CN114994758A - 碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地质分析领域,具体涉及了一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法和系统,旨在解决常规波阻抗反演方法难以体现垂向断裂带储层发育的地质规律,地球物理反演难度高,多解性强,储层识别结果不准确的问题。本发明包括:根据地震资料和测井数据构建目标地层的等时地层格架模型,再获取波阻抗反演数据体;根据野外地质露头资料和时深转化关系计算背景地层波阻抗模型;将背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;根据波阻抗异常数据体进行部分数据剔除,解释获得碳酸盐岩断控储层解释模型。本发明通过将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算的方式提高了储层识别的准确性。
Description
技术领域
本发明属于地质分析领域,具体涉及了一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法和系统。
背景技术
在长期的碳酸盐岩储层勘探过程中,风化壳岩溶控制的缝洞体作为主要的油气开采目标。但会面临油井寿命短、综合递减大、钻探成功率低等生产问题。在不断地勘探实践过程中,发现深大断裂带不仅是油源运输的主要通道,而且与构造变形、断控岩溶作用耦合可以形成有效的油气圈闭,储层连通性较好,成为近期油气开采的重要目标。
目前的断控岩溶储层识别领域中,叠前或叠后地震属性数据对断控岩溶储层的结构框定起到了关键性作用。其中包括相干属性、倾角属性、AFE属性、结构张量属性、蚂蚁体属性等,地震属性间的融合与建模在一定程度上使断裂带解释更加准确,符合地质规律。然而断控储层内部储层类型与组合关系是影响油气储集性能的关键要素。在使用常规波阻抗反演技术时,研究人员发现,由于断溶体受到断裂、岩溶作用的控制,储层具有断裂样式多样、裂缝与溶蚀孔洞组合关系复杂、纵横向非均质性极强的特点。再加上地震资料横向地层界面反射干扰性大,常规波阻抗反演方法难以体现垂向断裂带储层发育的地质规律,因此常规地球物理反演难度高,多解性强,储层识别结果不准确。
碳酸盐岩断裂带垂向发育与横向稳定沉积的地质规律存在显著差别,并体现在地震波形的横向变化中。本发明利用了该地质与地球物理规律,将沉积相特征与断控岩溶储层发育模式的地质因素考虑在内,对断裂带区域进行针对性的反演研究是解决复杂的断控岩溶储层识别与划分的重要手段。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,常规波阻抗反演方法难以体现垂向断裂带储层发育的地质规律,因此常规地球物理反演难度高,多解性强,储层识别结果不准确的问题,本发明提供了一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法和系统,所述方法包括:
获取已知井位的原始地震资料和测井资料;
基于所述原始地震资料和测井资料,通过谱整形和扩散滤波的方式,获得提频降噪后的地震资料,并进行井震标定获得时深转化关系;
基于所述提频降噪后的地震资料,构建目标层位的等时地层格架模型,并计算断溶体几何结构和空间分布;
基于所述测井资料和提频降噪后的地震资料,在所述等时地层格架模型提供的地层趋势信息基础上,进行波形指示地震波阻抗反演获得波阻抗反演数据体;
基于野外地质露头资料,确定目标层位的地层密度序列;
基于所述时深转化关系,确认所述地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,进而根据测井资料构建地层密度模型和地层声波时差模型;
基于所述地层密度模型和地层声波时差模型,计算背景地层波阻抗模型;
将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;
基于断溶体几何结构和空间分布,在所述波阻抗异常数据体中仅保留断溶体轮廓内的波阻抗异常数据体中的数据点,获得断溶体几何结构-波阻抗模型;
对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐岩断控储层解释模型。
在一些优选的实施方式中,所述构建目标层位的等时地层格架模型,其获取方法为:
基于所述提频降噪后的地震资料,对标志层位地震波反射同相轴进行追踪显示,获得标志层层位解释连续面;
