CN113671565B - 一种针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油天然气地震勘探与开发领域，更具体地，涉及一种针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法。本方法从相对保幅拓频处理入手，进行多尺度地震信号识别、构建和优化，得到可以识别厚层的降频地震体与识别薄层的提频地震体，完成对大尺度地质格架和中小尺度地质内幕细节的识别和落实，最后开展多尺度能量拓展反演成像研究，并进行基于多尺度能量拓展波阻抗反演的孔隙度随机模拟，从而达到实现少井区及无井区巨厚储层精确成像的目的。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气地震勘探与开发领域，更具体地，涉及一种针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法。
背景技术
由于深水重力流浊积水道频繁改道、多期次叠加、整体沉积演化较为复杂，出现了同一气藏不同井区凝析油性质差异明显、气水矛盾突出、少井区巨厚储层油藏数模不确定性较高等问题，影响后续气藏开发。
而且，少井区巨厚储层的高精度油藏数模构建较为困难，目前油藏数模地质模型构建主要有三种方法：一是井间采用变差函数和随机模拟的方式进行空间插值，但是深水少井区的井间距大于8km，所以非井控区域的不确定性较高；二是利用平面属性进行约束，但是巨厚储层分布范围100-150m，且平面属性受含气性影响严重，无法表征整套储层；三是利用波阻抗反演资料进行空间约束插值，但是受地震资料品质影响，现有地震资料及对应的反演资料均难以有效识别到巨厚储层的整体地质构架和内幕细节。
公开号为CN107450096A的中国专利在2019年07月09日公开了一种气藏储层的确定方法和装置，通过根据多种地质参数，结合地震波形归类和波阻抗反演，先对待测区域整体进行全面的划分，再从划分得到的多个地震预测模式中确定出多个环带，进而确定环带中的气藏储层。该方案尽可能全方位、全面地探测气藏储层，但该过程耗费的探测时间较长。对于深水少井区高精度的巨厚储层探测使用效果不佳，为了探测深水少井区的巨厚储层，有必要采取一种更加快速有效的方法。
发明内容
本发明为更加快速有效探测深水少井区的巨厚储层，提供一种针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法，达到实现少井区及无井区巨厚储层精确成像的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
S1采用分频扫描将原始地震信号按一个倍频程间隔分为不同频率的窄频地震数据，确定地震信号的有效频段，并对低频段和高频段的窄频地震数据信噪比进行评估。窄频地震数据体仅用于判断各个频段的有效信号和剩余噪音分布特征，为后续原始地震体频率能量拓展至合理的频率区间提供识别依据，全程不参与数据运算。
S2根据窄频地震数据品质评估结果确定地震信号能量拓展的极限区间。
S3根据确定结果，对原始地震信号进行基于俞氏子波的谱整形相对保幅拓频处理，得到降频地震体和提频地震体。降频地震体和提频地震体的获得并非指从原始地震数据中采用分频的方法分离出若干个分频数据，而是在地震资料有效频带范围内将优势频段进行不同程度的扩展或压缩。其中，降频地震体和提频地震体的获得均不依赖于井，体现了地震体自身的信息。
S4对降频地震体做道积分处理，然后进行90°相移，得到降频道积分相移地震体。对降频地震体需要进行道积分处理，进一步增强低频信号的能量，保障在后续迭代反演中低频的地震信息不因能量太弱而被其他频段的强能量信号掩盖。
S5通过地层框架约束和测井数据中的低频信息得到初始低频模型，并确保初始低频模型符合区域地质变化规律。
S6以降频道积分相移地震体为数据基础，以初始低频模型为趋势约束，开展第一轮贝叶斯地震反演，得到可以表征大尺度地质格架的纵波阻抗数据体。
S7以提频地震体为数据基础，以可以表征大尺度地质格架的纵波阻抗数据体为趋势约束，开展第二轮贝叶斯地震反演，得到能同时反映薄层和厚层的多尺度拓展反演纵波阻抗数据体。
迭代反演是以降频道积分相移地震体优化低频模型，在保证振幅相对关系不变的基础上并增强低频信号能量完成对大尺度地质格架的识别，以提频地震体为进阶数据体，并入大尺度反演结果中增强高频信号能量，完成对小尺度地质细节的分辨，受降频道积分相移地震体低频能量影响，提频地震体中的高频干扰会受到压制，保障最终迭代反演结果的可靠性。
本方案从相对保幅拓频处理入手，完成多尺度地震信号识别、构建和优化，得到可以识别厚层的降频地震体与识别薄层的提频地震体，完成对大尺度地质格架和中小尺度地质内幕细节的识别和落实，最后开展多尺度能量拓展反演成像研究，达到实现少井区及无井区巨厚储层精确成像的目的。
进一步地，所述S3中拓频处理主要将地震频率同时往低频和高频进行拓展，并非通常意义上的“保留低频、提升高频”。
进一步地，所述S3中，相对保幅拓频处理选取了宽带雷克子波，宽带雷克子波的时间域表达式为
p和q为表征宽带反滤波算子的频率参数。
进一步地，所述S4中道积分处理公式为：
I＝e2·e∫Rdt，式中：
f(xi)为地震信号，I为波阻抗。
进一步地，所述S1中，设定的频率间隔为5-10Hz、10-20Hz、20-40、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz、60-120Hz、70-140Hz。
进一步地，所述S3、S5、S6、S7中采用的处理软件为Geoscope软件.
