CN113514884A - 一种致密砂岩储层预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种致密砂岩储层预测方法，属于地质勘探开发技术领域。本发明首先选取自然伽马数据和波阻抗数据作为区分砂、泥岩的测井数据；然后利用上述测井数据和叠后地震资料进行反演，得到自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体；再利用自然伽马门限值对波阻抗反演数据体进行过滤；最后提取过滤后的波阻抗反演数据体的振幅属性信息，利用波阻抗门限值对振幅属性进行过滤，确定出砂岩有效储层，实现对致密砂岩的储层预测。本发明综合已有的地震资料、钻、测井数据资料，利用叠后地震波形联合反演预测致密砂岩储层，提高了砂岩储层的预测精度。

Description

一种致密砂岩储层预测方法
技术领域
本发明涉及一种致密砂岩储层预测方法，属于地质勘探开发技术领域。
背景技术
致密砂岩储层具有非均质性强、横向变化快，平面分布零散；纵向上多期砂体交错叠置，单层厚度薄，厚层砂体由多个单砂体叠加而成的互层等特点，依靠井点信息或单纯利用地震属性信息进行河道砂体预测难度较大。地震反演技术能够充分利用地震波场信息和测井信息反映地下薄储层砂体的纵、横向变化规律。但是砂泥岩波阻抗叠置现象严重，单纯的采用常规的波阻抗反演难以区分砂泥岩，利用现有的地震反演技术方法难以致密砂岩储层的平面分布范围。
前人针对这种因砂泥岩波阻抗叠置严重，导致波阻抗反演无法识别砂岩储层的情况，开展的研究并不多，并没有基于叠后地震数据形成一套完整的、行之有效的技术方法。在现有的技术中，有些通过成藏模式分析、三维地质建模来刻画河道砂体，有些是采用叠前反演、神经网络学习等技术手段来预测致密砂岩储层。上述方式虽然都能够实现对致密砂岩的预测，但是通过成藏分析或地质建模的方法过度依赖已钻井数据，对于已钻井多且勘探程度高的地区较为适用，而研究区已钻井少适用性差；叠前反演虽然能够较好的识别致密砂岩储层，但是必须具备偶极子阵列声波测井资料，偶极子测井成本高，且往往不能整段测井，造成储层预测的多解性强；神经网络学习技术需要有钻探效果较好的成功井为样本，进行样本学习，对于勘探程度低且没有取得勘探突破地区适用性较差，且算法上具有随机性。
发明内容
本发明的目的是提供一种致密砂岩储层预测方法，以解决目前致密砂岩预测存在的精度低的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种致密砂岩储层预测方法，该预测方法包括以下步骤：
1)获取目标工区的叠后地震资料和已钻井的测井数据，从中筛选出能够区分沙泥岩的测井数据，筛选出的数据为自然伽马数据和波阻抗数据；
2)对测井数据和叠后地震资料进行联合标定，得到标定好的测井数据和地震资料；
3)根据标定好的测井数据和井旁地震道的地震数据确定地震子波，建立初始波阻抗模型，利用地震波在传播过程中的振幅差异，通过地震子波和初始波阻抗模型进行反演，得到自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体；
4)确定砂岩有效储层段自然伽马门限值和波阻抗门限值，将自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体进行融合，利用自然伽马门限值对波阻抗反演数据体进行过滤；
5)提取过滤后的波阻抗反演数据体的振幅属性信息，利用波阻抗门限值对波阻抗反演数据体的振幅属性进行过滤，确定出砂岩有效储层。
本发明首先选取自然伽马数据和波阻抗数据作为区分砂、泥岩的测井数据；然后利用上述测井数据和叠后地震资料进行反演，得到得到自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体；再利用自然伽马门限值对波阻抗反演数据体进行过滤；最后提取过滤后的波阻抗反演数据体的振幅属性信息，利用波阻抗门限值对振幅属性进行过滤，确定出砂岩有效储层，实现对致密砂岩的储层预测。本发明综合已有的地震资料、钻、测井数据资料，利用叠后地震波形联合反演预测致密砂岩储层，提高了砂岩储层的预测精度。
进一步地，为了避免传统反演过程中统计学反演样本不足的限制，提高反演精度，所述步骤3)在进行反演过程中，依据地震波在传播过程中振幅不同程度地衰减，选取地震振幅的重心、均值、方差和变方差作为描述地震阻抗差异的特征向量；然后利用地震阻抗随着井阻抗的变化而变化的关系构建相应的变差函数，利用地震阻抗变量与井阻抗的变差函数，来更新优化初始利用井建立的波阻抗模型。
