CN114114452A - 一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法，包括：通过分析断溶体地质成因过程并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用所处阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型；基于三维地震模型和/或测井解释资料，按照构型所处阶段，逐级开展断溶体表征分析，得到每种构型的表征模型；将所有表征模型进行融合处理，形成相应的三维空间成因体解释结果。本发明实现了断溶地质体三维空间成因体解释，并根据不同构型单元的规模和成因进行针对性的表征，对于断溶体精细描述具有较强适用性。

Description

一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法及系统

技术领域

本发明涉及油气藏表征技术领域，尤其是涉及一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法及系统。

背景技术

断溶体油气藏是一种特殊类型油气藏，在塔河油田近年的勘探开发实践中，断溶体油藏的重要地位日益凸显，是塔河稳产的重要领域。断溶体油气藏的储层构型研究及表征技术对于支撑高效勘探开发意义重大。

在现有断溶体油藏储层表征相关研究中，具体可以归纳为以下几个方面：(1)断溶体圈闭类型划分主要基于断裂带发育特征；(2)针对断溶体缝洞发育及组合模式的研究；(3)基于地球物理的断溶体三维表征技术。

但目前该领域的技术现状存在如下问题：(1)关于断溶体的外部形态学研究，只集中在地震雕刻技术、以及与走滑断裂分段性匹配关系的方面，却忽视了走滑断裂破碎带以及地层因素对断溶体发育的整体控制作用，尤其是对于纵深发育的断溶体来说，其地层特征及大型断裂带更不可忽视；(2)关于断溶体的内部结构研究，现有技术主要为定性的对溶洞、缝洞及裂缝进行描述，而对于其形成过程以及主控因素缺乏一定的认识，导致在地震预测及三维表征过程中缺乏规律性的指导，难以进行有效的模式指导；(3)关于断溶体的三维表征研究，现有技术在模式指导方面的层次性较弱，即建立的地质模式过于笼统，缺乏从断溶体的构造地层格架、外部形态、内部结构之间具有地质成因关系的构型划分方案，更需要一套针对断溶体不同层次构型单元的半定量到定量表征方法和技术流程，进一步提升断溶体的表征精度。

因此，现有技术中急需一种新的断溶体表征技术方案，以解决上述一个或几个技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法，所述方法包括：步骤一、通过分析断溶体地质成因过程并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用所处阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型；步骤二、基于三维地震模型和/或测井解释资料，按照所述构型所处阶段，逐级开展断溶体表征分析，得到每种构型的表征模型；步骤三、将所有所述表征模型进行融合处理，形成相应的三维空间成因体解释结果。

优选地，所述构型包括：走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构和溶洞内填充组合。

优选地，按照如下步骤对所述走滑断裂影响带进行表征：获取针对所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型，基于此，进行地震相干处理；对三维地震相干体进行关于主干走滑断裂、以及地质层位特征的精细解释处理；将断裂解释结果与地质地层解释结果进行组合，形成为第一类表征模型。

优选地，按照如下步骤对所述断溶体外部几何形态进行表征：在所述走滑断裂带范围内，对所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型进行地震最大似然属性特征的提取；根据所述待评价断溶体碳酸盐岩储层内水平井或直井的钻井曲线，标定用于刻画外部轮廓的最大似然属性门槛值；从地震最大似然属性特征提取结果中筛选出满足所述最大似然属性门槛值的条件的区域，并将其作为所述断溶体外部几何形态的表征模型，从而记为第二类表征模型。

优选地，在不存在所述钻井曲线时，根据所述地震最大似然属性特征提取结果，采用0tsu阈值分割技术，识别断溶体外部轮廓范围，形成所述第二类表征模型。

优选地，按照如下步骤对所述断溶体内部结构进行表征：在断溶体外部轮廓约束下，对所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型进行井震标定处理；利用预设的聚类分析模型，从三维井震标定模型中识别出洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体，其中，将含有所述洞穴复合体和所述溶蚀孔洞复合体的井震资料、以及针对这两种复合体的地震结构属性特征作为训练集，并利用预设的针对所述洞穴复合体和所述溶蚀孔洞复合体的地震结构属性门槛值为训练目标，对预设的监督式神经网络初始模型进行训练，从而得到所述聚类分析模型；根据所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维井震资料，对断溶体进行最大似然属性和蚂蚁体属性分析，基于此，结合主干走滑断裂产状特征，对已识别出所述洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体的三维井震标定模型进行裂缝片提取，形成为第三类表征模型。

优选地，按照如下步骤对所述溶洞内填充组合进行表征：在洞穴复合体范围内，基于所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型，根据油田区域内的钻井曲线，识别未充填洞穴；根据所述油田钻井及测井曲线资料，对已识别出所述未充填洞穴的所述三维地震模型内的已充填洞穴进行岩性解释，识别出碎屑岩沉积充填洞穴、碳酸盐岩胶结充填洞穴、角砾岩充填洞穴和混合充填洞穴，从而生成第四类表征模型。

