CN112099085B - 一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法 - Google Patents

一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，所述预测方法包括：在转换波三维地震数据体上拾取碳酸盐岩地层顶界和相邻最近的上覆相对地质等时面的层位，并将碳酸盐岩地层顶界和上覆相对地质等时面的转换波地震层位相减，获得碳酸盐岩微古地貌；结合转换波地震属性，以转换波地震属性平面图上表现为圆形异常、及转换波地震剖面上表现为同相轴下凹且振幅能量降低的位置为凹陷形构造；将凹陷性构造刻画在碳酸盐岩古微地貌上，获得岩溶发育有利区带的预测分布图。本发明的优点是能够精确刻画碳酸盐岩微古地貌，且能够清晰且容易地分辨凹陷形构造，有利于预测岩溶有利区带的分布。

Description

一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法
技术领域
本发明涉及油气层勘探与开发领域，具体来讲，涉及一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻方法以及基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法。
背景技术
碳酸盐岩储层是一种良好的油气储集体，且有研究表明，大部分油气田发育在与区域不整合面有关的碳酸盐岩古风化壳岩溶储层中。影响碳酸盐岩溶发育的因素有可溶地层出露的范围、先存的孔洞系统、古气候及海平面升降、风华壳古地貌等。其中，风华壳古地貌决定了古岩溶的深度、范围及强度。地貌恢复属于盆地分析的研究内容之一，基于沉积记录资料的不同，恢复精度存在一定差异。目前可用的古地貌恢复方法较多，基本上还停留在定性、半定量阶段，主要有沉积学方法、层序地层学方法、残余厚度法、印模法和地球物理法。其中，印模法既考虑了沉积前构造的影响又将古地貌半定量表示，故应用较为广泛。
印模法根据补偿沉积原理将紧邻目的层的上覆地层顶界作为等时基准面，以基准面与待恢复侵蚀面顶界之间的厚度通过镜像关系来表征古地貌形态，厚度小的区域代表古地貌高势区，厚度大的区域代表古地貌低势区。该基准面需要满足三个条件：①须是全区范围内分布的能够代表当时海平面的等时界面；②该基准面离侵蚀面比较近，距离风化壳越接近，后期构造运动对其影响就越小，沉积界面与侵蚀面间的地层厚度越能反映当时古地貌特征；③这个界面不论在钻井、测井曲线还是地震剖面上都容易识别和对比，岩性突变面最好。
常规的印模法主要是采用纵波层位解释成果计算上覆地层的(时间)厚度，分析古地貌展布特征。
发明内容
发明人经研究发现，常规的印模法存在对碳酸盐岩的古地貌形态刻画不够精细，尤其是，难以对地形差异较小的地貌单位(可称为微地貌)进行有效刻画，从而导致其应用效果不佳且应用领域受到限制。
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻方法，能够精确的刻画复杂构造地区的碳酸盐岩的古地貌形态，以便增加古地貌恢复的精度，从而有利于深入开展山地复杂构造地区的构造精细建模、储层预测等研究。又如，本发明的又一目的在于提供一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，以便预测岩溶发育的有利区带。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻方法，所述碳酸盐岩微古地貌雕刻方法包括以下步骤：在转换波三维地震数据体上拾取碳酸盐岩地层顶界和相邻最近的上覆相对地质等时面的层位，然后将碳酸盐岩地层顶界和上覆相对地质等时面的转换波地震层位相减，以获得碳酸盐岩微古地貌。
在本发明的一个示例性实施例中，所述碳酸盐岩微古地貌雕刻方法还可包括根据所述碳酸盐岩微古地貌的时差进行岩溶地貌单元划分。
