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    重庆时时彩预测平台: 一种定量计算薄储层厚度的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310032441.5

    申请日:

    2013.01.22

    公开号:

    CN103412332A

    公开日:

    2013.11.27

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01V 1/30申请日:20130122授权公告日:20160525终止日期:20180122|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01V 1/30申请日:20130122|||公开
    IPC分类号: G01V1/30 主分类号: G01V1/30
    申请人: 中国地质大学(北京)
    发明人: 孙鲁平
    地址: 100083 北京市海淀区学院路29号中国地质大学(北京)
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310032441.5

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2019.01.08|||2016.05.25|||2013.12.18|||2013.11.27

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种定量计算薄储层厚度的方法。所述方法包括:在地表进行三维多次覆盖数据采集,获取地震资料;对地震资料进行“三高”处理,得到三维叠后地震数据;利用测井数据进行测井-地震标定,明确目标储层位置;在目标层段进行三维地震层位解释,得到时窗提取引导层;在时窗提取引导层的指导下,根据目标储层预估厚度和地震资料主频给定合适的时窗;提取相对谱峰频率增量地震属性,计算目标薄储层的双程旅行时间厚度;借助纵波速度资料,将目标薄储层的时间厚度转换为地层厚度。与目前已有的薄储层定量预测方法相比,该方法不受制于薄储层顶底面的反射系数绝对大小,不依赖于井数据,且预测精度高。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种定量计算薄储层厚度的方法,特点是包括如下步骤:
    (1)在地表采集多次覆盖高分辨率三维地震勘探数据资料;
    (2)对地震资料进行“三高”(高保真、高信噪比、高分辨率)处理,以获得三维叠后地震数据;
    (3)利用测井和三维地震数据进行测井-地震合成记录标定,确定时深关系,明确目标储层所处位置;
    (4)对测井资料进行统计分析,以获得目标层段纵波阻抗与纵波速度二者的关系;
    (5)在目标层段内进行三维地震层位解释,以获得一个时窗提取引导层;
    (6)在时窗提取引导层的指导下,根据目标储层的预估厚度和地震资料的主频给定合适的时窗,以提取出包含目标储层段的地震数据子体;
    (7)对包含目标储层段的时窗内的地震数据进行相对谱峰频率增量地震属性的提??;
    (8)利用相对谱峰频率增量地震属性定量计算目标薄储层的双程旅行时间厚度;
    (9)对步骤(2)获得的三维地震数据进行叠后纵波阻抗反演,以获得三维纵波阻抗数据体;
    (10)利用步骤(6)获得的时窗,对步骤(9)获得的三维纵波阻抗数据体进行提取,以获得包含目标储层段的纵波阻抗数据子体;
    (11)对步骤(10)得到的包含目标储层段的纵波阻抗数据子体进行地震属性分析,提取出目标层段纵波阻抗平面地震属性;
    (12)利用步骤(5)获得的目标层段纵波阻抗与纵波速度二者的关系,以及步骤(11)获得的目标层段纵波阻抗平面地震属性,将目标层段纵波阻抗属性转换为纵波速度属性,以获得目标层段的纵波速度平面属性;
    (13)利用步骤(12)获得的目标层段的纵波速度平面属性,将步骤(8)计算的目标薄储层的双程旅行时间厚度转换为地层厚度。

    2.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(1)所述的多次覆盖高分辨率三维地震勘探数据资料,在野外采集的时候,设计观测系统为多次覆盖的采集系统,利用三分量地震检波器采集信号,利用磁带记录原始地震数据。

    3.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(2)所述的“三高”(高保真、高信噪比、高分辨率)处理,“三高”要求涉及到数据处理的各个环节。

    4.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(4)所述的对测井资料进行统计分析包括:在目的层段对纵波阻抗和纵波速度进行直方图、交会图分析,以及在交会图上回归目标层段纵波阻抗与纵波速度二者的数学关系,如果工区有岩性曲线或者岩性资料,在回归纵波阻抗与纵波速度关系时要主要利用储层砂岩岩性段。

    5.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(5)所述的时窗提取引导层t可以是目标层段的顶面、底面或者在目标层段内均可,如果时窗提取引导层t解释的是目标储层的顶面,则提取地震数据子体的时窗为[t,t+T];如果时窗提取引导层t解释的是目标储层的底面,则提取地震数据子体的时窗为[t-T,t];若时窗提取引导层t解释的是目标储层的中间,则提取地震数据子体的时窗为[t-T/2,t+T/2]。

    6.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(6)所述的根据目标储层的预估厚度和地震资料的主频给定合适的时窗T,当目标储层的预估厚度较大或地震资料的主频偏低时,尽量选择时窗T为大时窗,反之,选择时窗T为小时窗。

