CN113050157B - 一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法及系统 - Google Patents

一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法及系统。该方法包括：获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料构建露头地质模型；对露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟并与实际地震资料对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数和表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；基于优势频率对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；进行基于概率密度函数、变差函数及地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演。

Description

一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法及系统
技术领域
本发明涉及石油地球物理勘探领域，特别涉及一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法及系统。
背景技术
碳酸盐岩储层非均质性强，对于碳酸盐岩储层的预测一直是勘探行业的一大难题。目前常用的反演预测方法包括地质统计学反演、稀疏脉冲反演等方法。现有技术中，主要应用钻井曲线数据和地震数据。然而，对于碳酸盐岩等非均质性强的地层，测井仅反映井眼附近的地层信息，且钻井过程中容易发生钻井液漏失和放空，造成测井曲线缺失或失真，增加了常规反演方法储层预测的难度，导致对碳酸盐岩储层预测结果的精确性较低。
例如，在现有技术中，储层地质统计学反演包括：首先应用确定性反演方法得到反演体，以了解储层的大致分布，并用于求取变差函数；再从井点出发，根据原始地震数据，通过随机模拟产生井间波阻抗，将波阻抗转换成反射系数并与确定性反演方法求得的子波进行褶积产生合成地震道，通过反复迭代直至合成地震道与原始地震道达到一定程度的匹配，从而达到储层预测的目的。
现有技术反演结果有多个实现，多解性强。且目前反演方法大多关注数学-地球物理算法的改进，缺乏碳酸盐岩储层地质认识的约束，导致预测的结果与碳酸盐岩储层分布规律相矛盾，目前没有建立针对碳酸盐岩储层成因和分布地质认识约束的地震储层预测技术，如在地震、测井联合反演方面，主要还是沿用适合于较均质的碎屑岩储层地震储层预测技术，迫切需要建立基于储层地质模型约束的地质-测井-地震储层预测技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效解决复杂碳酸盐岩储层预测的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法。该方法可以在石油勘探初期无井少井研究区内进行储层预测研究，减少地球物理多解性问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于露头资料的少井或无井区碳酸盐岩地震储层反演方法，其中，该方法包括：
获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料；利用所述露头资料构建露头地质模型；
对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；
基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数；
基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；
在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；
进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，所述与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料选取与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头的资料。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，所述露头资料包括地层结构特征和沉积储层特征。更优选地，所述地层结构特征包括地层厚度信息和地层倾角信息。更优选地，所述沉积储层特征包括岩性信息(例如各种岩性的比例)。在一具体实施方式中，所述露头资料包括构造特征信息(例如断裂、裂缝发育情况)、地层倾角倾向、层序旋回特征信息、岩性信息、岩相组合信息、内部沉积结构信息、物性信息以及不同地质单元信息。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，所述露头地质模型为三维露头地质模型。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率包括：
对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率；
将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率。
露头地质模型与实际工区地下沉积序列有着强相似性。通过对露头地质模型转化为地震正演模型，在所有的地层表面和波阻抗边界已知的情况下，能够产生一个理想的合成地震模型并能够分析出地层表面和地震同相轴之间的关系。不同地质体由于其岩石组合、内部结构、岩性、物性和含油气性等的差异，在地震上必然表现出反射形态、内部结构、反射频率、振幅等地震参数特征的不同。根据不同相带、不同地质体的岩石组合、内部结构、岩性物性变化，模拟不同频率地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度、反射频率等，并根据实际地震资料进行对比，即可确定出哪种频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度、反射频率最能够区分地层沉积结构(主要为地层厚度及地层倾角)，该频率即为优势频率。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数包括：
对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，从而建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数包括：
对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体包括：
