩石物理模型计算弹性模量，进而预测页岩气储层的横波速度。例如，在一示例性实施方案中，图2中示出了WW01-H1井的测井解释结果以及岩石物理建模预测的弹性参数(横波速度)结果。其中，页岩气储层的岩石物理模型具体建模过程可以如图15所示。

3)、岩石物理交会分析：利用已知的纵波曲线和步骤2)中计算的横波速度曲线计算纵横波速度比曲线，然后对纵波速度曲线、横波速度曲线、密度曲线和纵横波速度比曲线与TOC含量曲线进行交会分析，以便于从中优选出TOC含量的敏感弹性曲线，通过优选分析，认为纵横波速度比与TOC含量相关程度最高，从而可将纵横波速度比与TOC含量的关系应用于TOC含量预测。例如，在一示例性实施方案中，图3a～图3d中示出了TOC含量分别与纵横波速度比、密度、纵波速度和密度等弹性参数的岩石物理交会分析结果。对比TOC含量与各弹性参数的交会图可以看出，纵横波速度比与TOC含量相关程度最高。

4)、TOC含量与纵横波速度比关系建立：根据步骤3)分析的结果，对TOC含量与纵横波速度比进行拟合，可以建立TOC含量与纵横波速度比的幂指数的非线性关系曲线TOC＝exp(f(V_P/V_S))。其中，TOC为页岩气储层总有机碳含量，exp(f(V_P/V_S))为纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，V_P/V_S为纵横波速度比。

由此可见，本说明书的实施方案是根据近、中、远角三个弹性波阻抗的反演结果计算出页岩气储层的纵横波速度比的。如此，既能保证不同入射角(近角、中角和远角)下的地震振幅信息，也能克服叠前同时反演信噪比低的缺点，而且由于加入了测井和岩石物理等先验信息的约束，使得弹性波阻抗具有较高的反演分辨率。更为重要的是，本说明书的实施方案是将上述的纵横波速度比输入至预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，来计算页岩气储层的TOC含量的。由于TOC含量对纵横波速度比最为敏感，因此，利用纵横波速度比与TOC含量的关系曲线可以有效地预测TOC含量的展布特征，从而提高了TOC含量预测的准确性。

不仅如此，由于本说明书的实施方案充分考虑页岩气储层的基质特征、矿物组分、孔隙类型、各向异性特征等多种因素，建立深层页岩岩石物理模型进行横波速度估算，较常规的岩石物理模型更能反映储层特征，横波速度预测结果较为可靠，从而有利于进一步提高TOC含量预测的准确度，且较常规的神经网络等非线性拟合方法更具有明确的物理意义。

参考图13所示，与上述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法对应，本说明书实施方案提供了一种电子设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时可以执行如下步骤：

获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量。

虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是，应当清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。

参考图14所示，与上述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法对应，本说明书实施方案还提供了一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测装置，其可以包括：

标定模块141，可以用于获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

解释模块142，可以用于根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取模块143，可以用于获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

生成模块144，可以用于根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

反演模块145，可以用于对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

确定模块146，可以用于根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

预测模块147，可以用于将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量。

在本说明书一些实施方案中，所述关系曲线根据所述页岩气储层的岩石物理模型的横波速度曲线，以及所述页岩气储层的测井数据中的纵波速度曲线获得；

所述岩石物理模型根据所述页岩气储层的垂向各向同性介质模型、测井数据、矿物含量、孔隙度和泥质含量构建；所述垂向各向同性介质模型为所述页岩气储层的基质等效模型。

在本说明书一些实施方案中，所述根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述得地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型，可以包括：

根据公式

分别获得所述页岩气储层测井位置上的近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线；

以所述标定后的时深关系作为纵向约束，并以所述得地震层位解释数据作为横向约束，对所述弹性波阻抗曲线进行插值，从而对应形成所述近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线的低频模型；

其中，θ为纵波入射角，EI(θ)是纵波入射角为θ时的弹性波阻抗，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值。

在本说明书一些实施方案中，所述根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比，可以包括：

将所述反演结果输入以下公式，获得所述页岩气储层的纵、横波速度；

其中，θ₁、θ₂和θ₃分别为纵波近入射角、纵波中入射角和纵波远入射角，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值，EI(θ₁)、EI(θ₂)和EI(θ₃)分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的弹性波阻抗，EI₀为平均弹性波阻抗，

和/>

分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的归一化弹性波阻抗。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本申请是参照根据本说明书实施方案的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施方案可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施方案可采用完全硬件实施方案、完全软件实施方案或结合软件和硬件方面的实施方案的形式。而且，本说明书实施方案可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书实施方案可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施方案，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施方案均采用递进的方式描述，各个实施方案之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方案重点说明的都是与其他实施方案的不同之处。尤其，对于系统实施方案而言，由于其基本相似于方法实施方案，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方案的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方案”、“一些实施方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施方案的至少一个实施方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方案或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方案或示例以及不同实施方案或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本申请的实施方案而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法，其特征在于，包括：

获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量；

其中，所述关系曲线根据所述页岩气储层的岩石物理模型的横波速度曲线，以及所述页岩气储层的测井数据中的纵波速度曲线获得；所述岩石物理模型根据所述页岩气储层的垂向各向同性介质模型、测井数据、矿物含量、孔隙度和泥质含量构建；所述垂向各向同性介质模型为所述页岩气储层的基质等效模型；

