CN113109875A - 一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法 - Google Patents
一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其包括以下步骤：1)目标工区岩石物理分析及井震标定，2)全波形速度场约束下低频模型的构建，3)基于部分叠加地震数据进行叠前同时反演，4)反演结果检验及分析。本发明在求取低频模型时，采用全波形速度场约束下的多井插值法进行低频模型构建，准确补充地震所缺低频成分；同时基于岩石物理分析，确定IP‑IS参数(纵波阻抗减横波阻抗)为反演敏感弹性参数；通过叠前反演，得到IP‑IS弹性参数体，进一步提升盐下碳酸盐岩储层预测精度。
Description
技术领域
本发明涉及地质领域，具体的说，涉及一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法。
背景技术
目前，反演已广泛应用于勘探阶段的储层定性或定量预测和开发阶段的储量计算、井网部署、油藏动态监测等方面，已成为地下储层刻画过程中必不可少的方法之一。反演过程中，通过低频模型补偿地震资料中缺失的低频信息是开展岩性识别、储层定量解释的重要步骤。一般情况下，低频模型是以地震解释层位和沉积规律为约束，将测井信息在整个数据体范围内进行内插和外推得到的，一定程度上补偿了地震资料中缺失的低频信息。但是，在井间储层横向变化剧烈、井点位置地震反射能量差异较大的区域内，补充的低频信息反而会给反演结果定量解释带来误差。
碳酸盐岩储层在全球油气分布中占有重要地位，碳酸盐岩储集层构成的油气田储量大、单井产量高，容易形成大型油气田。和碎屑岩储层相比，碳酸盐岩储层更为复杂，空间分布随机性强，突变性大，储层纵向巨厚，多期发育，横向沉积相带变化快，非均质性强，储层与围岩阻抗差异不明显。同时，盐丘和围岩间存在巨大的速度差异，造成盐下地震波场十分复杂，地震资料的分辨率和信噪比低，导致盐下碳酸盐岩储层储层识别和预测难度大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，基于全波形反演得到的速度场约束建立低频模型，补充地震所缺低频成分；同时基于岩石物理分析，确定IP-IS参数(纵波阻抗-减横波阻抗参数)为反演敏感弹性参数；通过叠前反演，得到IP-IS弹性参数体，实现盐下碳酸盐岩储层精细预测。
为实现上述目的，本发明提供一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，对于目标工区基于全波形反演和岩石物理分析的结果进行叠前反演得到得到IP-IS弹性参数体(即纵波阻抗-减横波阻抗参数体)，实现盐下碳酸盐岩储层精细预测。
所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，包括以下步骤：
1)目标工区岩石物理分析及井震标定；
2)全波形速度场约束下低频模型的构建，其中，全波形速度场是针对目标工区的特有的低频模型建立方法；
3)基于部分叠加地震数据对目标工区进行叠前反演；
4)将步骤3)得到的反演结果进一步处理，得到IP-IS弹性参数体，作为反演的最终结果，对储层进行精细预测。
所述步骤1)中还包括，在测井资料一致性处理及横波预测的基础上，进行岩石物理分析，明确能够区分储层及非储层的反演敏感弹性参数；根据测井数据、部分叠加地震数据进行井震标定，提取多井子波。
所述步骤2)中采用全波形速度场约束下的多井插值法进行低频模型构建，具体过程包括：
21)首先，速度场应为全波形反演得到的速度场，并对其进行去野值、平滑、插值处理；
22)提取目的层段测井纵波阻抗曲线，对其低通滤波，保留10hz以下有效成分，分别统计目的层段全波形速度以及低通滤波后测井纵波阻抗的均值和方差，利用正态分布参数估计公式，将全波形速度场转化为测井纵波阻抗数据体；
23)应用简单克里格法消除井点位置的纵波阻抗预测误差，得到纵波阻抗低频模型；
