一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法及系統(tǒng)，所述方法包括：采集目的儲層的疊前地震資料、測井資料以及地質(zhì)成果資料；構(gòu)建固液解耦近似方程；根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及所述的固液解耦近似方程提取子波；根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及子波確定絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體；根據(jù)所述的絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定流體體積模量數(shù)據(jù)體；根據(jù)所述的流體體積模量數(shù)據(jù)體識別當前儲層孔隙中流體的類型。得到的流體體積模量作為流體因子不僅具有更高的流體指示靈敏性，而且有效的提高了儲層流體識別和儲層特征描述的可靠性。
【專利說明】-種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于石油地球物理勘探領(lǐng)域，特別是關(guān)于疊前地震的反演技術(shù)，具體的講 是一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在石油工業(yè)中，利用流體因子進行地下儲層流體識別是業(yè)界常用的烴類描述與預(yù) 測方式。隨著全球地球物理勘探的重點從構(gòu)造油氣藏向巖性油氣藏轉(zhuǎn)變，早先在流體識別 領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的"亮點"及AVO屬性分析技術(shù)已無法滿足現(xiàn)階段復(fù)雜巖性油氣藏的儲層流 體識別需求。
[0003] 針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中許多學者提出了不同類型的流體因子，主要包括兩 類：
[0004] (1)通過巖石物理參數(shù)的權(quán)差運算來突出體現(xiàn)流體異常效應(yīng)，如交會圖角、流體因 子角、泊松阻抗等，但是此類流體因子的巖石物理意義模糊且普適性較差；
[0005] (2)將對巖石孔隙流體敏感的彈性參數(shù)直接作為流體因子，如拉梅參數(shù)，泊松比， Russell流體因子以及Gassmann流體項f等，該類流體因子巖石物理意義明確且普適性較 好，在現(xiàn)階段儲層流體識別中占據(jù)主要地位，但是在巖石固結(jié)程度較為復(fù)雜的地區(qū)應(yīng)用該 類流體因子時，受巖石固液兩相組分的耦合效應(yīng)影響，特別是受孔隙度影響，在實際儲層的 孔隙流體判識中會出現(xiàn)流體識別假象。另外，常規(guī)流體因子的計算多依賴彈性參數(shù)之間的 間接代數(shù)運算，受地震反問題固有的"病態(tài)"問題影響，最終計算的流體因子無法避免會引 入累計誤差，降低了儲層流體指示作用的可靠性。
[0006] 因此，隨著以復(fù)雜巖性因素為主導(dǎo)作用的巖性地層油氣藏勘探程度的加深，急需 研究一種能夠準確反應(yīng)孔隙流體類型的高靈敏流體因子類型以及更為可靠的流體因子直 接反演方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的 疊前地震反演方法及系統(tǒng)，以巖石固液雙相效應(yīng)解耦并反演完全體現(xiàn)了流體效應(yīng)的流體體 積模量參數(shù)K fS出發(fā)點，利用疊前彈性阻抗反演實現(xiàn)了流體因子的直接提取，得到的流體 體積模量作為流體因子不僅具有更高的流體指示靈敏性，而且有效的提高了儲層流體識別 和儲層特征描述的可靠性。
[0008] 本發(fā)明的目的之一是，提供一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法，包 括：采集目的儲層的疊前地震資料、測井資料以及地質(zhì)成果資料；構(gòu)建固液解耦近似方程； 根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及所述的固液解耦近似方程提取子 波；根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及子波確定絕對彈性阻抗數(shù)據(jù) 體；根據(jù)所述的絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定流體體積模量數(shù)據(jù)體；根據(jù)所述的流體體積模量 數(shù)據(jù)體識別當前儲層孔隙中流體的類型。
[0009] 本發(fā)明的目的之一是，提供了一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)， 包括：資料采集裝置，用于采集目的儲層的疊前地震資料、測井資料以及地質(zhì)成果資料；固 液解耦近似方程構(gòu)建裝置，用于構(gòu)建固液解耦近似方程；子波提取裝置，用于根據(jù)所述的疊 前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及所述的固液解耦近似方程提取子波；彈性阻抗數(shù) 據(jù)體確定裝置，用于根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及子波確定絕對 彈性阻抗數(shù)據(jù)體；流體體積模量確定裝置，用于根據(jù)所述的絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定流體 體積模量數(shù)據(jù)體；流體類型識別裝置，用于根據(jù)所述的流體體積模量數(shù)據(jù)體識別當前儲層 孔隙中流體的類型。