对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架包括：
在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，优选地，进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演包括：
在层序地层格架下，利用所述变差函数，构建地震储层反演需要的低频初始模型；
基于所述低频初始模型、所述概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法中，碳酸盐岩地震储层反演需要构建一个初始反演模型，这个初始模型代表储层预测结果的地质背景，该初始反演模型的建立是在精细的地层层序格架、沉积单元分布特征(用变差函数、概率密度函数来表征)等的约束下进行的，如若没有露头资料的约束，构建的地层层序格架会较宏观、粗略，从而使得最终构建的反演模型存在多解性问题。
本发明还提供了一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统，其中，该系统包括：
露头地质模型构建模块：用于获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料，并利用所述露头资料构建露头地质模型；
优势频率确定模块：用于对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；
概率密度函数确定模块：用于基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数；
变差函数确定模块：用于基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
优势频率地震数据确定模块：用于基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；
层序格架构建模块：用于在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；
储层反演构建模块：用于进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，所述与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料选取与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头的资料。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，所述露头资料包括地层结构特征和沉积储层特征。更优选地，所述地层结构特征包括地层厚度信息和地层倾角信息。更优选地，所述沉积储层特征包括岩性信息(例如各种岩性的比例)。在一具体实施方式中，所述露头资料包括构造特征信息(例如断裂、裂缝发育情况)、地层倾角倾向、层序旋回特征信息、岩性信息、岩相组合信息、内部沉积结构信息、物性信息以及不同地质单元信息。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，所述露头地质模型为三维露头地质模型。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，优势频率确定模块包括：
正演模拟子模块：用于对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率；
地震对比子模块：用于将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，概率密度函数确定模块包括：
岩性纵横向分布获取子模块：用于对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据；
概率密度函数获取子模块：用于基于岩性纵横向分布数据建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，变差函数确定模块包括：
岩性纵横向分布获取子模块：用于对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据；
变差函数获取子模块：用于基于岩性纵横向分布数据建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体通过下述方式实现：
对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架通过下述方式实现：
在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，储层反演构建模块包括：
低频初始模型构建子模块：用于在层序地层格架下，利用所述变差函数，构建地震储层反演需要的低频初始模型；
储层反演子模块：用于基于所述低频初始模型、所述概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果。
本发明还提供了一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演装置，该装置包括处理器及存储器；其中，存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法的步骤。
对于碳酸盐岩储层的预测一直是勘探行业的一大难题，目前常用的反演预测方法包括地质统计学反演法、以波阻抗体数据体等方式的预测方式。与常规反演手段相比，地质统计学反演具有垂向分辨率高，非均质性表征效果更好的特点。然而，对于勘探前期，研究区无井或少井，对于碳酸盐岩等非均质性强的地层，测井仅反映井眼附近的地层信息，且钻井过程中容易发生钻井液漏失和放空，造成测井曲线缺失或失真。由于碳酸盐岩储层非均质性强，储层横向变化大，增加了常规地质统计学反演进行储层预测的难度，导致对碳酸盐岩储层预测结果的精确性较低。本发明提供的技术方案利用露头地质模型地层、岩性、沉积体分布特征等信息对地质统计学反演进行约束。该方案充分利用露头资料，减少了单纯利用地球物理数据进行储层预测的多解性问题；该技术方案减小了对已钻井资料的依赖，可以在勘探初期无井或少井的研究区进行应用；并且该方案简便易于实施，有利于实现工业化推广。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例提供的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统的结构示意图。
图3为本发明一实施例提供的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演装置的结构示意图。
图4为本发明一实施例中露头区与实际研究区的相对位置图。
图5为本发明一实施例中露头地质模型二维图。
图6为本发明一实施例中露头正演模型剖面图。
