CN113138407B - 一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统，其中，该方法包括：获取三维地震时间偏移数据体；对三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；利用滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；根据多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；利用滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；将重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；将断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理信号解释领域，属于地球物理信号解释范畴，尤指一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统。
背景技术
我国的页岩气资源十分丰富，目前，针对页岩气资源正在进行大力的勘探开发。但是，致密页岩的渗透率一般很低(小于lmD)，作为储集空间和运移通道的天然裂缝显得极为重要。因此，我国页岩气目前已经投入开发的地区，往往天然裂缝系统比较发育，页岩气可采储量极大程度上取决于储层内部裂缝产状、密度、组合特征和张开程度。而且，不同尺度的断裂对页岩气的影响程度也不相同，大尺度断裂对页岩气有破坏作用，在井位部署时要尽量回避，小尺度断裂会引起地层微幅变化，对页岩气开发的水平井钻井导向和钻进影响明显；另外，实钻证明，微断裂则有利于压裂开发，提高页岩气产量，因此，多尺度断裂预测显得尤为重要。
在当前的技术背景下，地震断裂精细预测依然是页岩气研究的一个重难点，现有方法主要使用地震数据进行多种属性计算，然后结合实际钻井情况，对其中某一种或者两种方法进行优选，分开使用，这种方法相对较简单，但是难以满足目前页岩气勘探开发的实际需求。
因此，亟需一种可以满足页岩气勘探开发需求的多尺度断裂地震预测技术方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统，该方法及系统通过对地震数据进行针对性滤波处理，增强断裂成像，优选多个地震属性进行无监督聚类分析，进行断裂地震相分相工作；其次，对滤波后的地震数据进行波形分量重构，在保留构造特征的基础上，有效压制随机噪声剔除相干噪声，消除强背景的影响，凸显出地震特征的微弱变化，获取高精度微断裂预测成果；最后，结合钻井、测井资料，以及地震预测成果，对不同尺度断裂进行分类解释，实现深层页岩气的多尺度断裂地震预测。
在本发明一实施例中，提出了一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，该方法包括：
获取三维地震时间偏移数据体；
对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；
利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；
根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；
利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；
将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；
将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
在本发明另一实施例中，还提出了一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统，该系统包括：
数据获取模块，用于获取三维地震时间偏移数据体；
滤波模块，用于对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；
多属性计算模块，用于利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；
聚类分析模块，用于根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；
重构模块，用于利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；
属性增强处理模块，用于将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；
融合分析模块，用于将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
在本发明另一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法。
在本发明另一实施例中，还提出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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法。
本发明提出的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统，通过对地震数据进行针对性滤波处理，可以增强断裂成像，优选多个地震属性进行无监督聚类分析，进行断裂地震相分相工作；该方法及系统还通过对滤波后的地震数据进行波形分量重构，在保留构造特征的基础上，有效压制随机噪声剔除相干噪声，消除强背景的影响，凸显出地震特征的微弱变化，获取高精度微断裂预测成果；最后结合钻井、测井资料，以及地震预测成果，对不同尺度断裂进行分类解释，实现深层页岩气多尺度断裂地震预测，该预测结果可以满足页岩气勘探开的实际需求，对深层页岩气开发水平井井位部署、水平井导向设计和水平井压裂设计提供有力的技术支持。
附图说明
图1是本发明一实施例的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法流程示意图。
图2是本发明一具体实施例的对地震数据进行沿构造方向滤波处理的详细流程示意图。
图3是本发明一具体实施例的对地震数据进行属性计算及分析的详细流程示意图。
图4是本发明一具体实施例的断裂地震相划分的详细流程示意图。
图5是本发明一具体实施例的波形分量重构的详细流程示意图。
图6是本发明一具体实施例的多尺度裂缝预测的详细流程示意图。
图7是本发明一实施例的深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统架构示意图。
图8是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