[0010] 本發(fā)明的有益效果在于，提供了一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法 及系統(tǒng)，以巖石固液雙相效應(yīng)解耦并反演完全體現(xiàn)了流體效應(yīng)的流體體積模量參數(shù)Kf為出 發(fā)點，利用疊前彈性阻抗反演實現(xiàn)了流體因子的直接提取，得到的流體體積模量作為流體 因子不僅具有更高的流體指示靈敏性，而且有效的提高了儲層流體識別和儲層特征描述的 可靠性，常規(guī)的流體因子巖石物理意義模糊且普適性較差，而且受巖石雙相特性的耦合效 應(yīng)影響，在表征巖石流體效應(yīng)的時候易受巖石固體效應(yīng)（特別是孔隙度參數(shù)）影響，造成流 體識別假象，而流體體積模量K fH與巖石孔隙流體有關(guān)，不受其他巖石固體效應(yīng)影響，作為 一項對儲層孔隙流體類型敏感的彈性參數(shù)在流體識別領(lǐng)域的效果更佳，利用疊前彈性阻抗 反演實現(xiàn)了流體因子的直接提取，可以避免引入累計誤差，提高了儲層流體指示作用的可 靠性。
[0011] 為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例， 并配合所附圖式，作詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013] 圖1是利用某工區(qū)實際數(shù)據(jù)計算得到的常用流體因子的流體指示系數(shù)比較圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明提供的基于固液解耦近似方程的流體因子疊前地震反演方法在具 體實施例中的流程圖；
[0015] 圖3是根據(jù)某工區(qū)實際地震數(shù)據(jù)進行基于固液解耦近似方程的流體因子疊前地 震反演后得到的流體因子1^的剖面示意圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法的 實施方式一的流程圖；
[0017] 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法的 實施方式二的流程圖；
[0018] 圖6為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法的 實施方式三的流程圖；
[0019] 圖7為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法的 實施方式四的流程圖；
[0020] 圖8為圖4中的步驟S103的具體流程圖；
[0021] 圖9為圖4中的步驟S104的具體流程圖；
[0022] 圖10為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)的 實施方式一的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023] 圖11為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)的 實施方式二的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024] 圖12為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)的 實施方式三的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025] 圖13為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)的 實施方式四的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026] 圖14為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解稱的疊前地震反演系統(tǒng)中 的子波提取裝置300的具體結(jié)構(gòu)框圖；
[0027] 圖15為本發(fā)明實施例提供的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)中 的彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定裝置400的具體結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029] 在現(xiàn)階段，儲層流體識別中占據(jù)主要地位的流體因子是將對巖石孔隙流體敏感的 彈性參數(shù)直接作為流體因子，在巖石固結(jié)程度較為復(fù)雜的地區(qū)應(yīng)用該類流體因子時，受巖 石固液兩相組分的耦合效應(yīng)影響，特別是受孔隙度影響，在儲層的孔隙流體判識中會出現(xiàn) 流體識別假象。另外，常規(guī)流體因子的計算多依賴彈性參數(shù)之間的間接代數(shù)運算，受地震反 問題固有的"病態(tài)"問題影響，最終計算的流體因子無法避免會引入累計誤差，降低了儲層 流體指示作用的可靠性。本發(fā)明以實現(xiàn)巖石固液雙相效應(yīng)解耦為出發(fā)點，提出將完全體現(xiàn) 流體效應(yīng)、不受孔隙度影響的流體因子，并利用疊前彈性阻抗反演實現(xiàn)了該流體因子的直 接提取。圖4為本發(fā)明提出的一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法的實施方式 一的具體流程圖，由圖4可知，在實施方式一中，所述的方法包括：
