CN113568046B - 裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法 - Google Patents

裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法 Download PDF

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Abstract

一种裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，包括以下步骤：一，选择目标工区钻至目的地层的参考井；二，对裂缝储层特征进行分析；三，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测；四，基于方位属性差的裂缝密度预测；校正后的裂缝发育强度采用如下公式：
Figure DDA0003183502510000011
Figure DDA0003183502510000012
五，基于远近偏移距属性差的裂缝密度预测；六，叠前裂缝孔隙度反演；七，裂缝方向约束下的多维信息融合；融合公式为：
Figure DDA0003183502510000013
本发明不仅能够补充窄方位地震资料进行裂缝储层预测时的方位信息的不足的问题，全面准确的刻画潜山裂缝储层发育特征；而且，还能够提高窄方位地震资料进行潜山裂缝型储层预测的精度。

Description

裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法
技术领域
本发明属于油气田勘探领域，尤其涉及裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法。
背景技术
目前，裂缝型储层分布广泛，油气储量规模巨大，随着勘探的不断深入，中深层裂缝型储层逐渐成为勘探的主要目标，对裂缝型储层的研究也成为行业内热点。现有的对裂缝型储层预测的方法主要有：多分量转换横波预测方法、基于纵波方位各向异性的预测方法、叠后地震多属性分析方法以及应力场分析方法等。其中，由于多分量地震资料的采集和处理耗费成本较大，未能得到普遍应用。而基于纵波方位各向异性的预测方法、叠后多属性分析方法和应力场分析分析方法等技术却得到广泛的应用，并成为裂缝型储层研究的主流方法。
随着陆上全方位和宽方位资料采集和应用的增加，基于等效各向异性介质理论的纵波方位各向异性裂缝的预测方法也得到推广，并取得了良好的效果。但是，在海上勘探中，由于受到勘探风险、勘探成熟度和精度以及施工条件等限制，其宽方位资料的采集和应用相对较少。因此，导致现有的海上拖缆地震资料的方位信息不足，而单纯的利用纵波方位各向异性方法不能取得满意的效果。
目前，针对海上窄方位资料进行裂缝型储层预测的研究相对较少，如何充分挖掘和利用窄方位地震资料的有效信息，已成为海上深埋潜山裂缝型油气藏勘探评价的关键。
发明内容
本发明目的在于提供一种裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法,以解决利用海上拖缆采集的窄方位地震资料进行潜山裂缝型储层预测时的方位信息不充足的技术问题。
为实现上述目的，本发明的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法的具体技术方案如下：
一种裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，包括以下步骤：
第一步，选择目标工区钻至目的地层的参考井；
第二步，对裂缝储层特征进行分析：设有以下两种方式：
1)对成像测井裂缝储层特征进行统计分析：
2)对介质进行岩石物理正演；
第三步，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测；
(1)对参考井旁的地震资料进行椭圆拟合分析；
(2)确定适合用于椭圆拟合的偏移距范围和地震属性；包括：振幅属性、阻抗属性、频率属性以及衰减属性；
第四步，基于方位属性差的裂缝密度预测；
1)反射波振幅变化是随着入射角的增加而增大；
2)当观测方向与裂缝方向存在一定夹角时，方位属性差异裂缝检测方法较敏感，而在平行和垂直裂缝方向敏感程度较低；
3)观测方向与裂缝方向的夹角会对预测结果产生影响，从而，给裂缝预测结果带来不确定性；
4)为了消除由于观测方向与裂缝方向的夹角
Figure GDA0003937497230000021
给预测裂缝发育强度带来的影响，进一步对各向异性预测裂缝密度进行校正；通过引入校正因子κ，令
Figure GDA0003937497230000022