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要针对深水少井区巨厚储层，从相对保幅的角度，在有效频带中拓展地震数据自身的低频和高频信号能量，然后进行优化重组，完成对地震大尺度格架的精准识别和中小尺度地质内幕的有效落实，加强重组地震数据对巨厚储层的识别精度。相比现有技术，本发明对钻井数量无严格要求，比较适合于深水少井或无井区复杂水道巨厚砂体及其内幕特征的有效识别与描述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的流程示意图。
图2为本发明实施例中研究区不同频段地震资料对比图。
图3为本发明实施例中研究区降频地震剖面图。
图4为本发明实施例中研究区提频地震剖面图。
图5为本发明实施例中研究区多尺度迭代优化反演对比图。。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例
本实施例以某气田水道砂体进行多尺度反演为例，该研究区的目的层埋藏较深，受深水施工条件和经济成本限制，测井资料较少，井控范围大，难以对低于地震分辨率和远大于地震分辨率的储层加以有效识别。同时，受地震资料的优势频段集中在20Hz左右，地震分辨率约50m，难以有效识别储层厚度大于100～150m的巨厚储层，并且对小尺度的储层内幕识别不清。地震剖面中呈现大片空白弱能量的杂乱反射特征，严重影响地震解释和后续储层研究。
本实施例提供了一种针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层综合预测方法，有效解决深水重力流巨厚储层整体地质框架和内幕成像细节的识别，可为少井区高精度的巨厚储层油藏数模优化提供基础数据。
本方法包括了以下步骤：
首先，采用分频扫描将原始地震信号按一个倍频程间隔分为不同频率的窄频地震数据，确定地震信号的有效频段，并对低频段和高频段的窄频地震数据信噪比进行评估。其中，采用分频扫描，以大致1个倍频程左右的频率间隔，即5-10Hz、10-20Hz、20-40、30-60Hz、40-80Hz、50-100Hz、60-120Hz、70-140Hz，从低频到高频逐步提升频率对叠后地震记录道作带通滤波扫描处理，其中高低截频采用半频程来确定，即f1＝f2/1.5；f2；f3＝2×f2；f4＝f3×1.5(f1为低截频，f2为低通频，f3为高通频，f4为高截频)，也就是中间的通频带取一个倍频程，两侧镶边为接近半个倍频程的频宽。通过上述方式获取一系列不同频段的分频地震信号。
如图2所示，将实际地震剖面使用分频扫描分为低、中、高三个频段的信号，5-10Hz左右的低频段信号剖面中一个波谷和一个波峰正好与上百米的储层厚度相对应，有效反映地下地质体的整体轮廓；10-20Hz的中频段对于厚度达几十米的中尺度地层具有良好的识别能力；而30-60Hz的高频段则能反映具有十几米厚度的小尺度薄层。将它们与实际地震剖面对比发现实际地震资料更多地体现了10-20Hz中频段即主频段的地震信息。对于非优势频带的低频段信号(5-10Hz)和高频段信号(30-60Hz)，实际地震剖面中难以识别，但上述两个频段又来自于实际地震资料，说明实际地震资料具有提升这两个频段信号能量的潜力。
然后，根据窄频地震数据品质评估结果确定地震信号能量拓展的极限区间。以分频地震信号是否能反映地质构造形态作为信噪比大于1的标准，分析各个频段中有效信号与噪音成分的分别比例，如果分频地震信号已经无法对地质构造形态进行成像，则说明其信噪比小于1，不属于有效信号，由此确定地震信号的有效频宽以及不同有效频宽中噪音的分布特征。
接着，根据确定结果，对原始地震信号进行基于俞氏子波的谱整形相对保幅拓频处理，得到降频地震体和提频地震体。如图3-4所示，采用谱整形处理分别往低频段和高频段进行频率拓展，得到降频地震体和提频地震体。降频地震体对上百米后的储层轮廓反映充分，而提频地震体对于储层内幕细节成像清楚。
根据叠后地震资料品质评估结果，对分频前的叠后地震信号使用Geoscope软件(即地质放大镜)进行谱整形处理，以便在相对保幅的基础上提高地震资料分辨率。地震子波的相位设为零相位；处理时窗不能小于500ms，地震资料时窗中的信号频率应包含浅层高频信息和深层低频信息，目的层位于时窗的中部；相对保幅拓频处理的关键就在于期望输出子波选取了宽带雷克子波(也称为俞式子波)。宽带雷克子波的时间域表达式为
p和q为表征宽带反滤波算子的频率参数，根据原始资料的频谱特征调整p和q参数，可以改善子波反褶积处理效果。其中采用p＝7，q＝14得到降频地震体，采用p＝19，q＝56得到提频地震体。
接着，对降频地震体做道积分处理，然后进行90°相移，得到降频道积分相移地震体。对降频地震体做道积分处理，地震数据道积分的原理可用下式来表示：I＝e2·e∫Rdt，式中：
