CN113703054A - 基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于沉积相定量表征领域，具体涉及了一种基于地质‑地球物理的沉积相演化定量表征方法及系统，旨在解决在地质模型约束下，现有技术无法系统化、体系化地利用地球物理技术实现对沉积相演化的定量表征的问题。本发明包括：利用岩心‑测井‑地震，建立高分辨率层序地层格架，并获取地震数据体上的三维层序界面；结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获取沉积期近似古地貌图；以高分辨率层序格架为模型，开展测井‑地震联合波阻抗反演；波阻抗体地层切片属性分析；建立砂地比‑波阻抗映射关系；基于砂地比‑波阻抗映射关系，动态、定量表征沉积相演化过程。本发明可以实现高分辨率层序格架内沉积相演化过程的动态、定量表征。
Description
技术领域
本发明属于沉积相定量表征领域，具体涉及了一种基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法及系统。
背景技术
沉积相研究是油气勘探中选区定带及圈闭预测研究中重要环节之一。有利于油气聚集成藏的沉积相，如常规油气聚集的三角洲前缘分支河道砂体、生物礁及非常规油气聚集的深海-半深海陆棚相或者深湖的优质页岩，都是重要的勘探目标。因此，如何定量预测和表征沉积相一直是油气勘探领域的关键技术问题。
现有技术中主要的沉积相表征技术主要有地质技术和地球物理技术两类：地质技术包括露头、岩心、薄片观察，对于沉积相的确定较为直观且确定性强，但多为描述性或者半定量表征且难以横向外推预测；地球物理技术包括测井、地震等，能对地质异常体定量的表征和横向预测，但地质意义解析存在不确定性。
总的来说，当前，地质-地球物理综合表征沉积相是油气勘探领域重点发展的勘探技术之一。如何在地质模型约束下，利用地球物理技术实现对沉积相演化的定量表征是现在迫切需要解决的勘探实践问题，本领域还未开发出针对这个问题的系统化、体系化解决方案。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即在地质模型约束下，现有技术无法系统化、体系化地利用地球物理技术实现对沉积相演化的定量表征的问题，本发明提供了一种基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，该方法包括：
步骤S10，基于获取的岩心标本、测井和地震数据体，通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立地震数据体上的高分辨率地层格架；
步骤S20，基于所述地震数据体上的高分辨率地层格架，通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面；
步骤S30，基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图；
步骤S40，以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体；
步骤S50，基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的均方根波阻抗，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值；
步骤S60，基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系；
步骤S70，基于所述砂地比-波阻抗映射关系和所述沉积期近似古地貌图，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
在一些优选的实施例中，所述高分辨率地层格架，其高分辨率层序旋回划分方法包括：
地层单元段为层序级别，对应长期旋回；
地层单元砂层组为准层序组，对应中期旋回，为沉积相表征格架；
沉积亚相发育格架为准层序，对应短期旋回。
在一些优选的实施例中，所述沉积期近似古地貌图为地震双程旅行时对应的三维显示层图；
所述地震双程旅行时，其计算方法为：
其中，
代表地震双程旅行时，
代表层序底界面旅行时，
代表层序顶界
面旅行时。
在一些优选的实施例中，所述均方根波阻抗，其计算方法为：
其中，
代表均方根波阻抗，
代表波阻抗体的层内第
个采样点处的波阻抗
值，
波阻抗体的层内采样点的个数。
在一些优选的实施例中，所述层序格架的砂地比，其计算方法为：
其中，
代表层序格架的砂地比，
代表目的层砂层厚度，
代表地
层厚度。
在一些优选的实施例中，所述砂地比-波阻抗映射关系为：
其中，
为预设的统计拟合映射函数。
在一些优选的实施例中，所述层序格架的砂地比，其比值用于表征地貌沉积相；
若层序格架的砂地比高于设定第一阈值，则地层含砂量高，沉积期水动力强，为近物源沉积；
若层序格架的砂地比低于设定第二阈值，则地层含砂量低，沉积期水动力弱，为远物源盆内沉积；
其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。
本发明的另一方面，提出了一种基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征系统，该系统包括：
高分辨率地层格架建立模块，配置为基于获取的岩心标本、测井和地震数据体，通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立地震数据体上的高分辨率地层格架；
三维层序界面获取模块，配置为基于所述地震数据体上的高分辨率地层格架，通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面；
沉积期近似古地貌图获取模块，配置为基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图；
波阻抗数据体获取模块，配置为以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体；
砂地比获取模块，配置为基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的均方根波阻抗，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值；
砂地比-波阻抗映射建立模块，配置为基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系；
沉积相动态演化定量表征模块，配置为基于所述砂地比-波阻抗映射关系和所述沉积期近似古地貌图，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
本发明的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法。
本发明的第四方面，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指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法。
本发明的有益效果：
（1）本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，通过地质与地球物理综合解析，将波阻抗属性赋予明确的地质意义，可以定量表征沉积相。
（2）本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，可以实现高分辨率层序格架内沉积相演化过程的动态表征。