为了确保校正因子的稳定性，同时，引入γ作为稳定系数，于是，
Figure GDA0003937497230000031
最终，校正后的裂缝发育强度为：
Figure GDA0003937497230000032
第五步，基于远近偏移距属性差的裂缝密度预测；
第六步，叠前裂缝孔隙度反演；
第七步，裂缝方向约束下的多维信息融合；融合公式为：
Figure GDA0003937497230000033
进一步，所述第一步中，选择目标工区后，对参考井进行合成地震记录的制作和时深标定，且输出时深关系。
进一步，所述第二步中，1)对成像测井裂缝储层特征进行统计分析：利用成像测井的解释结果进行裂缝密度或裂缝孔隙度、裂缝产状，包括：走向、倾向、倾角的裂缝特征的统计分析；2)对介质进行岩石物理正演，包括：根据上面分析的裂缝特征，结合纵、横波速度和密度测井曲线，进行各向异性岩石物理正演，并分析裂缝等效介质的AVAZ特征。
所述第三步中，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测的指导原则为：
进一步，所述第三步中，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测的指导原则为：
①使得拟合的椭圆方向，能够基本与实际裂缝方向一致；
②指导确定方位划分方案；
③将地震资料进行分方位叠加，并计算分析得到的敏感属性，从而进行椭圆拟合得到最终的预测裂缝方向。
进一步，所述第四步中，公式(1)中的DA：为方位属性差异预测裂缝发育强度，Df：为校正后裂缝发育强度，
Figure GDA0003937497230000034
为裂缝方向与观测方向的夹角，γ：为稳定系数，取值范围为0＜γ＜1。
进一步，所述第四步中，当稳定因子为0.01时，通过校正能够有效的减弱观测方向与裂缝方向夹角，对预测结果带来的影响，使得结果能够更大程度的反映裂缝发育强度。
进一步，所述第五步中，对裂缝密度预测：①先对地震资料进行针对性处理，并进行远近偏移距部分叠加；②结合测井资料，对井点处地震属性进行分析，并优选出敏感属性；求取远近偏移距的敏感属性差异，从而得到裂缝密度。
进一步，所述第六步中，对叠前裂缝孔隙度反演过程：(1)首先，以裂缝总孔隙度曲线作为目标曲线，横波阻抗曲线与密度曲线作为计算曲线，通过参与计算曲线的线性匹配关系模拟目标曲线，并与先验目标曲线进行误差分析，优选误差最小的组合关系作为最终的双参数拟合关系输出；(2)将双参数拟合关系应用于叠前反演的横波阻抗体和密度体从而实现叠前裂缝孔隙度反演。
进一步，所述第七步中，对多维信息融合如下：①当裂缝方向与观测方向垂直(90°)时，入射角30°与入射角10°的反射振幅差异达到最大；而当裂缝方向与观测方向平行(0°)时，入射角30°与入射角10°的反射振幅差异达到最小；这说明了，远近偏移距属性差异在垂直裂缝方向最为敏感，且随着观测方向与裂缝方向夹角的变小；因此，其能够利用远近偏移距属性差异进行垂直观测方向裂缝的检测；
②当裂缝与观测方向平行时，其AVO与常规各向同性介质是一致的，因此，其能够利用各向同性的反演方法；同时，在窄方位资料情况下，当观测方向与裂缝方向存在一定夹角时，方位属性差异裂缝检测方法较敏感；以实现多维信息的互补，从而实现裂缝的综合表征。
进一步，所述第七步中，公式(2)中的DA：为椭圆拟合预测裂缝发育强度，DO：为远近偏移距属性差预测裂缝发育强度，DI：为叠前裂缝孔隙度反演预测裂缝发育强度。
本发明的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法具有以下优点：
1、本发明从岩石物理正演分析入手，明确了窄方位地震资料进行裂缝方向预测的可行性。
2、本发明通过岩石物理交汇分析，建立了弹性参数到裂缝孔隙度的关系，完成了弹性参数到物性参数的叠前反演，实现了叠前双参数裂缝孔隙度反演。
3、本发明从裂缝等效各项异性介质的机理研究出发，结合海上拖缆采集的窄方位地震资料的特征，根据方位各向异性、远近偏移距属性差异以及叠前裂缝孔隙度反演的敏感范围和互补特征，实现了在裂缝方向约束下的多维信息裂缝综合表征技术。
4、本发明能够有效的补充窄方位地震资料进行裂缝储层预测时的方位信息的不足的问题，全面准确的刻画潜山裂缝储层发育特征，实现了对裂缝型储层的精细描述。
