一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法技术

本发明专利技术公开了一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法，包括如下步骤：根据井内薄互储层的沉积规律和沉积相厚度进行量化构建海量地质模型；计算不同井位对应的海量地质模型的砂地比概率分布特征；采用克里金插值法对不同井位的海量地质模型的砂地比概率分布特征计算构建砂地比概率化地质约束；基于传播矩阵正演法和砂地比概率化地质约束对应海量地质模型计算生成地震属性解释模型；通过如下贝叶斯框架将概率化地质约束和地震属性模型进行融合获得砂地比精确地震预测；本发明专利技术适用于具有不同地质特征的薄互层砂地比的地质约束构建及后续定量地震解释，并以此指导后续的储层勘探开发工作。后续的储层勘探开发工作。后续的储层勘探开发工作。

【技术实现步骤摘要】
一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法


[0001]本专利技术属于地球物理勘探技术，涉及在砂泥岩储层地球物理勘探中薄互层砂地比的概率化地质约束及相关定量地震解释方法，尤其涉及一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法。

技术介绍

[0002]相砂泥岩薄互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，导致地震反射特征复杂，现有地球物理技术进行储层精确描述难度大。Widess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(Widess，1982)。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(Zeng，2001；Li，2015)。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(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(裴，2017)。然而上述方法中完全依靠薄互储层复杂地震映射关系构建的属性解释技术难以准确实现薄互层预测，以随机模拟为主的随机反演方法井间插值准确性和地质合理性欠缺，依靠地震中频信息无法满足精确解释需要。现有解释方法的多解性和不确定性无法弥补，缺乏地质约束的弊端未得到改善，亟需引入合理的强地质约束提升解释精度和地质可解释性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质约束构建与使用方法；该方法包含一种新的基于海量符合沉积规律地质模型的砂地比概率化约束构建方法，井点位置受沉积模式和沉积厚度控制，并以概率形式通过克里金插值向井间扩充，与实际薄互层特征更吻合；所得砂地比概率化地质约束能够通过贝叶斯框架与地震属性解释模型结合，相比仅利用地震属性进行砂地比预测，解释精度获得较大提升，地质可解释性加强。
[0004]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0005]一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法，包括如下步骤：
[0006]根据井内薄互储层的沉积规律和沉积相厚度进行量化构建海量地质模型；
[0007]计算不同井位对应的海量地质模型的砂地比概率分布特征；
[0008]采用克里金插值法对不同井位的海量地质模型的砂地比概率分布特征计算构建砂地比概率化地质约束；
[0009]基于传播矩阵正演法和砂地比概率化地质约束对应海量地质模型计算生成地震属性解释模型；
[0010]通过如下贝叶斯框架将概率化地质约束和地震属性模型进行融合获得砂地比精确地震预测：
[0011]ψ＝argmax(p(r|ω)p(ω))
[0012]其中：ψ代表预测砂地比；r为地震属性；ω对应砂地比；p(r|ω)代表(3)中得到的二维概率密度函数；p(ω)为(2)所得全部砂地比对应的地质约束的概率分布。
[0013]进一步，所述海量地质模型根据井内薄互储层的沉积规律和沉积相厚度进行量化过程：
[0014]已钻井薄互储层沉积模式量化：基于工区测井沉积相解释结果，针对特定薄互储层采用一维马尔科夫链模型的沉积特征描述，并利用转移概率矩阵量化沉积模式生成马尔可夫链本质特征，其转移概率矩阵P表示：
[0015][0016]其中：元素P
ij
(第i行，第j列)代表了从状态i到状态j的转移概率；
[0017]海量地质模型构建与砂地比概率分布：针对不同井位所得转移概率矩阵P不断调整初始状态实现海量地质沉积层序模拟；进一步统计井内各沉积相的厚度分布，计算相应累积分布函数并随机抽样赋予层序模拟结果中实现海量地质模型构建，最后计算不同井位对应的海量地质模型的砂地比概率分布特征。
