基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法和系统技术方案

本发明专利技术适用于地质勘探领域，提供了一种基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法和系统，所述方法包括以下步骤：获取原始地震数据和测井数据；基于所述原始地震数据和测井数据进行井震标定获取时深转化关系；基于所述原始地震数据和时深转化关系，获取断裂空间分布；基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，通过选取的最优储层反演方法，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果；基于所述测井数据和储层甜点预测结果，预测上覆地层压力和孔隙压力；基于所述上覆地层压力、孔隙压力计算最小水平主应力和最大水平主应力；本发明专利技术解决了现有技术在应对历经多次构造运动、非均质性强等的页岩储层时预测精度不足的问题。度不足的问题。度不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法和系统


[0001]本专利技术属于地质勘探领域，尤其涉及一种基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法和系统。

技术介绍

[0002]天然裂缝在页岩气开发中表现出两面性：一方面改善储层渗流能力提高页岩气储层初期产能，达到较高采气速度；另一方面，储层天然裂缝发育网络及其与水力压裂裂缝的相互作用是影响储层改造体积的重要因素，进而影响生产井产能。因此，裂缝的存在对页岩气开采效果及水力压裂扩展具有重要影响。
[0003]现有的地应力的研究方法包括测量法、测井计算法、数值模拟法及地震预测法等多种方法。测量法和测井计算法主要基于单井信息，数值模拟法和地震预测法能够获得三维地应力的空间分布。利用地震技术有效开展地应力预测，有关机构已经开展了大量工作和有益探索。陈超基于地应力的基础理论以及地震各向异性介质地震岩石物理理论，推导建立了地应力差系数与各种弹性参数、各向异性参数之间的定量关系，利用方位地震数据进行地应力反演。刘昊娟提出了利用杨氏模量、泊松比等叠前弹性参数、曲率属性和地层孔隙压力信息计算地层地应力的大小及方向。齐晴利用地层的构造信息、速度信息和密度信息，求取了层位面的地应力参数，预测了最大水平主应力方向、最小水平主应力方向以及地应力差异系数。王修朝建立了基于横向各向同性介质的Su
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rez－Rivera模型，进行一维水平主应力计算，并通过井震结合将一维水平主应力和垂直主应力推广到三维空间，进行三维地应力精细建模。
[0004]但是，上述现有技术并不能够充分利用三维地震信息，提高地应力空间分布预测的精度。在应对历经多次构造运动、非均质性强、处于超压状态的页岩储层时预测精度不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的第一方面，在于提供一种基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，旨在解决现有技术在应对历经多次构造运动、非均质性强、处于超压状态的页岩储层时预测精度不足的问题。
[0006]本专利技术实施例是这样实现的，一种基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，所述基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法包括以下步骤：
[0007]获取目标地区的原始地震数据和测井数据；
[0008]基于所述原始地震数据和测井数据进行井震标定获取时深转化关系；
[0009]基于所述原始地震数据和时深转化关系，获取断裂空间分布；
[0010]基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，通过选取的最优储层反演方法，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果；
[0011]基于所述测井数据和储层甜点预测结果，预测上覆地层压力和孔隙压力；
[0012]基于所述上覆地层压力、孔隙压力计算最小水平主应力和最大水平主应力；
[0013]通过井眼崩落、交叉偶极快慢声波以及应力释放缝的统计分析方法获取最小水平主应力的方向和最大水平主应力的方向；
[0014]将所述上覆地层压力、孔隙压力、最小水平主应力、最小水平主应力的方向、最大水平主应力和最大水平主应力的方向组成三维应力模型。
[0015]进一步地，所述基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法还包括：
[0016]在所述基于所述原始地震数据和时深转化关系，获取断裂空间分布的步骤后，
[0017]基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，获取储层地震响应特征和储层测井响应特征；
[0018]基于所述储层地震响应特征和储层测井响应特征选取最优储层反演方法。
[0019]进一步地，所述基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，通过选取的最优储层反演方法，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果的步骤中，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果具体包括：
[0020]基于储层孔隙度参数与纵波阻抗关系的回归关系式，将储层反演数据体中的叠前纵波阻抗体转化为孔隙度体；
[0021]基于储层含气量参数与密度关系的回归关系式，将储层反演数据体中的叠前密度体转化为含气量体；
[0022]基于储层总有机碳含量参数与密度关系的回归关系式，将储层反演数据体中的叠前密度体转化为总有机碳含量；
[0023]基于杨氏模量与泊松比计算页岩储层的岩石脆性指数；
[0024]基于所述孔隙度体、含气量体、总有机碳含量、岩石脆性指数，获得储层甜点预测结果，所述储层甜点预测结果包括储层孔隙度、含气量、有机碳含量和脆性分布特征。