基于所述标志层层位解释连续面,预设时窗、切片方向和最大深度,构建目标层位的等时地层格架模型。
时深转换关系指示了地震波反射界面随地震波到时的变化关系;
在一些优选的实施方式中,所述波阻抗反演数据体,其获取方式包括:
基于所述提频降噪后的地震资料,计算待判别地震道波形与已知井的合成地震记录的波形相关性,根据波形相关性最高的井对应的波阻抗曲线建立初始模型;
利用白噪声满足高斯分布的规律,将测井资料中的波阻抗曲线表示为:
基于所述初始目标函数,通过最大后验估计,在目标函数中引入先验信息,获得稳定的目标函数为:
以所述稳定的目标函数作为初始模型的输入,通过马尔科夫链蒙特卡罗方法MCMC和Metropolis-Hastings抽样准则对后验概率分布抽样,不断优化初始模型的参数,选取目标函数取最大值时的解作为随机实现,取多次随机实现的均值作为期望值输出,将所述期望值输出作为波阻抗反演数据体。
在一些优选的实施方式中,根据稳定的目标函数获取波阻抗反演数据体,具体包括:
设M为目标空间,n为总样本数,m为马尔科夫链趋于达到平稳时的样本数;
预设一条马尔科夫链,使马尔科夫链收敛至达到平稳;
其中,n为总样本数,m表示马尔科夫链达到平稳时的样本数,k表示累加参量;
在一些优选的实施方式中,所述地层密度模型和地层声波时差模型,其获取方法为:
基于所述时深转化关系,建立地层密度序列与地震波到时Tsm的关系;依据地震波到时匹配地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,得到等时地层格架模型内部的密度分布,即地层密度模型;
基于所述时深转化关系,建立测井资料中声波时差测井曲线与地震波到时Tsm的关系;依据地震波到时匹配地层声波时差与等时地层格架模型的纵向对应关系,得到等时地层格架模型内部的声波时差分布,即地层声波时差模型。
在一些优选的实施方式中,所述背景地层波阻抗模型为:
其中,IMP为波阻抗值,DEN为密度值,vp为纵波波速。
在一些优选的实施方式中,所述断溶体几何结构-波阻抗模型,其获方法为:
基于所述提频降噪后的地震资料计算地震信号方差属性值数据体,剔除地震信号方差值小于预设的第二阈值的区域得到断溶体轮廓;保留断溶体轮廓内的波阻抗异常数据体中的数据点,获得断溶体几何结构-波阻抗模型。
对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐断岩控储层解释模型。
本发明的另一方面,提出了一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征系统,其特征在于,所述提取系统包括:资料获取模块、地震提频和井震标定模块、地层结构获取模块、波阻抗反演数据体获取模块、地层密度序列确定模块、地层声波时差模型获取模块、背景地层波阻抗模型获取模块、波阻抗异常数据体获取模块、断溶体几何结构-波阻抗模型和碳酸盐岩断控储层解释模型获取模块;
所述资料获取模块,配置为获取已知井位的原始地震资料和测井资料;
所述地震提频和井震标定模块,配置为基于所述原始地震资料和测井资料,通过谱整形和扩散滤波的方式,获得提频降噪后的地震资料,并进行井震标定获得时深转化关系;
所述地层结构获取模块,配置为基于所述提频降噪后的地震资料,构建目标层位的等时地层格架模型,并计算断溶体几何结构和空间分布;
所述波阻抗反演数据体获取模块,配置为基于所述测井资料和提频降噪后的地震资料,在所述等时地层格架模型提供的地层趋势信息基础上,进行波形指示地震波阻抗反演获得波阻抗反演数据体;
所述地层密度序列确定模块,配置为基于野外地质露头资料,确定目标层位的地层密度序列;
所述地层声波时差模型获取模块,配置为基于所述时深转化关系,确认所述地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,进而根据测井资料构建地层密度模型和地层声波时差模型;
所述背景地层波阻抗模型获取模块,配置为基于所述地层密度模型和地层声波时差模型,计算背景地层波阻抗模型;
所述波阻抗异常数据体获取模块,配置为将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;
所述断溶体几何结构-波阻抗模型,配置为基于断溶体几何结构和空间分布,在所述波阻抗异常数据体中仅保留断溶体几何轮廓对应区域的数据,获得断溶体几何结构-波阻抗模型;
所述碳酸盐岩断控储层解释模型获取模块,配置为对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐岩断控储层解释模型。
