基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法技术

一种基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法，采用如下步骤：一：基于已钻井储层沉积特性，构建海量砂泥互层型地质模型，得到转移概率矩阵；二：正演算法和90

【技术实现步骤摘要】
基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法


[0001]本专利技术属于地球物理勘探
，尤其涉及基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法。

技术介绍

[0002]目前，由于河流相砂泥岩储层，具有沉积模式多变、砂体厚度薄、横向变化快、互层发育等地质特点，因此，导致其地震反射特征较为复杂，储层精确描述难度较大。如何准确地构建砂体厚度与地震波场特征的映射关系，仍是现阶段薄互砂泥岩储层预测的关键。
[0003]砂体厚度(Widess)中提出单个小于调谐厚度的薄层，可以用厚度和振幅之间的线性关系来描述，详见砂体厚度(Widess，1982)杂志。帕蒂卡(Partyka)等提出了地震谱分解方法，以预测薄层厚度杂志(即：Partyka，1999)。地震属性切片技术，作为地震沉积学的关键技术之一，也是薄储层预测的重要工具，相比于地震剖面砂体追踪有更好的单砂体识别效果，详见杂志(即：Zeng，2001；Li，2015)。候(Hou)等通过构建薄互储层参数与地震响应间的关系，并通过支持向量机计算其调谐因子，将薄互层地震响应转化为砂地比，详见杂志(即：Hou，2019)。另外，地震波形反演等随机反演技术也是利用反射波形特征，识别薄互层组合结构和空间展布的常用方法详见杂志(即：裴，2017)。然而，由于上述“基于有限简化地质模型构建的地震映射关系”的方法中，难以涵盖复杂河流相薄互储层的所有地震响应特征，其所解释的多解性和不确定性问题未得到有效地描述，而且，其过于依赖地震响应，缺乏地质约束的弊端，也未得到明显改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法,以解决其所解释的不确定性和过于依赖地震响应，缺乏地质约束的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法的具体技术方案如下：
[0006]一种基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法，采用如下操作步骤：
[0007]第一步：基于已钻井储层沉积特性，构建海量砂泥互层型地质模型；
[0008]⑴
开展基于一维马尔科夫链模型的沉积特性描述，并统计得到转移概率矩阵；马尔可夫链能够模拟层状层序以捕捉优先沉积过程；基本假设为：t时刻特性仅取决于下伏t+1时刻特性，而与其他时刻无关；其本质特性能够通过转移概率矩阵P表示：
[0009][0010]⑵
赋予地质模型厚度特性；
[0011]统计地层对应的测井段内，各沉积相的厚度分布得到对应的累积分布函数，对累积概率随机抽样得到相应的沉积相厚度值，累积概率抽样方法，如式(2)表示：
[0012][0013]⑶
模型统计了地层对应的测井段内各沉积相的弹性参数分布，且模型利用相关蒙特卡洛模拟扩充数据量，并保持弹性参数间的相关性；
[0014]第二步：利用传播矩阵法正演算法和90
°
相位雷克子波模拟模型中构建模型的0
°
入射PP波反射地震记录；传播矩阵法能够模拟薄层厚度对反射系数的影响，以及层间能量损失和多次波影响；且在P波入射情况下，薄层反射系数和透射系数r＝[R
PP
,R
RS
,T
PP
,T
PS
]T
如下：
[0015]r＝
‑
(A1‑
BA2)
‑1i
P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0016]第三步：通过大数据分析技术筛选与实际地层的地震记录波形高度匹配的模型道数据集，并经过归一化处理；且根据公式(21)匹配大数据模型中与实际地震波形最相近的记录；
[0017]匹配采用最小二乘算法：
[0018]f(||s(d)
‑
s(d
obs
)||＜ε)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(21)；
[0019]第四步：得到储层优势发育带地震的定量预测与表征。
[0020]进一步，所述第一步中，已钻井为选取工区中数口典型井，对选定的薄互地层进行岩性和粒度特性分析，并据此划分数个沉积相，其中，数个沉积相为泥岩，砂质泥岩，泥质砂岩，黑色代表砂岩，且粒度逐渐变粗。
[0021]进一步，所述第一步中，
⑴
矩阵内元素的数值分布控制沉积的方向性，其能够准确表征该地层的主要沉积模式；并通过不断调整初始状态，能够实现符合此沉积模式的不含厚度信息的海量模拟；且公式(1)中，P
ij
为第i行，第j列代表了从状态i到状态j的转移概率；
⑵
赋予模型的对应沉积相中，实现地质模型沉积模式和厚度模拟，保证模型内各岩相厚度分布符合实际地层特性，提升模型构建的精确度；最终，能够实现海量符合地层沉积规律和沉积相厚度分布的海量地质模型；
[0022]公式
⑵
中，i代表第i次采样；F
ω
()代表不同沉积相厚度的累积概率分布函数；x