[0025]进一步地，所述基于所述测井数据和储层甜点预测结果，预测上覆地层压力和孔隙压力的步骤，具体包括：
[0026]基于测井数据中的密度数据，计算上覆地层压力梯度；
[0027]根据所述上覆地层压力梯度，预测上覆地层压力；
[0028]基于所述测井数据，获取地表高程面数据；
[0029]基于深度域密度体和所述地表高程面数据，计算上覆地层压力数据体；
[0030]基于深度域速度体和所述上覆地层压力数据体，通过已训练的井点压力预测模型，预测孔隙压力。
[0031]进一步地，所述上覆地层压力梯度的计算，满足：
[0032]；
[0033]其中，表示i点深度的上覆压力梯度，表示水密度，表示水深，表示上部无密度测井数据平均密度，表示上部无密度测井数据段平均长度，表示测井数据中的i点的密度数据，表示与对应的测井层段厚度。
[0034]进一步地，所述基于所述上覆地层压力、孔隙压力计算最小水平主应力和最大水平主应力的步骤，满足：
[0035]；
[0036]；
[0037]其中，表示最小水平主应力，表示最大水平主应力，表示上覆地层压力，表示孔隙压力，表示比奥特系数，表示泊松比，表示最小水平主应力方向的区域应力系数，表示最大水平主应力方向的区域应力系数，表示构造残余应力对最小水平主应力的贡献系数，表示构造残余应力对最大水平主应力的贡献系数，表示岩石的杨氏模量，表示地层深度，表示最小水平主应变量，表示最大水平主应变量。
[0038]进一步地，所述基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法还包括：获取页岩储层的小尺度断裂空间分布，具体包括以下步骤：
[0039]获取原始地震数据中的叠前CMP道集数据，对所述CMP道集数据进行叠前方位处理和方位角划分，以获得多个方位角道集；
[0040]基于所述多个方位角道集提取多个方位振幅属性；
[0041]将所述多个方位振幅属性进行方位椭圆拟合，获得页岩储层的小尺度断裂空间分布。
[0042]本专利技术实施例的第二方面，在于提供一种基于地震数据的页岩储层三维应力预测系统，所述基于地震数据的页岩储层三维应力预测系统包括：
[0043]数据获取模块，用于获取目标地区的原始地震数据和测井数据；
[0044]时深转化模块，基于所述原始地震数据和测井数据进行井震标定获取时深转化关系；
[0045]断裂空间分布计算模块，基于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，其特征在于，所述基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法包括以下步骤：获取目标地区的原始地震数据和测井数据；基于所述原始地震数据和测井数据进行井震标定获取时深转化关系；基于所述原始地震数据和时深转化关系，获取断裂空间分布；基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，通过选取的最优储层反演方法，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果；基于所述测井数据和储层甜点预测结果，预测上覆地层压力和孔隙压力；基于所述上覆地层压力、孔隙压力计算最小水平主应力和最大水平主应力；通过井眼崩落、交叉偶极快慢声波以及应力释放缝的统计分析方法获取最小水平主应力的方向和最大水平主应力的方向；将所述上覆地层压力、孔隙压力、最小水平主应力、最小水平主应力的方向、最大水平主应力和最大水平主应力的方向组成三维应力模型。2.根据权利要求1所述的基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，其特征在于，所述基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法还包括：在所述基于所述原始地震数据和时深转化关系，获取断裂空间分布的步骤后，基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，获取储层地震响应特征和储层测井响应特征；基于所述储层地震响应特征和储层测井响应特征选取最优储层反演方法。3.根据权利要求1所述的基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，其特征在于，所述基于所述测井数据、原始地震数据、时深转化关系和断裂空间分布，通过选取的最优储层反演方法，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果的步骤中，获取储层反演数据体进而获得储层甜点预测结果具体包括：基于储层孔隙度参数与纵波阻抗关系的回归关系式，将储层反演数据体中的叠前纵波阻抗体转化为孔隙度体；基于储层含气量参数与密度关系的回归关系式，将储层反演数据体中的叠前密度体转化为含气量体；基于储层总有机碳含量参数与密度关系的回归关系式，将储层反演数据体中的叠前密度体转化为总有机碳含量；基于杨氏模量与泊松比计算页岩储层的岩石脆性指数；基于所述孔隙度体、含气量体、总有机碳含量、岩石脆性指数，获得储层甜点预测结果，所述储层甜点预测结果包括储层孔隙度、含气量、有机碳含量和脆性分布特征。4.根据权利要求1所述的基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，其特征在于，所述基于所述测井数据和储层甜点预测结果，预测上覆地层压力和孔隙压力的步骤，具体包括：基于测井数据中的密度数据，计算上覆地层压力梯度；根据所述上覆地层压力梯度，预测上覆地层压力；基于所述测井数据，获取地表高程面数据；基于深度域密度体和所述地表高程面数据，计算上覆地层压力数据体；
基于深度域速度体和所述上覆地层压力数据体，通过已训练的井点压力预测模型，预测孔隙压力。5.根据权利要求4所述的基于地震数据的页岩储层三维应力预测方法，其特征在于，所述上覆地层压力梯度的计算，满足：；其中，表示i点深度的上覆压力梯度，表示水密度，表示水深，表示上部无密度测井数据平均密度，表示上部无密度测井数据段平均长度，表示测井数据中的i点的密度数据，表示与对应的测井层段厚度。6.根据权利要求1所述的基于地震...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝宝锋，杨瑞东，谯文浪，周鹏，曾居义，李绍鹏，
申请(专利权)人：贵州能源产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：