一種縫洞型儲層地震數(shù)值模型建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣地球物理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種縫洞型儲層地震數(shù)值模 型建立方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地震波場模擬是地震勘探和地震學(xué)的基礎(chǔ)。地震波場模擬就是在假定地下介質(zhì)結(jié) 構(gòu)模型和相應(yīng)物理參數(shù)已知的情況下，模擬研究地震波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律，并計算 在地面或地下各個觀測點所應(yīng)觀測到的地震數(shù)值的一種地震模擬方法。地震波場模擬不 但在石油、天然氣、重金屬和非金屬等礦產(chǎn)資源及工程，W及環(huán)境地球物理中有著廣泛地應(yīng) 用，而且在地震災(zāi)害預(yù)測、地震區(qū)帶劃分W及地殼構(gòu)造和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究等方面，也起著 十分重要的作用。
[0003] 建立可W反映結(jié)構(gòu)特征的數(shù)學(xué)模型是進行復(fù)雜介質(zhì)地震波場模擬的前提，因此研 究人員提出了多種模型來描述地下的不同儲層。
[0004] 裂縫型儲層是一種大量存在的油氣儲層類型，為此許多學(xué)者對裂縫進行了大量的 研究。哈德森將裂縫看成是W-個個非常扁的楠球體，并用彈性擾動理論推導(dǎo)出裂縫等效 各向異性介質(zhì)的彈性系數(shù)與各向同性背景介質(zhì)的彈性系數(shù)、裂縫參數(shù)之間的關(guān)系，并給出 了裂縫中不同充填物對彈性常數(shù)的影響。勵伯格和塞耶斯將裂縫看成是具有線性滑動邊界 條件的柔性邊界，推導(dǎo)出了裂縫等效各向異性介質(zhì)的柔性矩陣。隨后很多學(xué)者運用該兩種 等效介質(zhì)理論來建立模型，并通過波場模擬研究了地震波在裂縫儲層中的傳播特點?？锥?型儲層也是一種廣泛存在的油氣儲層類型，許多學(xué)者對地層中不規(guī)則孔洞也做了大量研究 工作。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，對單獨的裂縫型儲層和孔洞型儲層已經(jīng)做了許多研究，并建立了對 應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。然而在實際地層中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)往往不是單一的。例如海相碳酸鹽巖儲層中， 由于地質(zhì)作用，裂縫、孔洞同時存在。當(dāng)前的裂縫或孔洞的波場模擬建模方法并不能準(zhǔn)確 描述裂縫、孔洞結(jié)構(gòu)并存的縫洞型儲層，使得在進行地震波場模擬無法得到準(zhǔn)確、可靠的數(shù) 據(jù)。
[0006] 基于上述情況，亟需一種能夠準(zhǔn)確地建立縫洞型儲層的地震數(shù)值模型的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種縫洞型儲層地震數(shù)值模型建立方法，所述方 法包括：
[0008] 孔洞分布模型建立步驟，基于隨機介質(zhì)理論建立待分析縫洞型儲層的孔洞分布模 型，其包括背景介質(zhì)區(qū)域和孔洞區(qū)域；
[0009] 裂縫彈性參數(shù)確定步驟，根據(jù)所述待分析縫洞型儲層的裂縫的幾何參數(shù)，確定所 述待分析縫洞型儲層的裂縫彈性參數(shù)；
[0010] 縫洞型儲層模型建立步驟，將所述裂縫彈性參數(shù)賦予所述背景介質(zhì)區(qū)域，將已知 的孔洞包含物的彈性參數(shù)賦予所述孔洞區(qū)域，得到所述待分析縫洞型儲層的地震數(shù)值模 型。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述孔洞分布模型建立步驟包括：
[0012] 確定所述待分析縫洞型儲層中各點的相對擾動；
[0013] 根據(jù)各點的相對擾動，計算所述待分析縫洞型儲層中各點的空間分布參數(shù)；
[0014] 將各點的空間分布參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)闊值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果建立所述待分析 縫洞型儲層的孔洞分布模型。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，
[0016] 當(dāng)所述待分析縫洞型儲層的介質(zhì)空間中一點處的的空間分布參數(shù)大于所述預(yù)設(shè) 參數(shù)闊值時，判斷該點處為背景介質(zhì)區(qū)域，否則判斷該點處為孔洞區(qū)域。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，確定各點相對擾動的步驟包括：
[0018] 根據(jù)預(yù)設(shè)的空間分布參數(shù)的自相關(guān)函數(shù)，確定隨機過程的功率譜函數(shù)；
[0019] 基于所述功率譜函數(shù)和預(yù)設(shè)隨機場，根據(jù)隨機譜函數(shù)模型計算所述隨機過程的隨 機譜函數(shù)；
[0020] 對所述隨機譜函數(shù)進行逆傅里葉變換變換，得到所述隨機過程的隨機擾動；
[0021] 計算所述隨機擾動的均值和方差，并根據(jù)所述隨機擾動的均值和方差對所述隨機 擾動進行規(guī)范化，得到所述待分析縫洞型儲層中各點的相對擾動。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)如下公式計算所述待分析縫洞型儲層中各點的相 對擾動： 么'
[0023] 〇(-、-，Z) 之）-('] a
[0024] 其中，0 (X，Z)表示待分析縫洞型儲層中（X，Z)點處的相對擾動，e表示規(guī)范化后 的標(biāo)準(zhǔn)差，C和d分別表示（X，Z)點處隨機擾動￥ (X，Z)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。