本发明的有益效果:
本发明通过波形指示反演算法,挖掘了地震波形的横向变化的细节信息,并转化为波阻抗数据,突出了断溶体横向上由岩溶洞穴到裂缝、孔洞的渐变特征;此外,利用高精度的测井资料计算井旁波阻抗信息用于模拟稳定沉积的波阻抗背景,与实际反演结果对比,突出了断溶体纵向发育特征,避免了传统反演方法对于垂向发育储层识别难度高的问题。
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是本发明实施例中碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法的流程示意图;
图2是断溶体几何结构和空间分布;
图3是目标层位的等时地层格架;
图4是波阻抗反演数据体;
图5是碳酸盐岩断控储层解释模型。
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。
本发明提供一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,通过将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算的方式,避免了因为地震资料横向地层界面反射干扰性大,常规波阻抗反演方法难以体现垂向断裂带储层发育的地质规律带来的地球物理反演难度高,多解性强,储层识别结果不准确的问题。
中国深层海相碳酸盐岩储层油气资源丰富,在塔里木、鄂尔多斯、四川和渤海湾等陆上海相盆地已发现大量的石油地质资源,所探明石油储量为340×108t,然而,探明率仅为13.17%。
塔里木盆地奥陶系超深层缝洞型碳酸盐岩大油区作为重要代表,呈现连片含油趋势。盆地超深层的石油资源量为34.5×108t,天然气资源量为5.98×1012m3,分别占盆地石油和天然气资源量的46%和51%,是中国最重要的海相碳酸盐岩储层发育地之一。
为了更清晰地对本发明系统进行说明,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碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,包括:
S100,获取已知井位的原始地震资料和测井资料;
S200,基于所述原始地震资料和测井资料,通过谱整形和扩散滤波的方式,获得提频降噪后的地震资料,并进行井震标定获得时深转化关系;
在本实施例中,原始地震资料以15m×15m的道间距设计三维测网,地震信号由2ms采样间隔的地震波振幅数据点组成,总采样时长为6ms。由于本发明用于断控岩溶储层的精细识别,对于原始地震资料主频要求在50~60Hz范围内。当目的层段原始地震资料主频低于50Hz时,需要采用混合相位子波反褶积(mixed-phase wavelet estimation and maximumposteriori deconvolution)与扩散滤波(enhancing diffusion filtering)技术提高地震资料主频、扩展地震资料的有效频带范围,获得提频降噪后的地震资料;
根据标志层层位解释连续面进行三维地质格架的构建,即设定时窗为0.25ms,平行于层位顶设计地层切片,最大深度设置为距层位顶面以下1000m,据此构建等时地层格架模型;测井资料是描述不同深度段仪器探测参数的变化,而地震资料是描述地震波反射能量随地震波双程旅行时的变化关系;须通过井震标定的方式将这两种地球物理数据结合。
在本实施例中,所述提频降噪后的地震资料,其获取方法为:
地震资料提频包括:谱整形和扩散滤波;
谱整形:
步骤A100,将原始地震资料的地震记录褶积模型在频率域的表示为:
步骤A200,将所述地震记录褶积模型在频率域的表示转化为地震记录线性系统频域的表示:
步骤A300,将所述地震记录线性系统频域的表示进行反傅氏变换,获得地震记录频谱的复赛谱序列:
步骤A400,通过低通滤波器将复赛谱中的子波复赛谱序列和反射系数复赛谱序列进行分离,提取子波振幅;本步骤根据子波与反射稀疏列平滑程度的差异在复赛谱中易于区分的特性:子波能量出现于原点附近,而反射系数序列则远离原点。利用低通滤波器就可以将复赛谱中的子波与反射系数分离达到子波振幅谱提取的目的;
步骤A500,基于所述子波振幅,通过最小二乘法模拟地震子波振幅谱:
步骤A600,基于所述模拟地震子波振幅谱,获得子波最大相位分量和最小相位分量;
振幅谱的复赛谱中表示为:
步骤A700,基于所述振幅谱的复赛谱确定一组具有相同振幅谱的混合相位子波集合,调整俞氏子波参数,在保证地震子波主频完整的前提下,提升有效带宽至预设的带宽阈值,获得整形后波形数据;优选带宽阈值为50Hz;
