碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法和系统技术方案

本发明专利技术属于地质分析领域，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。本发明专利技术包括：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。本发明专利技术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。层识别的准确性。层识别的准确性。

【技术实现步骤摘要】
碳酸盐岩断控储层的波阻抗提取与结构表征方法和系统


[0001]本专利技术属于地质分析领域，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。本专利技术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。

技术实现思路

[0005]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，本专利技术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
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波阻抗模型；对比所述断溶体几何结构
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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。
[0006]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。
[0007]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：其中，表示测井波阻抗曲线，表示待求解的地下地层实际波阻抗值，N表示随机噪声；根据中心极限定理，也满足高斯分布，确定初始目标函数为：其中，表示与后验信息有关的函数，表示基于样本井的波阻抗曲线，进行匹配滤波后，求得后验概率统计分布密度，进而计算得到的波阻抗期望值，表示白噪声的协方差；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：其中，表示待模拟的特征参数，表示与地质和测井资料先验信息有关的函
数，表示用于协调和之间的相互影响的平滑参数；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
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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。
[0008]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；由M中的某一点出发，通过马尔科夫链进行抽样模拟，产生点序列：；函数的期望估计为：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；选取一转移函数和初始值，若第i次迭代开始时的参数值为，则第h次迭代过程为：从中抽取一个备选值，计算备选值的接受概率：以，置；以概率，置；不断扰动所述初始模型的参数，重复选取M中的某一点求解后验样本，直至达到预设的迭代次数，获得后验样本，进而计算后验分布的期望输出值，将期望值输出作为波阻抗反演数据体。
[0009]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T
sm
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T
sm
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。
[0010]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。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述断溶体几何结构
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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
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波阻抗模型。
[0012]对比所述断溶体几何结构
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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。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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
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波阻抗模型；对比所述断溶体几何结构
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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：其中，表示傅氏变换后的地震记录频谱，表示傅氏变换后的地震子波频谱，表示傅氏变换后的反射系数频谱，表示角频率；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：其中，为地震记录线性系统频域表示，为地震子波线性系统频域表示，为反射系数线性系统频域表示；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：其中，表示地震记录频谱的复赛谱序列，表示地震子波频谱的复赛谱序列，
表示反射系数频谱的复赛谱序列，t表示地震波到时；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：其中，表示大于等于0的常数，表示地震子波频谱，由经傅氏变换而来，和为待求的关于频率的多项式用于拟合地震子波振幅谱；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；设子波的最大相位分量为、最小相位分量为，则子波为：振幅谱的复赛谱中表示为：其中，振幅谱的复赛谱在复赛谱的正、负轴上对称显示，为地震子波最大相位分量所对应的最小相位函数的复赛谱，为地震子波最小相位分量所对应的最大相位函数的复赛谱；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：其中，表示扩散时间，表示散度算子，D表示扩散张量，U表示扩散滤波结果，表示=0时的扩散滤波结果，表示时刻的整形后波形数据，作为张量扩散模型的初始条件，表示扩散滤波结果的梯度；基于所述张量扩散模型构建梯度结构张量：
其中，U表示扩散滤波结果，表示梯度向量张量积；表示尺度为的高斯函数：其中，r表示计算半径；结构张量的特征向量为：其中，、和表示为梯度结构张量的3个特征向量，可视为局部正交坐标系，指向地震信号的梯度方向，和组成的平面平行于地震信号的局部结构特征，、和为分别与、和对应的三个特征值；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；所述线状结构置信度量为：所述面状结构置信度量为：所述扩散张量D为：其中，、和表示扩散张量的三个非负特征值，他们分别表示扩散滤波器沿、和这三个特征方向的滤波强度；步骤A1000，重复步骤A100
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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：其中，表示声波测井标志层深度对应的地震资料的双程旅行时；为声波时差；为测井曲线数据采样间隔；为地震波双程旅行时。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳萍，崔建兵，
申请(专利权)人：北京京鲁聚源能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：