[0030] SlOl :采集目的儲層的疊前地震資料、測井資料以及地質(zhì)成果資料。
[0031] 疊前地震資料的采集在具體的實施方式中可通過如下方式：在勘探工區(qū)中，根據(jù) 目的層的深度和地質(zhì)特點，考慮動校正拉伸、干擾波、多次波等因素來設(shè)計寬方位角的三維 觀測系統(tǒng)，保證有足夠的偏移距、方位角。經(jīng)過激發(fā)、接收，得到可以滿足AVO分析需求的寬 方位大角度的疊前地震資料。
[0032] 測井資料的采集在具體的實施方式中可通過如下方式：在勘探工區(qū)中進行全波列 測井，得到測井資料，主要包含縱波速度、橫波速度、密度等全波列測井曲線，孔隙度等解釋 成果曲線，測井層位，錄井資料等。
[0033] S102 :構(gòu)建固液解耦近似方程。
[0034] AVO(Amplitude Versus Offset,振幅隨偏移距的變化）近似公式Aki公式是進行 彈性參數(shù)估算的基礎(chǔ)，本發(fā)明基于多孔彈性介質(zhì)理論以及Nur巖石物理模型，推導(dǎo)得到的 流體體積模量分離的AVO近似公式即固液解耦近似方程，其為基于地震資料的流體體積模 量參數(shù)估算提供了理論基礎(chǔ)。
[0035] Russell等人從Aki-Richards近似公式出發(fā)，推導(dǎo)了突出儲層流體特征的反射特 征近似公式：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演方法，其特征是，所述的方法具體包 括： 采集目的儲層的疊前地震資料、測井資料以及地質(zhì)成果資料； 構(gòu)建固液解耦近似方程； 根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及所述的固液解耦近似方程提 取子波； 根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及子波確定絕對彈性阻抗數(shù)據(jù) 體； 根據(jù)所述的絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定流體體積模量數(shù)據(jù)體； 根據(jù)所述的流體體積模量數(shù)據(jù)體識別當前儲層孔隙中流體的類型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的方法在構(gòu)建固液解耦近似方程之前 還包括： 對所述的疊前地震資料進行保幅處理； 對經(jīng)過保幅處理的疊前地震資料進行去噪處理； 根據(jù)目的儲層對經(jīng)過去噪處理的疊前地震資料進行角度疊加，生成四個入射角度的角 度疊加道集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，所述的方法在構(gòu)建固液解耦近似方程之前 還包括： 對所述的測井資料進行環(huán)境校正； 對經(jīng)過環(huán)境校正后的測井資料進行奇異值消除； 根據(jù)經(jīng)過奇異值消除后的測井資料確定所述目的儲層的干巖石縱橫波速度比、飽和巖 石縱橫波速度比； 根據(jù)所述的目的儲層的干巖樣縱橫波速度比以及所述的測井資料確定與所述測井資 料對應(yīng)的流體體積模量曲線以及剪切模量曲線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述的方法在構(gòu)建固液解耦近似方程之前 還包括： 根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料對目的儲層進行精細層位追蹤，得 到地震層位數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的固液解耦近似方程為：
其中，fm=φμ為地下巖石的固體項，Θ為入射角度，KfS地下巖石的流體體積模量， 乙為地下巖石的固體項，Φ為地下巖石的孔隙度，P為地下巖石的密度，μ為地下巖石的 剪切模量，Λ1為界面兩側(cè)的流體體積模量的差值，Λfm為界面兩側(cè)固體項的差值，ΛP 為界面兩側(cè)的密度的差值，ΛΦ為界面兩側(cè)的孔隙度的差值，％,為干巖石縱 ~^drv 橫波速度比的平方，為飽和巖石縱橫波速度比的平方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，根根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地 質(zhì)成果資料以及固液解耦近似方程提取子波具體包括： 從所述的測井資料中提取出地下巖石的密度以及孔隙度； 根據(jù)所述的剪切模量曲線以及所述的孔隙度確定地下巖石的固體項； 基于所述的固液解耦近似方程推導(dǎo)出彈性阻抗方程； 根據(jù)所述的入射角度、地下巖石的密度、固體項、孔隙度、流體體積模量曲線以及彈性 阻抗方程確定彈性阻抗偽測井曲線； 針對不同的入射角度，根據(jù)入射角度對應(yīng)的角度疊加道集、彈性阻抗偽測井曲線、地震 層位數(shù)據(jù)提取不同的子波。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，所述的彈性阻抗方程為：
I 3Ij. Kf0、fm0、P0和Φ0分別為Kf、fm、P和Φ的平均 值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì) 成果資料以及子波確定絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體具體包括： 根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地震層位數(shù)據(jù)以及子波確定出相對彈性阻抗數(shù) 據(jù)體； 根據(jù)所述的彈性阻抗偽測井曲線以及地震層位數(shù)據(jù)構(gòu)建低頻阻抗數(shù)據(jù)體； 根據(jù)所述的低頻阻抗數(shù)據(jù)體對所述的彈性阻抗數(shù)據(jù)體進行補償，得到絕對彈性阻抗數(shù) 據(jù)體。
