CN112180464B - 一种储层物性的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储层物性的识别方法，获取待识别储层的地震资料并确定其有效频率范围；将在有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，得到对应的测井信号；根据对应的测井信号确定待测量储层的物性；井震相关模型的获取步骤包括：获取井旁地震资料以及能够反映储层物性的井旁测井信号；确定井旁地震资料的有效频率范围，按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取井旁测井信号；对有效频率范围内各个同一频率所对应的井旁测井信号和井旁地震资料进行线性拟合，得到测井信号和地震资料之间的相关关系。本发明通过减小地震资料和测井信号之间的频率差距，可以准确建立薄储层物性与地震振幅的相关关系，提高了储层及其物性的识别准确性。

Description

一种储层物性的识别方法

技术领域

本发明属于石油勘探开发技术领域，具体涉及一种储层物性的识别方法。

背景技术

在石油勘探开发领域，地震振幅、波形等能够用来揭示地下目标层(储层、油气层等)的岩性、物性、厚度及目标层微观特征。对于砂泥岩地层，在地层厚度变化不大，或者地层厚度缓慢变化的地区，地震振幅可以直接用来评估储层及其物性。在地层埋深较浅、岩石受到较弱的压实作用和胶结作用的地区，砂岩速度往往低于泥岩，此时随着砂岩孔隙增加，储层物性变好，地震负振幅值逐渐增强；而在深埋藏、受较强压实作用和胶结作用的地区，砂岩速度高于泥岩，此时随着砂岩孔隙增加，储层物性变好，地震正振幅值减弱。因此，生产中常常利用地震振幅对储层岩性和物性的这些响应特征，来刻画储层及其物性的空间展布。

在利用地震振幅评估砂岩储层物性时，如何精确求取地震振幅值与储层物性(孔隙度或渗透率)之间的相关关系，是目前油气勘探生产中面临的一个难点。在目前已有的研究中，常常采用几个思路来确定这一关系：一是对地震资料开展提高分辨率处理，然后与钻测井资料揭示的储层特征对比分析；二是采用多个储层段的钻测井资料与地震振幅统计对比，来减少计算相关关系时的误差；三是采用高分辨率反演等方法，在进一步提高分辨率后，与钻测井资料揭示的储层特征对比分析。然而由于地震资料与钻测井资料的频率差别较大，一般地震资料的主频在30-70Hz，而测井曲线的主频通常在1000Hz以上，即使提高分辨率处理后的地震资料或地震反演资料，其主频也远远小于测井曲线的主频。这就使得在利用目前常用方法寻求地震振幅与钻测井资料反映的储层物性之间的相关关系时，得到的结果常常不够精确，存在一定的误差。

另外，对于开发程度较高的油田，随着研究区域越来越小，对储层物性识别精度的要求也就越来越高。特别是勘探对象面临砂岩薄储层或者砂泥岩薄互层时，当有钻井钻遇该套地层，测井资料中反映储层物性的声波或密度曲线，或者通过一定方法计算出来的孔隙度、渗透率曲线，由于分辨率远高于地震资料，使得地震资料的波形和振幅不能够准确反映储层的顶、底界面，也就意味着不能够准确反映储层分布，更不能准确反映储层物性。这时，如果直接使用测井曲线与地震振幅来统计分析，由于在垂向上不能够与一一对应，得到的结果也就产生较大误差。在这些情况下，准确求取储层物性与地震振幅的相关关系变得至关重要，也成为目前油田生产中面临的一个难题。

发明内容

本发明提供了一种储层物性的识别方法，用以解决现有预测薄储层及其物性准确性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：

本发明提供了一种储层物性的识别方法，步骤如下：

获取待识别储层的地震资料，确定所述待识别储层的地震资料的有效频率范围；

将在有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，得到对应的测井信号；

根据所述对应的测井信号确定待测量储层的物性；

所述井震相关模型的获取步骤包括：

获取井旁地震资料以及对应能够反映储层物性的测井信号；

确定井旁地震资料的有效频率范围，并按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取测井信号；

对有效频率范围内各个同一频率所对应的测井信号和井旁地震资料进行线性拟合，得到测井信号和地震资料之间的相关关系。

上述技术方案的有益效果为：按照井旁地震资料的有效频率范围，对应截取井旁测井信号，使二者之间的频率保持一致，然后对截取后的井旁测井信号和井旁地震资料进行线性拟合，从而可以准确建立测井信号和地震资料之间的相关关系，得到井震相关模型。在进行储层物性识别时，只需要将有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，就可以获得对应的测井信号，进而实现储层的物性识别，有效提高了薄储层及储层物性识别的准确性。