图7A为本发明一实施例中40HZ下露头地质模型正演剖面图。
图7B为本发明一实施例中60HZ下露头地质模型正演剖面图。
图7C为本发明一实施例中80HZ下露头地质模型正演剖面图。
图7D为本发明一实施例中120HZ下露头地质模型正演剖面图。
图8为本发明一实施例中重构的地震数据体图。
图9为本发明一实施例中地层层序格架图。
图10A为本发明一实施例中露头出层发育范围、尺度图。
图10B为本发明一实施例中变差函数表征图。
图11为本发明一实施例中地震岩性预测效果连井剖面图。
图12A为本发明一实施例中反演地层切片图。
图12B为未经过等时性分析的反演地层切片图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐述本发明的原理和精神。
参见图1，本发明一实施例提供了一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法，其中，该方法包括：
步骤S1：获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料；利用所述露头资料构建露头地质模型；
步骤S2：对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；
步骤S3：基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数；
步骤S4：基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
步骤S5：基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；
步骤S6：在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；
步骤S7：进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演。
进一步地，与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料为与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头的资料。
进一步地，露头资料包括地层结构特征和沉积储层特征；其中，地层结构特征优选包括地层厚度信息和地层倾角信息；沉积储层特征优选包括岩性信息(例如各种岩性的比例)。
在一实施方式中，选取与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头进行研究分析，提取露头资料信息；提取露头资料信息包括构造特征信息(例如断裂、裂缝发育情况)、地层倾角倾向、层序旋回特征信息、岩性信息、岩相组合信息、内部沉积结构信息、物性信息以及不同地质单元信息的差异性统计。
其中，利用露头资料信息构建露头地质模型可选用本领域常规凡方式进行；进一步地，利用露头资料信息构建露头地质模型采用下述方式实现：首先采用数字化仪器(如lidar)对可类比的野外地质露头进行三维数字化，并结合采取的岩石样品分析，提取关键地层层面信息和其他关键地质信息(地层倾角、岩相、孔隙度、密度和声波速度等)；然后根据提取出的三维露头地质信息,利用建模软件(如petrel)建立三维露头储集层地质模型，应用于下一步的研究中。
进一步地，露头地质模型为三维露头地质模型。
进一步地，对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率包括：
对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率；
将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率。
露头地质模型与实际工区地下沉积序列有着强相似性。通过对露头地质模型转化为地震正演模型，在所有的地层表面和波阻抗边界已知的情况下，能够产生一个理想的合成地震模型并能够分析出地层表面和地震同相轴之间的关系。不同地质体由于其岩石组合、内部结构、岩性、物性和含油气性等的差异，在地震上必然表现出反射形态、内部结构、反射频率、振幅等地震参数特征的不同。根据不同相带、不同地质体的岩石组合、内部结构、岩性物性变化，模拟不同频率地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度、反射频率等，并根据实际地震资料进行对比，即可确定出哪种频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度、反射频率最能够区分地层沉积结构(主要为地层厚度及地层倾角)，该频率即为优势频率。
其中，基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数可以采用常规方式进行；进一步地，基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数包括：
对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，从而建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数。
其中，基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数可以采用常规方式进行；进一步地，基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数包括：
对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数。
其中，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体可以采用常规方式进行；进一步地，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体包括：
对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体。
其中，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架可以采用常规方式进行；进一步地，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架包括：
在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架。
其中，在进行地震层序地层框架解释时，可以结合根据露头地质模型描述的储层厚度、地层倾角、连续性等参数，对前积、不整合、上超等沉积结构进行非线性地层切片，进行地震地层学解释，使切片具有等时性，沉积体发育形态更加符合地质规律。