24)分别对目的层段测井纵波阻抗与密度，纵波阻抗与横波阻抗进行交会分析，并进行线性回归，利用线性回归公式将步骤23)得到的纵波阻抗低频模型转换为横波阻抗低频模型和密度低频模型，做为叠前地震反演所需的低频模型。
所述步骤22)中，正态分布参数估计公式如下：
result＝input*(a/b)+(c-d)*(a/b) (1)
式中，a为低通滤波后测井纵波阻抗的标准差，b为目的层段全波形速度的标准差，c为低通滤波后测井纵波阻抗的均值，d为目的层段全波形速度的均值。
所述步骤3)中基于部分叠加地震数据进行叠前同时反演具体包括：
31)基于部分叠加地震数据体，采用Aki-Richard近似公式进行叠前同时反演计算，得到缺乏低频成分的弹性参数体，包括纵波阻抗、横波阻抗和密度；
32)采用频率域合并的方式，将步骤2)得到的低频模型频带范围内的值，合并到步骤31)得到的反演结果中，补充原始地震缺失的低频成分。
其中，述补充后的新得到的反演结果包括纵波阻抗、横波阻抗和密度。
所述步骤31)中，Aki-Richard近似公式如下：
式中，Rpp(θ)为纵波的反射系数，vp和vs分别为上层介质的纵、横波速度，Δvp和Δvs分别为上、下层介质的纵、横波速度差，θ为地震波的入射角。
所述步骤4)中将步骤32)得到的反演结果进一步处理具体为，将步骤3)得到的补充低频成分后的纵波阻抗减去横波阻抗，得到IP-IS弹性参数体，作为反演的最终结果。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明在求取低频模型时，采用全波形速度场约束下的多井插值法进行低频模型构建，准确补充地震所缺低频成分；同时基于岩石物理分析，确定IP-IS参数(纵波阻抗减横波阻抗)为反演敏感弹性参数；通过叠前反演，得到IP-IS弹性参数体，进一步提升盐下碳酸盐岩储层预测精度。
附图说明
图1是本发明叠前反演流程示意图；
图2是盐下碳酸盐岩地震剖面图(局部盐岩厚度超过2400m，地震信号能量衰减严重)；
图3(a)是全波形速度剖面图，图3(b)是原始地震剖面图，图3(c)是全波形速度储层段切片属性图；
图4(a)是目标工区岩石物理交会分析图，图4(b)是IP-IS参数直方图；
图5(a)是井震标定图，图5(b)是提取的多井子波示意图；
图6(a)是测井纵波阻抗与横波阻抗交会分析图，图6(b)是测井纵波阻抗与密度交汇分析图；
图7利用不同方法建立的低频模型平面属性图，(a)采用多井反距离加权插值方法建立的低频模型平面属性图，(b)采用全波形速度场约束的多井插值方法建立的低频模型平面属性图；
图8为全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演盲井连井剖面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，对于目标工区基于全波形反演和岩石物理分析的结果进行叠前反演得到得到IP-IS弹性参数体(即纵波阻抗-减横波阻抗参数体)，实现盐下碳酸盐岩储层精细预测。包括以下步骤：
1)目标工区岩石物理分析及井震标定：
在测井资料一致性处理及横波预测的基础上，进行岩石物理分析，明确能够区分储层及非储层的反演敏感弹性参数；
根据测井数据、部分叠加地震数据进行井震标定，提取多井子波；
2)全波形速度场约束下低频模型的构建：
采用全波形速度场约束下的多井插值法进行低频模型构建，具体过程包括：
①首先，速度场应为全波形反演得到的速度场，并对其进行去野值、平滑、插值处理；
②提取目的层段测井纵波阻抗曲线，对其低通滤波，保留10hz以下有效成分，分别统计目的层段全波形速度以及低通滤波后测井纵波阻抗的均值和方差，利用正态分布参数估计公式，将全波形速度场转化为测井纵波阻抗数据体。
③应用简单克里格法消除井点位置的纵波阻抗预测误差，得到纵波阻抗低频模型。
④分别对目的层段测井纵波阻抗与密度，纵波阻抗与横波阻抗进行交会分析，并进行线性回归，利用线性回归公式将步骤③得到的纵波阻抗低频模型转换为横波阻抗低频模型和密度低频模型，做为叠前地震反演所需的低频模型；
3)基于部分叠加地震数据进行叠前同时反演：
基于部分叠加地震数据体，采用Aki-Richard近似公式进行叠前同时反演计算，得到缺乏低频成分的弹性参数体，包括纵波阻抗、横波阻抗和密度；
