CN112764122A - 一种古河道型砂岩铀储层的圈定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种古河道型砂岩铀储层的圈定方法，属于铀矿勘探技术领域。该方法包括获取目标区测井数据、岩心数据、地震数据和工业铀矿钻孔数据；将测井数据与地震数据合成地震记录，标定含铀矿的目的层，完成目的层的地震解释；在目的层的地震解释结果中圈定构造斜坡带；根据目的层的岩心数据圈定氧化‑还原过渡带；在圈定的构造斜坡带中，将与氧化‑还原过渡带重叠的部分作为远景区；根据工业铀矿钻孔数据识别远景区中的铀矿有利区；对铀矿有利区进行波阻抗反演，准确圈定铀矿有利区中的铀储层。本发明将测井数据、岩心数据、地震数据和工业铀矿钻孔数据进行有效的结合进行铀储层的预测，预测结果精确。
Description
技术领域
本发明涉及一种古河道型砂岩铀储层的圈定方法，属于铀矿勘探技术领域。
背景技术
沉积盆地往往是多种能源资源富集的“聚宝盆”，不仅蕴藏有丰富的煤炭与油气资源，同时拥有大量的铀矿资源。砂岩型铀矿是一种赋存于沉积盆地中的核能源矿产，它是富含U(6价)的地下水在砂岩中运移至层间氧化带边缘，以还原作用或者吸附作用等方式沉淀U(4价)富集而形成的矿体。砂岩型铀矿按沉积相和矿床成因，可分为沉积成岩型、层间氧化带型、古河道型和后期热液改造型。古河道砂岩型铀矿床是产出于中新生代松散陆相粗碎屑岩中的一种外生铀矿床，受古河道沉积范围所控制。这种产于渗透性较好的古河道砂岩中的铀矿床埋藏浅，利于勘探及原地采出，具有低采冶成本和有利的环境保护等突出的优势，是我国和世界各国当前铀矿找矿的主攻类型。
由于一般的铀矿以深埋的盲矿体为主，基本无露头出露，主要找矿手段和方法为钻探，该手段投入成本大、周期长，针对铀矿找矿技术的专利文件及期刊文件主要是利用钻探方法取得的样品资料，多是井资料的延伸，找矿效率及方法有待提高。为此有人提出利用地震资料进行砂岩型铀矿的定位，例如：申请公布号CN103837908A的中国发明专利申请文件公开了一种适用于隐伏砂岩型铀矿快速找矿定位技术方法，该方法引入了地震资料，包括如下步骤：①进行成矿地质条件筛选和物探、化探信息提取，圈定有利铀成矿区带；②在有利铀成矿区带内测取氡气浓度数值、测取浅层地震数据并采集电磁数据；③有利目标层位厘定；④编制物化探数据异常图及电磁数据的异常剖面图、平面等值图；⑤矿点投影变换；⑥建立物化探异常模型；⑦基于不同层位的氧化-还原带预测区，将根据氡浓度异常得到的预测区和根据电磁异常得到的预测区相互叠加的区域判定为有利成矿远景靶区。该方法基于地质和物化探方法组合，可操作性强，但仅仅利用浅层地震数据和电磁数据建立物化探异常模型，将氡气异常区和磁异常区双重叠加的区域判定为有利成矿远景靶区，没有充分利用地震资料在铀储层预测中的优势，在节约成本和精准预测方面程度不够。
接着，又有人提出利用地震资料进行砂岩型铀矿有利砂体的预测，例如：授权公告号为CN 107664772 B的中国发明专利文件，该专利文件公开了一种用于砂岩型铀矿有利砂体和有利区带的预测方法，该方法包括如下步骤：①古地貌恢复；②古地貌单元划分；③铀成矿有利砂体和有利区带预测。该方法基于钻孔和地震数据，恢复含矿目的层沉积期和铀成矿关键时期古地貌特征，重建不同时期古水流，进一步确定氧化还原带的分布。该方法在古地貌恢复后利用确定划分的古地貌单元可再现不同时期利于发育铀储层的空间的演化、古水流的空间变化，但是不能指出铀储层的具体发育位置和厚度变化特征，无法精准的预测铀储层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种古河道型砂岩铀储层的圈定方法，用以解决现有方法预测精度低的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种古河道型砂岩铀储层的圈定方法，包括以下步骤：
获取目标区地震数据，测井数据，岩心数据，以及工业铀矿钻孔数据；
将测井数据与地震数据合成地震记录，标定含铀矿的目的层，根据目的层的顶底界面分层数据，完成目的层的地震解释；
在目的层的地震解释结果中圈定构造斜坡带；
