CN116009094A - 一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，本方法是对现有技术综合运用于创新，通过地质模型与地震预测方法的充分结合，利用地质预测模型的约束，降低地震预测手段的多解性，解决了单一地质或者地震预测方法的局限性，提高丘滩体平面分布预测精度，可以更好的运用于丘滩体储层的勘探开发；传统方法着眼于全频带数据体内的常规属性刻画，预测的丘滩体精度有限，基于地震数据的高频和低频信息的分频属性能够精细刻画丘滩体的边界范围，同时也能有效提高丘滩体细节的刻画精度。

Description

一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法

技术领域

本发明属于石油勘探与开发领域，具体涉及种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法。

背景技术

由菌藻类微生物捕获与黏结碎屑沉积物所形成的微生物岩和与其有关的颗粒岩构成的碳酸盐岩建隆称为微生物丘滩复合体(简称丘滩体)，作为重要的新型油气资源载体，在全球油气勘探实践中亦展示出巨大勘探潜力，并因其特殊的沉积特征和成储过程成为当前研究的热点。

目前碳酸盐岩丘滩体地震预测方法主要是基于常规地震资料，采用地震反射几何结构、地震属性、地震反演等方法，但这些方法比较依赖地震资料的品质，同时由于碳酸盐岩丘滩体普遍埋藏深、地震资料品质差，且缺乏合适的地质模型指导，利用地震资料解释丘滩体分布可靠性偏低，制约着丘滩体分布预测结果的精确性。为此我们发明了一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明为了解决背景技术中存在的问题，目的在于提供了一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，对现有技术中存在的问题进行完善。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，所述方法包括：

S1：通过加载到地震解释工区内的钻井测井资料，结合加载到地震解释工区内的岩心和薄片资料以及野外露头资料，进行单井层序划分，建立层序地层格架；

S2、对钻井测井资料，利用声波和密度曲线计算合成地震记录后，利用地层分层数据进行井震精细标定，得到时深关系，利用时深关系建立区域地震格架剖面后，精细追踪解释全区三维地震层位；

S3、基于钻井测井资料和野外露头资料以及取芯资料和建立的层序地层格架，确定研究区丘滩体的规模级次、岩石物理参数及纵横向分布规律，建立丘滩体地质预测模型；

S4、基于建立的丘滩体地质预测模型，进行地震正演模拟，获取地震正演模拟结果；

S5、将地震正演模拟结果进行地震分频处理，确定在不同频带下不同规模丘滩体的地震反射特征，基于地震反射特征，建立研究区丘滩体的地震响应模式，基于地震响应模式，匹配不同规模丘滩体对应的最优识别频率；

S6、获取的研究区地震资料主频及有效频宽，对三维叠后地震数据资料进行地震分频处理，获得与步骤S5中所得最优识别频率为准的多个单频带数据体；

S7、基于全区三维地震层位，针对不同频率的各个单频带数据体进行属性提取及算法优选，得到优选的分频属性和层序地层厚度；

S8、将实钻井钻遇丘滩体情况及与丘滩体发育有关的数据与优选的分频属性和层序地层厚度进行匹配统计相关性后，建立分频属性与丘滩体之间的转换关系；

S9、剔除分频属性中的异常值，基于步骤S8所建立的分频属性与丘滩体之间的转换关系，融合分频属性用以刻画研究区丘滩体的平面展布。

进一步，在步骤S1之前，所述方法还包括：

获取研究区内基础资料；所述基础资料包括：野外露头资料、取芯资料、钻井测井资料、地层分层数据和三维叠后地震数据资料；

把研究区内基础资料，加载到地震解释工区内，并对加载到地震解释工区内的三维叠后地震数据进行频谱分析，获取研究区地震资料主频及有效频宽。

进一步，在所述步骤S4中，在正演模拟时，确保激发参数与三维地震数据体参数保持一致，主要包括：主频、有效频宽信息；同时，正演模拟需使用带通子波，子波主频和频宽与地震数据体参数保持一致，正演模拟结果即模拟剖面需与过实钻井地震剖面作对比，分析正演模拟效果，优化调整模型参数。

进一步，在步骤S5和S6中，地震分频方法采用基于匹配追踪算法的分频技术，所述匹配追踪算法将任意信号分解为一组基函数的线性展开，为一种处理高度不平稳信号的技术手段；在构建的超完备子波库D中迭代搜寻最逼近残差信号的子波信号,并逐步将原始地震信号分解成多个匹配子波的最优线性叠加，以选定的频率f₀作为中心频率，利用频带范围为[(f₀-Δf),(f₀+Δf)]的时频谱重构地震数据，得到分频地震数据体。