同时，采用频率域合并的方式，将步骤2)得到的低频模型频带范围内的值，合并到步骤3)得到的反演结果中，补充原始地震缺失的低频成分；
4)反演结果检验及分析：
将步骤3)得到的补充低频成分后的纵波阻抗减去横波阻抗，得到IP-IS弹性参数体，作为反演的最终结果，对储层进行精细预测。
优选地，在所述步骤2)中，正态分布参数估计公式如下：
result＝input*(a/b)+(c-d)*(a/b) (1)
式中，a为低通滤波后测井纵波阻抗的标准差，b为目的层段全波形速度的标准差，c为低通滤波后测井纵波阻抗的均值，d为目的层段全波形速度的均值。
优选地，在所述步骤3)中，Aki-Richard近似公式如下：
式中，Rpp(θ)为纵波的反射系数，vp和vs分别为上层介质的纵、横波速度，Δvp和Δvs分别为上、下层介质的纵、横波速度差，θ为地震波的入射角。
如图1所示，本发明提供一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法。
图2是盐下碳酸盐岩地震剖面图，从图中可以看出，目的储层上方存在巨厚盐岩层，局部厚度超过2400m，盐丘和围岩间存在巨大的速度差异，造成盐下地震信号能量衰减严重，地震波场复杂，资料的分辨率和信噪比大幅降低。
图3(a)是全波形速度剖面图，图3(b)是对应原始地震剖面图，图3(c)是全波行速度储层段切片属性图，从图中可以看出全波形速度模型很好地反映了碳酸盐岩储层分布特征。相对传统地震叠加速度频带集中在0-2hz，全波形速度频带可达0-5hz，能更加充分补充原始地震缺失的低频成分，更准确刻画厚储层的边界及空间展布。
具体实施步骤：
1)目标工区岩石物理分析及井震标定：
在测井资料一致性处理及横波预测的基础上，进行岩石物理分析，明确能够区分储层及非储层的反演敏感弹性参数，从交汇图4(a)及直方图4(b)中可以看出，IP-IS参数是能够区分储层及非储层的反演敏感弹性参数；根据测井数据、部分叠加地震数据进行井震标定(图5(a))，提取稳定的多井子波(图5(b))；
2)全波形速度场约束下低频模型的构建：
采用全波形速度场约束下的多井插值法进行低频模型构建，具体过程包括：
①首先，速度场应为全波形反演得到的速度场，并对其进行去野值、平滑、插值处理；
②提取目的层段测井纵波阻抗曲线，对其低通滤波，保留10hz以下有效成分，分别统计目的层段全波形速度以及低通滤波后测井纵波阻抗的均值和方差，利用正态分布参数估计公式，将全波形速度场转化为测井纵波阻抗数据体。
③应用简单克里格法消除井点位置的纵波阻抗预测误差，得到纵波阻抗低频模型。
④分别对目的层段测井纵波阻抗与密度(图6(a))，纵波阻抗与横波阻抗进行交会分析(图6(b))，并进行线性回归，利用线性回归公式将步骤③得到的纵波阻抗低频模型转换为横波阻抗低频模型和密度低频模型，做为叠前地震反演所需的低频模型。图7(b)是采用全波形速度场约束的多井插值方法建立的低频模型平面属性图，相比图7(a)所示采用常规反距离加权插值方法建立的低频模型平面属性，采用全波形速度场约束低频模型更能反映碳酸盐岩储层展布特征；
3)基于部分叠加地震数据进行叠前同时反演：
基于部分叠加地震数据体，采用Aki-Richard近似公式进行叠前同时反演计算，得到缺乏低频成分的弹性参数体，包括纵波阻抗、横波阻抗和密度；
同时，采用频率域合并的方式，将步骤2)得到的低频模型频带范围内的值，合并到步骤3)得到的反演结果中，补充原始地震缺失的低频成分；
4)反演结果检验及分析：
将步骤3)得到的补充低频成分后的纵波阻抗减去横波阻抗，得到IP-IS弹性参数体，作为反演的最终结果，对储层进行精细预测。反演结果如图8所示，从图中可以看出，反演结果与井吻合度高，井间预测性较强。
优选地，在所述步骤2)中，正态分布参数估计公式如下：
result＝input*(a/b)+(c-d)*(a/b) (1)
式中，a为低通滤波后测井纵波阻抗的标准差，b为目的层段全波形速度的标准差，c为低通滤波后测井纵波阻抗的均值，d为目的层段全波形速度的均值。
优选地，在所述步骤3)中，Aki-Richard近似公式如下：