经过谱整形后,拓展了地震数据的有效频带,高频部分得到了合理加强。在地震波形上表现为同相轴数目增多,更容易反映地震波反射信息的细节变化,并且在振幅、相位、频率方面改善了同一反射波组波形的一致性。在缝洞体地震响应上,“串珠状”反射特征尤为明显,且串珠内部形态的细节能够清晰地显示,代表了不同结构特征与充填物组合的复杂缝洞型储层地震反射,有助于后期精细地质解释。
扩散滤波:
Fhemers和Hocker与2003年首次将扩散滤波技术应用在地震资料的处理解释中。该技术不仅可以有效压制噪声,而且可以尽可能保留地震数据中的细节:如地质体边缘、断层、不整合面、尖灭等,为后续的地震解释和储层预测工作提供了可靠的地震资料,大大提高油气勘探开发的成功率。为达到衰减地震噪声,并增强地质结构特征的扩散滤波效果,寻求扩散张量是该方法最关键的步骤。
步骤A800,基于所述整形后波形数据,构建张量扩散模型:
基于所述张量扩散模型构建梯度结构张量:
其中,r表示计算半径;
结构张量的特征向量为:
步骤A900,基于所述结构张量的特征向量分别计算线状结构置信度量、面状结构置信度量和扩散张量;
所述扩散张量D为:
扩散滤波算法保留了“串珠状”反射缝洞型储层地质特征,增强了地震数据对目标地质体的成像能力。同时起到了压制噪声、提高同相轴横向连续性与地震信号的信噪比的效果。
步骤A1000,重复步骤A100-步骤A900,直至达到预设的迭代次数,获得扩散滤波结果,即为提频降噪后的地震资料。
深层碳酸盐岩储层与上覆地层的岩性差异大,根据这一地质规律将碳酸盐岩岩层顶面作为标志层。
以提频降噪后的地震资料为基础,对标志层位地震波反射同相轴进行追踪显示,获得标志层层位解释连续面。
在本实施例中,所述时深转化关系,其获取方法为:
基于每个已知井位的测井资料中的声波时差曲线和密度曲线做乘积运算获取波阻抗曲线,进而计算反射系数曲线;
以目的层段地震主频为依据构建雷克子波,将雷克子波与反射系数曲线褶积计算后,得到合成地震记录;
根据原始地震资料,通过地震波激发装置与接收装置获取原始地震波反射信号数据,并根据原始地震波反射信号数据的波形获取目的层位标志层的等时三维展布模型;
将每个钻井井位井眼处的标志层深度数据与标志层三维展布模型对应,计算合成地震记录与井旁地震道提频降噪后的地震资料的相关性,当波形相关性高于第一相关阈值时,第一相关阈值优选85%,井震标定完成,最终得出测井深度与地震反射波双程旅行时之间的时深转化关系:
本实施例中还包括将提频后的地震资料进行多尺度分解获取地震资料多尺度Bimf分量,并用以生成精确时深转化关系的步骤,具体包括:
将提频降噪后的地震资料沿“道集”方向切片,获得若干个叠前道集矩阵;
通过EMD分解的方式获取Bimf分量:
设置初始的叠前道集矩阵:
通过样条插值的方法获取最大值包络面和最小值包络面;
插值公式为:
其中,A、B和C表示插值过渡矩阵:
计算最大值包络面和最小值包络面的均值,获得中间过渡量:
迭代计算Bimf分量,直至满足终止条件:
获得地震资料多尺度Bimf分量;其中,r为预设的终止阈值;r通常取值为0.2~0.3,能够保证Bimf的数目和质量,保证其能够更好地反映波形的细节。
获取的Bimf分量的具体用法为:
将所述地震资料Bimf分量以尺度由大到小的顺序,逐步添加Bimf分量获得更新后的地震资料;
每添加一个Bimf分量获得更新后的有效地震资料计算一次更新后的合成地震记录与有效地震资料的第二相关性;
随着有效地震资料逐步添加Bimf分量,第二相关性起初呈现上升趋势,当第二相关性出现下降趋势时,取第二相关性峰值时的更新后的合成地震记录与更新后的地震,计算精确时深转化关系。通过削减小尺度Bimf分量的方式进一步降低了噪音的影响,进一步突出了断溶体纵向发育的特征。
S300,基于所述提频降噪后的地震资料,构建目标层位的等时地层格架模型,并计算断溶体几何结构和空间分布;等时地层格架模型指示地震波反射界面随地震波到时的变化关系;所述断溶体几何结构和空间分布如图2所示;
在本实施例中,所述构建目标层位的等时地层格架模型,其获取方法为:
基于所述提频降噪后的地震资料,对标志层位地震波反射同相轴进行追踪显示,获得标志层层位解释连续面;
基于所述标志层层位解释连续面,预设时窗、切片方向和最大深度,构建目标层位的等时地层格架模型。构建的等时地层格架模型如图3所示;
S400,基于所述测井资料和提频降噪后的地震资料,在所述等时地层格架模型的提供的地层趋势信息基础上,进行波形指示地震波阻抗反演获得波阻抗反演数据体;