f(xi)为地震信号，I为波阻抗。在处理上，它是将叠后地震信号的每一道分别进行积分(振幅累加)，边积分边输出，即道积分信号。然后进行90°相移处理，得到降频道积分相移地震体，进一步增强低频信号能量。
接着，通过地层框架约束和测井数据中的低频信息得到初始低频模型，并确保初始低频模型符合区域地质变化规律。通过Geoscope软件中的GeoModel(地质模型)模块实现反演初始低频模型建立，包括：通过地震解释的标志层位(如区域标志层、水道底面等)搭建地质模型，然后将钻井资料中的纵波阻抗作低通滤波处理(低截频率0Hz，低通频率0Hz，高通频率8Hz，高截频率15Hz)，最后采用软件默认参数的反距离加权算法对低通滤波后的井上纵波阻抗数据进行空间插值得到反演初始低频模型。
接着，以降频道积分相移地震体为数据基础，以初始低频模型为趋势约束，开展第一轮贝叶斯地震反演，得到可以表征大尺度地质格架的纵波阻抗数据体。通过Geoscope软件中的Bayesian Seismic Inversion(贝叶斯地震反演)开展第一轮的叠后地震反演。具体实施时，以初始低频模型作为反演趋势约束项，以降频道积分相移地震体为输入数据，选择20Hz雷克子波作为反演子波，时窗长度取值51ms，稀疏项约束参数取值0.1，模型项约束参数取值0.5，子波平衡因子取值0.3，归一化方式选择Cube Maximum(全区归一化)，其余待选项均不选择。反演得到大尺度的纵波阻抗数据体，该反演结果需侧重表现降频道积分相移地震体的信息，以便对地质构造的轮廓包络进行识别。
最后，以提频地震体为数据基础，以可以表征大尺度地质格架的纵波阻抗数据体为趋势约束，开展第二轮贝叶斯地震反演，得到能同时反映薄层和厚层的多尺度拓展反演纵波阻抗数据体。通过Geoscope软件中的Bayesian Seismic Inversion(贝叶斯地震反演)开展第二轮的迭代地震反演。具体实施时，以大尺度的纵波阻抗数据体作为反演趋势约束项，以提频地震体为输入数据，选择30Hz雷克子波作为反演子波，时窗长度取值51ms，稀疏项约束参数取值0.1，模型项约束参数取值2，子波平衡因子取值0.3，归一化方式选择CubeMaximum(全区归一化)，其余待选项均不选择。反演得到能同时反映薄层和厚层的多尺度反演纵波阻抗数据体。
如图5所示，首先通过区域层位和测井信息得到能反映水道沉积趋势的低频模型，之后将降频地震体加入其中反演出较大尺度的地质信息，最后将其作为低频趋势约束和提频地震体进行反演，得到能增强储层细节的多尺度纵波阻抗反演数据体。与常规反演波阻抗数据相比，多尺度纵波阻抗反演数据体对巨厚储层内幕的识别精度明显提高。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1采用分频扫描将原始地震信号按一个倍频程间隔分为不同频率的窄频地震数据，确定地震信号的有效频段，并对低频段和高频段的窄频地震数据信噪比进行评估；
S2根据窄频地震数据品质评估结果确定地震信号能量拓展的极限区间；
S3根据确定结果，对原始地震信号进行基于俞氏子波的谱整形相对保幅拓频处理，得到降频地震体和提频地震体；
S4对降频地震体做道积分处理，然后进行90°相移，得到降频道积分相移地震体；
S5通过地层框架约束和测井数据中的低频信息得到初始低频模型，并确保初始低频模型符合区域地质变化规律；
S6以降频道积分相移地震体为数据基础，以初始低频模型为趋势约束，开展第一轮贝叶斯地震反演，得到可以表征大尺度地质格架的纵波阻抗数据体；
S7以提频地震体为数据基础，以可以表征大尺度地质格架的纵波阻抗数据体为趋势约束，开展第二轮贝叶斯地震反演，得到能同时反映薄层和厚层的多尺度拓展反演纵波阻抗数据体。
2.根据权利要求1所述针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法，其特征在于：所述S3中，相对保幅拓频处理选取了宽带雷克子波，宽带雷克子波的时间域表达式为
p和q为表征宽带反滤波算子的频率参数，t为时间。
3.根据权利要求1所述针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法，其特征在于：所述S4中道积分处理公式为：
I＝e2·e∫Rdt，式中：
f(xi)为地震信号，I为波阻抗。
4.根据权利要求1所述针对巨厚储层气藏开发的地震多尺度储层预测方法，其特征在于：所述S3、S5、S6、S7中采用的处理软件为Geoscope软件。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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