其中，对于露头地质模型开展基于的小层精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，建立岩性分布概率密度函数，同时建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数，可以采用基于变差函数的多点统计方法，序贯指示模拟野外露头区的三维岩性模型。
进一步地，进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演包括：
在层序地层格架下，利用露头地质模型中的不同储层单元变差函数(即上述基于露头地质模型构建的表征不同储层单元分布的纵横向变差函数)，构建地震储层反演需要的低频初始模型；其中，变差函数是地质统计学方法中用来衡量储层空间关系的手段，是地质统计学中描述区域化变量空间结构性和随机性的基本工具；
基于低频初始模型、基于露头地质模型构建的表征储层分布特征的概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果。
其中，碳酸盐岩地震储层反演需要构建一个初始反演模型，这个初始模型代表储层预测结果的地质背景，该初始反演模型的建立是在精细的地层层序格架、沉积单元分布特征(用变差函数、概率密度函数来表征)等的约束下进行的，如若没有露头资料的约束，构建的地层层序格架会较宏观、粗略，从而使得最终构建的反演模型存在多解性问题。
本发明又一实施例提供了一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法，该方法用于对四川盆地龙岗地区二叠系长兴组、飞仙关组碳酸盐岩气藏进行精细表征；四川盆地龙岗地区二叠系长兴组、飞仙关组碳酸盐岩气藏存在层组内小层划分、有效储层分布不清的问题，制约了进一步的勘探开发效果。该实施例提供的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法包括：
一、获取与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头的资料即为与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料；并利用所述露头资料构建三维露头地质模型；其中，露头资料包括构造特征信息(例如断裂、裂缝发育情况)、地层倾角倾向、层序旋回特征信息、岩性信息、岩相组合信息、内部沉积结构信息、物性信息以及不同地质单元信息的差异性统计；
该步骤需要建立一个能够反映四川盆地龙岗地区二叠系长兴组、飞仙关组真实地层的三维地质模型---露头模型，这种模型在地质上是合理的并且和真实的沉积序列有着相似的地层复杂性；其优势在于在所有的地层表面和波阻抗边界已知的情况下，能够产生一个理想的合成地震模型并能够分析出地层表面和地震同相轴之间的关系。
本申请获取的与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料为四川盆地齐岳山(如图4)二叠系地层露头资料，和地下研究的三维区在同一个相带上，该区岩性横向变化快，与地下三维区岩相非常吻合；
齐岳山二叠系露头整个地层由13个岩相单元、20个小层组成，地层倾角5度左右；需要说明的是：(1)这些模型是基于一个由沉积单元和沉积表面或层面构成的真实的地层学意义下的框架；沉积相适合当前的沉积系统和相形态的地质认识，它包括所有有意义的岩相发育趋向和所需描述的相模式；(2)这些模型是由和真实的地质储层(井之间)规模具有相似性的复杂地层构建的，并且在这些模型里每层的岩石属性受测井曲线的约束，同时这些属性是在井的控制下横向变化分布的而不是恒定的；虽然这个模型仅仅在在宏观上、多井约束及尺度方面是真实的，但是它作为一个地震模型来做此次研究已经足够了；
建立的露头地质模型如图5所示。
二、对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和反射频率；将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率；
利用tesseral正演软件对露头模型进行转化，得到能够反映露头地层特征的地震正演模型(如图6所示)，地震正演的参数表数据来源：露头高密度取心(参见表1)；
不同地质体由于其岩石组合、内部结构、岩性、物性和含油气性等的差异，在地震上必然表现出反射形态、内部结构、反射频率、振幅等地震参数特征的不同；本次研究根据不同相带、不同地质体的岩石组合、内部结构、岩性物性变化，模拟地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度、反射频率等，并根据实际地震资料对比.建立地震识别模型；通过射线追踪算法的正演模拟，得到不同频率的地震响应特征图(结果如图7A-图7D所示)；
地震剖面通常是基于子波的函数，地震频率降低时40Hz，地震同相轴是厚的，同相轴在数量上明显很少，低频地震同相轴中的一些是等时的，只能反映大的地层格架边界；在60Hz主频情况下，很多小尺度的地质体或较小的层面还不能被分辩，而中等厚度的层能被分辩，但是这些层的厚度比调谐厚度大，表面上看来，很多层的顶底被地震反射所能区分，但是这些反射形态并不一定与地下的地质形态的位置所一致.剖面的顶部是一组低阻抗反射特征，泥岩带是负极性反射，鲕粒灰岩和鲕粒白云岩之间存在比较小的反射系数，两者的界面会产生一个相对比较低的反射强度；再加上顶部地层的调谐效应，使得沉积边界很难在60Hz的主频下被识别出来；在80Hz的主频下，大部分地层结构是可以被识别的，同相轴连续可辨，反射结构符合露头地质模型；而在120Hz的主频条件下，地震同相轴发生畸变，不能反映真实的地层结构信息了；
在低频地震剖面和高频地震剖面下解释的地震相和地层关系是不同的。找到适合真实地层的频率是建立等时地震格架的关键。通过野外露头的正演分析，以及对地震数据的分频分析，建立逼近等时的地层框架，进而进行地层切片分析，最大限度的保障研究的等时性。
三、对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，从而建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数；对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
基于露头地质模型为地震储层反演技术提供另一个关键参数：露头沉积特征结构描述提供了井下资料缺失的地质信息细节，包括露头模型为地震反演提供了储层范围大小、厚度等发育规律，这些数据用于构建地质统计学反演的储层分布概率密度函数及变差函数，如图10A-图10B所示；依次改善后续地震反演，使得反演结构与钻井信息较为吻合(如图11所示)，提高台内地震储层识别的分辨率和准确性。
四、对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体；
在得到能够反映该地区地层真实结构的地震优势频率后，对原始地震数据体进行反射系数提取，然后褶积能够反映真实地层结构的频率的子波，得到新的地震数据体，结果如图8所示。
五、在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架；