在本实施例中,所述波阻抗反演数据体,其获取方式包括:
基于所述提频降噪后的地震资料,计算待判别地震道波形与已知井的合成地震记录的波形相关性,根据波形相关性最高的井对应的波阻抗曲线建立初始模型;在本实施例中,建立初始模型中选用的波形相关性最高的井可以为预设个数的样本井,也可以为最优样本数个样本井;
所述最优样本数,其获得方法为:
任选一样本井作为参考目标井,设定初始的样本数参量为1;
根据波形相似性原则选取数量为样本数参量的样本井标准化测井曲线的特征参数数据与参考目标井标准化测井曲线的特征参数数据进行相关性分析获得样本数参量-参考目标井曲线特征参数的相关性值;
逐1增加样本数参量,重复获取各样本数参量对应的样本数参量-参考目标井曲线特征参数的相关性值,将所有样本数参量-参考目标井曲线特征参数的相关性值连接,获得参考井曲线特征参数相关性随样本数参量变化的相关性曲线;
选取另一样本井作为参考目标井,获得多个参考井的曲线特征参数相关性随样本数参量变化的相关性曲线,将所有参考井的特征参数的相关性随样本数参量变化的相关性曲线拟合为整体相关性曲线,选取所述整体相关性曲线中相关性随样本参数增加而升高最终保持平稳处的拐点,确定最优样本数参量;
基于所述高精度的三维地震振幅数据体和等时地层格架模型,计算待测点位与样本井位的波形相关性,将所述波形相关性由大到小排序,选取最优样本数参量条地震波形相关性最高的样本井的对储层敏感的特征参数数据;基于所述相关性最高的样本井的地震波形特征数据所对应的样本井,通过井间特征参数插值方式构建初始模型;
利用白噪声满足高斯分布的规律,将测井资料中的波阻抗曲线表示为:
基于所述初始目标函数,通过最大后验估计,在目标函数中引入先验信息,获得稳定的目标函数为:
以所述稳定的目标函数作为初始模型的输入,通过马尔科夫链蒙特卡罗方法MCMC和Metropolis-Hastings抽样准则对后验概率分布抽样,不断优化初始模型的参数,选取目标函数取最大值时的解作为随机实现,取多次随机实现的均值作为期望值输出,将所述期望值输出作为波阻抗反演数据体。获得的波阻抗反演数据体如图4所示;
在本实施例中,根据稳定的目标函数获取波阻抗反演数据体,具体包括:
设M为目标空间,n为总样本数,m为马尔科夫链趋于达到平稳时的样本数;
预设一条马尔科夫链,使马尔科夫链收敛至达到平稳;
其中,n为总样本数,m表示马尔科夫链达到平稳时的样本数,k表示累加参量;
S500,基于野外地质露头资料,确定目标层位的地层密度序列;具体为:利用野外地质露头资料,确定目标层位的岩性序列,并对岩性序列进行物理性质(密度)分析,生成随深度变化的地层密度序列。
S600,基于所述时深转化关系,确认所述地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,进而根据测井资料构建地层密度模型和地层声波时差模型;
在本实施例中,所述地层密度模型和地层声波时差模型,其获取方法为:
基于所述时深转化关系,建立地层密度序列与地震波到时Tsm的关系;依据地震波到时匹配地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,得到等时地层格架模型内部的密度分布,即地层密度模型;
基于所述时深转化关系,建立测井资料中声波时差测井曲线与地震波到时Tsm的关系;依据地震波到时匹配地层声波时差与等时地层格架模型的纵向对应关系,得到等时地层格架模型内部的声波时差分布,即地层声波时差模型。
S700,基于所述地层密度模型和地层声波时差模型,计算背景地层波阻抗模型;
在本实施例中,所述背景地层波阻抗模型为:
其中,IMP为波阻抗值,DEN为密度值,vp为纵波波速。
S800,将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;
S900,基于断溶体几何结构和空间分布,在所述波阻抗异常数据体中仅保留断溶体几何轮廓对应区域的数据,获得断溶体几何结构-波阻抗模型;
在本实施例中,所述断溶体几何结构-波阻抗模型,其获方法为:
基于所述提频降噪后的地震资料计算地震信号方差属性值数据体,剔除地震信号方差值小于预设的第二阈值的区域得到断溶体轮廓;剔除所述断溶体波阻抗反演数据体在断溶体轮廓以外区域的数据,获得断溶体几何结构-波阻抗模型。
在本实施例中,所述地震信号方差属性值数据体,其计算方法为:
计算预设采样区域的采样点数据均方差:
将采样区域进行纵向和横向平移,遍历计算所有采样区域的数据均方差,获得三维方差属性体;
