專利名稱：一種能量約束非均質(zhì)儲層厚度識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種能量約束非均質(zhì)儲層厚度識別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油勘探的目的是綜合利用地球物理勘探、地球化學(xué)勘探、地球地質(zhì)勘探等方法來尋找地下儲集的石油、天然氣空間分布和內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)律，對油氣勘探開發(fā)具有特別重要的意義。而地球物理勘探方法是運用最為廣泛的地震預(yù)測技術(shù)方法之一。對于我國普遍存在的陸相砂泥巖地層以及碳酸鹽巖、火山巖 等特殊性儲層來說，大多為10米以內(nèi)的儲層。對于儲集層厚度的確定，地球物理工作者做了大量深入、細致的工作，也取得了較大的進展，井震聯(lián)合反演和地質(zhì)統(tǒng)計建模預(yù)測，已大大突破了 \ /4的地震分辨率限制，一般可達到3-5m，甚至l-2m。但是，隨著預(yù)測分辨率的提高，需加入的人為信息也就越來越多，即儲層預(yù)測中需要測井資料和層位等多種信息約束，而井震標定和層位解釋的精度都會直接影響反演結(jié)果的精度和效果，造成反演的多解性。另外，反演方法多種多樣，用不同的反演方法、不同的預(yù)測參數(shù)對同一地震數(shù)據(jù)進行反演，都可能得到不同的反演結(jié)果，也會增加反演多解性。為了克服厚度預(yù)測的不確定性及多解性，各大軟件研發(fā)公司和學(xué)者都對地震頻譜特征進行過大量的研究。Landmark公司2003年推出了頻譜分解技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用薄互層地震調(diào)諧效應(yīng)原理，通過短時窗傅立葉變換提取奈奎斯特頻率范圍內(nèi)所有離散頻率對應(yīng)的調(diào)諧振幅，進而計算調(diào)諧厚度，從而研究儲集層的橫向變化。此方法無需井約束，達到了識別高于常規(guī)地震主頻分辨薄層的能力。但由于短時窗譜分析具有多極值的現(xiàn)象，使得厚度解釋不唯一，解釋難度大，從調(diào)諧體轉(zhuǎn)為儲集層厚度體的成功實例也較少。為了克服短時窗傅立葉變換由于時窗固定、高低頻信息混疊引起譜的多極值現(xiàn)象，有些學(xué)者嘗試了小波變換，這是因為小波變換既能克服傅氏變換具有時-頻域局部性差的特點，也能克服窗口傅氏變換的固定分辨率作信號分析時無快速算法的缺點，小波變換由于具有變時窗特性(低頻對應(yīng)大時窗算子、高頻對應(yīng)小時窗算子)，在時間-頻率譜上多解性減少，但其針對性不強，薄層分辨率極限不足，能量團不夠集中。預(yù)測厚度譜能量團更為集中，橫軸直接對應(yīng)儲集層厚度，解釋更為直觀。綜上所述，現(xiàn)階段儲層厚度預(yù)測存在的一些問題波阻抗反演預(yù)測儲層具有多解性；頻譜分解由其分解特殊性如固定時窗、混疊高低頻信息必將導(dǎo)致多極值問題存在，給儲層厚度解釋帶來了難度。只運用單一頻率的振幅或波形特征與儲層厚度的關(guān)系，勢必存在多解性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能量約束非均質(zhì)儲層厚度的系統(tǒng)，利用儲層頂、底地震響應(yīng)的偶合特征和能量特征相結(jié)合有效地預(yù)測儲層厚度，定量地預(yù)測得到儲層厚度及儲層的三維空間分布規(guī)律，提高儲層厚度預(yù)測判斷的可靠性，降低多解性。