    7.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(7)所述的相对谱峰频率增量地震属性,其定义为:
    KRPFI,j=fsp,j-fwpfwp,]]>(j=1,2,...,n)公式(1)
    其中:fwp满足dAw(f)df|f=fwp=0,]]>fsp,j满足dAs,j(f)df|f=fsp,j=0]]>
    公式(1)中:
    KRPF,j为第j道地震道的相对谱峰频率增量,即第j道地震道Sj(t)的谱峰频率减去地震子波W(t)的谱峰频率再除以地震子波W(t)的谱峰频率;
    n为地震记录道Sj(t)的个数;
    Aw(f)为地震子波W(t)的振幅谱;
    Aw(f)为第j道地震道Sj(t)的振幅谱;
    fwp为地震子波W(t)的谱峰频率;
    fsp,j为第j道地震道Sj(t)的谱峰频率。

    8.  根据权利要求8所述的方法,其特点是地震子波W(t)的获得方法是从包含目标储层段的地震数据子体中由统计方法提??;Aw(f)为地震子波W(t)的振幅谱,通过对时间域地震子波W(t)进行短时傅里叶变换得到;As(f)为地震记录道Sj(t)的振幅谱,通过对步骤(6)获得的包含目标储层段的地震数据子体中的每个地震道Sj(t)进行短时傅里叶变换得到。

    9.  根据权利要求1所述的方法,特点是步骤(8)所述的利用相对谱峰频率增量定量计算目标薄储层的双程旅行时间厚度,通过如下计算公式进行:
    R1R2=-1]]>时,dj=2.24412×10-1-KRPFI,j2.332461]]>公式(2-1)
    R1R2=1]]>时,dj=-5.217234×10-3-KRPFI,j5.116331]]>公式(2-2)
    公式(2-1)和(2-2)中:
    dj为计算得到的第j道地震道位置处目标薄储层的双程旅行时间厚度;
    KRPFI,j为第j道地震道的相对谱峰频率增量,其计算方式如权利要求8所述;
    R1为薄储层顶界面对应的反射系数;
    R2为薄储层底界面对应的反射系数。

    10.  根据权利要求10所述的方法,其特点是:当时,代表目标薄储层顶、底界面反射系数大小相等,符号相反,为等幅韵律型薄储层;当时,代表目标薄储层顶、底界面反射系数大小相等,符号相同,为等幅递变型薄储层。