5、本发明能够有效地提高窄方位地震资料进行潜山裂缝型储层预测的精度。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2A为本发明第一实施例中真实裂缝方向(成像测井)示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图2B为本发明第一实施例中预测裂缝方向(道集)示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图2C为本发明第一实施例中预测裂缝方向(分方位叠加)示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图2D为本发明第二实施例中真实裂缝方向(成像测井)示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图2E为本发明第二实施例中预测裂缝方向(道集)示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图2F为本发明第二实施例中预测裂缝方向(分方位叠加)示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图3为本发明的预测裂缝方向的平面玫瑰示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图4A为本发明不同裂缝密度方位振幅曲线示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图4B为本发明不同方位振幅差异度曲线示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图4C为本发明校正结果曲线示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图5A为本发明校正前方位各向异性预测裂缝密度平面示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图5B为本发明校正后方位各向异性预测裂缝密度平面示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图6为本发明利用远近偏移距属性差预测裂缝孔隙度平面示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图7为本发明利用横波阻抗和密度曲线拟合裂缝孔隙度曲线示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图8为本发明叠前裂缝孔隙度反演平面示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图9A为本发明不同入射角的方位振幅曲线示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图9B为本发明不同方位角AVO曲线示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图10为本发明各属性敏感范围以互补融合示意图；(其为屏幕上的实际图形)
图11为本发明裂缝方位约束下多维信息融合预测裂缝密度平面示意图。(其为屏幕上的实际图形)
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法做进一步详细的描述。
如图1-图11所示，本发明包括以下步骤：
第一步，如图1所示，选择目标工区钻至目的地层，不仅要求井径质量较好，测井曲线完整，同时，具有电成像测井的已钻井，作为指导和验证的参考井；并对参考井进行合成地震记录的制作和时深标定，且输出时深关系；
第二步，对裂缝储层特征进行分析：
1)对成像测井裂缝储层特征进行统计分析：
利用成像测井的解释结果进行裂缝密度或裂缝孔隙度、裂缝产状(包括：走向、倾向、倾角)等裂缝特征的统计分析；
2)对介质进行岩石物理正演；
根据上面分析的裂缝特征，结合纵、横波速度和密度测井曲线，进行各向异性岩石物理正演，并分析裂缝等效介质的AVAZ特征；
第三步，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测；
如图2A-图2F所示，(1)对参考井旁的地震资料进行椭圆拟合分析；(2)利用第二步中得到的裂缝特征和AVAZ特征作为指导，确定适合用于椭圆拟合的偏移距范围和地震属性；包括：但不限于振幅属性、阻抗属性、频率属性以及衰减属性等，其指导原则为：①使得拟合的椭圆方向，能够基本与实际裂缝方向一致；在此基础上，②指导确定方位划分方案；③根据分析得到的方位划分方案，将地震资料进行分方位叠加，并计算分析得到的敏感属性，从而进行椭圆拟合得到最终的预测裂缝方向(如图3所示)。
第四步，基于方位属性差的裂缝密度预测；