本發(fā)明所述的一種能量約束非均質(zhì)儲層厚度的識別系統(tǒng)，它是在測井資料、地震資料分析的基礎(chǔ)上，利用儲層頂、底地震響應(yīng)波形和能量特征約束來提高儲層厚度預(yù)測精度的識別方法系統(tǒng)。特別針對碳酸鹽巖溶洞、藻灰?guī)r、火山巖等非均質(zhì)儲層的預(yù)測分辨率低、多解性強的兩個關(guān)鍵問題考慮更多。其綜合研究儲層地層的成層特點，充分利用地震波勘探原理和方法，其實質(zhì)是把地層儲層頂、底界面反射系數(shù)特征、儲層段及其偶合地震響應(yīng)特征作為一個整體來看待，采用鑲邊衰減函數(shù)來減弱儲層頂?shù)走吔鐚ε己系卣鸩ㄐ翁卣鞯挠绊?，從而研究儲層厚度變化與地震響應(yīng)特征變化規(guī)律。通過正反演模型制作提取儲層頂?shù)椎卣鸱瓷洳ㄐ魏湍芰刻卣鱽眍A(yù)測儲層厚度的方法來代替波阻抗反演方法，可降低井震聯(lián)合儲層預(yù)測的多解性。該方法系統(tǒng)提高了儲層厚度預(yù)測的精度，提高對薄儲層的分辨率， 一般單層厚度預(yù)測可以提高到X/20 X/40。具體內(nèi)容是通過測井、地震資料分析獲取信息來構(gòu)建儲層段及儲層頂、底特征的模型關(guān)鍵參數(shù)數(shù)據(jù)如聲波、密度及波阻抗等物性資料，隨后在鑲邊衰減函數(shù)約束下采用合成地震記錄制作、測井地震信息標定(即井震標定)、井震聯(lián)合提取優(yōu)化子波等技術(shù)，利用已知測井解釋的儲層厚度構(gòu)建不同厚度的儲層模型以及正演得到其地震響應(yīng)特征模型庫；同時采用余弦平方衰減梯度鑲邊函數(shù)約束，來建立能反映儲層地震響應(yīng)波形特征模型數(shù)據(jù)庫，提高對薄儲層預(yù)測的精度，實現(xiàn)三維地震數(shù)據(jù)儲層厚度譜預(yù)測，其不同于常規(guī)方法在于其直接利用地震振幅能量的信息實現(xiàn)儲層厚度定量化有效預(yù)測。該非均質(zhì)儲層厚度識別系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)系及流程圖(圖I、圖2)如下I、數(shù)據(jù)資料輸入單元該識別系統(tǒng)首先從測井單井上獲取準確的儲層數(shù)據(jù)參數(shù)；然后在充分利用地震、測井和錄井數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆井測井資料分析出目的層儲層厚度數(shù)據(jù)及分布規(guī)律，同時解釋或分析提取儲層厚度數(shù)據(jù)以及儲層上下介質(zhì)的聲波、密度和波阻抗儲層參數(shù)信息，為下一步儲層地震響應(yīng)特征建模提供重要參數(shù)。2、數(shù)據(jù)資料處理單元I)最優(yōu)子波求取測井地震信息的利用，采用分頻標定、合成記錄精細標定技術(shù)提取準確的子波，同時利用地震地質(zhì)分層、地震解釋層位以及波形特征多種信息的精細標定可得到最佳的時深關(guān)系。2)構(gòu)建儲層基本小波函數(shù)利用數(shù)據(jù)采集得到儲層參數(shù)以及井震標定的最佳時深關(guān)系對應(yīng)的波形特征進行研究，基于褶積原理采用反射系數(shù)與子波褶積的算法得到合成記錄來研究波形特征。首先從最基本的楔狀體模型研究入手，為了表達儲層段的厚度譜地震響應(yīng)特征，研究儲層厚度變化引起地震響應(yīng)特征變化及規(guī)律，綜合考慮地震子波特征對儲層頂?shù)准斑吔绮ㄐ蔚挠绊?，?gòu)建一系列不同儲層厚度變化的地震響應(yīng)特征波函數(shù)，稱其為儲層厚度譜的基本小波函數(shù)。3)構(gòu)建能量約束儲層厚度譜的基本函數(shù)；當基本小波函數(shù)隨厚度參數(shù)從小到大變化時，同時采取頂?shù)撞煌乃p梯度特征函數(shù)約束，就可以得到一組代表儲層厚度由薄到厚的變化特征的基本小波函數(shù)。通過不同厚度系列小波函數(shù)對包含豐富信息的地震資料進行能量約束相關(guān)分析，即可預(yù)測儲層厚度數(shù)值。從而形成各個單井儲層地震響應(yīng)模型數(shù)據(jù)庫。從實際表達式(I)對比來看，在地震響應(yīng)頂?shù)阻傔吽p梯度函數(shù)約束，更能體現(xiàn)儲層圍巖上下波形對儲層地震響應(yīng)特征的影響，提高地震預(yù)測儲層的分辨率。在子波與反射系數(shù)褶積的基礎(chǔ)上增加上段約束函數(shù)C和下段約束函數(shù)d，采用了不同的衰減梯度方法和不同的鑲邊衰減時窗函數(shù)，從線性衰減、余弦衰減、余弦平方三種不同的衰減函數(shù)對比來看，預(yù)測結(jié)果差異大，說明受邊界上下波形影響較大。余弦平方衰減與30ms衰減時窗參數(shù)有效地保留了地震波形的特征，對提高儲層厚度預(yù)測的精度起著重要作用。
