專利名稱：一種煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地震勘探儲層預(yù)測領(lǐng)域，具體涉及一種煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法。
背景技術(shù)：
譜分解技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)基于頻率譜分解的特色儲層描述技術(shù)。譜分解技術(shù)將地震數(shù)據(jù)從時間域變換到頻率域，可以獲得更豐富的地震波場動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)信息。目前碎屑巖砂巖儲層預(yù)測常見的頻譜分解技術(shù)有傅里葉變換、小波變換、最大熵、Amoco公司譜分解技術(shù)等。這些技術(shù)的特點(diǎn)如下傅里葉變換的基函數(shù)具有全局性，在時域上無時間分辨特·性，在頻域上可局部化，但不能刻畫時域局部地層的地震反射特征；最大熵譜分解能夠獲得較好頻率分辨率，但受選取時間窗口限制，時間分辨率不高；小波變換使用尺度參數(shù)控制，時頻窗的寬度隨信號自適應(yīng)變換，高頻時時窗自動變窄，低頻時時窗自動變寬，但與頻率參數(shù)不能直接對應(yīng)，地質(zhì)含義不夠明確，改進(jìn)后的小波變換可以指定頻帶數(shù)目和頻率分布密度，可以提取與目標(biāo)體的頻率響應(yīng)特性有關(guān)的具有地質(zhì)意義的有效頻率信息；Am0C0公司譜分解技術(shù)是針對目的層的頻譜分解技術(shù)，考慮了薄層調(diào)諧特性，可以反映薄層內(nèi)頻譜特征，目前的應(yīng)用主要是針對薄目的層計(jì)算得到的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體，并用頻譜切片的形式顯示薄目的層的頻率特性。上述幾種頻譜分解技術(shù)均考慮了頻率特征，但各有優(yōu)缺點(diǎn)。它們頻譜分解的結(jié)果大多是用切片形式顯示的研究目的層的頻譜特征。我國的鄂爾多斯盆地大牛地氣田屬低孔、低滲、致密型以河道砂體為主的巖性油氣藏。氣田主要以二疊系的下石盒子組、山西組和石炭系的太原組砂巖儲層為主，圈閉的分布受砂體發(fā)育程度控制。山西組和太原組煤層發(fā)育，煤層與圍巖阻抗差異大、地震反射能量強(qiáng)且連續(xù)。下石盒子組盒3段主河道砂體為大牛地氣田主力產(chǎn)層，砂體較薄且縱橫疊置、相變頻繁、非均質(zhì)性強(qiáng)，砂體與圍巖波阻抗差異小、反射能量較弱。大牛地氣田的強(qiáng)煤系地層反射往往掩蓋了位于其上部的盒3段儲層-砂體的反射特征。在碎屑巖地層儲層預(yù)測中，提取與振幅有關(guān)的信息仍然是目前砂體識別比較常用的方法。但由于煤系地層強(qiáng)地震反射特征的干擾和河道砂體弱反射薄儲層的復(fù)雜多變，使得用常規(guī)方法直接對分辨率有限的地震資料進(jìn)行砂體預(yù)測的精度受到限制，無法精細(xì)刻畫薄含氣砂巖儲層內(nèi)部反射特征。頻率-振幅響應(yīng)可以得到比時間-振幅響應(yīng)更豐富、更精細(xì)的振幅信息。目前普遍采用的頻率切片顯示方式雖然可以得到目的層在平面上的干涉圖像，但還需要解釋人員憑經(jīng)驗(yàn)識別所代表的地質(zhì)沉積的結(jié)構(gòu)和模式。僅用切片形式的頻譜特征反映砂體的空間展布規(guī)律不夠全面。薄層譜分解技術(shù)以研究地層內(nèi)部反射特征變化為特長，由單一薄層(代表目的層)計(jì)算得到的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體生成的單一頻率切片可以代表局部地層橫向反射特征變化，但不能反映更大深度范圍、更全面的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法，利用薄層譜分解技術(shù)，兼顧薄層調(diào)諧特性和不同巖性、物性巖石在“調(diào)諧”頻率處優(yōu)勢顯示不同的特點(diǎn)，在獲得共頻率分量數(shù)據(jù)體的基礎(chǔ)上，考慮煤系地層與砂巖儲層的頻率特征差異，突出薄砂體在剖面上的反射特征和展布規(guī)律，進(jìn)而預(yù)測砂體的空間展布趨勢，提高砂巖儲層預(yù)測精度。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法，所述方法首先分析疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體，確定薄層譜分解計(jì)算范圍和整個數(shù)據(jù)體的譜分解計(jì)算范圍，利用薄層譜分解計(jì)算得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；然后通過移動時窗，得到疊后保幅三維地震數(shù)據(jù) 體內(nèi)的所有采樣點(diǎn)的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；再經(jīng)過分選生成共頻率分量三維數(shù)據(jù)體或單一頻率 分量三維數(shù)據(jù)體；經(jīng)過比較得到時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體；最后利用砂體和煤系地層的頻率差異識別出煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下的弱反射儲層。