所述岩石物理模型的具体建模过程包括：

在测井解释得到的矿物成分、孔隙度、饱和度信息的基础上，利用V-R-H平均混合石英、碳酸盐岩和有机质，利用Backus平均将泥质含量加入基质，利用DEM模型和

模型加入粒间孔和有机质孔隙，并利用Hudson模型二阶近似加入垂向裂缝，形成干岩石骨架；

利用Wood公式混合流体，将所述流体加入所述干岩石骨架中，形成岩石物理模型。

2.如权利要求1所述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法，其特征在于，所述根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型，包括：

根据公式

分别获得所述页岩气储层测井位置上的近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线；

以所述标定后的时深关系作为纵向约束，并以所述地震层位解释数据作为横向约束，对所述弹性波阻抗曲线进行插值，从而对应形成所述近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线的低频模型；

其中，θ为纵波入射角，EI(θ)是纵波入射角为θ时的弹性波阻抗，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值。

3.如权利要求1所述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法，其特征在于，所述根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比，包括：

将所述反演结果输入以下公式，获得所述页岩气储层的纵、横波速度；

根据所述页岩气储层的纵、横波速度获取所述页岩气储层的纵横波速度比；

其中，θ₁、θ₂和θ₃分别为纵波近入射角、纵波中入射角和纵波远入射角，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值，EI(θ₁)、EI(θ₂)和EI(θ₃)分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的弹性波阻抗，EI₀为平均弹性波阻抗，

和/>

分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的归一化弹性波阻抗。

4.如权利要求1所述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测方法，其特征在于，所述关系曲线包括幂指数关系曲线TOC＝exp(f(V_P/V_S))，其中，TOC为页岩气储层总有机碳含量，exp(f(V_P/V_S))为纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，V_P/V_S为纵横波速度比。

5.一种页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测装置，其特征在于，包括：

标定模块，用于获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

解释模块，用于根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取模块，用于获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

生成模块，用于根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

反演模块，用于对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

确定模块，用于根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

预测模块，用于将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量；

其中，所述关系曲线根据所述页岩气储层的岩石物理模型的横波速度曲线，以及所述页岩气储层的测井数据中的纵波速度曲线获得；所述岩石物理模型根据所述页岩气储层的垂向各向同性介质模型、测井数据、矿物含量、孔隙度和泥质含量构建；所述垂向各向同性介质模型为所述页岩气储层的基质等效模型；

所述岩石物理模型的具体建模过程包括：

在测井解释得到的矿物成分、孔隙度、饱和度信息的基础上，利用V-R-H平均混合石英、碳酸盐岩和有机质，利用Backus平均将泥质含量加入基质，利用DEM模型和

模型加入粒间孔和有机质孔隙，并利用Hudson模型二阶近似加入垂向裂缝，形成干岩石骨架；

利用Wood公式混合流体，将所述流体加入所述干岩石骨架中，形成岩石物理模型。

6.如权利要求5所述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测装置，其特征在于，所述根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型，包括：

根据公式

分别获得所述页岩气储层测井位置上的近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线；

以所述标定后的时深关系作为纵向约束，并以所述地震层位解释数据作为横向约束，对所述弹性波阻抗曲线进行插值，从而对应形成所述近角、中角、远角的弹性波阻抗曲线的低频模型；

其中，θ为纵波入射角，EI(θ)是纵波入射角为θ时的弹性波阻抗，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值。

7.如权利要求5所述的页岩气储层总有机碳含量叠前定量预测装置，其特征在于，所述根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比，包括：

将所述反演结果输入以下公式，获得所述页岩气储层的纵、横波速度；

根据所述页岩气储层的纵、横波速度获取所述页岩气储层的纵横波速度比；

其中，θ₁、θ₂和θ₃分别为纵波近入射角、纵波中入射角和纵波远入射角，V_p为纵波速度，V_s为横波速度，ρ为储层密度，K为纵横波速度比的平方，V_p0、V_s0和ρ₀分别为纵波速度、横波速度和储层密度的平均值，EI(θ₁)、EI(θ₂)和EI(θ₃)分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的弹性波阻抗，EI₀为平均弹性波阻抗，

和/>

分别是纵波入射角为θ₁、θ₂和θ₃时的归一化弹性波阻抗。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：

获取页岩气储层的叠后地震数据，并对所述叠后地震数据进行井震标定，以获取标定后的时深关系；

根据所述标定后的时深关系对所述页岩气储层进行地震层位解释，获得地震层位解释数据；

获取所述页岩气储层的预处理后的叠前角道集数据；

根据所述预处理后的叠前角道集数据，所述标定后的时深关系和所述地震层位解释数据，生成所述页岩气储层的近角、中角、远角弹性波阻抗的低频模型；

对所述低频模型进行反演，获得反演结果；

根据所述反演结果确定所述页岩气储层的纵横波速度比；

将所述纵横波速度比输入预设的纵横波速度比与TOC含量的关系曲线，获得所述页岩气储层的TOC含量；

其中，所述关系曲线根据所述页岩气储层的岩石物理模型的横波速度曲线，以及所述页岩气储层的测井数据中的纵波速度曲线获得；所述岩石物理模型根据所述页岩气储层的垂向各向同性介质模型、测井数据、矿物含量、孔隙度和泥质含量构建；所述垂向各向同性介质模型为所述页岩气储层的基质等效模型；

所述岩石物理模型的具体建模过程包括：

在测井解释得到的矿物成分、孔隙度、饱和度信息的基础上，利用V-R-H平均混合石英、碳酸盐岩和有机质，利用Backus平均将泥质含量加入基质，利用DEM模型和

模型加入粒间孔和有机质孔隙，并利用Hudson模型二阶近似加入垂向裂缝，形成干岩石骨架；

利用Wood公式混合流体，将所述流体加入所述干岩石骨架中，形成岩石物理模型。

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