优选地，结合油田区域的动态开发及生产情况，对所述第四类表征模型进行调整。

另一方面，本发明还提供了一种一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征系统，其特征在于，所述系统包括：断溶体构型生成模块，其配置为通过分析断溶体地质成因过程并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用所处阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型；各级构型表征模块，其配置为基于三维地震模型和/或测井解释资料，按照所述构型所处阶段，逐级开展断溶体表征分析，得到每种构型的表征模型；成因体生成模块，其配置为将所有所述表征模型进行融合处理，形成相应的三维空间成因体解释结果。

优选地，所述构型包括：走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构和溶洞内填充组合。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明公开了一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法及系统。该方法及系统从断溶体的形成过程出发，根据地质成因进行逐级解剖，划分构型单元，并根据构型单元特征形成了针对性的表征技术。该方法实现了地质体三维空间成因体解释，通过地质规律和地质模式弥补了地震反射信息的不足。一方面，通过构型级次化解释实现了对不同规模和成因地质单元进行地质成因约束，另外，也根据不同断溶体构型单元的规模和成因，实现了针对性的表征技术，对于断溶体精细描述具有较强适用性，也为后续三维地质建模奠定良好基础。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法的步骤图。

图2是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中断溶体构型成因的的原理分析图。

图3是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中断溶体构型划分过程的原理示意图。

图4是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内断溶体构型表征过程的技术流程图。

图5是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第一类表征模型的生成过程的技术效果示意图。

图6是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第二类表征模型的生成过程的技术效果示意图。

图7是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第三类表征模型的生成过程的技术效果示意图。

图8是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第四类表征模型的生成过程的技术效果示意图。

图9是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田的三维空间成因体解释结果的效果示意图。

图10是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征系统的模块框图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

断溶体油气藏是一种特殊类型油气藏，在塔河油田近年的勘探开发实践中，断溶体油藏的重要地位日益凸显，是塔河稳产的重要领域。断溶体油气藏的储层构型研究及表征技术对于支撑高效勘探开发意义重大。

在现有断溶体油藏储层表征相关研究中，具体可以归纳为以下几个方面：(1)断溶体圈闭类型划分主要基于断裂带发育特征；(2)针对断溶体缝洞发育及组合模式的研究；(3)基于地球物理的断溶体三维表征技术。

但目前该领域的技术现状存在如下问题：(1)关于断溶体的外部形态学研究，只集中在地震雕刻技术、以及与走滑断裂分段性匹配关系的方面，却忽视了走滑断裂破碎带以及地层因素对断溶体发育的整体控制作用，尤其是对于纵深发育的断溶体来说，其地层特征及大型断裂带更不可忽视；(2)关于断溶体的内部结构研究，现有技术主要为定性的对溶洞、缝洞及裂缝进行描述，而对于其形成过程以及主控因素缺乏一定的认识，导致在地震预测及三维表征过程中缺乏规律性的指导，难以进行有效的模式指导；(3)关于断溶体的三维表征研究，现有技术在模式指导方面的层次性较弱，即建立的地质模式过于笼统，缺乏从断溶体的构造地层格架、外部形态、内部结构之间具有地质成因关系的构型划分方案，更需要一套针对断溶体不同层次构型单元的半定量到定量表征方法和技术流程，进一步提升断溶体的表征精度。

因此，为了解决上述技术问题，本发明提出了一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法及系统。该方法及系统，首先从断溶体地质成因过程的角度，按照层次约束的原则，从走滑断裂带地层格架、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构、以及洞穴充填组合四个层次建立一种从大尺度到小尺度开展的断溶体构型划分方案，从而明确各构型单元的地质含义；而后，采用地震探测技术和/或测井技术等手段，针对各个层次的构型单元分别提出针对性的表征方法，从而针对每种构型单元形成一种三维分布表征模型；最后，将各级构型单元的表征模型融合成一种三维空间成因体解释模型。

这样，本发明形成了一整套断溶体构型表征方法，能够提升断溶体储层的预测精度，不仅使得断溶体精细描述具有较强适用性，也为后续三维地质建模奠定良好基础。

图1是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法的步骤图。如图1所示，本发明所述的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法(以下简称“表征方法”)，包括如下步骤：步骤S110通过分析断溶体地质成因过程、并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型；步骤S120基于关于待评价目标油气藏区域的三维地震资料(三维地震模型)和/或测井解释资料，按照步骤S110确定的不同构型单元对应的阶段，来逐级开展断溶体表征分析，从而针对每种构型单元均得到相应的三维表征(结果)模型；最后，步骤S130将步骤S120得到的所有三维表征结果模型进行融合处理，形成针对待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维空间成因体解释结果模型。

需要说明的是，本发明实施例所述的目标油气藏区域，即为需要对该区域储层进行表征的目标区域，其中，该目标区域的储层类型为断溶体型碳酸盐岩储层。

由此，本发明从断溶体的形成过程出发，根据地质成因进行逐级解剖从而划分出相应的构型单元，并根据构型单元特征形成了针对性的表征技术，从而实现了地质体三维空间的成因体解释，通过地质规律和地质模式弥补了地震反射信息的不足。

下面参考图1对本发明所述的表征方法进行详细说明。

图2是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中断溶体构型成因的的原理分析图。图3是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中断溶体构型划分过程的原理示意图。下面结合图2和图3，对本发明实施例中的步骤S110进行详细说明。