所述方法包括以下步驟(I)分析疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體對疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分析，了解砂體和煤層頻譜特征，確定薄層譜分解計(jì)算范圍和整個數(shù)據(jù)體的計(jì)算范圍；(2)單一薄層譜分解計(jì)算按步驟(I)確定的薄層譜分解計(jì)算范圍從疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體中提取薄層數(shù)據(jù)，進(jìn)行譜分解計(jì)算，得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；(3)整個數(shù)據(jù)體譜分解計(jì)算；通過逐點(diǎn)移動時窗，對疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體內(nèi)的每一個采樣點(diǎn)重復(fù)步驟(2)，經(jīng)過計(jì)算得到所有采樣點(diǎn)相應(yīng)的薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；(4)分選成一組共頻率分量數(shù)據(jù)體對步驟(3)得到的所有采樣點(diǎn)的薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行分選，形成一組共頻率分量時間-振幅數(shù)據(jù)體，同時也可分選生成單一頻率分量的時間-振幅切片和剖面；(5)提取最大振幅頻率數(shù)據(jù)體對步驟(4)得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，提取時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體；生成時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體剖面和切片；(6)用剖面或切片顯示步驟(5)的結(jié)果，突出顯示強(qiáng)振幅反射特征掩蓋下的砂巖儲層空間展布特征，進(jìn)行砂體空間展布預(yù)測；其中，薄砂層主頻在40Hz左右，煤系地層主頻在20Hz左右。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)本發(fā)明得到多個共頻率分量數(shù)據(jù)體，可以顯示單頻率振幅剖面；(2)本發(fā)明提取的時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體可以從剖面和空間上直觀反映在煤系強(qiáng)振幅反射特征掩蓋下弱反射砂巖儲層的空間展布趨勢；(3)本發(fā)明為碎屑巖地層薄儲層識別與預(yù)測提供了一種直觀、實(shí)用的方法。


圖I是本發(fā)明方法所使用的薄層譜成像的原理示意圖。圖2是本發(fā)明方法的實(shí)施步驟框圖。圖3-1是本發(fā)明實(shí)施例中的原始剖面。圖3-2是本發(fā)明實(shí)施例中使用本發(fā)明方法獲得的20Hz振幅剖面，其中深色強(qiáng)振幅區(qū)域?yàn)槊合档貙臃瓷涮卣鳌D3-3是本發(fā)明實(shí)施例中使用本發(fā)明方法獲得的的40Hz振幅剖面，其中深色強(qiáng)振幅區(qū)域?yàn)槊合档貙臃瓷涮卣?。圖3-4是本發(fā)明實(shí)施例中使用本發(fā)明方法獲得的最大振幅頻率剖面，其中深色背景為低頻率，淺色為中高頻率，白色為40Hz頻率，白色體反映砂體展布趨勢。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述(I)基本原理薄層譜分解技術(shù)是基于離散富氏變換的地震數(shù)據(jù)體時頻轉(zhuǎn)換的技術(shù)。離散傅氏變換公式為
NA . 2πXm=^xne N； n%
w=0其中Χη為有限離散地震信號，Xffl為其頻譜，N為采樣點(diǎn)數(shù)。Xm可以寫成含實(shí)部與虛部的表達(dá)式Xffl = Uffl+iVffl則振幅譜Am表示為A =(JJ2 y2 y