进一步的，为了获取井震相关模型，所述井震相关模型所对应的计算公式为：

A_reservoir＝α+βA_r-seismic

其中，A_reservoir为测井信号，A_r-seismic为地震资料，α、β为井震相关模型的参数，通过线性拟合得到。

进一步的，为了使井旁地震资料与对应的测井资料的频率范围一致，所述按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取测井信号所对应的计算公式为：

其中，[F_min,F_max]是井旁地震资料的有效频率范围，F_min是井旁地震资料的有效频率范围中的最低频率，F_max是井旁地震资料的有效频率范围中的最高频率；F_log是截取前测井信号的频率；F_re是截取后的测井信号的频率。

进一步的，为了使地震资料的波谷或者波峰对应在储层的中心，在将有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中之前，还包括对有效频率范围内的地震资料进行90度相位旋转；在进行线性拟合之前，还包括对有效频率范围的井旁地震资料进行90度相位旋转。

进一步的，确定待识别储层的地震资料的有效频率范围或井旁地震资料的有效频率范围的步骤包括：获取待识别储层的地震资料或者井旁地震资料的频谱；根据频率扫描得到的有效频段的分贝值，进而确定有效频率范围。

进一步的，所述地震资料和井旁地震资料均是指振幅。

进一步的，截取时所对应的测井信号为频域内的测井信号，所述频域内的测井信号由时域内的测井信号通过时频变换得到；将在有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，得到频域内的测井信号，并通过时频反变换得到时域内的测井信号。

进一步的，所述时频变换为傅里叶变换、广义S变换或者小波变换。

进一步的，所述测井信号为声波、密度、孔隙度或渗透率。

附图说明

图1是本发明储层物性的识别方法的流程图；

图2是本发明实施例中钻井A的测井曲线及储层物性综合柱状图；

图3是本发明实施例中地震资料的频谱图；

图4(a)是本发明实施例中孔隙度曲线频率处理前的示意图；

图4(b)是本发明实施例中孔隙度曲线频率处理后的示意图；

图5(a)是本发明实施例中孔隙度曲线频率处理前的频谱示意图；

图5(b)是本发明实施例中孔隙度曲线频率处理后的频谱示意图；

图6是本发明实施例中钻井A井旁地震道资料90度相位旋转前后与截取前后的孔隙度曲线对比；

图7(a)是本发明实施例中频率处理前的孔隙度曲线与地震振幅交会图；

图7(b)是本发明实施例中频率处理后的孔隙度曲线与地震振幅交会图；

图8是本发明实施例中预测的孔隙度分布图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

方法实施例1：

勘探区发育辫状河三角洲和曲流河三角洲沉积，形成了多期次的砂泥岩薄层。由于埋藏浅，岩层受到的压实作用和胶结作用都较弱，导致砂岩较疏松，储层物性普遍较好。勘探区的地震资料为三维高精度采集的资料，在常规提高分辨率处理后，地震资料的主频较高，达到了50-70Hz。但是水下分流河道砂岩薄层的厚度普遍为2-5m，直接利用地震资料的振幅和波形识别砂岩薄层时，仍然受到了地震分辨率的限制。

以对上述的勘探区储层及其物性进行识别为例，本实施例提供了一种储层物性的识别方法，该方法通过将测井曲线对应的频率调整到地震资料的有效频率范围内，并与90度相位旋转后的地震资料交会分析，然后通过线性回归的方式，来精确求得反映储层物性的测井曲线与地震资料之间的相关关系，最后根据这一相关关系，来准确识别薄储层及其物性的分布。

具体的，该储层物性的识别方法对应的流程图如图1所示，包括以下步骤：

(1)对于勘探区内的任一钻井A，完成井震时深标定，计算井旁地震资料的频谱，得到井旁地震资料的有效频率范围。

其中，井震时深标定是指建立地质与地震反射特征之间的对应关系，明确地震波组的地质属性、建立井点处对应的时深关系，由此进行地震反射层位精细标定的方法，由于标定的具体实现过程属于现有技术，此处不再赘述。

在完成井震时深标定后，根据获取的井旁地震资料，采用傅里叶变换对井旁地震资料进行频谱变换处理，计算井旁地震资料的频谱。通常通过常规的地震资料频率扫描，再得到井旁地震资料的有效频率范围。当然，在对井旁地震资料进行频谱变换处理时，也可以采用广义S变换或者是小波变换等现有技术中的其他方法。

在本实施例中，钻井A的井旁地震资料所对应的频谱图和有效频率范围如图3所示。从图3中可以看出，地震资料主频在55Hz左右。根据前期对该地震资料进行频率扫描分析，认为该套地震资料的有效频段对应的分贝为≥-24Db，此时有效频率范围为14.5-148.6Hz。