如图4A所示，1)由于各向异性导致的反射波振幅变化，随着入射角的增加而增大；如图4B所示，为方位差为11°时振幅最大差异度，2)当观测方向与裂缝方向夹角为45°时，其由于各向异性导致的振幅差异最大，而观测方向与裂缝方向平行和垂直情况下，振幅无差异；这说明，在窄方位资料情况下，当观测方向与裂缝方向存在一定夹角时，方位属性差异裂缝检测方法较敏感，而在平行和垂直裂缝方向敏感程度较低。3)观测方向与裂缝方向的夹角会对预测结果产生影响，从而，给裂缝预测结果带来不确定性；4)为了消除由于观测方向与裂缝方向的夹角
Figure GDA0003937497230000085
给预测裂缝发育强度带来的影响，进一步对各向异性预测裂缝密度进行校正；通过引入校正因子κ，令
Figure GDA0003937497230000081
为了确保校正因子的稳定性，同时，引入γ作为稳定系数，于是，
Figure GDA0003937497230000082
最终，校正后的裂缝发育强度为：
Figure GDA0003937497230000083
Figure GDA0003937497230000084
其中，DA：为方位属性差异预测裂缝发育强度，Df：为校正后裂缝发育强度，
Figure GDA0003937497230000086
为裂缝方与观测方向的夹角，γ：为稳定系数，取值范围为0＜γ＜1。
如图4C所示，为不同稳定系数下，对方位属性差异曲线进行校正的结果，从中可以看出，当稳定因子为0.01时，通过校正可以有效的减弱观测方向与裂缝方向夹角，对预测结果带来的影响，使得结果能够更大程度的反映裂缝发育强度。
如图5B所示，其为校正后方位各向异性预测裂缝密度平面图。
第五步，基于远近偏移距属性差的裂缝密度预测；
①对地震资料进行针对性处理，并进行远近偏移距部分叠加；
②结合测井资料，对井点处地震属性进行分析，并优选出敏感属性；求取远近偏移距的敏感属性差异，从而得到裂缝密度(如图6所示)。
第六步，叠前裂缝孔隙度反演；
如图7所示，(1)首先，以裂缝总孔隙度曲线作为目标曲线，横波阻抗曲线与密度曲线作为计算曲线，通过参与计算曲线的线性匹配关系模拟目标曲线，并与先验目标曲线进行误差分析，优选误差最小的组合关系作为最终的双参数拟合关系输出；
如图8所示，(2)将双参数拟合关系应用于叠前反演的横波阻抗体和密度体从而实现叠前裂缝孔隙度反演；
第七步，裂缝方向约束下的多维信息融合；
如图9A所示，①从图9A中，不同入射角的振幅曲线可以看出，当裂缝方向与观测方向垂直(90°)时，入射角30°与入射角10°的反射振幅差异达到最大；而当裂缝方向与观测方向平行(0°)时，入射角30°与入射角10°的反射振幅差异达到最小；这说明了，远近偏移距属性差异在垂直裂缝方向最为敏感，且随着观测方向与裂缝方向夹角的变小，该方法对裂缝的检测能力降低；因此，其可以利用远近偏移距属性差异进行垂直观测方向裂缝的检测；
如图9B所示，②从图9B不同方位角的AVO曲线可以看出，裂缝与观测方向平行时，其AVO与常规各向同性介质是一致的，因此，其可以利用各向同性的反演方法；同时，在上述步骤3中分析可知，在窄方位资料情况下，当观测方向与裂缝方向存在一定夹角时，方位属性差异裂缝检测方法较敏感；在这些认识的基础上，就可以在步骤3中预测的裂缝方位约束下，实现多维信息的互补，从而实现裂缝的综合表征；
如图10所示，根据各向异性、远近偏移距属性差以及叠前裂缝孔隙度反演的控制范围，在针对不同裂缝方位的裂缝检测结果的基础上，从各个方法和属性的可检测敏感范围和互补性出发，充分利用每个属性的优势，在裂缝方向的约束下进行融合，实现了多维信息综合裂缝表征的结果；其融合方法如下式：
Figure GDA0003937497230000101
其中，DA：为椭圆拟合预测裂缝发育强度，DO：为远近偏移距属性差预测裂缝发育强度，DI：为叠前裂缝孔隙度反演预测裂缝发育强度。
基于裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，实现了窄方位资料裂缝带储层非均质性综合表征，精细描述了潜山裂缝储层发育规律，在海上拖缆采集窄方位地震资料进行潜山裂缝储层预测研究当中具有较好的应用前景。
上述未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，选择目标工区钻至目的地层的参考井；
第二步，对裂缝储层特征进行分析：设有以下两种方式：
1)对成像测井裂缝储层特征进行统计分析：
2)对介质进行岩石物理正演；
第三步，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测；
(1)对参考井旁的地震资料进行椭圆拟合分析；
⑵确定适合用于椭圆拟合的偏移距范围和地震属性；包括：振幅属性、阻抗属性、频率属性以及衰减属性；