为了提高断溶体表征结果的准确性，本发明实施例在进行断溶体构型单元划分过程中，对断溶体的地质形成原因、断裂发育规模、以及溶蚀填充形成机理(例如：溶蚀充填程度)等作用进行分析，通过相应的分析结果，从宏观大尺度到微观小尺度角度下，将断溶体构型单元的层次划分为4级。这四个构型单元按照不同溶蚀作用形成阶段而划分，分别为走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构(包括：大型洞穴、溶蚀孔洞和裂缝带)、以及洞内充填组合结构。

通常，溶蚀作用对断溶体形成的影响分为初期、早期、中期和末期。在溶蚀作用初期时，走滑断裂包络带形成，构造应力导致大量裂缝分布。在溶蚀作用早期时，走滑断裂包络带范围内的裂缝密集区作为溶蚀发育的基础，在该时期内溶蚀孔洞初步形成。在溶蚀作用中期时，溶蚀作用逐渐增强，呈现出洞穴与溶蚀孔洞依次分布。在溶蚀作用末期时，溶蚀作用进一步增强，大型洞穴及溶蚀孔洞形成，断控特征明显。

进一步，在本发明实施例中，走滑断裂影响带为一级构型单元，是指在走滑断裂形成过程中，受扭应力或剪切应力影响所形成的从断裂根部到顶部呈现一定影响范围变化的大型破碎包络带。参考图2和图3，一级构型单元的剖面形态，受走滑断裂应力差异影响，在扭应力作用下其从断裂根部到顶部因应力逐步释放而呈现出“V型”或“漏斗型”，剖面上应力破碎带整体下窄上宽；在剪应力作用下其应力从断裂根部到顶部相对均匀，剖面上应力破碎带上下宽度变化不大，呈“柱状”特征。另外，走滑断裂影响带不是简单的断裂面的概念，其内部往往由多组相互斜列或交叉的断层、以及派生的大量裂缝带构成，与碳酸盐岩围岩基质一起构成断溶体形成的基础。走滑断裂影响带规模较大，纵向上从根部到顶部是从10米级到公里级范围，平面延伸虽然存在一定分段性，但其延伸规模往往达到几十公里级范围(如图3所示)。

进一步，在本发明实施例中，断溶体外部几何形态(即，断溶体外部轮廓)为二级构型单元，是指在走滑断裂影响带范围内，因裂缝密集程度不同而导致溶蚀强度相对较为集中的范围。参考图2和图3，二级构型单元内的裂缝发育与距主干断裂面的距离关系密切，距离越近应力作用越强，裂缝密度越高，越容易受到表层岩溶水及深部热液溶蚀，因此，二级构型单元的断裂依然是主控因素。另外，断溶体外部轮廓整体受走滑断裂影响带约束，剖面也是呈“V”型或“柱状”。断溶体外部轮廓单元的剖面规模与走滑断裂影响带规模相当，宽度从10米级到公里级范围，但其平面延伸距离受空间分割性影响较大，从百米级到公里级范围(如图3所示)。

进一步，在本发明实施例中，断溶体内部结构为三级构型单元，该构型单元的要素包括：大型洞穴(带)、溶蚀孔洞(带)、以及小型裂缝(带)。参考图2和图3，断溶体内部结构按照成岩构型的含义，是指在断溶体外部轮廓约束条件下，根据溶蚀作用强弱而进一步细分的要素。其中，大型洞穴是溶蚀作用最强的部位，也是油气充注最为有利的三级构型要素；溶蚀孔洞较大型洞穴的溶蚀作用强度偏弱，储集空间变小，往往分布在大型洞穴的外围，呈“核带”结构，也是较为有利的储集空间；裂缝密集区相当于溶蚀作用还未发生或即将发生的位置，深部流体或表层岩溶水仅以当前裂缝密集区内的小型裂缝为通道，尚未发生交互溶蚀反应，大多数分布在溶蚀孔洞的外围，与大型洞穴、和溶蚀孔洞一起构成“三分”结构。另外，虽然裂缝密集带的储集空间有限，但其可作为重要的流体运动通道。此外，从形状规模上看，断溶体内部结构构型单元由大型洞穴、溶蚀孔洞及裂缝密集带三部分构成，剖面呈不规则“同心环”状，各部分长、宽、高度均在米级到几十米级范围内(如图3所示)。

进一步，在本发明实施例中，洞内充填组合为四级构型单元。参考图2和图3，四级构型单元是对大型溶蚀洞穴内部的充填情况进行进一步细化划分。根据充填岩性性质，四级构型单元的构型要素分为：未充填洞穴、碎屑岩沉积充填洞穴、碳酸盐岩胶结充填洞穴、垮塌角砾岩充填洞穴、以及混合充填洞穴等。具体地，未充填洞穴说明溶蚀洞穴形成之后未发生再改造，后期可能有流体(油或者水)充满，是很好的储层，钻井过程中的钻杆放空状态可能作为一个判别岩性的依据。碎屑岩沉积充填洞穴是洞内充填的主要成分之一，典型特征为具有沉积层理特征，其可能为表层沉积岩垮塌到洞内或地下水流经洞穴带来的物源碎屑逐渐沉积形成。碎屑岩沉积充填洞穴的物性与沉积岩的具体性质有关，如果沉积岩以砂岩为主，则可作为较好的储层。