根据本发明的实施方式，提出了一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统，首先对地震数据进行针对性滤波处理，增强断裂成像，优选多个地震属性进行无监督聚类分析，进行断裂地震相分相工作；其次，对滤波后的地震数据进行波形分量重构，在保留构造特征的基础上，有效压制随机噪声剔除相干噪声，消除强背景的影响，凸显出地震特征的微弱变化，获取高精度微断裂预测成果；最后，结合钻井、测井资料，以及地震预测成果，对不同尺度断裂进行分类解释。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
图1是本发明一实施例的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤S100，获取三维地震时间偏移数据体；
步骤S200，对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；
步骤S300，利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；
步骤S400，根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；
步骤S500，利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；
步骤S600，将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；
步骤S700，将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
为了对上述深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法进行更为清楚的解释，下面针对每一步来进行详细说明。
步骤S100：
在步骤S100中，获取的数据是研究区已有的数据，还可以包括钻井资料、测井资料、微地震资料及目的层层位数据，该些数据在后续的步骤中会用到。
步骤S200：
结合图2是本发明一具体实施例的对地震数据进行沿构造方向滤波处理的详细流程示意图。如图2所示，步骤S200的详细流程包括：
步骤S210，根据研究区构造背景调试参数，对所述三维地震时间偏移数据体，进行沿构造方向的断裂增强滤波处理，获得断裂增强滤波后的地震数据；这样处理可以有效压制随机噪声剔除相干噪声，增强断裂成像。
步骤S220，根据所述断裂增强滤波后的地震数据，进行基于扩散方程的构造滤波处理，获得所述滤波后的三维地震数据体；这种处理方式可以保留构造特征，压制噪声。
步骤S300：
结合图3是本发明一具体实施例的对地震数据进行属性计算及分析的详细流程示意图。如图3所示，步骤S300的详细流程包括：
步骤S310，对滤波后的三维地震数据体进行地震多属性计算，获得多种属性体；其中，多种属性体可以包括：倾角属性、相似性属性、对称性属性、方差属性、曲率属性及振幅属性等。
步骤S320，根据所述目的层层位数据，对所述多种属性体进行目的层切片处理，获得多个地震属性沿目的层切片成果。
步骤S400：
结合图4是本发明一具体实施例的断裂地震相划分的详细流程示意图。如图4所示，步骤S400的详细流程包括：
步骤S410，根据所述钻井资料及测井资料，在所述多个地震属性沿目的层切片成果选取一定数量的地震属性切片。
具体的，可以在多个属性切片中，结合实钻工程图、测井裂缝解释，分别优选可靠度较高的，能反应断裂、微断裂和微裂缝的3至5种属性切片。
步骤S420，根据选取的所述一定数量的地震属性切片，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相。
步骤S500：
结合图5是本发明一具体实施例的波形分量重构的详细流程示意图。如图5所示，步骤S500的详细流程包括：
步骤S510，利用所述滤波后的三维地震数据体，选取研究层段；
步骤S520，统计所述研究层段波形分量个数；
步骤S530，确定参与重构的波形分量；
步骤S540，对所述滤波后的三维地震数据体进行重构，获取重构后的地震数据体。
经过上述的波形分量重构，可以实现对强反射背景的有效分离，削弱其对目标层位造成的连续分布的假象，提高了地质异常识别的精度。
步骤S600：
在步骤S600中，属性增强处理的属性包括蚂蚁体、极大似然体等具有微裂缝刻画能力的地震属性。
步骤S700：
结合图6来描述本发明示例性实施例的多尺度裂缝预测的详细流程。如图6所示，步骤S700的详细流程包括：
步骤S710，结合钻井资料及测井资料，对断裂地震相的分相成果进行人工解释，提取成果中刻画大、中、小断裂的成果。
步骤S720，结合所述钻井资料、测井资料及微地震资料，对属性增强处理数据进行分析，提取成果中刻画微断裂的成果。
步骤S730，将步骤S710与步骤S720的成果进行融合处理，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图7对本发明示例性实施方式的深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统进行介绍。
深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
基于同一发明构思，本发明还提出了一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统，如图7所示，该系统包括：
数据获取模块1010，用于获取三维地震时间偏移数据体；
滤波模块1020，用于对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；
多属性计算模块1030，用于利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；
聚类分析模块1040，用于根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；
重构模块1050，用于利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；
属性增强处理模块1060，用于将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；
融合分析模块1070，用于将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
基于前述发明构思，如图8所示，本发明还提出了一种计算机设备800，包括存储器810、处理器820及存储在存储器810上并可在处理器820上运行的计算机程序830，所述处理器820执行所述计算机程序830时实现前述深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法。