本发明还提供了一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，所述碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法包括以下步骤：结合转换波的地震属性信息，以转换波地震属性平面图上表现为圆形异常、以及转换波地震剖面上表现为同相轴下凹且振幅能量降低的位置作为凹陷形构造，并将凹陷性构造预测为岩溶发育的有利部位，将所述凹陷形构造刻画在如上述碳酸盐岩微古地貌雕刻方法所获得的碳酸盐岩微古地貌上，以获得岩溶发育有利区带的预测图。
在本发明的一个示例性实施例中，所述凹陷形构造在转换波的地震属性上表现出的圆形异常的直径可在100～200米。
在本发明的一个示例性实施例中，所述同相轴下凹可表现为同相轴凹陷中心处与边缘处的时差大于5～10ms。
在本发明的一个示例性实施例中，所述振幅能量降低可表现为同相轴凹陷中心处与边缘处的振幅值之差大于50％。
与现有技术相比，本发明的有益效果和优点包括：由于纵换波的速度大约是转换波速度的1.5倍左右，反映到时间剖面上转换波的双程旅行时大约也是纵波的1.5倍，因此，本发明的基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法能够对地形差异小于10ms的地貌单位具有良好的刻画能力；同时，鉴于转换波对岩性较为敏感，本发明的基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法也能够比纵波更加细致地刻画因岩性变化引起的地貌差异也更容易发现“凹陷形”构造，从而实现对岩溶发育有利区带的预测；本发明适用于复杂构造地区的碳酸盐岩古地貌研究，有利于在山地复杂构造地区的构造精细建模、储层预测等领域展开更深入的研究和应用。
附图说明
图1示出了本发明的基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法的一个示例性实施例的流程图。
图2A示出了图1的方法所得到的碳酸盐岩微古地貌三维示意图；图2B示出了图1的方法所得到的碳酸盐岩微古地貌平面示意图。
图3A示出了碳酸盐岩地层顶界的纵波相干地震属性示意图；图3B示出了碳酸盐岩地层顶界的转换波相干属性示意图；图3C示出了图3A中方框的放大示意图；图3D示出了图3B中方框的放大示意图。
图4A示出了碳酸盐岩地层顶部凹陷形构造的纵波剖面示意图；图4B示出了碳酸盐岩地层顶部凹陷形构造的转换波剖面示意图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本发明的基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法。
实施例1
在本发明的一个示例性实施例中，基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻方法可包括以下步骤：
步骤1，在转换波三维地震数据体上拾取碳酸盐岩地层顶界所对应的转换波地震层位、以及相邻最近的上覆相对地质等时面所对应的转换波地震层位，然后将碳酸盐岩地层顶界和上覆相对地质等时面的转换波地震层位相减，以获得碳酸盐岩微古地貌。(例如，碳酸盐岩微古地貌恢复图)。
这里，转换波三维地震数据体是由技术人员在野外针对碳酸盐岩目标区块采集获得。
步骤2，在获得碳酸盐岩微古地貌后，即可根据所述碳酸盐岩微古地貌的时差进行岩溶地貌单元划分。例如，可根据碳酸盐岩微古地貌上的时差将碳酸盐岩微古地貌划分为古残丘、古斜坡、峰丛垄脊等地貌单元。
本实施例利用转换波旅行时比纵波大的优势，能够分辨时间差更小的古地貌单元(例如，时间差小于10ms的地貌单位)，比常规印模法的分辨率高，获得的碳酸盐岩古地貌也更精细。
实施例2
在本发明的又一个示例性实施例中，基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法可包括以下步骤：
步骤a，在转换波三维地震数据体上拾取碳酸盐岩地层顶界所对应的转换波地震层位、以及相邻最近的上覆相对地质等时面所对应的转换波地震层位，然后将碳酸盐岩地层顶界和上覆相对地质等时面的转换波地震层位相减，以获得碳酸盐岩微古地貌。