i
代表0到1内的随机数；N代表扩充点数；
[0023]⑶
模型利用相关蒙特卡洛模拟扩充数据量并保持弹性参数间的相关性，并赋予模型中，不仅提升了模型构建的精确度；而且，还得到海量的符合地层地质和地球物理特征的薄互储层模型。
[0024]进一步，所述第二步中，90
°
相移子波则可实现储层和波形的对称性响应；其中，
90
°
相移雷克子波，能够通过对零相位子波进行希尔伯特变换得到；且式(3)中，A1、A2和B代表上层、下层和中间薄层介质的传播矩阵，i
P
代表入射向量。
[0025]进一步，其特征在于，所述上层、下层介质的传播矩阵分别为：
[0026][0027][0028]式
⑷
和式
⑸
中，ω是圆频率，h是中间薄层的厚度，β、γ、W、Z与s的下角标P和S对应于拟P波和拟S波，1、2对应于上层和下层介质；β、γ、W和Z的表达式分别为：
[0029][0030][0031]W＝p
55
(γs
x
+βs
z
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0032]Z＝βp
13
s
x
+γp
33
s
z
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0033]其中，上式中：pv(z)
1/2
代表取复数z的平方根主值，复慢度矢量的水平分量s
x
和垂直分量s
z
由下式给出：
[0034][0035]E＝{[(p
33
‑
p
55
)co本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法，其特征在于，采用如下操作步骤：第一步：基于已钻井储层沉积特性，构建海量砂泥互层型地质模型；
⑴
开展基于一维马尔科夫链模型的沉积特性描述，并统计得到转移概率矩阵；马尔可夫链能够模拟层状层序以捕捉优先沉积过程；基本假设为：t时刻特性仅取决于下伏t+1时刻特性，而与其他时刻无关；其本质特性能够通过转移概率矩阵P表示：
⑵
赋予地质模型厚度特性；统计地层对应的测井段内，各沉积相的厚度分布得到对应的累积分布函数，对累积概率随机抽样得到相应的沉积相厚度值，累积概率抽样方法，如式(2)表示：
⑶
模型统计了地层对应的测井段内各沉积相的弹性参数分布，且模型利用相关蒙特卡洛模拟扩充数据量，并保持弹性参数间的相关性；第二步：利用传播矩阵法正演算法和90
°
相位雷克子波模拟模型中构建模型的0
°
入射PP波反射地震记录；传播矩阵法能够模拟薄层厚度对反射系数的影响，以及层间能量损失和多次波影响；且在P波入射情况下，薄层反射系数和透射系数r＝[R
PP
,R
RS
,T
PP
,T
PS
]
T
如下：r＝
‑
(A1‑
BA2)
‑1i
P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)第三步：通过大数据分析技术筛选与实际地层的地震记录波形高度匹配的模型道数据集，并经过归一化处理；且根据公式(21)匹配大数据模型中与实际地震波形最相近的记录；匹配采用最小二乘算法：f(||s(d)
‑
s(d
obs
)||＜ε)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(21)；第四步：得到储层优势发育带地震的定量预测与表征。2.根据权利要求1所述的基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法，其特征在于，所述第一步中，已钻井为选取工区中数口典型井，对选定的薄互地层进行岩性和粒度特性分析，并据此划分数个沉积相，其中，数个沉积相为泥岩，砂质泥岩，泥质砂岩，黑色代表砂岩，且粒度逐渐变粗。3.根据权利要求1或2所述的基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法，其特征在于，所述第一步中，
⑴
矩阵内元素的数值分布控制沉积的方向性，其能够准确表征该地层的主要沉积模式；并通过不断调整初始状态，能够实现符合此沉积模式的不含厚度信息的海量模拟；且公式(1)中，P
ij
为第i行，第j列代表了从状态i到状态j的转移概率；
⑵
赋予模型的对应沉积相中，实现地质模型沉积模式和厚度模拟，保证模型内各岩相厚度分布符合实际地层特性，提升模型构建的精确度；最终，能够实现海量符合地层沉积规律和沉积相厚度分布的海量地质模型；
公式
⑵
中，i代表第i次采样；F
ω
()代表不同沉积相厚度的累积概率分布函数；x
i
代表0到1内的随机数；N代表扩充点数；
⑶
模型利用相关蒙特卡洛模拟扩充数据量并保持弹性参数间的相关性，并赋予模型中，不仅提升了模型构建的精确度；而且，还得到海量的符合地层地质和地球物理特征的薄互储层模型。4.根据权利要求1所述的基于大数据分析的砂泥互层型储层发育带地震的预测方法，其特征在于，所述第二步中，90
°
相移子波则可实现储层和波形的对称性响应；其中，90
°
相移雷克子波，能够通过对零相位子波进行希尔伯特变换得到；且式(3)中，A1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘垒，明君，孙佳林，夏同星，王林，彭刚，徐海波，王波，陈瑶，魏天罡，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：