碳酸盐岩胶结充填洞穴也是洞内充填的重要成分之一，往往发生于洞穴形成之后的二次成岩作用，可能受进一步的深部热液改造影响，以方解石充填居多，较为致密，很难再作为储层。角砾岩充填洞穴也是洞内充填较常见的情况，角砾岩的成分复杂，包括表层碎屑岩角砾以及碳酸盐岩围岩垮塌。角砾岩充填洞穴受后期构造活动影响较大，角砾岩充填的物性差异也较大，如果角砾岩间发生了泥质或钙质二次胶结，其物性则会较差。最后，混合充填洞穴则为以上几种岩性的综合作用，其储集性能则更为复杂。以上提到的洞内充填要素也存在一定的充填比例问题，包括全充填、半充填、微充填等等，均对后期有利储层的形成产生影响。另外，洞内充填组合构型单元要素的形状及规模受洞穴控制，通常处于分米级到米级范围内(如图3所示)。

这样，在完成上述断溶体构型单元划分处理后，步骤S110结束，进入到步骤S120中，以对每种构型单元进行针对性的表征，从而得到相应的三维表征分布模型。

在步骤S120中，首先获取到关于待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震资料(三维地震模型)、区域内各个已钻井的测井及录井资料等信息。而后，储层构型表征主要采用的技术手段包括：岩心露头分析技术、测井(成像)分析技术、地震分析技术。由此，本发明实施例针对断溶体这一特殊储集体，综合运用上述分析技术手段，按照构型层次逐级开展表征研究，形成一套系统表征方法。

首先，步骤S1201(未图示)对一级构型单元(走滑断裂影响带)进行表征，生成相应的第一类三维表征分布模型。具体地，步骤S12011(未图示)需要获取针对待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型，对当前三维地震模型进行地震相干处理；而后，步骤S12012(未图示)从步骤S12011得到的三维地震相干体中，识别出主干走滑断裂、以及地质层位，并且进行关于主干走滑断裂特征和地质层位特征的精细解释处理；最后，步骤S12013(未图示)将步骤S12012得到的断裂解释结果与地质地层解释结果进行组合，形成为第一类表征模型。

基于断溶体构型划分方案，由于走滑断裂影响带尺度较大，主要受大型断裂控制，测井通常较难钻遇和识别，并且具有明显的同向轴错断，因此，表征方法为通过三维地震资料的相干处理技术来明确走滑断裂特征，达到提取大规模断裂片的目的。而后，根据走滑断裂发育规律，对断裂影响带的边界断层、内部主干断层以及关键地质层位进行人机交互解释(地震三维线道闭合解释)；最后，将断裂与地层关系进行组合，形成三维的走滑断裂影响带的地层格架，即第一类表征模型。由此，针对一级构型单元需要基于三维地震模型，依次进行地震相干处理、主干断裂精细解释、关键地质层位三维解释，再通过地震三维线道闭合解释，采用复杂构造建模技术，得到由较大断裂及地层组成的三维走滑断裂影响带地层格架。

在完成一级构型单元的表征模型构建过程后，进入到步骤S1202(未图示)中。步骤S1202(未图示)对二级构型单元(断溶体外部几何形态)进行表征，生成相应的第二类三维表征分布模型。

具体地，步骤S12021(未图示)在走滑断裂带范围内，对待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型进行地震最大似然属性特征提取处理；而后，步骤S12022(未图示)根据待评价断溶体碳酸盐岩储层内水平井或直井的钻井曲线，标定出用于刻画外部轮廓的最大似然属性门槛值；最后，从步骤S12021得到的地震最大似然属性特征提取结果(已提取出地震最大似然属性特征的三维地震模型)中，筛选出达到或超过最大似然属性门槛值的条件的区域，并将该区域作为断溶体外部几何形态的表征模型，从而记为第二类表征模型。

由于断溶体外部形态受到走滑断裂带范围的控制，钻井曲线的测井响应特征明显降低，声波时差和测井密度曲线降低，地震振幅属性表现为差异异常，传统通常采用结构张量属性或能量属性描述刻画断溶体外部轮廓，但由于受原状地层层状信息影响，一些位置难以清晰划分，又因断溶体的形成与断裂发育相关，因此，本发明实施例针对断溶体外部形态构型单元，通过(Fault Likelihood)FL属性(地震最大似然属性)的提取，来刻画断溶体外部轮廓的方法。其中，Fault Likelihood属性的计算原理基于相似性原则，当断裂较为发育时，地震反射连续性与相似性降低，likelihood属性(表征断裂带发育的可能性)增强；反之，likelihood属性减弱，likelihood属性(表征断裂带发育的可能性)。地震最大似然属性的范围在0～1之间，反映了断溶体发育可能性的大小及范围。