进一步地，所述的初始波阻抗模型建立过程为：根据已钻井的空间分布距离和地震波的差异性，对所有井的波阻抗曲线与地震波阻抗相比较，如果两者相似度越好权重越大，对所有井按权重值排序，选取权重大的井用于初始波阻抗模型建立。
进一步地，为了快速、准确获取自然伽马门限值和波阻抗门限值，所述步骤4)中的自然伽马门限值和波阻抗门限值是根据砂泥岩的自然伽马直方图和波阻抗直方图统计得到。
进一步地，所述的自然伽马门限值为90API，波阻抗门限值为11500g/cm3*us/m，满足自然伽马值小于自然伽马门限值、波阻抗大于波阻抗门限值的储层为砂岩储层。
进一步地，所述步骤5)是在目的层的地震层位上提取过滤后的波阻抗反演数据体的振幅属性信息，目的层的地震层位指的是能够满足在地震数据上追踪能够反映目的层砂泥岩界面的同相轴的层位。
附图说明
图1是本发明致密砂岩储层预测方法的流程图；
图2是本发明实施例中沙泥岩测井曲线敏感性分析结果示意图；
图3-a是本发明实施例中A1井联合标定结果示意图；
图3-b是本发明实施例中A2井联合标定结果示意图；
图4-a是本发明实施例中利用叠后地震资料得到的自然伽马反演图；
图4-b是本发明实施例中利用叠后地震资料得到的波阻抗反演图；
图5是本发明实施例中岩性遮挡处理后的波阻抗体示意图；
图6是本发明实施例中得到砂岩波阻抗分布平面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明首先获取地震叠后资料和测井资料，根据三维叠后地震资料，依据地震波在传播过程中振幅的差异，再参照井空间分布距离和地震波的差异性，优选出权重大的井作为初始模型，进行波形差异反演，获得自然伽马反演体数据和波阻抗体反演数据体；然后根据测井资料确定砂岩有效储层段自然伽马、波阻抗的门限值；再通过地质体“岩性遮挡”处理技术，在波阻抗体上利用砂岩自然伽马门限值遮挡掉泥岩；最后在遮挡后的波阻抗体平面上依据砂岩波阻抗门限值确定砂岩的平面分布范围，圈定有效储层，从而实现对致密砂岩的储层预测。该方法的具体实现流程如图1所示，下面以一个具体的工区A为例对本发明的具体实现过程进行详细说明。
该工区三维地震资料的工区面积为540km2，已钻有A1、A2探井，从三口已钻井可以确定工区上古生界整体为三角洲平原-前缘沉积环境，储层以河道砂岩储集为主。该工区由于砂泥岩过于致密，使得砂泥岩速度差异不大，地震反射同相轴难以判断砂泥岩反射界面，利用地震振幅属性难以识别砂岩储层；由于砂泥岩密度差异也不大导致波阻抗差异小，河道砂岩储层隐蔽在反射同相轴中，以往的常规波阻抗反演方法无法对这种特殊情况下的河道砂岩储层进行有效识别。
1.获取目标工区的叠后地震资料和已钻井的测井数据，从中筛选出能够区分沙泥岩的测井曲线。
本发明获取的已钻井的测井数据包括岩相、速度、密度、自然伽马、自然电位等曲线，利用各测井曲线对致密砂岩储层段进行敏感参数分析，确定目的层段能够区分砂泥岩的敏感测井曲线，发现砂、泥岩波阻抗存在一定叠置现象，自然伽马能较好区分砂、泥岩。对本实施例而言，将测井曲线数据和测井岩相数据建立砂泥岩测井数据分布直方图，筛选出能够区分砂泥岩的测井曲线，如图2所示，从中可以看出砂泥岩波阻抗曲线存在一定的叠置现象，但砂岩整体表征为高波阻抗特征，自然伽马曲线能够较好区分砂泥岩，砂岩表征为低自然伽马特征，因此选波阻抗曲线和自然伽马曲线做为能够区分沙泥岩的测井曲线。
2.对测井数据和叠后地震资料进行联合标定，得到标定好的测井数据和地震资料。
将测井数据与叠后地震资料进行联合标定，将利用测井数据确定的砂岩顶面标定到地震资料的波峰反射中，将煤层的底界面标定在波峰反射中，完成标定后的地震资料如图3-a和图3-b所示，其中图3-a为A1井的标定结果，图3-b为A2井的标定结果。
3.利用标定后的叠后地震资料确定自然伽马反演体和波阻抗反演体。
利用已钻井做个垂向波阻抗模型，依据地震波在传播过程中振幅的差异，利用重心，均值，方差，变方差四种属性作为描述地震阻抗差异的特征向量；利用地震阻抗差异与井阻抗结构的变化的密切相关性(即地地震阻抗随着井阻抗的变化而变化的关系)构建相应的变差函数，利用地震阻抗变量与井阻抗的变差函数，来更新优化初始利用井建立波阻抗模型。通过该方法可以衍生出很多的类似于伪井的随机样本。再参照井的空间分布距离和地震波的差异性，对所有井的波阻抗曲线与地震波阻抗相比较，如果两者相似度越好权重越大，对所有井按权重值排序，优选出“贡献量”大的井作为初始模型，再对高频成分进行无偏最优估算，最终得到波形差异反演的反演体。
本发明通过波形差异反演获得自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体，突破了传统确定性反演分辨率低统计学反演样本不足的限制，以及许多敏感曲线无法直接反演获取的限制。本实施例得到的目标工区的自然伽马反演数据体如图4-a所示，波阻抗反演数据体如图4-b所示。