[0018]进一步，所述地震属性解释模型通过传播矩阵正演方法和砂地比概率化地质约束与海量地质模型对应生成过程：
[0019]统计地层对应的测井段内各沉积相的弹性参数分布，并赋予海量地质模型中，利用传播矩阵法正演算法和90
°
相位雷克子波模拟模型的0
°
入射PP波反射地震记录；
[0020]基于传播矩阵正演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；90
°
相移子波则可实现储层和波形的对称性响应；其中90
°
相移雷克子波可通过对零相位子波进行希尔伯特变换得到；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：
[0021]r＝
‑
(A1‑
BA2)
‑1i
P
[0022]其中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；
[0023]基于传播矩阵正演法记录提取海量地质模型的最小振幅和弧长属性作为砂地比敏感属性，利用核函数非参数概率密度计算构建对应不同砂地比的二维条件概率密度函数；
[0024]其中，核函数用于光滑不同砂地比对应的地震属性值，高斯核函数用作滤波模板，在(i,j)位置处的高斯核函数值可表示为：
[0025][0026]其中:σ代表标准差，滤波模板尺寸为(2k+1)*(2k+1)。
[0027]有益效果
[0028]1、本专利技术相较常规插值所得确定性砂地比分布结果，所得为对应不同砂地比的概率分布结果，井点位置受沉积模式和沉积厚度控制，并以概率形式通过克里金插值向井间扩充，与实际薄互层特征更吻合；所得砂地比概率化地质约束能够通过贝叶斯框架与地震
属性解释模型结合，相比仅利用地震属性进行砂地比预测，解释精度获得较大提升，地质可解释性加强。
[0029]2、本专利技术提供一种沉积模式控制的薄互层砂地比概率化地质约束构建与使用方法，属于地球物理勘探技术。该专利技术针对砂泥薄互层砂地比预测难题，通过多井沉积模式量化与海量模型构建，构建多井井点砂地比概率分布并利用克里金插值进行井间扩充，实现沉积模式控制的砂地比概率化地质约束；并进一步作为先验信息，联合基于上述海量模型正演模拟构建的针对砂地比的敏感属性二维概率密度函数，进行砂地比贝叶斯统计分类，概率化地质约束与地震属性统计特征融合能够极大提升砂地比预测精度。本专利技术适用于具有不同地质特征的薄互层砂地比的地质约束构建及后续定量地震解释，并以此指导后续的储层勘探开发工作。
附图说明:
[0030]图1薄互层砂地比概率化地质约束构建与使用方法流程；
[0031]图2样本井3油组的(a)地层沉积层序及(b)三个模拟地质模型示例；其中：浅灰代表泥岩，中灰代表砂质泥岩，深灰代表泥质砂岩，黑色代表砂岩；
[0032]图3样本井3沉积模式对应的5000个地质模型砂地比统计(灰色直方图与黑色概率密度实线)、实际地层平均砂地比(黑色虚线)对比；
[0033]图4 6口样本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法，其特征在于，包括如下步骤：根据井内薄互储层的沉积规律和沉积相厚度进行量化构建海量地质模型；计算不同井位对应的海量地质模型的砂地比概率分布特征；采用克里金插值法对不同井位的海量地质模型的砂地比概率分布特征计算构建砂地比概率化地质约束；基于传播矩阵正演法和砂地比概率化地质约束对应海量地质模型计算生成地震属性解释模型；通过如下贝叶斯框架将概率化地质约束和地震属性模型进行融合获得砂地比精确地震预测：ψ＝argmax(p(r|ω)p(ω))其中：ψ代表预测砂地比；r为地震属性；ω对应砂地比；p(r|ω)代表中得到的二维概率密度函数；p(ω)为所得全部砂地比对应的地质约束的概率分布。2.根据权利要求1所述的一种针对钻井土层中薄互层砂地比概率化地质分析方法，其特征在于,所述海量地质模型根据井内薄互储层的沉积规律和沉积相厚度进行量化过程：已钻井薄互储层沉积模式量化：基于工区测井沉积相解释结果，针对特定薄互储层采用一维马尔科夫链模型的沉积特征描述，并利用转移概率矩阵量化沉积模式生成马尔可夫链本质特征，其转移概率矩阵P表示：其中：元素P
ij
(第i行，第j列)代表了从状态i到状态j的转移概率；海量地质模型构建与砂地比概率分布：针对不同井位所得转移概率矩阵P不断调整初始状态实现海量地质沉积层序模拟；进一步统计井内各沉积相的厚度分布，计算相应累积分布函数并随机抽样赋予层序模拟结果中实现海量地质模型构建，最后计算不同井位对应的海量地质模型的砂地比概率分布特征。3.根据权利要求1所述的一种针对钻井土层中薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，明君，彭刚，夏同星，王建立，刘垒，李久，王波，孙佳林，贾海良，
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：