根据断溶体外部轮廓地质含义，首先在走滑断裂影响带范围内，在待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型选取Fault Likelihood(FL)属性进行外部轮廓刻画，FL属性能够将断裂以及断裂引起的溶蚀作用所形成的异常特征进一步强化。而后，由于钻遇断溶体边界时测井响应曲线会出现明显降低的现象，基于这一特征，本发明实施例利用目标区域内的已钻井的钻井响应曲线中出现明显降低现象的特性，来标定FL地震属性(值域0～1)的门槛值(最大似然属性门槛值)。最后，基于当前FL地震属性门槛值，从已提取出地震最大似然属性特征的三维地震模型中，明确出达到或超过当前FL地震属性门槛值的区域，从而将达到该门槛值的区域作为断溶体外部几何形态的表征模型，形成为第二类三维表征分布模型。参考图6，第二类三维表征分布模型通过上述最大似然属性门槛值截断得到三维断溶体外部轮廓，该剖面呈现出不规则“漏斗形”特征，三维空间也存在断续变化，反映了其与走滑断裂分段性之间的对应关系。

另外，为了解决针对目标区域内无井情况下的断溶体外部轮廓表征模型的构建问题，本发明实施例，还会在上述步骤S12021之后，直接根据已提取出地震最大似然属性特征的三维地震模型，采用0tsu阈值分割技术，识别断溶体外部轮廓范围，从而形成第二类表征模型。也就是说，对于无井标定时，本发明实施例又引入了Otsu阈值自动分割技术来自动识别外部轮廓范围，阈值分割算法可自动计算某一数据集中不同数据类(即不同FL地震属性值)之间的分割阈值，且能够保证类间的统计方差最大，从而实现具有统计学意义的分类。

在完成二级构型单元的表征模型构建过程后，进入到步骤S1203(未图示)中。步骤S1203(未图示)对三级构型单元(断溶体内部结构)进行表征，生成相应的第三类三维表征分布模型。

具体地，步骤S12031(未图示)在断溶体外部轮廓约束下，对待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型进行井震标定处理；而后，步骤S12032(未图示)利用预设的聚类分析模型，从三维井震标定模型中识别出洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体；最后，根据步骤S12031得到的待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维井震资料，对断溶体外部轮廓约束下的区域进行最大似然属性和蚂蚁提属性分析，以及根据最大似然属性分析结果和蚂蚁提属性分析，结合主干走滑断裂产状特征，对步骤S12032得到的已识别出洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体的三维井震标定模型进行小型裂缝片提取处理，从而形成为第三类表征模型。

进一步，在本发明实施例中，上述聚类分析模型是一种监督式的神经网络聚类分析模型。该聚类分析模型是，将含有洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体信息的井震资料、以及针对这两种复合体的地震结构属性特征作为训练集，并利用预设的针对洞穴复合体的地震结构属性门槛阈值、和针对溶蚀孔洞复合体的地震结构属性门槛值作为训练目标，对预设的监督式神经网络初始模型进行训练，从而得到的模型。

由于断溶体内部结构受到断溶体外部轮廓的约束影响，因此，断溶体内部结构主要由于溶蚀作用的强度差异而造成的，不同的溶蚀强度往往表现出反射结构的差异，由此，本发明实施例针对断溶体内部结构的表征模型的构建过程，是基于地震Texture属性(地震结构属性)，来进行内部结构划分的。断溶体外部轮廓约束其内部结构的分布，从地质含义上已经明确断溶体内部结构反映了溶蚀强弱差异，进一步归结到地球物理响应上，测井解释表现为裂缝密集段到溶蚀孔洞段再到洞穴段渐次发育特征，裂缝密集段的时差变化明显，溶蚀孔洞段的电阻率存在明显变化，大型洞穴段的电阻率和密度明显变化或者其测井响应取决于填充情况。另外，针对地震响应来说，裂缝密集段的振幅特征不明显，能量较弱，但地震蚂蚁体或最大似然属性较为明显；溶蚀孔洞段的振幅串珠明显，能量最强部位，大型洞穴段的振幅异常，能量反映次于大型溶洞。由此，对于内部结构表征来说，地震Texture属性能够反映储层内部不同地质结构的反射差异。

地震结构属性(地震Texture属性)主要通过波形聚类的方式，在叠后地震资料中提取频率信息，在此基础上，将空间波形结构相似的频率信息进行组合强化，该属性对于异常地质体反射较为敏感，比较适用于不同溶洞储集体的检测，并可以用检测概率(值域0～1)的形式指示溶洞发育的可能性，可以作为大型溶洞及溶蚀孔洞预测的地震预测概率体。

在上述步骤S12032中，通过步骤S12031得到的待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维井震资料，来标定不同三级构型要素的地震结构属性门槛值，尤其是洞穴复合体的地震结构属性门槛阈值和溶蚀孔洞复合体的地震结构属性门槛值。而后，构建用来识别三维井震资料中的洞穴复合体和所述溶蚀孔洞复合体的神经网络模型。具体地，建立一个监督(Surprised)式的神经网络初始模型；将(不局限于目标区域)多处断溶体油田区域对应的包含有(但未标记)洞穴复合体分布区域和溶蚀孔洞复合体分布区域的三维井震资料作为上述初始模型的训练输入数据，以及将(不局限于目标区域)多处断溶体油田区域对应的已标记出洞穴复合体地震结构属性特征、和溶蚀孔洞复合体地震结构属性特征的三维井震资料作为上述初始模型的训练输出数据，以上述标定好的洞穴复合体的地震结构属性门槛阈值和溶蚀孔洞复合体的地震结构属性门槛值为训练目标，对监督式的神经网络初始模型不断进行训练，直到满足上述训练目标条件后，生成本发明实施例所需的聚类分析模型。