m \ mm '頻率表示為fm =其中，Δ為采樣率，m為頻點(diǎn)數(shù)，N為采樣點(diǎn)數(shù)。薄層譜分解技術(shù)的理論基礎(chǔ)是薄層反射系統(tǒng)可產(chǎn)生復(fù)雜的調(diào)諧反射(如附圖I所示)。薄地層反射在頻率域中唯一特征表達(dá)可指示時間厚度變化。薄層譜分解計(jì)算得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體。由薄層調(diào)諧反射得到的振幅譜可確定構(gòu)成反射的單個地層的聲波特性之間的關(guān)系，振幅譜通過譜陷頻曲線確定薄地層變化情況。譜陷頻曲線與局部巖體(如局部地質(zhì)、流體、沉積學(xué)等)的變化有關(guān)。振幅譜陷頻特性反映薄層時間厚度變化，復(fù)雜巖層內(nèi)陷頻譜變化可以揭示薄地層內(nèi)部巖性橫向分布特征。基于薄層的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體確定后，可以通過移動時窗得到整個計(jì)算數(shù)據(jù)體的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體，再經(jīng)過選排生成共頻率分量數(shù)據(jù)體和單一頻率分量數(shù)據(jù)體。由于煤層和非煤層砂體的優(yōu)勢頻率不同，且都屬于薄層，可直接用薄層譜分解技術(shù)得到的不同頻率振幅響應(yīng)特征來區(qū)分。在煤系地層共存的情況下，即使得到單一頻率剖面，但單一頻率剖面上突出顯示的仍然是煤系地層特征，弱反射砂巖特征得不到很好體現(xiàn)(如附圖3-2和附圖3-3所示)。利用砂體和煤系地層的頻率差異可以使煤系地層強(qiáng)振幅掩蓋下的弱反射砂體特征得到展現(xiàn)(如附圖3-4所示)。(2)本發(fā)明方法的步驟本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)流程如附圖2所示，具體如下(I)分析疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體對疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分析，了解砂體和煤層頻譜特征，確定薄層譜分解計(jì)算范圍和整個數(shù)據(jù)體的譜分解計(jì)算范圍； (2)單一薄層譜分解計(jì)算按步驟(I)確定的薄層譜分解計(jì)算范圍從疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體中提取薄層數(shù)據(jù)，進(jìn)行譜分解計(jì)算，得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；(3)整個數(shù)據(jù)體譜分解計(jì)算；通過逐點(diǎn)移動時窗，對疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體內(nèi)的每一個采樣點(diǎn)重復(fù)步驟(2)，經(jīng)過計(jì)算得到所有采樣點(diǎn)相應(yīng)的薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；(4)分選成一組共頻率分量數(shù)據(jù)體對步驟(3)得到的所有采樣點(diǎn)的薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行分選，形成一組共頻率分量時間-振幅數(shù)據(jù)體，同時也可分選生成單一頻率分量的時間-振幅切片和剖面；(5)提取最大振幅頻率數(shù)據(jù)體對步驟(4)得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，提取時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體；生成時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體剖面和切片；(6)用剖面或切片顯示步驟(5)的結(jié)果，突出顯示強(qiáng)振幅反射特征掩蓋下的砂巖儲層空間展布特征，進(jìn)行砂體空間展布預(yù)測；其中，薄砂層主頻在40Hz左右，煤系地層主頻在20Hz左右。附圖3-1是一條疊后保幅地震剖面，剖面上強(qiáng)振幅反射特征是山西組和太原組煤系地層所在層位的反映(見附圖3-1中的煤系地層B)，該煤系地層B上方盒2+3段主河道砂體為該區(qū)主力產(chǎn)層(見附圖3-1中的儲層A)，該砂體附圖3-1上儲層A特征不明顯。附圖3-2和附圖3-3分別為20Hz和40Hz振幅剖面上，強(qiáng)地震反射特征仍集中在煤系地層(見附圖3-2和附圖3-3中的煤系地層B)，儲層A的特征不明顯。附圖3-4上儲層A的特征明顯，儲層A的橫向延伸范圍和相對厚度也清晰可見，實(shí)際鉆井證實(shí)儲層A的D處砂體厚于E處砂體，D處獲得高產(chǎn)氣，E處獲得較高產(chǎn)氣。C層為盒I段超薄砂體(在附圖3-1 附圖3-3上不明顯)，C層在E處砂體富集程度好于D處。上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本發(fā)明上述具體實(shí)施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制性的意義。
權(quán)利要求