进一步，在步骤S7中，低频体用于大规模丘滩体的相带边界刻画，高频体用于小规模丘滩体及内部细节的雕刻；针对大规模丘滩体的相带边界刻画使用均方根振幅属性；针对小规模丘滩体及内部细节的雕刻使用波形聚类属性。

进一步，在所述S8中，根据地震属性，确定丘滩体沉积相类型属于欠定问题，在实际应用中需加入约束条件，利用实钻井资料作为约束条件；针对钻遇丘滩体的取芯井，利用其地质研究成果及与之对应的测井相标定对应的属性类型，建立二者间的对应关系并递推于无井区域，将地震相转换成沉积相，进而达到精细刻画区内丘滩体平面展布特征的目的。

进一步，所述S9中，剔除由于资料原因所造成的属性异常值，针对三维资料非满覆盖区或者断裂破碎带，资料品质较差，提取的属性值往往存在异常点，结合实际情况，剔除异常值成图，最后完成丘滩体的精细雕刻。

有益效果：

(1)本方法是对现有技术综合运用于创新，通过地质模型与地震预测方法的充分结合，利用地质预测模型的约束，降低地震预测手段的多解性，解决了单一地质或者地震预测方法的局限性，提高丘滩体平面分布预测精度，可以更好的运用于丘滩体储层的勘探开发。

(2)传统方法着眼于全频带数据体内的常规属性刻画，预测的丘滩体精度有限，基于地震数据的高频和低频信息的分频属性能够精细刻画丘滩体的边界范围，同时也能有效提高丘滩体细节的刻画精度。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明实施例中研究区三维地震资料频谱分析图；

图3是本发明实施例中研究区层序地层格架及地震格架剖面；

图4是本发明实施例中蓬探1井合成记录标定图；

图5是本发明实施例中研究区连井沉积相对比图；

图6是本发明实施例中丘滩体地质预测模型；

图7是本发明实施例中丘滩体正演模拟结果及其分频窄带振幅剖面。

图8是本发明实施例中研究区灯二上亚段RMS振幅平面图(20hz分频振幅体)；

图9是本发明实施例中研究区灯二上亚段波形聚类属性图(40hz分频振幅体)；

图10是本发明实施例中研究区灯二上亚段地层厚度图；

图11是本发明实施例中研究区灯二上亚段丘滩体平面展布图。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1：

一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，包括以下步骤：

S1、基础资料收集：收集研究区内相关资料，资料包括：区调资料、野外露头资料、取芯资料、常规测井曲线、井斜数据，地层分层数据、三维叠后地震数据等资料；

S2、建立地震解释工区，加载三维地震数据，井头数据，井斜数据，分层数据，测井曲线，测井解释成果数据，同时对研究区三维地震数据进行频谱分析，获取研究区地震资料主频及有效频宽。

S3、结合研究区内野外露头、岩心、薄片、测井等资料，明确目的层段层序界面特征，进行单井层序划分，建立层序地层格架；

S4、利用声波和密度曲线计算合成地震记录，进行井震精细标定，建立区域地震格架剖面，进行全区三维地震精细解释；

S5、基于实钻井数据和野外露头资料以及岩心薄片资料，开展研究区目的层段丘滩体特征研究，分析统计研究区丘滩体的规模级次、岩石物理参数及纵横向分布规律，建立丘滩体地质预测模型；

S6、基于上述理论模型，进行地震正演模拟，其中正演激发参数参照实际地震数据体参数进行设置；

S7、分析地震正演模拟结果，总结丘滩体的地震响应特征，同时，将正演模拟地震数据道进行地震分频处理，探讨在不同频带下不同规模丘滩体的地震反射特征，建立研究区丘滩体的地震响应模式，同时匹配不同规模丘滩体对应的最优识别频率；

S8、在原始地震数据体有效频宽范围内对地震数据体进行地震分频处理，获得与步骤S7中所得最优响应频率为准的多个单频带数据体；

S9、针对不同频率的各个分频体进行属性提取及算法优选；

S10、对步骤S9中优选的分频属性和层序地层厚度进行分析，将实钻井钻遇丘滩体情况及与丘滩体发育有关的数据与井点属性值进行匹配统计相关性，建立分频属性与丘滩体之间的转换关系；