（3）本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，能够实现沉积相动态、定量的表征，为油气勘探提供技术支撑。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法的流程示意图；
图2是本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的沉积期古地貌图；
图3是本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的均方根波阻抗平面图；
图4是本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的砂地比-均方根关系图；
图5是本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的沉积相定量表征及演化分析图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明的一种基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，该方法包括：
步骤S10，基于获取的岩心标本、测井和地震数据体，通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立地震数据体上的高分辨率地层格架；
步骤S20，基于所述地震数据体上的高分辨率地层格架，通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面；
步骤S30，基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图；
步骤S40，以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体；
步骤S50，基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的均方根波阻抗，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值；
步骤S60，基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系；
步骤S70，基于所述砂地比-波阻抗映射关系和所述沉积期近似古地貌图，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
为了更清晰地对本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各步骤展开详述。
本发明第一实施例的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，包括步骤S10-步骤S70，各步骤详细描述如下：
步骤S10，基于获取的岩心标本、测井和地震数据体，通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立地震数据体上的高分辨率地层格架。
步骤S20，基于所述地震数据体上的高分辨率地层格架，通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面。
高分辨率地层格架，其高分辨率层序旋回划分方法包括：
地层单元段为层序级别，对应长期旋回；
地层单元砂层组为准层序组，对应中期旋回，为沉积相表征格架；
沉积亚相发育格架为准层序，对应短期旋回；
沉积微相由于地震分辨率受限，一般不易从地震层序格架上识别。
步骤S30，基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图。
沉积期近似古地貌图为地震双程旅行时对应的三维显示层图，地震双程旅行时，其计算方法如式（1）所示：
其中，
代表地震双程旅行时，
代表层序底界面旅行时，
代表层序顶界
面旅行时。
近似古地貌图，可以指示沉积期地势高低，其中时差小，地势高；时差大，地势低。精确的双程旅行时差图，也可反映出古河谷、古沉积坡折带等地貌现象。
如图2所示，为本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的沉积期古地貌图，浅色代表高地，深色代表低洼。
步骤S40，以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体。
此步骤在岩石物理建模分析后，确定波阻抗可作为区分砂岩、泥岩的岩性基础上开展。由此步骤得到的波阻抗数据体，具有明确的岩性指示意义和更高的分辨率。
均方根波阻抗，其计算方法如式（2）所示：
其中，
代表均方根波阻抗，
代表波阻抗体的层内第
个采样点处的波阻抗
值，
波阻抗体的层内采样点的个数。
如图3所示，为本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的均方根波阻抗平面图，浅色为扇体范围。
步骤S50，基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的均方根波阻抗，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值，其具有沉积相指示意义，如高砂地比，指示地层含砂量高，沉积期水动力强，为近物源沉积，而低砂地比，指示地层含砂量低，沉积期水动力弱，为远物源的盆内沉积。
层序格架的砂地比，其计算方法如式（3）所示：
其中，
代表层序格架的砂地比，
代表目的层砂层厚度，
代表地
层厚度。
层序格架的砂地比，其比值用于表征地貌沉积相；
若层序格架的砂地比高于设定第一阈值，则地层含砂量高，沉积期水动力强，为近物源沉积；
若层序格架的砂地比低于设定第二阈值，则地层含砂量低，沉积期水动力弱，为远物源盆内沉积；
其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。
如图4所示，为本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的砂地比-均方根关系图，左边表格为砂地比和均方根波阻抗的数值统计，右边为砂地比和均方根波阻抗线性拟合及函数。
步骤S60，基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系，如式（4）所示：
其中，
为预设的统计拟合映射函数，一般为正相关函数。
本发明一个实施例中，
步骤S70，基于所述砂地比-波阻抗映射关系和所述沉积期近似古地貌图，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
步骤S30的沉积期近似古地貌图，可以判断物源方向，沉积物从隆起处向低洼处汇聚；步骤S50的层间属性（层间属性很多，如均方根波阻抗、最大波阻抗、最小波阻抗等，通过层间采样点波阻抗值计算均方根值得到均方根波阻抗）的平面展布，其展示的扇体形态也可以判断物源方向，由扇体从物源方向展开；砂体展布动态表征包括平面位置、面积变化。进积或退积过程可以根据扇体位置判断，扇体向物源方向迁移为退积，反之为进积。
如图5所示，为本发明基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法一种实施例的沉积相定量表征及演化分析图，可定量表征扇体演化扇三角洲是向北西方向的退积过程，此实施例中砂地比与均方根波阻抗具有良好的线性关系（R 2=0.7313），如式（5）所示：
其中，
代表层序格架的砂地比，
代表均方根波阻抗。
均方根波阻抗大的范围内为扇三角洲前缘水下分流河道发育区，而均方根波阻抗小的范围内为扇三角洲前缘河口坝、席状砂发育区。也可以揭示沉积相的动态演化：自第一期扇体到第三期扇体沉积期，克82井区内有利砂体发育区向物源方向迁移。第一期和第二期扇体沉积期，克82井区主要发育水下分流河道，而在第三期扇体沉积期，克82井区有利砂体不发育。