1.ー種煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法，其特征在于所述方法首先分析疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體，確定薄層譜分解計(jì)算范圍和整個數(shù)據(jù)體的譜分解計(jì)算范圍，利用薄層譜分解計(jì)算得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；然后通過移動時窗，得到疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體內(nèi)的所有采樣點(diǎn)的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；再經(jīng)過分選生成共頻率分量三維數(shù)據(jù)體或單ー頻率分量三維數(shù)據(jù)體；經(jīng)過比較得到時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體；最后利用砂體和煤系地層的頻率差異識別出煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下的弱反射儲層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)分析疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體對疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分析，了解砂體和煤層頻譜特征，確定薄層譜分解計(jì)算范圍和整個數(shù)據(jù)體的譜分解計(jì)算范圍；(2)單ー薄層譜分解計(jì)算按步驟(I)確定的薄層譜分解計(jì)算范圍從疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體中提取薄層數(shù)據(jù)，進(jìn)行譜分解計(jì)算，得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；(3)整個數(shù)據(jù)體譜分解計(jì)算；通過逐點(diǎn)移動時窗，對疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體內(nèi)的每ー個采樣點(diǎn)重復(fù)步驟(2)，經(jīng)過計(jì)算得到所有采樣點(diǎn)相應(yīng)的薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；(4)分選成ー組共頻率分量數(shù)據(jù)體對步驟(3)得到的所有采樣點(diǎn)的薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行分選，形成一組共頻率分量時間-振幅數(shù)據(jù)體，同時也可分選生成單ー頻率分量的時間-振幅切片和剖面；(5)提取最大振幅頻率數(shù)據(jù)體對步驟(4)得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，提取時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體；生成時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體剖面和切片；(6)用剖面或切片顯示步驟(5)的結(jié)果，突出顯示強(qiáng)振幅反射特征掩蓋下的砂巖儲層空間展布特征，進(jìn)行砂體空間展布預(yù)測；其中，薄砂層主頻在40Hz左右，煤系地層主頻在20Hz左右。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下弱反射儲層的識別方法，屬于地震勘探儲層預(yù)測領(lǐng)域。所述方法首先分析疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體，確定薄層譜分解計(jì)算范圍和整個數(shù)據(jù)體的譜分解計(jì)算范圍，利用薄層譜分解計(jì)算得到薄層調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；然后通過移動時窗，得到疊后保幅三維地震數(shù)據(jù)體內(nèi)的所有采樣點(diǎn)的調(diào)諧三維數(shù)據(jù)體；再經(jīng)過分選生成共頻率分量三維數(shù)據(jù)體或單一頻率分量三維數(shù)據(jù)體；經(jīng)過比較得到時間-最大振幅頻率數(shù)據(jù)體；最后利用砂體和煤系地層的頻率差異識別出煤系強(qiáng)地震反射特征掩蓋下的弱反射儲層。本發(fā)明可以從剖面和時空上直觀反映在煤系強(qiáng)振幅反射特征掩蓋下弱反射砂巖儲層的空間展布趨勢。
文檔編號G01V1/30GK102830432SQ20111015805
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者蔡瑞, 趙群 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院