    说明书

    说明书一种定量计算薄储层厚度的方法
    技术领域
    本发明涉及应用地球物理中的地震勘探方法,特别是关于薄储层勘探技术领域,具体来说是一种利用相对谱峰频率增量定量计算薄储层厚度的方法。
    背景技术
    应用地球物理中的地震勘探方法是指在地表以人工方法激发地震波,在向地下传播时,遇有介质性质不同的岩层分界面,地震波将发生反射与透射,在地表用检波器接收地震波,得到地震记录。地震记录上的特征与地下岩层的性质和结构有关,通过对地震记录进行处理和解释,可以推断地下岩层的性质和形态。由于在勘查的精度和准确性方面,地震勘探均优于其它地球物理勘探方法,因而在油气勘探中占有举足轻重的地位。
    但是,近几十年随着油气勘探的不断深入,勘探难度的增加,规模大的、易于寻找的构造圈闭油气藏已经被发掘殆尽,我们的勘探目标不得不转向薄储层、岩性及复杂构造油气藏。薄储层是我国陆相含油气盆地的重要储集类型之一,是现阶段我国石油勘探的主要研究目标。受制于地震采集、处理各个环节的影响,常规储层预测手段分辨率不够,达不到对薄储层进行精细预测的效果,与实际生产的要求差距较大。因而,研究和发展新的薄(互)层地震定量预测方法具有重要的理论和实际意义。
    对于薄储层识别及厚度定量研究,国内外不少学者作过探讨。1973年,Widess指出当薄层厚度小于λ/8时,薄层厚度与反射波形振幅的最大值呈线性关系,并给出了厚度计算公式,但他只讨论了顶底反射系数大小相等,极性相反的薄层,且计算公式需要已知反射系数的绝对大小。Koefoed和Voogd(1981)、Robertson和Nogami(1984)等也都做过类似研究,得出了相似的结论。Chung和Lawton(1995)对Widess(1973)的近似公式进行了改进,提高了超薄层的计算精度。孙鲁平等(2009,2010)对峰值频率与薄层时间厚度关系进行了讨论,提出了一种利用峰值频率定量计算薄层时间厚度的思路,但并未给出获取纵波速度将薄层时间厚度转换为地层厚度的方法。Partyka和Gridley等(1999)提出谱分解方法,利用薄层频谱的频陷周期与薄层时间厚度存在倒数关系进行薄层厚度定量估算(Partyka(1999,2005);Marfurt及Kirlin(2001);黄绪德(2002)等),但该方法受地震频带宽度的影响,地震频宽不够时频谱的频陷周期难以确定。在谱分解方法的基础上,Castagna(2006)的研究团队提出了谱反演技术,采用先验信息和谱分解技术来提高小于调谐厚度的薄层成像效果(Chopra和Castagna等,2007;Puryear和Castagna等,2008),该方法精度较高,但对子波准确性和资料的信噪比要求很高。此外,曾洪流(2005)提出90°相位转换技术,更有利于对薄层的解释;窦易升(1995)提出振幅谱平方比法定量解释薄层厚度?;普嫫嫉?1997),张恩珂等(2006)采用优化的非线性反演算法预测薄层厚度,这类方法需要有已知厚度的薄层样本参与学习,只能用在有井的地区。综上所述,目前的薄储层定量预测方法或事先需要已知薄储层顶、底的反射系数的绝对大小或对地震资料的采集处理有苛刻的要求,又或者严格依赖于钻井,从而使这些方法在实际应用时受到很大的限制。
    发明内容
    本发明的目的是,提供了一种定量计算薄储层厚度的方法。提出了一种新的地震属性——相对谱峰频 率增量,通过该属性计算薄储层地层厚度,该方法不受制于薄储层顶底面的反射系数绝对大小的限制,适用范围广且计算精度更高。
    本发明的内容包括:
    采集三维地震资料,对所述地震资料进行“三高”(高保真、高信噪比、高分辨率)处理获得三维叠后地震数据;
    利用测井和三维地震数据进行井-震合成记录标定,确定时深关系,明确目标储层所在位置,在包含目标储层段内的地震数据上利用统计方法提取统计地震子波;
    在目标层段内进行三维地震层位解释,获得时窗提取引导层,在时窗提取引导层的指导下,提取出包含目标储层段的地震数据子体,对包含目标储层段的时窗内的地震数据进行相对谱峰频率增量地震属性的提??;
    利用相对谱峰频率增量地震属性定量计算目标薄储层的双程旅行时间厚度;
    对测井资料进行统计分析,获得目标层段内纵波阻抗与纵波速度二者的关系;
    对三维地震数据进行叠后纵波阻抗反演,获得三维纵波阻抗数据体,进而在时窗提取引导层的指导下,获得包含目标储层段的纵波阻抗数据子体;
    提取出目标层段纵波阻抗平面地震属性,利用目标层段纵波阻抗与纵波速度二者的关系,将目标层段纵波阻抗属性转换为纵波速度属性,获得目标层段的纵波速度平面属性;
    利用目标层段的纵波速度平面属性,将目标薄储层的双程旅行时间厚度转换为地层厚度。
    本发明的有益效果在于,本发明提出的计算薄储层厚度的方法,不受薄层顶底反射系数绝对大小的限制,也无需已知反射系数的值,同时计算过程不受控于井,在井资料少的地区也可以应用,且具有很高的计算精度。
    附图说明