(2)选取能够反映储层物性的测井曲线，在时间域内对该测井曲线进行重采样。对重采样后得到的测井曲线进行频谱变换处理，得到该测井曲线的频谱。

其中，图2是A井测井曲线及储层物性综合柱状图，从图中可以看出，对于孔隙度和渗透率较高的储层段，普遍表现为低密度、高声波时差的特征。这意味着，可以利用这些测井曲线中的一种，来表征储层物性的差异与优劣。

在本实施例中，选取勘探区内钻井A的孔隙度曲线作为能够反映储层物性的测井曲线。根据时深标定结果，在时间域对勘探区内钻井A的孔隙度曲线进行重新采样，采样间隔等于地震资料时间采样间隔。采用傅里叶变换对重采样后得到的孔隙度曲线进行频谱变换处理，从而得到孔隙度曲线的频谱。

当然，在对重采样后得到的孔隙度曲线进行频谱变换处理时，也可以采用广义S变换或者是小波变换等现有技术中的其他频谱变换方法。

(3)根据井旁地震资料有效信号的频率范围，对井旁测井曲线进行频率处理，将井旁测井曲线的频谱降低至井旁地震资料有效信号的频率范围，即按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取井旁测井信号，然后通过频谱反变换处理，得到截取后的井旁测井曲线。

其中，在本实施例中，所选取的测井曲线为孔隙度曲线，按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取井旁测井信号，也就是按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取孔隙度曲线，这里的孔隙度曲线是指频域内的孔隙度曲线，由时域内的孔隙度曲线通过时频变换得到，对应的计算公式如下：

其中，[F_min,F_max]是井旁地震资料的有效频率范围，F_min是井旁地震资料的有效频率范围中的最低频率，F_max是井旁地震资料的有效频率范围中的最高频率；F_log是截取前井旁测井信号的频率；F_re是截取后的井旁测井信号的频率。

图4(a)和图4(b)给出了对孔隙度曲线进行频率处理前后的对比图，从图4(a)和图4(b)中可以看出，原始的孔隙度曲线与储层对应比较好，但是频率较高，砂泥岩边界处的孔隙值突变；进行频率处理后，砂泥岩边界处的孔隙度值为缓变，更容易与地震波形对比分析。

图5(a)和图5(b)给出了对孔隙度曲线进行频率处理前后的频谱对比图，从图5(a)和图5(b)中可以看出，孔隙度曲线的有效频率超过1000Hz，而频率处理后的范围则为14.5-148.6Hz，与地震资料有效信号的频谱一致。

(4)对地震资料进行90度相位旋转处理，将相位旋转后的井旁道地震资料与频率处理后的井旁测井曲线进行交会分析，并通过线性回归，拟合相关关系，从而得到井震相关模型的系数。

其中，采用Hilbert变换，对井旁地震资料进行90度相位旋转处理。抽取钻井A的井旁地震资料，然后将抽取出的相位旋转后的钻井A的井旁地震资料与频率处理后的孔隙度曲线交会分析，采用多项式线性回归方法，拟合相关关系，得到井震相关模型的系数。

图6是钻井A井旁地震道资料90度相位旋转前后与频率处理前后的孔隙度曲线对比，从图6中可见原始地震资料中，波谷对应储层顶界响应而波峰对应储层底界响应，这样比较难以用一种波形特征，例如波谷或者波峰，来表征储层及其物性分布。通过90度相位旋转后，井旁地震资料最大波谷对应在了薄储层的中心。

从图6中还可以看出，频率处理前的孔隙度曲线频率较高，砂泥岩边界处的孔隙值突变，与地震资料对应不好，而经过频率处理后的孔隙度曲线能够与地震资料一一对应，相关性比较好。

图7(a)和图7(b)是频率处理前后的孔隙度曲线与地震振幅交会图，从图7(a)和图7(b)中可以看出，利用频率处理后的孔隙度曲线与地震振幅属性交会，有以下优点：由于频率处理后的孔隙度曲线是平滑变化，与振幅属性对应后，能够填充孔隙度在0～12％之间与振幅属性的对应关系，而原始孔隙度曲线在此范围是空白，突变至0；从数据样点分布来看，频率处理后的散点更集中，相关性更好；利用频率处理后的孔隙度与振幅交会散点，通过回归得到的相关关系更好，置信度达到0.999。

在本实施例中，回归得到的公式为：

A_reservoir＝α+βA_r-seismic

其中，A_reservoir为测井信号，A_r-seismic为地震资料，α、β为井震相关模型的参数，通过线性拟合得到。

根据图7中频率处理后的孔隙度与地震振幅散点回归，α＝5.16538，β＝-0.000616。

(5)当需要对储层以及物性进行识别时，获取该待识别储层的地震资料，确定地震资料的有效频率范围。将在有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，得到对应的测井信号，从而根据该对应的测井信号确定待测量储层的物性，得到储层物性的空间展布。