对所述三维方差属性体进行切片,获取方差属性数据在平面上的分布特征,将方差属性值低于总体能量均值的区域作为沉积稳定区。
本实施例中,对断溶体波阻抗数据体的能量进行统计;因为这些区域代表沉积稳定区的显示,较高特征值代表由断控溶蚀作用引起的地震资料扰动。因此对特征值低于0.62的数据进行切除。由于断溶体波阻抗数据体低能量区域剔除后还无法确定断裂带边界,需要通过地震波形能量属性进一步刻画。由提频降噪后的地震资料计算地震信号能量属性值数据体,剔除地震信号能量值小于0.8的区域得到断溶体轮廓。
S1000,对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐岩断控储层解释模型。碳酸盐岩断控储层解释模型如图5所示;
比对测井解释结果与断溶体结构-特征值模型的特征值能量数据,划定特征值大于0.82的区域为裂缝储层,划定特征值处于0.63~0.82的区域为孔洞储层,划定特征值处于0.31~0.63的区域为断裂带,划定特征值小于0.31的区域为围岩,以此作为最终的碳酸盐岩断控储层解释模型。
本发明第二实施例的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征系统,包括:资料获取模块、地震提频和井震标定模块、地层结构获取模块、波阻抗反演数据体获取模块、地层密度序列确定模块、地层声波时差模型获取模块、背景地层波阻抗模型获取模块、波阻抗异常数据体获取模块、断溶体几何结构-波阻抗模型和碳酸盐岩断控储层解释模型获取模块;
所述资料获取模块,配置为获取已知井位的原始地震资料和测井资料;
所述地震提频和井震标定模块,配置为基于所述原始地震资料和测井资料,通过谱整形和扩散滤波的方式,获得提频降噪后的地震资料,并进行井震标定获得时深转化关系;
所述地层结构获取模块,配置为基于所述提频降噪后的地震资料,构建目标层位的等时地层格架模型,并计算断溶体几何结构和空间分布;
所述波阻抗反演数据体获取模块,配置为基于所述测井资料和提频降噪后的地震资料,在所述等时地层格架模型的提供的地层趋势信息基础上,进行波形指示地震波阻抗反演获得波阻抗反演数据体;
所述地层密度序列确定模块,配置为基于野外地质露头资料,确定目标层位的地层密度序列;
所述地层声波时差模型获取模块,配置为基于所述时深转化关系,确认所述地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,进而根据测井资料构建地层密度模型和地层声波时差模型;
所述背景地层波阻抗模型获取模块,配置为基于所述地层密度模型和地层声波时差模型,计算背景地层波阻抗模型;
所述波阻抗异常数据体获取模块,配置为将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;
所述断溶体几何结构-波阻抗模型,配置为在所述波阻抗异常数据体中仅保留断溶体几何结构对应区域的数据,获得断溶体几何结构-波阻抗模型;
所述碳酸盐岩断控储层解释模型获取模块,配置为对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐岩断控储层解释模型。
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。
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)
1.一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述方法包括:
获取已知井位的原始地震资料和测井资料;
基于所述原始地震资料和测井资料,通过谱整形和扩散滤波的方式,获得提频降噪后的地震资料,并进行井震标定获得时深转化关系;
基于所述提频降噪后的地震资料,构建目标层位的等时地层格架模型,并计算断溶体几何结构和空间分布;
基于所述测井资料和提频降噪后的地震资料,在所述等时地层格架模型的提供的地层趋势信息基础上,进行波形指示地震波阻抗反演获得波阻抗反演数据体;
基于野外地质露头资料,确定目标层位的地层密度序列;
基于所述时深转化关系,确认所述地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,进而根据测井资料构建地层密度模型和地层声波时差模型;
基于所述地层密度模型和地层声波时差模型,计算背景地层波阻抗模型;
将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;
基于断溶体几何结构和空间分布,在所述波阻抗异常数据体中仅保留断溶体轮廓内的波阻抗异常数据体中的数据点,获得断溶体几何结构-波阻抗模型;