在新的地震数据体上进行层序地层追踪解释，此时得到的解释地层认为是等时的；为下一步地震反演初始模型提供框架，建立的精细的地层层序格架如图9所示。
六、在层序地层格架下，利用所述变差函数，构建地震储层反演需要的低频初始模型；
基于所述低频初始模型、所述概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果；
反演地层切片如图12A所示。
图12B为利用露头地质模型地层、岩性、沉积体分布特征等信息对地质统计学反演进行约束(即未经过等时性分析)，的反演地层切片；对比图12A、图12B可以明显看出本发明提供的反演方法的地层切片更能反映地质相带的分布，储层刻画更为清晰。由此可知，基于露头模型的地震储层反演技术方法在沉积储层分析的过程中发挥了重要作用。
本发明实施例还提供了一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统，该系统用于实现上述的方法实施例。
图2是根据本发明实施例的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统的结构框图，如图2所示，该装置包括：
露头地质模型构建模块21：用于获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料，并利用所述露头资料构建露头地质模型；
优势频率确定模块22：用于对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；
概率密度函数确定模块23：用于基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数；
变差函数确定模块24：用于基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
优势频率地震数据确定模块25：用于基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；
层序格架构建模块26：用于在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；
储层反演构建模块27：用于进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演。
进一步地，与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料为与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头的资料。
进一步地，露头资料包括地层结构特征和沉积储层特征；其中，地层结构特征优选包括地层厚度信息和地层倾角信息；沉积储层特征优选包括岩性信息(例如各种岩性的比例)。
在一实施方式中，选取与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头进行研究分析，提取露头资料信息；提取露头资料信息包括构造特征信息(例如断裂、裂缝发育情况)、地层倾角倾向、层序旋回特征信息、岩性信息、岩相组合信息、内部沉积结构信息、物性信息以及不同地质单元信息的差异性统计。
进一步地，露头地质模型为三维露头地质模型。
进一步地，优势频率确定模块22包括：
正演模拟子模块：用于对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率；
地震对比子模块：用于将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率。
进一步地，概率密度函数确定模块23包括：
岩性纵横向分布获取子模块：用于对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据；
概率密度函数获取子模块：用于基于岩性纵横向分布数据建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数。
在上述基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统中，优选地，变差函数确定模块包括：
岩性纵横向分布获取子模块：用于对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据；
变差函数获取子模块：用于基于岩性纵横向分布数据建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数。
进一步地，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体通过下述方式实现：
对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体。
进一步地，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架通过下述方式实现：
在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架。
进一步地，储层反演构建模块27包括：
低频初始模型构建子模块：用于在层序地层格架下，利用所述变差函数，构建地震储层反演需要的低频初始模型；
储层反演子模块：用于基于所述低频初始模型、所述概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果。
图3是根据本发明实施例的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演装置的示意图。图3所示的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演装置为通用数据处理装置，其包含通用的计算机硬件结构，其至少包含处理器1000、存储器1111；处理器1000用于执行存储器中存储的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演程序，以实现各方法实施例的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法(具体方法参见上述方法实施例的描述，在此不再赘述)。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现各方法实施例的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法(具体方法参见上述方法实施例的描述，在此不再赘述)。
以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法，其中，该方法包括：
获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料；利用所述露头资料构建露头地质模型；