其中，确定待识别储层的地震资料的有效频率范围的方式与上述步骤(1)中确定井旁地震资料的有效频率范围的方式是完全相同的，此处不再赘述。

在本实施例中，由于选取的测井信号为孔隙度，所以根据井震相关模型得到的就是孔隙度信息，并且是频域内的孔隙度信息，此时需要通过时频反变换得到时域内的测井信号，由于该时频反变换是步骤(2)中频谱变换处理的反过程，此处不再赘述。图8是钻井A附近区域预测的孔隙度分布图。从图8中可以看出，根据储层的地震资料和线性回归结果，能够把薄储层的孔隙度分布特征展现出来。根据孔隙度的分布，能够明确储层物性的分布，从而为油田井位部署提供依据。

上述的储层物性的识别方法通过将测井曲线的频谱处理至地震资料有效频谱范围内，并与90度相位旋转后的地震资料交会分析，通过线性回归的方法，来精确求得反映储层物性的测井曲线与地震资料之间的相关关系；根据这一相关关系，就能够准确识别薄储层及其物性的分布，从而为油田生产服务。有效解决了直接使用测井曲线与地震振幅统计分析时，由于两者有效频率相差较大，难以准确建立薄储层物性与地震振幅的相关关系，从而难以利用地震振幅准确预测薄储层及储层物性的问题。

方法实施例2：

本实施例提供了一种储层物性的识别方法，该识别方法与方法实施例1中的方法实施例的区别仅在于：方法实施例1中是将孔隙度曲线作为能够反映储层物性的测井曲线，对该孔隙度曲线进行频率处理，进而实现对储层物性的识别；而在本实施例中，是将渗透率曲线作为能够反映储层物性的测井曲线，对该渗透率曲线进行频率处理后，进而实现对储层物性的识别。

需要说明的是，能够反映储层物性的测井曲线并不局限于渗透率曲线和孔隙度曲线，作为其他的实施方式，还可以选取测井资料中的声波、密度曲线作为能够反映储层物性的测井曲线。

Claims (8)

1.一种储层物性的识别方法，其特征在于，步骤如下：

获取待识别储层的地震资料，确定所述待识别储层的地震资料的有效频率范围；

对有效频率范围内的地震资料进行90度相位旋转；

将在有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，得到对应的测井信号；

根据所述对应的测井信号确定待测量储层的物性；

所述井震相关模型的获取步骤包括：

获取井旁地震资料以及对应能够反映储层物性的测井信号；

确定井旁地震资料的有效频率范围，并按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取测井信号；

对有效频率范围内的地震资料进行90度相位旋转；

对有效频率范围内各个同一频率所对应的测井信号和井旁地震资料进行线性拟合，得到测井信号和地震资料之间的相关关系。

2.根据权利要求1所述的储层物性的识别方法，其特征在于，所述井震相关模型所对应的计算公式为：

A_reservoir＝α+βA_r-seismic

其中，A_reservoir为测井信号，A_r-seismic为地震资料，α、β为井震相关模型的参数，通过线性拟合得到。

3.根据权利要求1所述的储层物性的识别方法，其特征在于，所述按照井旁地震资料的有效频率范围对应截取测井信号所对应的计算公式为：

其中，[F_min,F_max]是井旁地震资料的有效频率范围，F_min是井旁地震资料的有效频率范围中的最低频率，F_max是井旁地震资料的有效频率范围中的最高频率；F_log是截取前测井信号的频率；F_re是截取后的测井信号的频率。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的储层物性的识别方法，其特征在于，确定待识别储层的地震资料的有效频率范围或井旁地震资料的有效频率范围的步骤包括：获取待识别储层的地震资料或者井旁地震资料的频谱；根据频率扫描得到的有效频段的分贝值，进而确定有效频率范围。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的储层物性的识别方法，其特征在于，所述地震资料和井旁地震资料均是指振幅。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的储层物性的识别方法，其特征在于，截取时所对应的测井信号为频域内的测井信号，所述频域内的测井信号由时域内的测井信号通过时频变换得到；将在有效频率范围内的地震资料代入到井震相关模型中，得到频域内的测井信号，并通过时频反变换得到时域内的测井信号。

7.根据权利要求6所述的储层物性的识别方法，其特征在于，所述时频变换为傅里叶变换、广义S变换或者小波变换。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的储层物性的识别方法，其特征在于，所述测井信号为声波、密度、孔隙度或渗透率。