    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
    图1为本发明实施例的利用相对谱峰频率增量定量计算薄储层厚度的方法流程图;
    图2为本发明实施例的某工区侏罗系上部的相对谱峰频率增量地震属性图;
    图3为本发明实施例的由相对谱峰频率增量属性计算的砂体时间厚度平面图;
    图4为本发明实施例的某工区侏罗系上部的纵波速度平面图;
    图5为本发明实施例的某工区侏罗系上部砂体的实算厚度图;
    图6为本发明实施例的楔状薄层模型示意图;
    图7为本发明实施例的楔状薄层模型合成地震记录示意图;
    图8为本发明实施例的楔状薄层模型合成地震记录各道的振幅谱示意图;
    图9为本发明实施例的相对谱峰频率增量与薄层厚度的拟合曲线示意图;
    图10为本发明实施例的计算精度与前人的计算精度对比分析示意图;
    具体实施方式
    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明?;さ姆段?。
    图1为本发明实施例的利用相对谱峰频率增量属性定量计算薄储层厚度的方法流程图。如图1所示,该方法包括如下步骤:
    S101、在地表采集多次覆盖高分辨率三维地震勘探获取三维地震资料。具体地,在步骤S101中,包括进行多次覆盖三维观测系统设计,按照观测系统设计进行施工,在地表特定位置处(震源点)进行人工震源(如炸药)的激发,在地表特定位置处(接收点)利用接收仪器(如三分量检波器)记录地震资料。
    S102、对采集获得的三维地震资料进行“三高”(高保真、高信噪比、高分辨率)处理,以获得三维叠后地震数据。具体地,在步骤S102中,包括去噪、静校正、能量补偿、反褶积和叠前时间偏移。
    S103、利用测井和三维地震数据进行测井-地震合成记录标定,确定时深关系,明确目标储层所处位置。具体地,包括搜集工区内的测井数据,利用声波时差和密度测井曲线合成纵波阻抗曲线;在地震记录上提取地震子波W(t),借助地震子波和纵波阻抗曲线制作合成地震记录道;将合成记录道与井旁地震道进行最佳匹配,确定时深关系,明确标储层所处位置。
    S104、进行三维地震层位解释,以获得一个时窗提取引导层t。时窗提取引导层t可以是目标层段的顶面、底面或者在目标层段内均可。在本发明一较佳实施例中,所述的时窗提取引导层t最好要能够指示目标薄储层在不同位置处的时间信息。
    S105、在时窗提取引导层t的指导下,提取出包含目标储层段的地震数据子体S(t)。具体地,根据目标储层的预估厚度和地震资料的主频给定合适的时窗宽度T,若时窗提取引导层t解释的是目标储层的顶面,则提取地震数据子体的时窗为[t,t+T];时窗提取引导层t解释的是目标储层的底面,则提取地震数据子体的时窗为[t-T,t];若时窗提取引导层t解释的是目标储层的中间,则提取地震数据子体的时窗为[t-T/2,t+T/2]。
    在本发明一较佳实施例中,我们发现有如下规律:当目标储层的预估厚度较大或地震资料的主频偏低时,时窗T应选择的略大;反之,时窗T应较小。
    S106、在包含目标储层段的地震数据子体S(t)上,对每一个地震道进行相对谱峰频率增量地震属性KRPFI,j的提取,KRPFI,j的计算公式如下:
    KRPFI,j=fsp,j-fwpfwp,]]>(j=1,2,...,n)
    其中:fwp满足dAw(f)df|f=fwp=0,]]>fsp,j满足dAs,j(f)df|f=fsp,j=0]]>
    KRPFI,j为第j道地震道的相对谱峰频率增量,n为地震数据子体S(t)中包含地震道的个数,Sj(t)为地震数据子体S(t)中第j道地震记录,Aw(f)为地震子波W(t)的振幅谱,As(f)为第j道地震记录Sj(t)的振幅谱,fwp为地震子波W(t)的谱峰频率,fsp,j为第j道地震记录Sj(t)的谱峰频率。
    提取的相对谱峰频率增量地震属性KRPFI,j如图2所示,图中箭头所指为典型的河流相沉积特征。
    S107、利用相对谱峰频率增量地震属性KRPFI,j定量计算目标薄储层的双程旅行时间厚度dj。当时,采用公式dj=2.24412×10-1-KRPFI,j2.332461]]>进行计算;当R1R2=1]]>时,采用公式dj=-5.217234×10-3-KRPFI,j5.116331]]>进行计算。其中,dj为计算得到的各个地震道位置处目标薄储层的双程旅行时间厚度,KRPFI,j为第j道地震道的相对谱峰频率增量,R1为薄储层顶界面对应的反射系数,R2为薄储层底界面对应的反射系数。
    计算目标薄储层的双程旅行时间厚度dj如图3所示。河道沉积特征清晰,且能明显反映出河道中心地层时间厚度大,向两侧逐渐减小的特征。
    至此(步骤S101-S107),目标薄储层的双程旅行时间厚度dj已经计算获得,若想得到目标薄储层的实际厚度,需要目标储层段的速度信息,本发明实施例还提供了一种获得速度信息的方法(步骤S108-S112)。