式中，Rpp(θ)为纵波的反射系数，vp和vs分别为上层介质的纵、横波速度，Δvp和Δvs分别为上、下层介质的纵、横波速度差，θ为地震波的入射角。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，对于目标工区基于全波形反演和岩石物理分析的结果进行叠前反演得到得到IP-IS弹性参数体，实现盐下碳酸盐岩储层精细预测。
2.根据权利要求1所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)目标工区岩石物理分析及井震标定；
2)全波形速度场约束下的目标工区低频模型的构建；
3)基于部分叠加地震数据进行叠前同时反演；
4)将步骤3)得到的反演结果进一步处理，得到IP-IS弹性参数体，作为反演的最终结果，对储层进行精细预测。
3.根据权利要求2所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，所述步骤1)中还包括，在测井资料一致性处理及横波预测的基础上，进行岩石物理分析，明确能够区分储层及非储层的反演敏感弹性参数；根据测井数据、部分叠加地震数据进行井震标定，提取多井子波。
4.根据权利要求2所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，所述步骤2)中采用全波形速度场约束下的多井插值法进行低频模型构建，具体过程包括：
21)首先，速度场应为全波形反演得到的速度场，并对其进行去野值、平滑、插值处理；
22)提取目的层段测井纵波阻抗曲线，对其低通滤波，保留10hz以下有效成分，分别统计目的层段全波形速度以及低通滤波后测井纵波阻抗的均值和方差，利用正态分布参数估计公式，将全波形速度场转化为测井纵波阻抗数据体；
23)应用简单克里格法消除井点位置的纵波阻抗预测误差，得到纵波阻抗低频模型；
24)分别对目的层段测井纵波阻抗与密度，纵波阻抗与横波阻抗进行交会分析，并进行线性回归，利用线性回归公式将步骤23)得到的纵波阻抗低频模型转换为横波阻抗低频模型和密度低频模型，做为叠前地震反演所需的低频模型。
5.根据权利要求4所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，所述步骤22)中，正态分布参数估计公式如下：
result＝input*(a/b)+(c-d)*(a/b) (1)
式中，a为低通滤波后测井纵波阻抗的标准差，b为目的层段全波形速度的标准差，c为低通滤波后测井纵波阻抗的均值，d为目的层段全波形速度的均值。
6.根据权利要求2所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，所述步骤3)中基于部分叠加地震数据进行叠前同时反演具体包括：
31)基于部分叠加地震数据体，采用Aki-Richard近似公式进行叠前同时反演计算，得到缺乏低频成分的弹性参数体，包括纵波阻抗、横波阻抗和密度；
32)采用频率域合并的方式，将步骤2)得到的低频模型频带范围内的值，合并到步骤31)得到的反演结果中，补充原始地震缺失的低频成分。
7.根据权利要求6所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，在所述步骤31)中，Aki-Richard近似公式如下：
式中，Rpp(θ)为纵波的反射系数，vp和vs分别为上层介质的纵、横波速度，Δvp和Δvs分别为上、下层介质的纵、横波速度差，θ为地震波的入射角。
8.根据权利要求6或7所述的全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法，其特征在于，所述步骤4)中将步骤32)得到的反演结果进一步处理具体为，将步骤3)得到的补充低频成分后的纵波阻抗减去横波阻抗，得到IP-IS弹性参数体，作为反演的最终结果。
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| GR01 | Patent grant | ||
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