[00巧]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述自相關(guān)函數(shù)包括W下所列項中的任一項：
[0026] 指數(shù)型楠圓自相關(guān)函數(shù)、高斯型楠圓自相關(guān)函數(shù)、馮卡口自相關(guān)函數(shù)。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述空間分布參數(shù)包括密度。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)如下公式計算所述待分析縫洞型儲層中各點的密 度：
[0029] P(x,z) =P〇 ? (1+K?0(x,z))
[0030] 其中，P(x，z)表示待分析縫洞型儲層中（x，z)點處的密度，P。表示背景介質(zhì)區(qū) 域的密度，K表示比例常數(shù)，0 (x，z)表示待分析縫洞型儲層中（x，z)點處的相對擾動。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，裂縫彈性參數(shù)確定步驟包括：
[0032] 基于待分析縫洞型儲層的地質(zhì)參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)裂縫模型計算彈性參數(shù)中間量；
[0033] 根據(jù)所述彈性參數(shù)中間量，計算裂縫介質(zhì)的修正量；
[0034] 基于所述裂縫介質(zhì)的修正量，根據(jù)哈德森理論計算所述待分析縫洞型儲層的含定 向分布裂縫介質(zhì)的等效各相異性介質(zhì)的彈性參數(shù)，作為所述待分析縫洞型儲層的裂縫彈性 參數(shù)。
[00巧]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括：
[0036] 地震波場模擬步驟，對所述地震數(shù)值模型進行波動方程的數(shù)值模擬，獲取所述地 震數(shù)值模型中各點的震動參數(shù)，并根據(jù)所述震動參數(shù)建立所述待分析縫洞型儲層的地震波 場。
[0037] 本發(fā)明提供的縫洞型儲層地震數(shù)值模型建立方法所建立的地震數(shù)值模型既具有 裂縫介質(zhì)的各向異性特征，還具有隨機孔洞的散射特征。相較于現(xiàn)有的縫洞型儲層的地震 數(shù)值模型建立方法，本發(fā)明提供的方法能夠更加完整、準(zhǔn)確地描述裂縫、孔洞結(jié)構(gòu)并存的縫 洞型儲層，對于縫洞型儲層的研究分析W及油氣勘探具有十分重要的意義。
[0038] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利 要求書W及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0039] 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)描述中所需要的附圖做簡單的介紹：
[0040] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的縫洞型儲層模型建立方法的流程圖；
[0041] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的建立孔洞分布模型的流程圖；
[0042] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的計算待分析孔洞型模型隨機擾動的流程圖；
[0043] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的縫洞型儲層的地震數(shù)值模型圖；
[0044] 圖5a是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的縫洞型儲層X方向位移的地震波場快照圖；
[0045] 圖化是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的縫洞型儲層y方向位移的地震波場快照圖；
[0046] 圖5c是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的縫洞型儲層Z方向位移的地震波場快照圖；
[0047] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的某雙層縫洞型儲層的地震數(shù)值模型圖；
[0048] 圖7a是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙層地震數(shù)值模型X方向位移的地震記錄；
[0049] 圖化是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙層地震數(shù)值模型y方向位移的地震記錄；
[0050] 圖7c是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的雙層地震數(shù)值模型Z方向位移的地震記錄。
【具體實施方式】
[0051] W下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用 技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)W實施。需要說明 的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例W及各實施例中的各個特征可W相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0052] 圖1示出了本實施例中縫洞型儲層地震數(shù)值模型建立方法的流程圖。
[0053] 如圖1所示，首先在孔洞分布模型建立步驟S101中基于隨機介質(zhì)理論確定帶分析 縫洞型儲層的背景介質(zhì)區(qū)域和孔洞區(qū)域，建立待分析儲層的孔洞分布模型。本實施例中，W 碳酸鹽礦作為待分析儲層的背景介質(zhì)，但本發(fā)明不限于此。
[0054] 建立縫洞型儲層地震數(shù)值模型首先需要確定縫洞型儲層中孔洞的位置，現(xiàn)有拘束 中往往采用確定性的方法來描述孔洞在空間的位置。近年來隨著隨機介質(zhì)理論的發(fā)展，隨 機介質(zhì)理論也逐漸被應(yīng)用到油氣地球物理技術(shù)領(lǐng)域。由于實際儲層中孔洞是隨機分布的， 所W用隨機介質(zhì)理論中空間隨機分布的方法進行孔洞位置確定更為合理。
[00巧]圖2示出了本實施例