基于前述发明构思，本发明还提出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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法。
本发明提出的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法及系统，通过对地震数据进行针对性滤波处理，可以增强断裂成像，优选多个地震属性进行无监督聚类分析，进行断裂地震相分相工作；该方法及系统还通过对滤波后的地震数据进行波形分量重构，在保留构造特征的基础上，有效压制随机噪声剔除相干噪声，消除强背景的影响，凸显出地震特征的微弱变化，获取高精度微断裂预测成果；最后结合钻井、测井资料，以及地震预测成果，对不同尺度断裂进行分类解释，实现深层页岩气多尺度断裂地震预测，该预测结果可以满足页岩气勘探开的实际需求，对深层页岩气开发水平井井位部署、水平井导向设计和水平井压裂设计提供有力的技术支持。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (12)
1.一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，该方法包括：
获取三维地震时间偏移数据体、钻井资料、测井资料及微地震资料；
对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；
利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；
根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；
利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；
将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；
将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果；
其中，将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果，包括：
结合所述钻井资料及测井资料，对所述断裂地震相进行人工解释，提取所述断裂地震相中刻画大、中、小断裂的成果；
结合所述钻井资料、测井资料及微地震资料，对所述属性增强处理数据进行分析，提取所述属性增强处理数据中刻画微断裂的成果；
将所述刻画大、中、小断裂的成果与所述刻画微断裂的成果进行融合处理，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
2.根据权利要求1所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，该方法还包括：
获取目的层层位数据。
3.根据权利要求1所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体，包括：
根据研究区构造背景调试参数，对所述三维地震时间偏移数据体，进行沿构造方向的断裂增强滤波处理，获得断裂增强滤波后的地震数据；
根据所述断裂增强滤波后的地震数据，进行基于扩散方程的构造滤波处理，获得所述滤波后的三维地震数据体。
4.根据权利要求1所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，在利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体的步骤中，获得的所述多种属性体至少包括：倾角属性、相似性属性、对称性属性、方差属性、曲率属性及振幅属性。
5.根据权利要求2所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体，还包括：
根据所述目的层层位数据，对所述多种属性体进行目的层切片处理，获得多个地震属性沿目的层切片成果。
6.根据权利要求5所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相，包括：
根据所述钻井资料及测井资料，在所述多个地震属性沿目的层切片成果选取一定数量的地震属性切片；
根据选取的所述一定数量的地震属性切片，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相。
7.根据权利要求6所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，选取的所述一定数量的地震属性切片为反应断裂、微断裂及微裂缝的3至5种地震属性切片。
8.根据权利要求1所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体，包括：
利用所述滤波后的三维地震数据体，选取研究层段；
统计所述研究层段波形分量个数，确定参与重构的波形分量；
对所述滤波后的三维地震数据体进行重构，获取重构后的地震数据体。
9.根据权利要求1所述的深层页岩气的多尺度断裂地震预测方法，其特征在于，在将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据的步骤中，属性增强处理所对应的属性至少包括蚂蚁体及极大似然体在内的具有微裂缝刻画能力的地震属性。
10.一种深层页岩气的多尺度断裂地震预测系统，其特征在于，该系统包括：
数据获取模块，用于获取三维地震时间偏移数据体、钻井资料、测井资料及微地震资料；
滤波模块，用于对所述三维地震时间偏移数据体进行沿构造方向滤波处理，获得滤波后的三维地震数据体；
多属性计算模块，用于利用所述滤波后的三维地震数据体，进行地震多属性计算，获得多种属性体；
聚类分析模块，用于根据所述多种属性体，进行无监督聚类分析，获取断裂地震相；
重构模块，用于利用所述滤波后的三维地震数据体对目的层进行波形分量重构，获得重构后的地震数据体；
属性增强处理模块，用于将所述重构后的地震数据体进行属性增强处理，获得属性增强处理数据；
融合分析模块，用于将所述断裂地震相与属性增强处理数据融合分析，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果；
其中，融合分析模块具体用于：
结合所述钻井资料及测井资料，对所述断裂地震相进行人工解释，提取所述断裂地震相中刻画大、中、小断裂的成果；
结合所述钻井资料、测井资料及微地震资料，对所述属性增强处理数据进行分析，提取所述属性增强处理数据中刻画微断裂的成果；
将所述刻画大、中、小断裂的成果与所述刻画微断裂的成果进行融合处理，获得深层页岩气多尺度断裂地震预测结果。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9任一所述方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一所述方法。
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