    S109、对测井资料进行统计分析,以获得目标层段纵波阻抗与纵波速度二者的关系。具体操作步骤包括:1、搜集工区内包含目的层段的测井数据,主要包括各口井的:密度曲线Den、声波时差曲线Dt、岩性曲线(通过测井曲线进行岩性解释的成果)。2、利用声波时差曲线Dt计算得到纵波速度曲线Vp,Vp=1/Dt,通过密度曲线Den、纵波速度曲线Vp合成纵波阻抗曲线Zp,Zp=Den*Vp。3、分岩性的绘制目的层段内纵波阻抗Zp与纵波速度Vp的交会图,交会图横轴为纵波阻抗Zp,纵轴为纵波速度Vp。4、在交会图上拟合砂岩的纵波阻抗Zp与纵波速度Vp二者的定量关系,得到由纵波阻抗Zp计算纵波速度Vp的公式,记为Vp=f(Zp)。
    S110、三维叠后纵波阻抗反演,获得三维纵波阻抗数据体。根据工区实际情况,反演方法采用约束稀疏脉冲反演、递推反演或者测井约束反演均可。在本发明一较佳实施例中,采用了约束稀疏脉冲反演。
    S111、在时窗提取引导层的指导下,获得包含目标储层段的纵波阻抗数据子体,并提取目标层段纵波阻抗平面属性Zj。时窗确定方式与本发明实施步骤S105相同。
    S112、计算目标层段纵波速度平面属性。由本发明实施步骤S109所确定的纵波阻抗Zp与纵波速度Vp的定量关系Vp=f(Zp)以及本发明实施步骤S111提取的目标层段纵波阻抗平面属性Zj计算目标层段纵波速度平面属性Vj,得到各地震道位置处纵波速度Vj。计算的目标层段纵波速度Vj平面属性如图4所示。
    S113、目标薄储层的双程旅行时间厚度dj转换为地层厚度Hj。由本发明实施步骤S107得到的目标薄储层的双程旅行时间厚度dj以及由本发明实施步骤S112提供的纵波速度Vj信息,计算出目标薄储层的地层厚度Hj,计算公式为:Hj=(dj×Vj)/2。最终,目标薄储层的地层厚度结果如图5所示,砂体的厚度在4-30m之间,符合该地区现有的地质认识,很好的刻画了河道砂体的平面展布特征,为该地区寻找下一步的有利目标提供了良好的依据。
    为了进一步说明本发明实施步骤S107中由相对谱峰频率增量KRPFI,j计算双程旅行时间厚度dj的计算公式的由来,给出如下的说明(图6-图10,借助楔形薄层模型及其地震记录进行说明)。
    图6a、b分别为韵律型()和递变型()两种楔形体薄层模型,为了使反射系数的大小 更加直观,这里不考虑密度的变化。图7为楔形薄层模型与子波褶积得到的合成地震记录,地震子波采用了谱峰频率fwp=40Hz的Ricker子波。图7中虚线代表在合成记录上拾取的波峰-波谷的位置,可见由于薄层厚度小于调谐厚度,已不能从合成波形的峰-谷位置上区分顶底两个反射界面。图8为楔形薄层地震记录的振幅谱,振幅谱上垂直实线表示子波谱峰的位置;带箭头虚线为各道振幅谱谱峰的连线,箭头方向指示薄层厚度减小的方向??杉?,随着薄层厚度的减小,韵律型和递变型两种情况下合成记录各道的谱峰频率均随着薄层厚度的减小呈增大的趋势,本发明正是利用了这种特征进行薄层厚度的定量计算。
    实际中,子波谱峰频率是比较难准确求取出来的,为了能够去掉子波谱峰频率fwp对计算过程的影响,本发明实例没有使用地震道谱峰频率的绝对值,而是提出使用相对谱峰频率增量KRPFI进行薄层厚度计算。图9为对韵律型()和递变型()两种情况下,相对谱峰频率增量KRPFI与薄层厚度关系拟合结果,拟合采用抛物线形式数学形式f(x)=ax2+c进行,纵轴为相对谱峰频率增量,横轴为薄层厚度。图9中散点为实际数据点,实线为拟合曲线??杉?,两种情况下的拟合精度均非常高,拟合精度R-square均达到99.5%以上。由图9得到,韵律型()情况下的拟合系数a=-2.33、c=0.224;递变型()情况下的拟合系数a=-5.12、c=-0.00522,由此得到使用相对谱峰频率增量KRPFI进行薄层厚度计算的公式,如下:
    R1R2=-1]]>时,dj=2.24412×10-1-KRPFI,j2.332461]]>
    R1R2=1]]>时,dj=-5.217234×10-3-KRPFI,j5.116331]]>
    最后,图10给出精算精度的对比图,图中四条线分别代表真实值、利用Widess(1973)提出的方法、利用Chung(1995)提出的方法以及利用本发明提供的方法的计算结果??杉?,本发明的计算结果与真实值更为接近,精度更高,且Widess(1973)和Chung(1995)的方法均需要已知薄层顶底反射系数R1、R2的绝对值,而本发明的方法不依赖于R1、R2的大小,适用范围更广。
    综上所述,本发明的有益成果及优点是:提出了一种利用相对谱峰频率增量地震属性定量计算薄储层地层厚度的方法。与目前已有的薄储层定量预测方法相比,该方法不受制于薄储层顶底面的反射系数绝对大小,不依赖于井数据,且适用范围广,预测精度高。

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