S11、剔除由于资料原因所造成的分频属性异常值，对分频属性进行融合刻画研究区丘滩体平面展布。

进一步地，所述S4中，井震精细标定过程中需使用从井旁道提取的地震子波进行标定，以提高标定相关性和时深关系的精度。

进一步地，所述S4中，地震层位精细前应先确定各层序界面的地震反射特征，依据目的层面地震反射特征，在井点联井地震标定剖面上，首先确定层位解释方案，再按测网密度128→64→32→16→8→4→2依次加密解释，最终完成目的层顶底界面精细追踪。具体层位解释原则如下：(1)井点控制区主要采用井震结合解释原则；(2)地震同相轴强反射区主要采用地震层反射连续性自动追踪解释原则；(3)地震同相轴弱反射区主要采用上下地层产状关系解释原则，自动与手动交替解释确保解释精度；(4)局部地震反射杂乱区域主要采用时间厚度保持协调解释原则。

进一步地，所述S5中，丘滩体地质预测模型需依据实钻井资料设计参数，其中，岩石物理参数包括：各层序地层的厚度、平均速度、平均密度以及丘滩体的厚度、速度及密度；同时，模型中丘滩体叠置关系和规模大小要与野外露头、实钻井实测参数保持一致。

进一步地，所述S6中，正演模拟要尽可能的保证激发参数与三维地震数据体参数保持一致，主要包括：主频、有效频宽等信息。同时，正演模拟需使用带宽子波，子波主频和频宽与地震数据体参数保持一致。正演模拟结果(模拟剖面)需要与过实钻井地震剖面作对比，分析正演模拟效果，优化调整模型参数。

进一步地，所述S7、S8中，地震分频方法建议使用基于匹配追踪算法的分频技术，匹配追踪算法实质是将任意信号分解为一组基函数的线性展开，是一种处理高度不平稳信号的手段。在构建的超完备子波库D中迭代搜寻最逼近残差信号的子波信号,并逐步将原始地震信号分解成多个匹配子波的最优线性叠加，以选定的频率f₀作为中心频率，利用频带范围为[(f₀-Δf),(f₀+Δf)]的时频谱重构地震数据，得到分频地震数据体。

进一步地，所述S9中，分频属性提取及算法优选中，建议低频体用于大规模丘滩体的相带边界刻画，高频体用于小规模丘滩体及内部细节的雕刻。针对大规模丘滩体的相带边界刻画可使用均方根振幅属性；针对小规模丘滩体及内部细节的雕刻可使用波形聚类属性，在碳酸盐岩地层中，由于滩相建隆而导致地层隆坳相间，地层厚度变化相对较大，陆表海碳酸盐岩台地沉积环境中，等时格架下，丘滩体沉积速率高于台地内其它微相区，建隆使得地层厚度差异得到强化，因此，地层厚度也可作为丘滩体细节雕刻的手段；与波形聚类属性共同雕刻丘滩体细节更为精确。上述各类属性所开时窗均以目的层内丘滩体顶底为宜。

进一步地，所述S10中，由地震属性分析确定沉积相类型(丘滩体)属于欠定问题，实际分析结果多解性强，实际应用中需要加入约束条件，发明者建议利用实钻井资料作为约束条件：针对钻遇丘滩体的取芯井，利用其的地质研究成果及与之对应的测井相标定对应的属性类型(地震相)，建立二者间的对应关系并递推于无井区域，将地震相转换成沉积相，进而达到精细刻画区内丘滩体平面展布特征的目的。

进一步地，所述S11中，剔除由于资料原因所造成的属性异常值，针对三维资料非满覆盖区或者断裂破碎带，资料品质较差，提取的属性值往往存在异常点，需结合实际情况，剔除异常值成图，最后完成丘滩体的精细雕刻。

实施例2

该实施例为四川盆地中部蓬莱地区震旦系灯影组二段丘滩体分布研究。

如图1所示，一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，包括以下步骤：

S1、基础资料收集：收集研究区内相关资料，资料包括：区调资料、野外露头资料、取芯资料、常规测井曲线、井斜数据，地层分层数据、三维叠后地震数据等资料；

S2、建立地震解释工区，加载三维地震数据，井头数据，井斜数据，分层数据，测井曲线，测井解释成果数据，同时对研究区三维地震数据进行频谱分析，获取研究区地震资料主频及有效频宽(图2为地震资料频谱分析结果，地震资料主频为30hz，有效频带5-60hz)。