在目标区的岩心数据中选出目的层的岩心数据，根据目的层的岩心数据确定目的层沉积砂岩的颜色，通过颜色圈定氧化-还原过渡带；
在圈定的构造斜坡带中，将与氧化-还原过渡带重叠的部分作为远景区；
根据工业铀矿钻孔数据识别远景区中的铀矿有利区；
对铀矿有利区进行波阻抗反演，得到铀矿有利区的波阻抗反演剖面，根据工业铀矿钻孔数据识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩，通过古河道砂岩准确圈定铀矿有利区中的铀储层。
有益效果是：本发明针对铀矿找矿薄弱区，首先借助测井数据和地震数据，完成目的层的地震解释，并在其解释结果中圈定构造斜坡带；根据岩心数据，圈定能发生还原作用或者吸附作用等方式沉淀U(4价)富集而形成的矿体的氧化-还原过渡带，在圈定的构造斜坡带中，根据氧化-还原带得到远景区，再次缩小铀储层所在的范围，结合已知工业铀矿钻孔数据进一步识别有利区，对有利区反演预测铀储层，本发明将测井数据、岩心数据、地震数据和工业铀矿钻孔数据进行有效的结合，进形预测铀储层，提高了找盲矿的精度，进一步的提高了找铀矿工作效率，可直接、准确的进行钻探验证，节约投入钻探费用。
进一步的，为了改善地震数据的分辨率与成像效果，实现石油地震剖面的浅层解释及构造识别，提高了成像精度，还包括对地震数据进行保真保幅的处理以突出浅层地震反射信息的步骤：对地震数据进行去噪处理、振幅补偿、子波处理、偏移成像完成保真保幅处理。
进一步的，为了实现地震记录的合成，地震记录的合成过程为：利用测井数据中的声波数据和密度数据求取反射系数序列，根据地震数据提取地震子波，将反射系数序列与地震子波褶积得到人工合成的地震记录。
进一步的，为了实现氧化-还原过渡带的圈定，圈定氧化-还原过渡带的过程为：目的层的岩心数据中掺杂红色、黄色、绿色的氧化色岩石的井孔位置，圈定为氧化区域；目的层的岩心数据中原生灰色岩石的井孔位置，圈定为还原区域；圈定两种区域交界处即为氧化-还原过渡带。
进一步的，为了准确的识别铀矿有利区，识别远景区中的铀矿有利区的过程为：对工业铀矿钻孔数据中的高伽马砂岩段进行速度分析，标定高伽马段砂岩，确定古河道地震相，其中顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充为古河道地震相，在远景区中识别顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充区域为铀矿有利区。
进一步的，为了实现有利区的波阻抗反演，波阻抗反演的过程为：利用铀矿有利区内测井数据中的声波时差数据和密度数据生成波阻抗数据，根据波阻抗数据求取反射系数；利用铀矿有利区内地震数据提取地震子波；将反射系数和地震子波进行反褶积处理，得到含铀有利区的波阻抗反演体。
进一步的，反射系数的计算公式为：
式中，R(ti)为第i和第i+1个反射层的反射系数，AI(ti)为第i个反射层的波阻抗数据，AI(ti+1)为第i+1个反射层的波阻抗数据，t是时间深度。
进一步的，为了实现构造斜坡带的圈定，目的层的地震解释结果中圈定构造斜坡带的过程为：在目的层的地震解释结果中找出掀斜的沉积地层，该地层为构造斜坡带。
进一步的，为了实现古河道的识别，预测铀储层，根据工业铀矿钻孔数据识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩的过程为：分析工业铀矿钻孔数据中古河道砂岩的波阻抗数据，确定古河道砂岩波阻抗数据的阈值范围，根据阈值范围识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩。
进一步的，为了实现地震数据的去噪处理，所述去噪处理为对地震数据进行频率域滤波处理。
附图说明
图1为本发明圈定方法的流程图；
图2为某工区地震数据保真保幅处理前和处理后的对比图；
图3为X井合成记录标定；
图4为某工区氧化-还原带圈定示意图；
图5为某工区识别的顶平底凸古河道地震相；
图6为某工区利用本发明的圈定方法预测古河道地震剖面时，地震数据进行保真保幅处理前和处理后的对比图。
具体实施方式
古河道型砂岩铀储层的圈定方法实施例一：