对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐岩断控储层解释模型。
2.根据权利要求1所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述提频降噪后的地震资料,其获取方法为:
步骤A100,将原始地震资料的地震记录褶积模型在频率域的表示为:
步骤A200,将所述地震记录褶积模型在频率域的表示转化为地震记录线性系统频域的表示:
步骤A300,将所述地震记录线性系统频域的表示进行反傅氏变换,获得地震记录频谱的复赛谱序列:
步骤A400,通过低通滤波器将复赛谱中的子波复赛谱序列和反射系数复赛谱序列进行分离,提取子波振幅;
步骤A500,基于所述子波振幅,通过最小二乘法模拟地震子波振幅谱:
步骤A600,基于所述模拟地震子波振幅谱,获得子波最大相位分量和最小相位分量;
振幅谱的复赛谱中表示为:
步骤A700,基于所述振幅谱的复赛谱确定一组具有相同振幅谱的混合相位子波集合,调整俞氏子波参数,在保证地震子波主频完整的前提下,提升有效带宽至预设的带宽阈值,获得整形后波形数据;
步骤A800,基于所述整形后波形数据,构建张量扩散模型:
基于所述张量扩散模型构建梯度结构张量:
其中,r表示计算半径;
结构张量的特征向量为:
步骤A900,基于所述结构张量的特征向量分别计算线状结构置信度量、面状结构置信度量和扩散张量;
所述扩散张量D为:
步骤A1000,重复步骤A100-步骤A900,直至达到预设的迭代次数,获得扩散滤波结果,即为提频降噪后的地震资料。
3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述构建目标层位的等时地层格架模型,其获取方法为:
基于所述提频降噪后的地震资料,对标志层位地震波反射同相轴进行追踪显示,获得标志层层位解释连续面;
基于所述标志层层位解释连续面,预设时窗、切片方向和最大深度,构建目标层位的等时地层格架模型。
4.根据权利要求1所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述时深转化关系,其获取方法为:
基于每个已知井位的测井资料中的声波时差曲线和密度曲线做乘积运算获取波阻抗曲线,进而计算反射系数曲线;
以目的层段地震主频为依据构建雷克子波,将雷克子波与反射系数曲线褶积计算后,得到合成地震记录;
将每个钻井井位井眼处的标志层深度数据与标志层三维展布模型对应,计算合成地震记录与井旁地震道提频降噪后的地震资料的相关性,当波形相关性高于第一相关阈值时,井震标定完成,最终得出测井深度与地震反射波双程旅行时之间的时深转化关系:
5.根据权利要求4所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述波阻抗反演数据体,其获取方式包括:
基于所述提频降噪后的地震资料,计算待判别地震道波形与已知井的合成地震记录的波形相关性,根据波形相关性高于预设阈值的井对应的波阻抗曲线建立初始模型;
利用白噪声满足高斯分布的规律,将测井资料中的波阻抗曲线表示为:
基于所述初始目标函数,通过最大后验估计,在目标函数中引入先验信息,获得稳定的目标函数为:
以所述稳定的目标函数作为初始模型的输入,通过马尔科夫链蒙特卡罗方法MCMC和Metropolis-Hastings抽样准则对后验概率分布抽样,不断优化初始模型的参数,选取目标函数取最大值时的解作为随机实现,取多次随机实现的均值作为期望值输出,将所述期望值输出作为波阻抗反演数据体。
6.根据权利要求5所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,根据稳定的目标函数获取波阻抗反演数据体,具体包括:
设M为目标空间,n为总样本数,m为马尔科夫链趋于达到平稳时的样本数;
预设一条马尔科夫链,使马尔科夫链收敛至达到平稳;
其中,n为总样本数,m表示马尔科夫链达到平稳时的样本数,k表示累加参量;
7.根据权利要求1所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述地层密度模型和地层声波时差模型,其获取方法为:
基于所述时深转化关系,建立地层密度序列与地震波到时的关系;依据地震波到时匹配地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,得到等时地层格架模型内部的密度分布,即地层密度模型;