其中，该研究区内地震数据为高磨三维叠后地震数据，钻井包括蓬探1井、蓬探101井、蓬探102井、蓬探103井。

S3、结合研究区内野外露头、岩心、薄片、测井等资料，明确目的层段层序界面特征，进行单井层序划分，建立层序地层格架；

具体地，通过区内实钻井测井资料(包含测井曲线和成像测井图)，结合岩心和薄片等资料的观察以及野外露头资料，将研究区灯二段划分为两个三级层序(即灯二上亚段和灯二下亚段)。SQ1与SQ2的界限为典型的II型层序界面，界面之下为微生物凝块云岩，粘结颗粒云岩等，界面之上往往表现为快速海侵形成的泥晶云岩或泥质云岩。常规测井曲线上，GR有箱状低值向微齿状低值过渡，由于其SQ1高位域顶部常常伴随储层发育，电阻率常从低值向高值转化，声波时差由高值向低值过渡。地震上该界面常常标定在波谷处(图3研究区层序地层格架及地震格架剖面)。

S4、利用声波和密度曲线计算合成地震记录，进行井震精细标定，建立区域地震格架剖面，进行全区三维地震精细解释；

具体地，通过LandMark软件的井-震标定模块开展区内井-震精细标定，合成地震记录制作过程中选取声波和密度曲线，同时以井点为中心，半径为10个地震道，提取地震子波，子波提取的时窗长度为1500毫秒，保证时窗包含目的层段，合成记录相关性高于0.8(图4为蓬探1井的合成记录标定结果)；最后，通过井-震标定确定层序界面与地震反射同相轴的对应关系，灯二段顶界面标定于波峰处，灯二段底界面和灯二上亚段底界均标定于波谷处，在研究区范围内稳定可连续追踪，从而进一步开展三个地震层位的精细解释。

S5、基于实钻井数据和野外露头资料以及岩心薄片资料，开展研究区目的层段灯二段丘滩体特征研究(图5为研究区丘滩体纵横向展布特征)，分析统计研究区丘滩体的规模级次、岩石物理参数及纵横向分布规律，建立丘滩体地质预测模型(图6)；

S6、基于上述理论模型(图6)，进行地震正演模拟，其中正演激发参数参照实际地震数据体参数进行设置；具体地，利用波动方程法进行正演模拟，子波选取带通子波，主频为30hz，带宽为5-60hz。

S7、分析地震正演模拟结果，总结丘滩体的地震响应特征，同时，将正演模拟地震数据道进行地震分频处理，探讨在不同频带下不同规模丘滩体的地震反射特征，建立研究区丘滩体的地震响应模式，同时优选不同规模丘滩体对应的最优识别频率；

其中，基于带通子波主频和频宽数值范围，利用匹配追踪算法对正演模拟结果进行分频处理，将其以10hz为步长分解为5个窄带振幅体(10hz、20hz、30hz、40hz、50hz)，并结合地质认识和丘滩体特征，优选不同规模丘滩体对应的最优识别频率，分别为20hz，40hz。图7为正演模拟结果及其窄带振幅剖面。

S8、在原始地震数据体有效频宽范围内对地震数据体进行地震分频处理，获得与步骤S7中所得最优响应频率为准的多个单频带数据体(具体分解为20hz及40hz窄带振幅体)；

S9、针对不同频率的各个分频体进行属性提取及算法优选；

具体地，针对20hz分频地震数据体，计算目的层段的均方根振幅属性(图8)，针对40hz分频地震数据体，计算目的层段的波形聚类属性(图9)。另外，在碳酸盐岩地层中，由于滩相建隆而导致地层隆坳相间，地层厚度变化相对较大，陆表海碳酸盐岩台地沉积环境中，等时格架下，丘滩体沉积速率高于台地内其它微相区，建隆使得地层厚度差异得到强化，因此，地层厚度也可作为丘滩体细节雕刻的手段；与波形聚类属性共同雕刻丘滩体细节更为精确。图10为灯二上亚段地层厚度图。

S10、对步骤S9中优选的分频属性和层序地层厚度进行分析，将实钻井钻遇丘滩体情况及与丘滩体发育有关的数据与井点属性值进行匹配统计相关性，建立分频属性与丘滩体之间的转换关系；