在本发明实施例中，训练完成的聚类分析模型用来对三维大型洞穴及溶蚀孔洞进行分类预测，该处需要强调的是，由于受深层(>6000米)地震分辨率限制，地震分类预测结果往往表现为内部结构复合体，即划分为洞穴复合体、溶蚀孔洞复合体。对于裂缝带的地震预测，本发明实施例则主要基于细化的最大似然属性和蚂蚁体属性进行综合分析，基于此，参考主干断裂发育产状，来进行小型裂缝片的提取处理，最终得到中小型裂缝带分布。由此，将以上三种构型要素综合完成断溶体内部结构表征。

在完成三级构型单元的表征模型构建过程后，进入到步骤S1204(未图示)中。步骤S1204(未图示)对四级构型单元(溶洞内填充组合)进行表征，生成相应的第四类三维表征分布模型。

具体地，步骤S12041(未图示)在洞穴复合体范围内，基于待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型，根据油田区域内的钻井曲线，识别未充填洞穴；而后，步骤S12042(未图示)根据油田钻井及测井曲线资料，对已识别出未充填洞穴的三维地震模型内的已充填洞穴进行岩性解释，识别出碎屑岩沉积充填洞穴、碳酸盐岩胶结充填洞穴、角砾岩充填洞穴和混合充填洞穴，从而生成第四类表征模型。

大型洞穴是缝洞型储层最重要的储集空间，其内部充填情况是决定储层物性的前提条件。由此，本发明实施例在表征洞穴充填组合结构单元时，主要利用岩心露头试验、钻井曲线以及测井解释技术作为综合手段，来生成上述第四类三维表征模型。

在实际应用过程中，由于在钻遇放空段所对应的区域则可确定为洞穴未充填区域，由此，可以根据目标油田区域内已钻井的钻井曲线，通过对该钻井曲线的未钻遇段的识别来确定出未充填洞穴的位置。另外，由于洞穴充填是断溶体构型表征较难的一个环节，因其内部充填程度以及充填岩性复杂，加上地震分辨率限制，很难掌握洞穴内部空间的形状及充填分布。针对已填充洞穴，本发明实施例通过测井解释曲线(如：GR/SP/RT/DT等)响应特征的解释技术、岩心露头室内实验、钻井曲线解释技术，并结合地震波阻抗反演结果等综合手段，识别洞内充填物的不同岩性。

其中，岩心露头实验作为缝洞充填认识的重要方法之一，尤其是当洞内充填较为致密岩性时不易风化剥蚀，给洞穴内构型表征提供重要参考。另外，受地震分辨率限制，单个大型洞穴的识别较为困难，且受洞周围岩性的屏蔽作用影响，地震反射难以准确反映洞内的充填结构，但洞内充填情况可以通过储层物性进行等效处理。由于地震波阻抗属性与储层孔隙度之间具有较好的对应关系，本发明实施例在单井识别充填要素的基础上，综合地震波阻抗反演综合判断洞内可能的充填组合，为进一步提升断溶体表征精度进行了有益的尝试。

由此，通过上述技术方案，完成了四级构型单元的表征模型构建。另外，在后续实际应用过程中，第四层级的构型单元表征模型，存在一定的不确定性，需要结合后期动态开发方案、以及油气生产情况，来进一步调整和完善上述第四类三维表征模型。

这样，在针对每级构型单元进行逐级表征后，步骤S120结束，进入到步骤S130中。在步骤S130中，将步骤S120得到的四类三维表征模型进行融合处理，形成表征目标区域断溶体碳酸盐岩储层的综合模型，即三维空间成因体解释结果。表1为本发明实施例的断溶体构型单元的特征及表征方案，具体展示了各级构型单元的地质含义、测井响应特征、地震响应特征、以及针对每级构型单元所采用的表征方法。

表1断溶体构型单元特征及表征方案

下面将本发明实施例所述的表征方法应用于塔河油田区块内的TP油田，选取典型走滑断裂带(TP12CX)开展断溶体构型表征方法设计。TP油田主干走滑断裂以北东向为主，TP12CX断裂带是油田内主力产油条带，断裂深度可至前寒武地层，产油层位主要为中奥陶一间房组和鹰山组，储层类型为受大气淡水和深部热液双重影响的断溶体，剖面上花状结构特征清晰。本发明实施例综合利用岩心、测井、地震、野外露头等解释技术，先明确断溶体构型划分方案，然后，逐级表征形成综合构型表征方法。

