CN116400414A - 一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法及系统，其包括：将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。本发明能充分利用三维地震资料开展地层应力方向表征，有效降低了构造应变应力方位的不确定性，同时提高了构造应变应力方位的预测效率。本发明可以在海上油田开发地质研究领域中广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上油田开发地质研究技术领域，特别是关于一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法及系统。
背景技术
随着油气田勘探开发程度的加深，低渗透油气藏已成为中国油气勘探开发的重要领域。低渗透油气藏的研究重点主要集中在地质“甜点”和工程“甜点”两个方面，其中，地应力的研究是工程“甜点”的重点，包括应力大小及应力方向，直接关系到开发水平压裂井的部署，是储层改造提高单井产能，实现低渗油气田经济有效开发的重点。
目前地应力的研究主要是采用通过叠前反演获取地下岩层密度、纵波速度、横波速度等参数，进而依据运动学、力学理论求取杨氏模量、泊松比、剪切模量和体积模量等岩层弹性参数，并通过动静态模量转化将室内力学试验数据、测井数据与地震数据进行高效耦合，最终实现对目标储层的各项力学参数的三维刻画。但这些方法往往工作量较大、耗时长。此外，现有技术主要基于反演数据和实测井数据开展相关分析，基础数据的丰富程度也在一定程度上影响应力分析结果。然而，对于海上低渗油气田而言面临井网稀疏、埋藏深度较大，实测井数据资料缺乏或缺失，利用现有的地应力分析技术难以满足海上低渗压裂开发对地应力预测精度的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法及系统，其能充分利用三维地震资料开展地层应力方向表征。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其包括：将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。
进一步，将叠后三维地震数据进行优化处理，包括：
将地震数据分解为不同频带地震数据，明确地震有效低频、主频、有效高频和高频噪音频带；
将分解为不同频带地震数据的三维地震资料进行降噪处理，获得初始优化地震数据；
对初始优化地震数据进行拓频优化处理，获得最终的优化地震数据。
进一步，地震数据分解采用频谱分解方法，降噪处理采用中值滤波方法，拓频优化采用谱均衡方法。
进一步，基于井震标定结果求取目的层精细构造面，包括：
依据获取的优化地震数据，基于测井、三维地震数据进行精细井震标定，明确目的层地震反射特征；
基于井震标定结果和剖平互动，进行目的层预设大小网格的高密度精细构造解释，获取构造面三维网格数据；
对目的层高密度精细构造解释三维网格数据求取目的层构造面。
进一步，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类，包括：
依据获取的高精度构造面提取构造面最大曲率属性，获取目的层构造应变数据；
基于最大曲率属性分别设置阈值，以分别提取构造正向应变和构造负向应变属性数据。
进一步，提取并优化目的层构造应变方位角，包括：
依据获取的正向构造应变和负向构造应变属性数据，分别提取正向构造应变和负向构造应变方位角属性，获取各自应变方位角数据；
对两类方位角信息进行线性处理，得到其构造应变初始应变方位角数据；
依据初始应变方位角数据，设置阈值，提取代表两类构造应变方位信息的特征曲线，得到初始构造应变方位角数据；
依据初始构造应变方位角数据，结合区域构造应力特征优化初始构造应变方位，消除异常数据，获得最终的两类构造应变方位数据。
进一步，对目的层地层应力方向进行定量表征，包括：
依据获取的构造应变方位数据，对两类构造应变方位数据进行叠合显示；
依据获取的两类构造应变方位叠合数据统计目的层不同部位的构造应变方位数据；
依据方位角统计结果，制作目的层构造应变方位玫瑰花图，得到最终的目的层地应力方位数据。
一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征系统，其包括：优化模块，将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；构造分类模块，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；定量表征模块，根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。
一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明利用高精度三维地震数据，井震结合，追踪解释目的层构造顶面，通过求取构造面最大曲率属性获取不同类型构造面曲率特征。在此基础上，通过曲率面方位角求取、方位信息线性表征及优化、构造应力方位玫瑰花图，综合考虑分析，对目的层构造应变方位进行定量表征，进而指导开发水平压裂井的部署，为地下低渗油气田的高效开发及方案调整提供重要的技术支撑。
2、本发明采用井震结合的分析方法，充分利用丰富的三维地震信息约束构造应变应力方位定量表征，弥补了海上稀疏井网条件下以井及叠前反演信息为主开展构造应变应力方位分析方法的不足，有效降低了构造应变应力方位的不确定性，同时提高了构造应变应力方位的预测效率。
附图说明
图1是本发明实施例中基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法流程图；
图2是本发明实施例中三维地震数据优化前后地震频谱特征示意图；
图3是本发明实施例中目的层构造正向应变和构造负向应变平面示意图；
图4是本发明实施例中目的层构造正向应变和构造负向应变方位平面示意图；