步骤b，在获得碳酸盐岩古地貌后，即可根据所述碳酸盐岩微古地貌的时差进行岩溶地貌单元划分。例如，可根据碳酸盐岩微古地貌上的时差将碳酸盐岩微古地貌划分为古残丘、古斜坡、峰丛垄脊等地貌单元。
步骤c，结合作为另一维度信息的转换波的地震属性信息，以转换波地震属性平面图上表现为圆形异常、以及转换波地震剖面上表现为同相轴下凹且振幅能量降低的位置作为凹陷形构造，并将凹陷性构造预测为岩溶发育的有利部位。具体来讲，可以将转换波的地震属性信息(例如，转换波的地震属性平面图)与纵波的地震属性信息(纵波的地震属性平面图)相对比，寻找出存在于转换波地震属性平面图上但不存在于纵波地震属性平面图上的类圆形图案(其类直径通常可以为数十至数百米，例如，100～200m)；然后，在转换波地震剖面上核实该类圆形图案所对应的同相轴情况，若相应位置的同相轴下凹且振幅能量降低，则以该相应位置作为凹陷形构造。需要说明的是，上述步骤b和步骤c可没有先后顺序，也就是说，二者可先后进行或同时进行。
这里，圆形异常是指在转换波地震属性平面图上出现的数值变化较大的圆形，例如，圆形内的数值很高，而圆形以外的地方数值很低，即可视为圆形异常。同相轴是指地震记录上各道振动相位相同的极值的连线，也就是波峰或波谷的连线。凹陷形构造是指小型的岩溶垮塌洞穴或者小规模的断层，是岩溶发育的有利部位。
例如，同相轴下凹可在转换波地震剖面图上表现为同相轴凹陷中心处与边缘处的时差大于5～10ms。振幅能量降低可在转换波地震剖面图上表现为同相轴凹陷中心处与边缘处的振幅值之差大于50％。凹陷形构造在转换波的地震属性上表现出的圆形异常的类直径可在数百米，例如，100～200米。
步骤d，将所述凹陷形构造刻画在所述获得的碳酸盐岩古地貌上，以获得岩溶发育有利区带的预测图。
本实施例一方面利用转换波旅行时比纵波大的优势，能够分辨时间差更小的古地貌单元(例如，时间差小于10ms的地貌单位)，精细的刻画碳酸盐岩微古地貌；另一方面利用转换波地震属性，能够识别在旅行时上无法识别的凹陷形构造等微古地貌，有利于预测岩溶发育有利区带的分布。
实施例3
在本发明的又一个示例性实施例中，以四川盆地某转换波工区地区为目标区块。
图1示出了本发明的基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法的一个示例性实施例的流程图。图2A示出了图1的方法所得到的碳酸盐岩微古地貌三维示意图；图2B示出了图1的方法所得到的碳酸盐岩微古地貌平面示意图。图3A示出了碳酸盐岩地层顶界的纵波相干地震属性示意图；图3B示出了碳酸盐岩地层顶界的转换波相干属性示意图；图3C示出了图3A中方框的放大示意图；图3D示出了图3B中方框的放大示意图。图4A示出了碳酸盐岩地层顶部凹陷形构造的纵波剖面示意图；图4B示出了碳酸盐岩地层顶部凹陷形构造的转换波剖面示意图。
如图1所示，基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法包括以下步骤：
1)基于转换波的印模法获得碳酸盐岩古地貌，并进行岩溶地貌单元划分
具体来讲，依据获取到的转换波数据，在转换波三维地震数据体上拾取碳酸盐岩地层顶界所对应的转换波地震层位、以及相邻最近的上覆相对地质等时面所对应的转换波地震层位，然后将碳酸盐岩地层顶界和上覆相对地质等时面的转换波地震层位相减获得碳酸盐岩古地貌根据古地貌的时差进行岩溶地貌单元划分，生成定量的三维古地貌形态图。如图2A和图2B所示，可综合考虑地震资料和地质因素影响等，将四川盆地某转换波工区的微古地貌以时差为依据划分为古残丘、古斜坡、峰从垄脊等地貌单元。
2)基于转换波地震属性，识别凹陷形构造