本实施例提出的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，以中国A盆地为例进行说明，如图1所示，包括以下步骤：
1)获取目标区(也即某工区)地震数据、测井数据、岩心数据，以及工业铀矿钻孔数据，完成数据准备；测井数据和岩心数据是已钻井的资料，工业铀矿钻孔数据为已知工业铀矿的钻孔数据。
2)对步骤1)中获得的地震数据进行保真保幅处理，突出浅层(包含铀矿目的层)地震反射信息，得到如图2所示的达到资料品质要求的二维地震剖面浅层解译(即处理后的地震数据)。加载处理后的地震数据；在处理后的地震数据中利用测井数据中合成地震记录，制作时深尺，进行如图3所示的含铀矿目的层的层位标定；根据目的层的顶底界面分层数据，进行目的层的断层断点识别与顶底界面地震反射轴的追踪闭合，完成目的层的地震解释。
保真保福处理的具体过程为：首先对地震数据进行去噪处理(例如频率域滤波)，压制低频面波及其他干扰信号，保护有效信号；接着通过振幅补偿、子波处理、偏移成像完成对去燥后地震数据的保真保幅处理。
该保真保幅处理过程突出了浅层地震反射信息，改善了资料分辨率与成像效果，提高了成像精度，达到能满足古河道型砂岩型铀储层预测和断裂构造识别的目的。
合成地震记录的方法为：利用测井数据中的声波数据和密度数据求取反射系数序列，根据地震数据提取地震子波，将反射系数序列与提取的地震子波进行褶积得到初始合成地震记录。利用测井数据中的声波数据得到较精确的速度场，对初始合成地震记录进行校正，再与地震数据中井旁地震道匹配调整，得到最终合成地震记录。
目的层层位标定的具体过程为：将最终合成好的地震记录与保真保幅处理后的地震数据严格标定，将目的层准确地标定在地震剖面上，直至建立井资料与地震资料之间准确的对应关系，标定目的层的过程结束。合成好的地震记录作为地震信息转化为地质信息的中间媒介，按照该标定结果完成地震资料的目的层位解释。
3)在目的层的地震解释成果图(也即编制构造图)中圈定相对稳定的构造斜坡带。
圈定相对稳定的构造斜坡带的原理是：有一定的掀斜的沉积地层，有利于含铀含氧水长期渗入作用和形成古河道砂岩型铀矿床，因此在掀斜的沉积地层容易形成铀矿床。
含铀含氧水是指携带铀的含氧承压地下水，承压水是指充满两个隔水层之间的含水层中的地下水。
4)在目标区已钻井的岩心数据中选出目的层的岩心数据，根据目的层的岩心数据揭示的沉积砂岩的颜色，圈定氧化-还原过渡带；
氧化-还原过渡带是指水文地球化学变异带，该带处于氧化环境向还原环境过渡的地段，其主要特征是水中含有溶解氧、硫化氢、甲烷和氢等氧化还原标型组分。
圈定氧化-还原过渡带的过程如图4所示为：首先确定钻井揭示掺杂“红、黄、绿”色的氧化色岩石的井孔位置，圈定为氧化区域；确定钻井揭示原生灰色岩石的井孔位置，圈定为还原区域；两种区域交界处即为氧化-还原过渡带。图4中左下方中的1表示岩性柱状图；2表示伽玛曲线；3表示地层界线；4表示氧化前锋线(附近为氧化-还原过渡带)；5表示铀矿体。
氧化-还原过渡带是氧化带向还原带发育的过渡部位，主要分布在河道砂体的中心部位，地球化学环境发生明显变化，在区域上经潜水氧化后呈面状，经潜水-层间氧化作用后呈带状，铀矿体主要产于该带之中。
5)在步骤3)中圈定的相对稳定的构造斜坡带中，将与步骤4)中圈定的“氧化-还原带”重叠的部分作为远景区。
6)根据目标区的已知工业铀矿钻孔数据，得到如图5所示的已知工业铀矿孔的地震剖面的古河道地震相，识别出远景区中类似的顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充地震相的铀矿有利区。
已知工业铀矿孔的地震剖面的古河道地震相特征分析过程为：利用工业铀矿钻孔数据，针对高伽马砂岩段，进行速度分析，然后提取井旁道子波，制作时深转换尺，详细标定高伽马砂岩，古河道地震相，其中顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充为古河道地震相，在远景区中识别顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充区域为铀矿有利区。