图5是本发明实施例中目的层构造应变方位角玫瑰花示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了解决现有的地应力分析技术难以满足海上低渗压裂开发对地应力预测精度的要求的问题，本发明充分利用三维地震数据和已钻井数据建立一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法及系统，包括以下步骤：叠后三维地震数据优化处理；根据所述优化后的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；根据所述目的层精细构造面，求取目的层构造应变，并对应变分类；根据所述目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角；根据所述目的层构造应变方位角，对目的层地层应力方向进行定量表征。本发明采用井-震结合的分析方法，充分利用丰富的三维地震信息约束构造应变应力方位定量表征，弥补了海上稀疏井网条件下以井及叠前反演信息为主开展构造应变应力方位分析方法的不足，有效降低了构造应变应力方位的不确定性，同时提高了构造应变应力方位的预测效率，指导水平开发井网部署及优化，为地下低渗油气藏的高效开发及方案调整提供重要的技术支撑。
在本发明的一个实施例中，提供一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法。本实施例中，如图1所示，该方法包括以下步骤：
1)将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；
2)根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；
3)根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。
上述步骤1)中，将叠后三维地震数据进行优化处理，包括以下步骤：
1.1.1)基于3D地震数据，将地震数据分解为不同频带地震数据，明确地震有效低频、主频、有效高频和高频噪音频带；
本实施例中，地震数据分解采用频谱分解方法；
1.1.2)将分解为不同频带地震数据的三维地震资料进行降噪处理，获得初始优化地震数据；
本实施例中，降噪处理采用中值滤波方法；
1.1.3)对初始优化地震数据进行拓频优化处理，获得最终的优化地震数据；
本实施例中，拓频优化采用谱均衡方法。
具体的，如图2所示，3D地震处理前有效低频带为5～10Hz，有效高频带为60～80Hz，主频为25Hz，大于80Hz以高频噪音为主；优化处理后地震频宽和处理前基本保持不变，地震主频获得提高，为35Hz。
上述步骤1)中，基于井震标定结果求取目的层精细构造面，包括以下步骤：
1.2.1)依据获取的优化地震数据，基于测井、三维地震数据进行精细井震标定，明确目的层地震反射特征；
1.2.2)基于井震标定结果和剖平互动，进行目的层预设大小网格的高密度精细构造解释，获取构造面三维网格数据；
本实施例中，优选的预设大小网格为：5*5网格；
1.2.3)对目的层高密度精细构造解释三维网格数据求取目的层构造面。
上述步骤2)中，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类，包括以下步骤：
2.1)依据获取的高精度构造面提取构造面最大曲率属性，获取目的层构造应变数据；
2.2)基于最大曲率属性分别设置阈值，以分别提取构造正向应变和构造负向应变属性数据。
具体的，如图3所示，正向应变、负向应变交替出现，构造应变在中西部较强。
上述步骤3)中，提取并优化目的层构造应变方位角，包括以下步骤：
3.1.1)依据获取的正向构造应变和负向构造应变属性数据，分别提取正向构造应变和负向构造应变方位角属性，获取各自应变方位角数据；
3.1.2)对两类方位角信息进行线性处理，得到其构造应变初始应变方位角数据；
3.1.3)依据初始应变方位角数据，设置阈值，提取代表两类构造应变方位信息的特征曲线，得到初始构造应变方位角数据；
3.1.4)依据初始构造应变方位角数据，结合区域构造应力特征优化初始构造应变方位，消除异常数据，获得最终的两类构造应变方位数据。
具体的，如图4所示，目的层构造正向应变、构造负向应变方位趋势整体一致，为北西-南东向到近东西向。
上述步骤3)中，对目的层地层应力方向进行定量表征，包括以下步骤：
3.2.1)依据获取的构造应变方位数据，对两类构造应变方位数据进行叠合显示；
3.2.2)依据获取的两类构造应变方位叠合数据统计目的层不同部位的构造应变方位数据；
3.2.3)依据方位角统计结果，制作目的层构造应变方位玫瑰花图，得到最终的目的层地应力方位数据。
具体的，如图5所示，目的层构造应变预测方位角范围为N120°～135°E，与井上岩心实测最大应力方向(N120°E)趋势一致。
在本发明的一个实施例中，提供一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征系统，其包括：
优化模块，将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；
构造分类模块，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；
定量表征模块，根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。
上述实施例中，将叠后三维地震数据进行优化处理，包括：
将地震数据分解为不同频带地震数据，明确地震有效低频、主频、有效高频和高频噪音频带；
将分解为不同频带地震数据的三维地震资料进行降噪处理，获得初始优化地震数据；
对初始优化地震数据进行拓频优化处理，获得最终的优化地震数据。
上述实施例中，地震数据分解采用频谱分解方法，降噪处理采用中值滤波方法，拓频优化采用谱均衡方法。
上述实施例中，基于井震标定结果求取目的层精细构造面，包括：
依据获取的优化地震数据，基于测井、三维地震数据进行精细井震标定，明确目的层地震反射特征；
基于井震标定结果和剖平互动，进行目的层预设大小网格的高密度精细构造解释，获取构造面三维网格数据；
对目的层高密度精细构造解释三维网格数据求取目的层构造面。
上述实施例中，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类，包括：
依据获取的高精度构造面提取构造面最大曲率属性，获取目的层构造应变数据；
基于最大曲率属性分别设置阈值，以分别提取构造正向应变和构造负向应变属性数据。
上述实施例中，提取并优化目的层构造应变方位角，包括：
依据获取的正向构造应变和负向构造应变属性数据，分别提取正向构造应变和负向构造应变方位角属性，获取各自应变方位角数据；
对两类方位角信息进行线性处理，得到其构造应变初始应变方位角数据；