第一步，根据储层形成过程研究，综合多维多尺度信息，从地质成因角度建立断溶体构型划分方案，明确了各级次构型单元的特征、地质含义及表征手段等。

图4是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内断溶体构型表征过程的技术流程图。如图4所示，第二步，分析TP油田的测井及地震响应特征，确立逐级表征的思路。其中，先对三维地震资料进行相干处理，明确主干走滑断裂特征，对断裂影响带边界断层、内部主干断层以及关键地质层位进行人机交互解释，即先通过断裂自动提取技术提取规模较大的断裂片，再根据走滑断裂发育规律进行人工调整，最后将断裂与地层关系进行组合，形成走滑断裂带地层格架，完成第一层次构型单元表征。

图5是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第一类表征模型的生成过程的技术效果示意图。其中，图5(a)展示了TP油田地震相干处理结果；图5(b)展示了TP油田基于地震相干体得到的主要断裂分布结果；图5(c)展示了TP油田走滑断裂影响带的三维表征模型的生成结果。

第三步，根据断溶体外部轮廓地质含义，在走滑断裂影响带范围内，通过地震多属性优选，在该地区选取Fault Likelihood(FL)属性进行外部轮廓刻画，FL属性能够将断裂以及断裂引起的溶蚀作用所形成的异常特征进一步强化；通过钻时曲线(钻遇断溶体边界时钻时曲线会出现明显降低现象)标定FL地震属性(值域0-1)门槛值，进一步结合图像自动分割技术确定了外部轮廓门槛值为0.2，通过属性截断得到三维断溶体外部轮廓。该轮廓剖面呈现出不规则“漏斗形”特征，三维空间也存在断续变化，反映了其与走滑断裂分段性之间的对应关系。完成断溶体第二层次构型单元表征。

图6是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第二类表征模型的生成过程的技术效果示意图。图6(a)为TP油田的Fault Likelihood(FL)属性的剖面图，展示了TP油田地震最大似然属性特征提取结果；图6(b)为TP油田的FaultLikelihood(FL)属性的三维雕刻图，展示了TP油田断溶体外部几何形态的三维表征模型的生成结果。

第四步，断溶体外部轮廓约束其内部结构的分布，从地质含义上已经明确断溶体内部结构反映了溶蚀强弱差异，进一步归结到地球物理响应上，测井解释表现为裂缝密集段-溶蚀孔洞段-洞穴段渐次发育特征，地震Texture属性能够反映储层内部不同地质结构的反射差异。基于petrel软件平台，在井震标定分类基础上，通过有监督的神经网络算法，将测井解释的分类标准推广到三维地震属性(Texture)，据此得到断溶体内部结构三维分布。从当前表征结果来看，内部结构受外部轮廓约束的特征明显(参考图7)，大型溶洞、溶蚀孔洞以及裂缝带之间的接触关系明显，符合已有的构型划分的认识，从而完成断溶体第三层次构型单元的表征。

图7是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第三类表征模型的生成过程的技术效果示意图。图7(a)为TP油田的地震Texture属性剖面图，反映了内部结构划分情况，展示了TP油田内洞穴复合体和所述溶蚀孔洞复合体的区域识别划分结果；图7(b)为TP油田的地震Texture属性剖面图，刻画了断溶体三维内部结构，展示了TP油田断溶体内部结构的三维表征模型的生成结果。

第五步，洞穴充填是断溶体构型表征较难的一个环节，因其内部充填程度以及充填岩性复杂，加上地震分辨率限制，很难掌握洞穴内部空间的形状及充填分布。本示例主要基于TP油田钻井及测井信息(GR/SP/RT/DT)，对已经充填的洞穴进行岩性解释，并参考地震波阻抗反演的结果(通常低阻抗表示砂岩充填、高阻抗为致密碳酸盐胶结充填)，进行洞内充填结构表征(参考图8)。该处需要强调，第四层次的构型表征存在一定的不确定性，需要结合后期开发动态进一步调整和完善。

图8是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田内第四类表征模型的生成过程的技术效果示意图。图8(a)展示了TP油田内大型洞穴模型预测结果的剖面；图8(b)展示了TP油田内已充填洞穴的岩性识别结果的剖面。

图9是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法中基于TP油田的三维空间成因体解释结果的效果示意图。而后，第六步，通过将以上各个层次构型单元表征结果进行融合，形成断溶体综合表征三维模型，参考图9，该模型与已建立的构型模式具有较好的规律一致性，验证了表征结果的合理性。图9(a)和图9(b)从三维不同角度展示了断溶体各个级次构型单元综合表征融合的结果。

另一方面，本发明基于上述针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法，还提出了一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征系统(以下简称“表征系统”)。图10是本申请实施例的针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征系统的模块框图。如图10所示，本发明所述的表征系统，包括：断溶体构型生成模块101、各级构型表征模块102和成因体生成模块103。

进一步，断溶体构型生成模块101按照上述步骤S110所述的方法实施，配置为通过分析断溶体地质成因过程并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用所处阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型。各级构型表征模块102按照上述步骤S120所述的方法实施，配置为基于三维地震模型和/或测井解释资料，按照不同构型所处阶段，逐级开展断溶体表征分析，得到每种构型的表征模型。成因体生成模块103按照上述步骤S130所述的方法实施，配置为将各级构型表征模块102输出的所有表征模型进行融合处理，形成针对待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维空间成因体解释结果。