7)对铀矿有利区进行波阻抗反演，得到铀矿有利区的波阻抗反演剖面，根据工业铀矿钻孔数据识别所述波阻抗反演剖面内的古河道，通过古河道准确圈定铀矿有利区中的铀储层，精准的预测铀储层。
步骤6)中已经识别出铀矿的有利区，那么利用铀矿有利区的测井数据和地震数据对该区域进行波阻抗反演：首先，利用铀矿有利区内测井数据中的声波时差数据得到地下岩层速度，与铀矿有利区内测井数据中的密度数据相乘得到该区域的波阻抗数据AI，根据波阻抗数据求取反射系数R(t)，公式如下：
式中，R(ti)为第i和第i+1个反射层的反射系数，AI(ti)为第i个反射层的波阻抗数据，AI(ti+1)为第i+1个反射层的波阻抗数据，t是时间深度。
接着，通过铀矿有利区内地震数据道提取地震子波，将反射系数和地震子波进行反褶积处理，得到含铀有利区的波阻抗反演体AI。
预测铀储层的具体过程为：分析工业铀矿钻孔数据中古河道的波阻抗数据，确定古河道砂岩波阻抗数据的阈值范围，根据阈值范围识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩(按确定好的阀值范围提取波阻抗反演体里面古河道对应的发育层段的波阻抗数据，最后通过平面或立体显示确定古河道砂岩分布范围)，古河道砂岩的分布即为预测的铀储层。
2018年具体实施在A盆地某坳陷，首先借助二维地震资料的优势，通过解释凹陷斜坡明确了砂岩型铀成矿构造背景条件，分析沟通还原性物质的运输通道；其次利用地震资料刻画古河道、预测砂体，更为直观的圈定了有利铀成矿区。共计圈出了有利铀成矿区5片，取得了很好的社会和经济效益。
本发明的核心是利用石油资料在分析盆地目的层的相对直观优势，结合已钻铀矿钻孔反映的砂岩铀矿化特征，综合分析铀成矿条件，准确确定铀储层分布范围、界线、埋深和岩性等变化特征。该方法能克服单纯利用铀矿地质钻孔资料周期长、成本高的缺点，极大的提高铀矿找矿工作效率。
古河道型砂岩铀储层的圈定方法实施例二：
本实施例提出的古河道型砂岩铀储层的圈定方法与实施例一的不同之处在于，本实施例不对地震数据进行保真保幅处理，其余的方法过程与实施例一相同，这里不做赘述。
如图6所示，图6中利用本发明的圈定方法预测的古河道铀储层时，对地震数据进行保真保幅处理前后的预测结果比对图，老线为未经过保真保幅处理的预测结果，新处理为经过保真保幅处理的地震数据的预测结果，以已钻井证实的古河道为例：在图6中老线圈内，由于河道砂体相带窄、岩性变化大，造成地震速度场较为复杂，导致时深转换精确度不高，处理前该处表现为杂乱反射，预测精度不够，保真保幅处理后地震反射表现为较高的信噪比，波阻特征清楚，沉积现象明显，利用处理后地震资料，进行波阻抗反演精确的圈定了的古河道铀储层。
古河道型砂岩铀储层的圈定方法实施例三：
本实施例提出的古河道型砂岩铀储层的圈定方法与实施例一的不同之处在于，实施例一中，先进行步骤2)和3)，之后进行步骤4)，本实施例中，先进行步骤4)，之后进行步骤2)和步骤3)，其余的方法过程与实施例一相同，这里不做赘述。
古河道型砂岩铀储层的圈定方法实施例四：
本实施例提出的古河道型砂岩铀储层的圈定方法与实施例一的不同之处在于，实施例一中，先进行步骤2)和3)，之后进行步骤4)，本实施例中，步骤2)和3)，步骤4)同时进行圈定，之后再进行步骤5)其余的方法过程与实施例一相同，这里不做赘述。
古河道型砂岩铀储层的圈定方法实施例五：
本实施例提出的古河道型砂岩铀储层的圈定方法与实施例一的不同之处在于，合成地震记录的方法中不进行校正，直接使用初始合成地震记录进行目的层的标定，其余的方法过程与实施例一相同，这里不做赘述。
古河道型砂岩铀储层的圈定方法实施例六：
本实施例提出的古河道型砂岩铀储层的圈定方法与实施例一的不同之处在于，波阻抗反演的过程，本实施例采用有色反演的方式：利用铀矿有利区内测井数据中的声波时差数据得到地下岩层速度，与铀矿有利区内测井数据中的密度数据相乘得到该区域的波阻抗数据AI，对铀矿有利区内地震数据进行地震作谱分析，然后在频率域内设计匹配算子使波阻抗数据和地震作谱分析相匹配，最后施加匹配算子到铀矿有利区内的地震数据，完成有色反演。在有色反演数据体中根据已知工业铀矿井含铀砂岩特征确定有利铀储层，并刻画其分布范围，其余的方法过程与实施例一相同，这里不做赘述。