具体来讲，结合作为另一维度信息的转换波的地震属性信息，以转换波地震属性平面图上表现为圆形异常、以及转换波地震剖面上表现为同相轴下凹且振幅能量降低的位置作为凹陷形构造，并将凹陷性构造预测为岩溶发育的有利部位。例如，首先在碳酸盐岩地层顶界的转换波地震属性平面上找出表现为直径为100～200米的圆形的异常区域，并进行标定，然后利用转换波地震剖面图对上述标定区域进行验证，判断该区域是否为凹陷形构造，若在转换波地震剖面上碳酸盐岩地层顶界同相轴下凹、以及振幅能量降低，即凹陷中心处与边缘处的时差大于5～10ms、以及振幅值之差大于50％，则可认为该区域存在凹陷形构造，并将凹陷形构造预测为岩溶发育的有利部位。
3)岩溶发育有利区带的预测
将所述凹陷形构造刻画在所述获得的碳酸盐岩古地貌上，以获得岩溶发育有利区带的预测图。
如图3所示，对比图3A、图3C与图3B、图3D的相干地震属性图，可以看出，相比于图3A、图3C中的纵波，图3B、图3D中转换波的地震属性对凹陷形构造更为敏感，转换波地震属性平面图上能够显示出较多的圆形异常。其中，图3A、图3C和图3B、图3D中的虚线圆圈表示纵波和转换波地震属性对于凹陷形构造表现出的特征。可以看出，虽然纵波相干地震属性勉强在一定程度上有助于分辨“凹陷形”构造，但纵波相干地震属性表现出的圆形异常形态模糊，不易识别；而转换波相干地震属性能够识别更多的凹陷形构造，且表现出的圆形异常形态、特征清晰，易于分辨。
图4为图3A、3B中虚线圆圈内的凹陷形构造的地震时间剖面图。其中，实线标识碳酸盐岩地层的顶界。如图4所示，图4A中的纵波地震剖面表现为碳酸盐岩顶界同相轴轻微、小范围下凹，整体呈圆柱形，而图4B中的转换波地震剖面上不仅表现为同相轴下凹，而且振幅能量降低。这说明在地震剖面上转换波呈现的特征比纵波明显，更能识别刻画凹陷形构造。
综上所述，本发明利用转换波速度慢的优势，采用基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，对碳酸盐岩微古地貌形态进行精细刻画。与传统的基于纵波地震信息的古地貌恢复方法相比，本发明能够对地形差异小于10ms的地貌单位具有较好的刻画能力，能够更加细致地刻画因岩性变化引起的地貌差异。此外，本发明能够有效地凸显古地貌上不同地质单位的差异，更容易发现“凹陷形”构造，适用于复杂构造地区的碳酸盐岩古地貌研究，有利于在山地复杂构造地区的构造精细建模、储层预测等领域展开更深入的研究和应用。
尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (4)

1.一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻方法，其特征在于，所述碳酸盐岩微古地貌雕刻方法包括以下步骤：
在转换波三维地震数据体上拾取碳酸盐岩地层顶界和相邻最近的上覆相对地质等时面的层位，然后将碳酸盐岩地层顶界和上覆相对地质等时面的转换波地震层位相减，以获得碳酸盐岩微古地貌，所述微古地貌包括时间差小于10ms的古地貌单元；
根据所述碳酸盐岩微古地貌的时差进行岩溶地貌单元划分；
所述碳酸盐微古地貌包括古残丘、古斜坡和峰从垄脊。
2.一种基于转换波的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，其特征在于，所述碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法包括以下步骤：
结合转换波的地震属性信息，以转换波地震属性平面图上表现为圆形异常、以及转换波地震剖面上表现为同相轴下凹且振幅能量降低的位置作为凹陷形构造，并将凹陷性构造预测为岩溶发育的有利部位，将所述凹陷形构造刻画在如权利要求所述的碳酸盐岩微古地貌雕刻方法所获得的碳酸盐岩微古地貌上，以获得岩溶发育有利区带的预测图；所述圆形的直径在100~200米。
3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，其特征在于，所述同相轴下凹表现为同相轴凹陷中心处与边缘处的时差大于5~10ms。
4.根据权利要求2所述的碳酸盐岩微古地貌雕刻及储层预测方法，其特征在于，所述振幅能量降低表现为同相轴凹陷中心处与边缘处的振幅值之差大于50%。
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