上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。
本发明第二实施例的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征系统，该系统包括：
高分辨率地层格架建立模块，配置为通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立高分辨率地层格架；
三维层序界面获取模块，配置为通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面；
沉积期近似古地貌图获取模块，配置为基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图；
波阻抗数据体获取模块，配置为以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体；
砂地比获取模块，配置为基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的层间属性，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值；
砂地比-波阻抗映射建立模块，配置为基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系；
沉积相动态演化定量表征模块，配置为基于所述砂地比-波阻抗映射关系，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
本发明第三实施例的一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法。
本发明第四实施例的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指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，该方法包括：
步骤S10，基于获取的岩心标本、测井和地震数据体，通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立地震数据体上的高分辨率地层格架；
步骤S20，基于所述地震数据体上的高分辨率地层格架，通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面；
步骤S30，基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图；
步骤S40，以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体；
步骤S50，基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的均方根波阻抗，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值；
步骤S60，基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系；
步骤S70，基于所述砂地比-波阻抗映射关系和所述沉积期近似古地貌图，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
2.根据权利要求1所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，所述高分辨率地层格架，其高分辨率层序旋回划分方法包括：
地层单元段为层序级别，对应长期旋回；
地层单元砂层组为准层序组，对应中期旋回，为沉积相表征格架；
沉积亚相发育格架为准层序，对应短期旋回。
3.根据权利要求1所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，所述沉积期近似古地貌图为地震双程旅行时对应的三维显示层图；
所述地震双程旅行时，其计算方法为：
其中，
代表地震双程旅行时，
代表层序底界面旅行时，
代表层序顶界面旅行
时。
4.根据权利要求1所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，所述均方根波阻抗，其计算方法为：
其中，
代表均方根波阻抗，
代表波阻抗体的层内第
个采样点处的波阻抗值，
波
阻抗体的层内采样点的个数。
5.根据权利要求4所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，所述层序格架的砂地比，其计算方法为：
其中，
代表层序格架的砂地比，
代表目的层砂层厚度，
代表地层厚
度。
6.根据权利要求5所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，所述砂地比-波阻抗映射关系为：
其中，
为预设的统计拟合映射函数。
7.根据权利要求6所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法，其特征在于，所述层序格架的砂地比，其比值用于表征地貌沉积相；
若层序格架的砂地比高于设定第一阈值，则地层含砂量高，沉积期水动力强，为近物源沉积；
若层序格架的砂地比低于设定第二阈值，则地层含砂量低，沉积期水动力弱，为远物源盆内沉积；
其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。
8.一种基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征系统，其特征在于，该系统包括：
高分辨率地层格架建立模块，配置为基于获取的岩心标本、测井和地震数据体，通过岩心和测井层序边界识别技术，利用测井-地震标定，结合地震层序边界识别，建立地震数据体上的高分辨率地层格架；
三维层序界面获取模块，配置为基于所述地震数据体上的高分辨率地层格架，通过岩心-测井-地震综合标定，获取地震数据体上的三维层序界面；
沉积期近似古地貌图获取模块，配置为基于所述地震数据体上的三维层序界面，结合表征沉积期地势高低的旅行时差，获得沉积期近似古地貌图；
波阻抗数据体获取模块，配置为以所述高分辨率地层格架为模型，进行测井-地震联合波阻抗反演，获得波阻抗数据体；
砂地比获取模块，配置为基于所述高分辨率地层格架和所述波阻抗数据体，获取波阻抗体的均方根波阻抗，并在单测井上获取层序格架的砂地比；所述砂地比为目的层砂层厚度与地层厚度的比值；
砂地比-波阻抗映射建立模块，配置为基于所述波阻抗体的层间属性和所述层序格架的砂地比，建立砂地比-波阻抗映射关系；
沉积相动态演化定量表征模块，配置为基于所述砂地比-波阻抗映射关系和所述沉积期近似古地貌图，分析物源方向、砂体展布范围以及进积或退积过程，实现沉积相动态演化定量表征。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求1-7任一项所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法。
10.一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指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求1-7任一项所述的基于地质-地球物理的沉积相演化定量表征方法。
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