9. 一種基于雙相介質(zhì)固液解耦的疊前地震反演系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)具體包 括： 資料采集裝置，用于采集目的儲層的疊前地震資料、測井資料以及地質(zhì)成果資料； 固液解耦近似方程構(gòu)建裝置，用于構(gòu)建固液解耦近似方程； 子波提取裝置，用于根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以及所述的固 液解耦近似方程提取子波； 彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定裝置，用于根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料以 及子波確定絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體； 流體體積模量確定裝置，用于根據(jù)所述的絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定流體體積模量數(shù)據(jù) 體； 流體類型識別裝置，用于根據(jù)所述的流體體積模量數(shù)據(jù)體識別當前儲層孔隙中流體的 類型。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括： 保幅處理裝置，用于對所述的疊前地震資料進行保幅處理； 去噪處理裝置，用于對經(jīng)過保幅處理的疊前地震資料進行去噪處理； 角度疊加裝置，用于根據(jù)目的儲層對經(jīng)過去噪處理的疊前地震資料進行角度疊加，生 成四個入射角度的角度疊加道集。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括： 環(huán)境校正裝置，用于對所述的測井資料進行環(huán)境校正； 奇異值消除裝置，用于對經(jīng)過環(huán)境校正后的測井資料進行奇異值消除； 縱橫速度比確定裝置，用于根據(jù)經(jīng)過奇異值消除后的測井資料確定所述目的儲層的干 巖石縱橫波速度比、飽和巖石縱橫波速度比； 剪切模量曲線確定裝置，用于根據(jù)所述的目的儲層的干巖樣縱橫波速度比以及所述的 測井資料確定與所述測井資料對應(yīng)的流體體積模量曲線以及剪切模量曲線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括： 地質(zhì)解釋裝置，用于根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地質(zhì)成果資料對目的儲層進 行精細層位追蹤，得到地震層位數(shù)據(jù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的固液解耦近似方程為：
其中，fm=φμ為地下巖石的固體項，Θ為入射角度，KfS地下巖石的流體體積模量， 乙為地下巖石的固體項，Φ為地下巖石的孔隙度，P為地下巖石的密度，μ為地下巖石的 剪切模量，Λ1為界面兩側(cè)的流體體積模量的差值，Λfm為界面兩側(cè)固體項的差值，ΛP 為界面兩側(cè)的密度的差值，λφ為界面兩側(cè)的孔隙度的差值，？= 為干巖石縱 橫波速度比的平方，ri=f/R為飽和巖石縱橫波速度比的平方。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的子波提取裝置具體包括： 孔隙度提取模塊，用于從所述的測井資料中提取出地下巖石的密度以及孔隙度； 固體項確定模塊，用于根據(jù)所述的剪切模量曲線以及所述的孔隙度確定地下巖石的固 體項； 彈性阻抗方程推導(dǎo)模塊，用于基于所述的固液解耦近似方程推導(dǎo)出彈性阻抗方程； 彈性阻抗偽測井曲線確定模塊，用于根據(jù)所述的入射角度、地下巖石的密度、固體項、 孔隙度、流體體積模量曲線以及彈性阻抗方程確定彈性阻抗偽測井曲線； 子波提取模塊，用于針對不同的入射角度，根據(jù)入射角度對應(yīng)的角度疊加道集、彈性阻 抗偽測井曲線、地震層位數(shù)據(jù)提取不同的子波。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的彈性阻抗方程為： I 3 ^
j_ ￡/〇=([,) p。和φ。分另U為Hp和φ的平均 值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定裝置具體包 括： 相對彈性阻抗數(shù)據(jù)體確定模塊，用于根據(jù)所述的疊前地震資料、測井資料、地震層位數(shù) 據(jù)以及子波確定出相對彈性阻抗數(shù)據(jù)體； 低頻阻抗數(shù)據(jù)體構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述的彈性阻抗偽測井曲線以及地震層位數(shù)據(jù)構(gòu) 建低頻阻抗數(shù)據(jù)體； 補償模塊，用于根據(jù)所述的低頻阻抗數(shù)據(jù)體對所述的彈性阻抗數(shù)據(jù)體進行補償，得到 絕對彈性阻抗數(shù)據(jù)體。
【文檔編號】G01V1/28GK104459778SQ201410725579
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】印興耀, 張世鑫, 李超, 曹丹平, 吳國忱, 宗兆云 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 中國石油大學(華東)