第四步，基于方位属性差的裂缝发育强度预测；
1)反射波振幅变化是随着入射角的增加而增大；
2)当观测方向与裂缝方向存在一定夹角时，方位属性差异裂缝检测方法较敏感，而在平行和垂直裂缝方向敏感程度较低；
3)观测方向与裂缝方向的夹角会对预测结果产生影响，从而给裂缝预测结果带来不确定性；4)为了消除由于观测方向与裂缝方向的夹角
Figure FDA0003971448030000011
给预测裂缝发育强度带来的影响，进一步对各向异性预测裂缝发育强度进行校正；通过引入校正因子κ，令
Figure FDA0003971448030000012
为了确保校正因子的稳定性，同时，引入γ作为稳定系数，于是，
Figure FDA0003971448030000013
最终，校正后的裂缝发育强度为：
Figure FDA0003971448030000014
第五步，基于远近偏移距属性差的裂缝发育强度预测；
第六步，叠前裂缝孔隙度反演；
第七步，裂缝方向约束下的多维信息融合；融合公式为：
Figure FDA0003971448030000015
所述第四步公式(1)中的DA：为方位属性差异预测裂缝发育强度，Df：为校正后裂缝发育强度，
Figure FDA0003971448030000016
为裂缝方向与观测方向的夹角，γ：为稳定系数，取值范围为0＜γ＜1；
所述公式(2)中的DO：为远近偏移距属性差预测裂缝发育强度，DI：为叠前裂缝孔隙度反演预测裂缝发育强度。
2.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第一步中，选择目标工区后，对参考井进行合成地震记录的制作和时深标定，且输出时深关系。
3.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第二步中，1)对成像测井裂缝储层特征进行统计分析：利用成像测井的解释结果进行裂缝发育强度或裂缝孔隙度、裂缝产状，包括：走向、倾向、倾角的裂缝特征的统计分析；2)对介质进行岩石物理正演，包括：根据上面分析的裂缝特征，结合纵、横波速度和密度测井曲线，进行各向异性岩石物理正演，并分析裂缝等效介质的AVAZ特征。
4.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第三步中，对窄方位地震资料进行方位划分，并进行裂缝方向预测的指导原则为：
①使得拟合的椭圆方向，能够基本与实际裂缝方向一致；
②指导确定方位划分方案；
③将地震资料进行分方位叠加，并计算分析得到的敏感属性，从而进行椭圆拟合得到最终的预测裂缝方向。
5.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第四步中，当稳定因子为0.01时，通过校正能够有效的减弱观测方向与裂缝方向夹角对预测结果带来的影响，使得结果能够更大程度的反映裂缝发育强度。
6.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第五步中，对裂缝发育强度预测：①先对地震资料进行针对性处理，并进行远近偏移距部分叠加；②结合测井资料，对井点处地震属性进行分析，并选出敏感属性；求取远近偏移距的敏感属性差异，从而得到裂缝发育强度。
7.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第六步中，对叠前裂缝孔隙度反演过程：(1)首先，以裂缝总孔隙度曲线作为目标曲线，横波阻抗曲线与密度曲线作为计算曲线，通过参与计算曲线的线性匹配关系模拟目标曲线，并与先验目标曲线进行误差分析，误差最小的组合关系作为最终的双参数拟合关系输出；⑵将双参数拟合关系应用于叠前反演的横波阻抗体和密度体，从而实现叠前裂缝孔隙度反演。
8.根据权利要求1所述的裂缝方位约束的多维信息裂缝表征方法，其特征在于，所述第七步中，对多维信息融合如下：①当裂缝方向与观测方向垂直(90°)时，入射角30°与入射角10°的反射振幅差异达到最大；而当裂缝方向与观测方向平行(0°)时，入射角30°与入射角10°的反射振幅差异达到最小；这说明了，远近偏移距属性差异在垂直裂缝方向最为敏感，且随着观测方向与裂缝方向夹角的变小；因此，其能够利用远近偏移距属性差异进行垂直观测方向裂缝的检测；
②当裂缝与观测方向平行时，其AVO与常规各向同性介质是一致的，因此，其能够利用各向同性的反演方法；同时，在窄方位资料情况下，当观
测方向与裂缝方向存在一定夹角时，方位属性差异裂缝检测方法较敏感；
以实现多维信息的互补，从而实现裂缝的综合表征。
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