S11、剔除由于资料原因所造成的分频属性异常值，对分频属性进行融合刻画研究区丘滩体平面展布，图11为研究区丘滩体平面展布图。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：通过加载到地震解释工区内的钻井测井资料，结合加载到地震解释工区内的岩心和薄片资料以及野外露头资料，进行单井层序划分，建立层序地层格架；

S2、对钻井测井资料，利用声波和密度曲线计算合成地震记录后，利用地层分层数据进行井震精细标定，得到时深关系，利用时深关系建立区域地震格架剖面后，精细追踪解释全区三维地震层位；

S3、基于钻井测井资料和野外露头资料以及取芯资料和建立的层序地层格架，确定研究区丘滩体的规模级次、岩石物理参数及纵横向分布规律，建立丘滩体地质预测模型；

S4、基于建立的丘滩体地质预测模型，进行地震正演模拟，获取地震正演模拟结果；

S5、将地震正演模拟结果进行地震分频处理，确定在不同频带下不同规模丘滩体的地震反射特征，基于地震反射特征，建立研究区丘滩体的地震响应模式，基于地震响应模式，匹配不同规模丘滩体对应的最优识别频率；

S6、获取的研究区地震资料主频及有效频宽，对三维叠后地震数据资料进行地震分频处理，获得与步骤S5中所得最优识别频率为准的多个单频带数据体；

S7、基于全区三维地震层位，针对不同频率的各个单频带数据体进行属性提取及算法优选，得到优选的分频属性和层序地层厚度；

S8、将实钻井钻遇丘滩体情况及与丘滩体发育有关的数据与优选的分频属性和层序地层厚度进行匹配统计相关性后，建立分频属性与丘滩体之间的转换关系；

S9、剔除分频属性中的异常值，基于步骤S8所建立的分频属性与丘滩体之间的转换关系，融合分频属性用以刻画研究区丘滩体的平面展布。

2.根据权利要求1所述的一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，在步骤S1之前，所述方法还包括：

获取研究区内基础资料；所述基础资料包括：野外露头资料、取芯资料、钻井测井资料、地层分层数据和三维叠后地震数据资料；

把研究区内基础资料，加载到地震解释工区内，并对加载到地震解释工区内的三维叠后地震数据进行频谱分析，获取研究区地震资料主频及有效频宽。

3.根据权利要求1所述的一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在正演模拟时，确保激发参数与三维地震数据体参数保持一致，主要包括：主频、有效频宽信息；同时，正演模拟需使用带通子波，子波主频和频宽与地震数据体参数保持一致，正演模拟结果即模拟剖面需与过实钻井地震剖面作对比，分析正演模拟效果，优化调整模型参数。

4.根据权利要求1所述的一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，在步骤S5和S6中，地震分频方法采用基于匹配追踪算法的分频技术，所述匹配追踪算法将任意信号分解为一组基函数的线性展开，为一种处理高度不平稳信号的技术手段；在构建的超完备子波库D中迭代搜寻最逼近残差信号的子波信号,并逐步将原始地震信号分解成多个匹配子波的最优线性叠加，以选定的频率f₀作为中心频率，利用频带范围为[(f₀-Δf),(f₀+Δf)]的时频谱重构地震数据，得到分频地震数据体。

5.根据权利要求1所述的一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，在步骤S7中，低频体用于大规模丘滩体的相带边界刻画，高频体用于小规模丘滩体及内部细节的雕刻；针对大规模丘滩体的相带边界刻画使用均方根振幅属性；针对小规模丘滩体及内部细节的雕刻使用波形聚类属性。

6.根据权利要求1所述的一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，在所述S8中，根据地震属性，确定丘滩体沉积相类型属于欠定问题，在实际应用中需加入约束条件，利用实钻井资料作为约束条件；针对钻遇丘滩体的取芯井，利用其地质研究成果及与之对应的测井相标定对应的属性类型，建立二者间的对应关系并递推于无井区域，将地震相转换成沉积相，进而达到精细刻画区内丘滩体平面展布特征的目的。

7.根据权利要求1所述的一种基于分频属性的超深层碳酸盐岩丘滩体刻画方法，其特征在于，所述S9中，剔除由于资料原因所造成的属性异常值，针对三维资料非满覆盖区或者断裂破碎带，资料品质较差，提取的属性值往往存在异常点，结合实际情况，剔除异常值成图，最后完成丘滩体的精细雕刻。

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