依据初始应变方位角数据，设置阈值，提取代表两类构造应变方位信息的特征曲线，得到初始构造应变方位角数据；
依据初始构造应变方位角数据，结合区域构造应力特征优化初始构造应变方位，消除异常数据，获得最终的两类构造应变方位数据。
上述实施例中，对目的层地层应力方向进行定量表征，包括：
依据获取的构造应变方位数据，对两类构造应变方位数据进行叠合显示；
依据获取的两类构造应变方位叠合数据统计目的层不同部位的构造应变方位数据；
依据方位角统计结果，制作目的层构造应变方位玫瑰花图，得到最终的目的层地应力方位数据。
本实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
本发明一实施例中提供的计算设备结构示意图，该计算设备可以是终端，其可以包括：处理器(processor)、通信接口(Communications Interface)、存储器(memory)、显示屏和输入装置。其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信。该处理器用于提供计算和控制能力。该存储器包括非易失性存储介质、内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法；该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、管理商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。处理器可以调用存储器中的逻辑指令。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的一个实施例中，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。
在本发明的一个实施例中，提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储服务器指令，该计算机指令使计算机执行上述各实施例提供的方法。
上述实施例提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，包括：
将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；
根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；
根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。
2.如权利要求1所述基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，将叠后三维地震数据进行优化处理，包括：
将地震数据分解为不同频带地震数据，明确地震有效低频、主频、有效高频和高频噪音频带；
将分解为不同频带地震数据的三维地震资料进行降噪处理，获得初始优化地震数据；
对初始优化地震数据进行拓频优化处理，获得最终的优化地震数据。
3.如权利要求2所述基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，地震数据分解采用频谱分解方法，降噪处理采用中值滤波方法，拓频优化采用谱均衡方法。
4.如权利要求1所述基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，基于井震标定结果求取目的层精细构造面，包括：
依据获取的优化地震数据，基于测井、三维地震数据进行精细井震标定，明确目的层地震反射特征；
基于井震标定结果和剖平互动，进行目的层预设大小网格的高密度精细构造解释，获取构造面三维网格数据；
对目的层高密度精细构造解释三维网格数据求取目的层构造面。
5.如权利要求1所述基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类，包括：
依据获取的高精度构造面提取构造面最大曲率属性，获取目的层构造应变数据；
基于最大曲率属性分别设置阈值，以分别提取构造正向应变和构造负向应变属性数据。
6.如权利要求1所述基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，提取并优化目的层构造应变方位角，包括：
依据获取的正向构造应变和负向构造应变属性数据，分别提取正向构造应变和负向构造应变方位角属性，获取各自应变方位角数据；
对两类方位角信息进行线性处理，得到其构造应变初始应变方位角数据；
依据初始应变方位角数据，设置阈值，提取代表两类构造应变方位信息的特征曲线，得到初始构造应变方位角数据；
依据初始构造应变方位角数据，结合区域构造应力特征优化初始构造应变方位，消除异常数据，获得最终的两类构造应变方位数据。
7.如权利要求1所述基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法，其特征在于，对目的层地层应力方向进行定量表征，包括：
依据获取的构造应变方位数据，对两类构造应变方位数据进行叠合显示；
依据获取的两类构造应变方位叠合数据统计目的层不同部位的构造应变方位数据；
依据方位角统计结果，制作目的层构造应变方位玫瑰花图，得到最终的目的层地应力方位数据。
8.一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征系统，其特征在于，包括：
优化模块，将叠后三维地震数据进行优化处理，根据优化处理侯的地震数据，基于井震标定结果求取目的层精细构造面；
构造分类模块，根据目的层精细构造面求取目的层构造应变，并对应变分类；
定量表征模块，根据分类后的目的层构造应变，提取并优化目的层构造应变方位角，以对目的层地层应力方向进行定量表征。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法的指令。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344594.7A CN116400414A (zh) | 2023-04-03 | 2023-04-03 | 一种基于精细构造形态的地应力方向定量表征方法及系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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