对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；
基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数；
基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；
在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；
进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演；
其中，基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数包括：
对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，从而建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数；
其中，基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数包括：
对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据，建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料选取与地下预测碳酸盐岩储层位于同一地层、同一相带的露头的资料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述露头地质模型为三维露头地质模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率包括：
对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率；
将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体包括：
对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架包括：
在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演包括：
在层序地层格架下，利用所述变差函数，构建地震储层反演需要的低频初始模型；
基于所述低频初始模型、所述概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果。
8.一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演系统，其中，该系统包括：
露头地质模型构建模块：用于获取与待预测碳酸盐岩储层可类比的露头资料，并利用所述露头资料构建露头地质模型；
优势频率确定模块：用于对所述露头地质模型进行不同地震频率的正演模拟，并利用待预测碳酸盐岩储层实际地震资料进行对比，确定能够表征地层结构特征的优势频率；
概率密度函数确定模块：用于基于露头地质模型构建表征储层分布特征的概率密度函数；
变差函数确定模块：用于基于露头地质模型构建表征不同储层单元分布的纵横向变差函数；
优势频率地震数据确定模块：用于基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体；
层序格架构建模块：用于在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架；
储层反演构建模块：用于进行基于所述概率密度函数、所述变差函数以及所述地层层序格架约束的地质统计学反演处理，获取反演结果，从而完成基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演；
其中，概率密度函数确定模块包括：
岩性纵横向分布获取子模块：用于对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据；
概率密度函数获取子模块：用于基于岩性纵横向分布数据建立岩性分布概率密度函数即表征储层分布特征的概率密度函数；
其中，变差函数确定模块包括：
岩性纵横向分布获取子模块：用于对露头模型开展基于小层的精细对比，划分不同深度段的岩性类型，获得岩性纵横向分布数据；
变差函数获取子模块：用于基于岩性纵横向分布数据建立能够表征沉积岩性体分布特征的变差函数即表征不同储层单元分布的纵横向变差函数。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，优势频率确定模块包括：
正演模拟子模块：用于对所述露头地质模型进行不同频率的正演模拟，获取不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率；
地震对比子模块：用于将获取的不同地震频率下的地震波外部反射形态、内部反射结构、振幅强度和/或反射频率与实际地震资料进行对比，从而确定最能够表征地层厚度及地层倾角的优势频率。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，基于所述优势频率，对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体进行分频处理，获得优势频率地震数据体通过下述方式实现：
对待预测碳酸盐岩储层原始地震数据体做反射系数提取处理，并对处理的结果进行适用优势频率子波褶积，获得一个能够表征地层结构特征的地震数据体即所述优势频率地震数据体。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，在优势频率地震数据体上进行层序解释，建立精细的地层层序格架通过下述方式实现：
在优势频率地震数据体上，通过井震标定，在地震剖面上识别出能够表征地层沉积结构的等时反射同相轴，解释出地震层序地层框架从而实现建立精细的地层层序格架。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，储层反演构建模块包括：
低频初始模型构建子模块：用于在层序地层格架下，利用所述变差函数，构建地震储层反演需要的低频初始模型；
储层反演子模块：用于基于所述低频初始模型、所述概率密度函数，进行地质统计学反演处理，利用非线性寻优算法对随机模拟结果进行筛选，获取可靠的储层反演结果。
13.一种基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演装置，包括处理器及存储器；其中，
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-7任一项所述的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1-7任一项所述的基于露头资料的碳酸盐岩地震储层反演方法的步骤。
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