基于所述时深转化关系,建立测井资料中声波时差测井曲线与地震波到时的关系;依据地震波到时匹配地层声波时差与等时地层格架模型的纵向对应关系,得到等时地层格架模型内部的声波时差分布,即地层声波时差模型。
9.根据权利要求1所述的碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法,其特征在于,所述断溶体几何结构-波阻抗模型,其获方法为:
基于所述提频降噪后的地震资料计算地震信号方差属性值数据体,剔除地震信号方差值小于预设的第二阈值的区域得到断溶体轮廓;保留断溶体轮廓内的波阻抗异常数据体中的数据点,获得断溶体几何结构-波阻抗模型。
10.一种碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征系统,其特征在于,所述提取与结构表征系统包括:资料获取模块、地震提频和井震标定模块、地层结构获取模块、波阻抗反演数据体获取模块、地层密度序列确定模块、地层声波时差模型获取模块、背景地层波阻抗模型获取模块、波阻抗异常数据体获取模块、断溶体几何结构-波阻抗模型和碳酸盐岩断控储层解释模型获取模块;
所述资料获取模块,配置为获取已知井位的原始地震资料和测井资料;
所述地震提频和井震标定模块,配置为基于所述原始地震资料和测井资料,通过谱整形和扩散滤波的方式,获得提频降噪后的地震资料,并进行井震标定获得时深转化关系;
所述地层结构获取模块,配置为基于所述提频降噪后的地震资料,构建目标层位的等时地层格架模型,并计算断溶体几何结构和空间分布;
所述波阻抗反演数据体获取模块,配置为基于所述测井资料和提频降噪后的地震资料,在所述等时地层格架模型提供的地层趋势信息基础上,进行波形指示地震波阻抗反演获得波阻抗反演数据体;
所述地层密度序列确定模块,配置为基于野外地质露头资料,确定目标层位的地层密度序列;
所述地层声波时差模型获取模块,配置为基于所述时深转化关系,确认所述地层密度序列与等时地层格架模型的纵向对应关系,进而根据测井资料构建地层密度模型和地层声波时差模型;
所述背景地层波阻抗模型获取模块,配置为基于所述地层密度模型和地层声波时差模型,计算背景地层波阻抗模型;
所述波阻抗异常数据体获取模块,配置为将所述背景地层波阻抗模型与波阻抗反演数据体进行做差运算,获得波阻抗异常数据体;
所述断溶体几何结构-波阻抗模型,配置为基于断溶体几何结构和空间分布,在所述波阻抗异常数据体中仅保留断溶体轮廓内的波阻抗异常数据体中的数据点,获得断溶体几何结构-波阻抗模型;
所述碳酸盐岩断控储层解释模型获取模块,配置为对比所述断溶体几何结构-波阻抗模型与已知井位中的断溶体井位的测井解释结果,划定孔洞储层特征值区间、断裂带特征值区间和围岩特征值区间,获得碳酸盐岩断控储层解释模型。
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李建华等: "基于井间地震资料的储层精细描述方法", 《石油地球物理勘探》 * |
韩革华等: "塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层预测技术", 《石油与天然气地质》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116299701A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-06-23 | 北京阳光吉澳能源技术有限公司 | 断溶体储层识别方法、装置及电子设备 |
CN116299701B (zh) * | 2023-02-23 | 2024-02-13 | 北京阳光吉澳能源技术有限公司 | 断溶体储层识别方法、装置及电子设备 |
CN117094233A (zh) * | 2023-10-19 | 2023-11-21 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 深地油气精准导航三维速度场高精度建模方法与系统 |
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CN117908128A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-19 | 成都星辉科瑞科技有限责任公司 | 一种波数域优势频带识别岩性体断溶体边界的检测方法 |
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