Claims (10)
1.一种古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标区地震数据，测井数据，岩心数据，以及工业铀矿钻孔数据；
将测井数据与地震数据合成地震记录，标定含铀矿的目的层，根据目的层的顶底界面分层数据，完成目的层的地震解释；
在目的层的地震解释结果中圈定构造斜坡带；
在目标区的岩心数据中选出目的层的岩心数据，根据目的层的岩心数据确定目的层沉积砂岩的颜色，通过颜色圈定氧化-还原过渡带；
在圈定的构造斜坡带中，将与氧化-还原过渡带重叠的部分作为远景区；
根据工业铀矿钻孔数据识别远景区中的铀矿有利区；
对铀矿有利区进行波阻抗反演，得到铀矿有利区的波阻抗反演剖面，根据工业铀矿钻孔数据识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩，通过古河道砂岩准确圈定铀矿有利区中的铀储层。
2.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，还包括对地震数据进行保真保幅的处理以突出浅层地震反射信息的步骤：对地震数据进行去噪处理、振幅补偿、子波处理、偏移成像完成保真保幅处理。
3.根据权利要求1或2所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，地震记录的合成过程为：利用测井数据中的声波数据和密度数据求取反射系数序列，根据地震数据提取地震子波，将反射系数序列与地震子波褶积得到人工合成的地震记录。
4.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，圈定氧化-还原过渡带的过程为：目的层的岩心数据中掺杂红色、黄色、绿色的氧化色岩石的井孔位置，圈定为氧化区域；目的层的岩心数据中原生灰色岩石的井孔位置，圈定为还原区域；圈定两种区域交界处即为氧化-还原过渡带。
5.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，识别远景区中的铀矿有利区的过程为：对工业铀矿钻孔数据中的高伽马砂岩段进行速度分析，标定高伽马段砂岩，确定古河道地震相，其中顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充为古河道地震相，在远景区中识别顶平底凸或者顶凸底凹的透镜状填充区域为铀矿有利区。
6.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，波阻抗反演的过程为：利用铀矿有利区内测井数据中的声波时差数据和密度数据生成波阻抗数据，根据波阻抗数据求取反射系数；利用铀矿有利区内地震数据提取地震子波；将反射系数和地震子波进行反褶积处理，得到含铀有利区的波阻抗反演体。
7.根据权利要求6所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，反射系数的计算公式为：
式中，R(ti)为第i和第i+1个反射层的反射系数，AI(ti)为第i个反射层的波阻抗数据，AI(ti+1)为第i+1个反射层的波阻抗数据，t是时间深度。
8.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，目的层的地震解释结果中圈定构造斜坡带的过程为：在目的层的地震解释结果中找出掀斜的沉积地层，该地层为构造斜坡带。
9.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，根据工业铀矿钻孔数据识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩的过程为：分析工业铀矿钻孔数据中古河道的波阻抗数据，确定古河道砂岩波阻抗数据的阈值范围，根据阈值范围识别所述波阻抗反演剖面内的古河道砂岩。
10.根据权利要求1所述的古河道型砂岩铀储层的圈定方法，其特征在于，所述去噪处理为对地震数据进行频率域滤波处理。
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