其中，在本发明实施例中，构型包括：走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构和溶洞内填充组合。

本发明公开了一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法及系统。该方法及系统，充分参考断溶体的形成过程、地质成因含义，按照成因地质体的形成阶段，将断溶体的构型单元的划分为走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构和洞穴充填组合四级构型单元；而后，基于这四类构型单元分别形成具有针对性的表征方法，体现了构型单元本身所引申的地球物理含义，通过岩心、露头、测井、地震多元的综合手段，多尺度信息互补，形成了从大尺度到小尺度、具有层次约束特征的系统表征方法，对塔河断溶体油藏开发理论及技术方法具有重要补充作用。

本发明从断溶体的形成过程出发，根据地质成因进行逐级解剖，划分构型单元，并根据构型单元特征形成了针对性的表征技术。该方法实现了地质体三维空间成因体解释，通过地质规律和地质模式弥补了地震反射信息的不足。一方面，通过构型级次化解释实现了对不同规模和成因地质单元进行地质成因约束，另外，也根据不同断溶体构型单元的规模和成因，实现了针对性的表征技术，对于断溶体精细描述具有较强适用性，也为后续三维地质建模奠定良好基础。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、通过分析断溶体地质成因过程并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用所处阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型；

步骤二、基于三维地震模型和/或测井解释资料，按照所述构型所处阶段，逐级开展断溶体表征分析，得到每种构型的表征模型；

步骤三、将所有所述表征模型进行融合处理，形成相应的三维空间成因体解释结果。

2.根据权利要求1所述的表征方法，其特征在于，所述构型包括：走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构和溶洞内填充组合。

3.根据权利要求2所述的表征方法，其特征在于，按照如下步骤对所述走滑断裂影响带进行表征：

获取针对所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型，基于此，进行地震相干处理；

对三维地震相干体进行关于主干走滑断裂、以及地质层位特征的精细解释处理；

将断裂解释结果与地质地层解释结果进行组合，形成为第一类表征模型。

4.根据权利要求2或3所述的表征方法，其特征在于，按照如下步骤对所述断溶体外部几何形态进行表征：

在所述走滑断裂带范围内，对所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型进行地震最大似然属性特征的提取；

根据所述待评价断溶体碳酸盐岩储层内水平井或直井的钻井曲线，标定用于刻画外部轮廓的最大似然属性门槛值；

从地震最大似然属性特征提取结果中筛选出满足所述最大似然属性门槛值的条件的区域，并将其作为所述断溶体外部几何形态的表征模型，从而记为第二类表征模型。

5.根据权利要求4述的表征方法，其特征在于，在不存在所述钻井曲线时，

根据所述地震最大似然属性特征提取结果，采用0tsu阈值分割技术，识别断溶体外部轮廓范围，形成所述第二类表征模型。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的表征方法，其特征在于，按照如下步骤对所述断溶体内部结构进行表征：

在断溶体外部轮廓约束下，对所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型进行井震标定处理；

利用预设的聚类分析模型，从三维井震标定模型中识别出洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体，其中，将含有所述洞穴复合体和所述溶蚀孔洞复合体的井震资料、以及针对这两种复合体的地震结构属性特征作为训练集，并利用预设的针对所述洞穴复合体和所述溶蚀孔洞复合体的地震结构属性门槛值为训练目标，对预设的监督式神经网络初始模型进行训练，从而得到所述聚类分析模型；

根据所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维井震资料，对断溶体进行最大似然属性和蚂蚁体属性分析，基于此，结合主干走滑断裂产状特征，对已识别出所述洞穴复合体和溶蚀孔洞复合体的三维井震标定模型进行裂缝片提取，形成为第三类表征模型。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的表征方法，其特征在于，按照如下步骤对所述溶洞内填充组合进行表征：

在洞穴复合体范围内，基于所述待评价断溶体碳酸盐岩储层的三维地震模型，根据油田区域内的钻井曲线，识别未充填洞穴；

根据所述油田钻井及测井曲线资料，对已识别出所述未充填洞穴的所述三维地震模型内的已充填洞穴进行岩性解释，识别出碎屑岩沉积充填洞穴、碳酸盐岩胶结充填洞穴、角砾岩充填洞穴和混合充填洞穴，从而生成第四类表征模型。

8.根据权利要求7所述的表征方法，其特征在于，结合油田区域的动态开发及生产情况，对所述第四类表征模型进行调整。

9.一种针对断溶体型碳酸盐岩储层的表征系统，其特征在于，所述系统包括：

断溶体构型生成模块，其配置为通过分析断溶体地质成因过程并结合断裂发育规模及溶蚀填充形成机理，确定基于不同溶蚀作用所处阶段的待评价断溶体碳酸盐岩储层的构型；

各级构型表征模块，其配置为基于三维地震模型和/或测井解释资料，按照所述构型所处阶段，逐级开展断溶体表征分析，得到每种构型的表征模型；

成因体生成模块，其配置为将所有所述表征模型进行融合处理，形成相应的三维空间成因体解释结果。

10.根据权利要求9所述的表征系统，其特征在于，所述构型包括：走滑断裂影响带、断溶体外部几何形态、断溶体内部结构和溶洞内填充组合。

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