4.确定砂岩有效储层段自然伽马、波阻抗的门限值。
本发明根据砂泥岩分布直方图统计分析确定砂岩有效储层段自然伽马和波阻抗的门限值。本实施例中确定的砂岩有效储层段自然伽马门限值为小于90API，波阻抗的门限值为大于11500g/cm3*us/m。
5.利用自然伽马门限值对自然伽马反演体和波阻抗反演体进行地质体过滤。
通过地质体目标“岩性遮挡”处理技术，在波阻抗体上利用砂岩自然伽马反演体的门限值遮挡掉泥岩，得到一个相对砂岩较纯的波阻抗体。对本实施例而言，对自然伽马数据体和波阻抗数据体融合显示，在波阻抗数据体上只保留自然伽马反演数据小于90API的数据体部分，利用砂岩自然伽马门限值遮挡掉了泥岩，在剖面上看到的只有自然伽马小于90API的波阻抗数据体，如图5所示。在反演数据上追踪能够反映砂岩信息的同相轴(遮挡处理后反演剖面上留下的部分，沿着原始层位，线描追踪)，形成一个地质体层位，如图5中T1层。
6.在遮挡后的波阻抗体平面上依据储层段优质砂岩波阻抗门限值确定砂岩的平面分布范围，圈定有效储层。
本发明沿地震解释层位提取波阻抗反演数据体的均方根值属性信息，在平面上对不同的振幅值赋予不同的颜色，形成振幅分布平面图，选取值大于11500g/cm3*us/m的为优质、有效砂岩储层，结果如附图6所示。
预测结果与实际钻井结果高度吻合，说明联合反演平面图所指示的的砂岩为有利储层发育区，认为波阻抗较高区域为研究区内可能存在致密砂岩储层区域。
通过以上步骤，可以预测出致密砂岩的区域，为了验证本发明方法的可靠性，在预测的致密砂岩储层区域新部署了1口探井，即图6中的A3井，根据A3井的钻井数据，A3井在上古生界目的层T1钻遇16m厚的砂层，其中3m有明显的气测异常显示，可见预测结果与实际钻井结果高度吻合，说明联合反演平面图所指示的的砂岩为有利储层发育区，证明了本发明提出的基于叠后地震波形联合反演预测致密砂岩储层的可靠性。

Claims (6)

1.一种致密砂岩储层预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：
1).获取目标工区的叠后地震资料和已钻井的测井数据，从中筛选出能够区分砂、泥岩的测井数据，筛选出的数据为自然伽马数据和波阻抗数据；
2)对测井数据和叠后地震资料进行联合标定，得到标定好的测井数据和地震资料；
3)根据标定好的测井数据和井旁地震道的地震数据确定地震子波，建立初始波阻抗模型，利用地震波在传播过程中的振幅差异，通过地震子波和初始波阻抗模型进行反演，得到自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体；
4)确定砂岩有效储层段自然伽马门限值和波阻抗门限值，将自然伽马反演数据体和波阻抗反演数据体进行融合，利用自然伽马门限值对波阻抗反演数据体进行过滤；
5)提取过滤后的波阻抗反演数据体的振幅属性信息，利用波阻抗门限值对波阻抗反演数据体的振幅属性进行过滤，确定出砂岩有效储层。
2.根据权利要求1所述的致密砂岩储层预测方法，其特征在于，所述步骤3)在进行反演过程中，依据地震波在传播过程中振幅不同程度地衰减，选取地震振幅的重心、均值、方差和变方差作为描述地震阻抗差异的特征向量；利用地震阻抗随着井阻抗的变化而变化的关系构建相应的变差函数，利用地震阻抗变量与井阻抗的变差函数，来更新优化初始利用井建立波阻抗模型。
3.根据权利要求1或2所述的致密砂岩储层预测方法，其特征在于，所述的初始波阻抗模型建立过程为：根据已钻井的空间分布距离和地震波的差异性，对所有井的波阻抗曲线与地震波阻抗相比较，如果两者相似度越好权重越大，对所有井按权重值排序，选取权重大的井用于初始波阻抗模型建立。
4.根据权利要求1所述的致密砂岩储层预测方法，其特征在于，所述步骤4)中的自然伽马门限值和波阻抗门限值是根据砂泥岩的自然伽马直方图和波阻抗直方图统计得到。
5.根据权利要求1或4所述的致密砂岩储层预测方法，其特征在于，所述的自然伽马门限值为90API，波阻抗门限值为11500g/cm3*us/m，满足自然伽马值小于自然伽马门限值、波阻抗大于波阻抗门限值的储层为砂岩储层。
6.根据权利要求1所述致密砂岩储层预测方法，其特征在于，所述步骤5)是在目的层的地震层位上提取过滤后的波阻抗反演数据体的振幅属性信息，目的层的地震层位指的是能够满足在地震数据上追踪能够反映目的层砂泥岩界面的同相轴的层位。
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