權(quán)利要求
1.一種能量約束非均質(zhì)儲層厚度識別系統(tǒng)，其特征在于包括 (1)數(shù)據(jù)資料輸入單元 首先從測井單井上獲取準確的儲層數(shù)據(jù)參數(shù)；利用地震、測井和錄井數(shù)據(jù)資料，結(jié)合鉆井測井資料分析出目的層儲層厚度數(shù)據(jù)及分布規(guī)律，同時解釋或分析提取儲層厚度數(shù)據(jù)以及儲層上下介質(zhì)的聲波、密度和波阻抗儲層參數(shù)信息； (2)數(shù)據(jù)資料處理單元 1)最優(yōu)子波求取利用測井地震信息，采用分頻標定、合成記錄精細標定提取準確的子波，同時利用地震地質(zhì)分層、地震解釋層位以及波形特征多種信息的精細標定得到最佳的時深關(guān)系； 2)構(gòu)建儲層基本小波函數(shù)利用數(shù)據(jù)采集得到儲層參數(shù)以及井震標定的最佳時深關(guān)系對應(yīng)的波形特征，基于褶積原理采用反射系數(shù)與子波褶積的算法得到合成記錄；從最基本的楔狀體模型入手，表達儲層段的厚度譜地震響應(yīng)特征，儲層厚度變化引起地震響應(yīng)特征變化及規(guī)律，綜合考慮地震子波特征對儲層頂?shù)准斑吔绮ㄐ蔚挠绊?，?gòu)建一系列不同儲層厚度變化的地震響應(yīng)特征波函數(shù)，稱其為儲層厚度譜的基本小波函數(shù)； 3)構(gòu)建能量約束儲層厚度譜的基本函數(shù)；當基本小波函數(shù)隨厚度參數(shù)從小到大變化時，同時采取頂?shù)撞煌乃p梯度特征函數(shù)約束，得到一組代表儲層厚度由薄到厚的變化特征的基本小波函數(shù)；通過不同厚度系列小波函數(shù)對包含豐富信息的地震資料進行能量約束相關(guān)分析，預(yù)測儲層厚度數(shù)值；從而形成各個單井儲層地震響應(yīng)模型數(shù)據(jù)庫； Wab =I^I2-Jy(U)]式⑴ aa 方程式(I)中各參數(shù)可表示為V為小波函數(shù)，t為時間，b為頂?shù)捉缑娴臅r差，a為隨頻率變化的不同時間的尺度參數(shù)，c、d為余弦平方鑲邊衰減函數(shù)，即為cos (X) **2，且X與距離有關(guān)；得到的不同的儲層厚度小波函數(shù)提取不同厚度的重要能量參數(shù)； (3)數(shù)據(jù)預(yù)測分析單元 1)井旁地震道能量約束儲層厚度譜的建立 利用井點處構(gòu)建的儲層地震響應(yīng)模型數(shù)據(jù)庫來對井旁地震數(shù)據(jù)進行不同儲層厚度響應(yīng)特征預(yù)測分析；采取厚度大優(yōu)先為原則，同時考慮能量約束波形相關(guān)系數(shù)優(yōu)先的原則，得到井旁地震數(shù)據(jù)的厚度解釋譜，即儲層厚度譜；通過實現(xiàn)井旁關(guān)鍵地震道儲層厚度譜的建立與自動解釋；能量約束儲層厚度譜的顯示數(shù)值為能量約束的預(yù)測結(jié)果顯示時放大了10000倍；預(yù)測與解釋有機結(jié)合反映儲層厚度變化的厚度譜； 2)三維數(shù)據(jù)空間厚度預(yù)測，采用單井處儲層厚度預(yù)測分析的參數(shù)，對整個三維數(shù)據(jù)體進行預(yù)測，預(yù)測解釋得到儲層厚度譜，通過對每一個地震道的預(yù)測即解釋實現(xiàn)整個數(shù)據(jù)體厚度預(yù)測； (4)數(shù)據(jù)顯示解釋單元 借助計算機機器三維顯示系統(tǒng)軟件，對預(yù)測得到儲層厚度數(shù)據(jù)進行立體顯示；提高厚度數(shù)據(jù)顯示的速度以及地質(zhì)含義，采用層間目的段的體空間預(yù)測，對數(shù)據(jù)體空間進行解釋。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種能量約束非均質(zhì)儲層厚度識別系統(tǒng)；首先從測井單井上獲取準確的儲層數(shù)據(jù)參數(shù)；求取最優(yōu)子波構(gòu)建儲層基本小波函數(shù)；構(gòu)建能量約束儲層厚度譜的基本函數(shù)；ψ為小波函數(shù)，t為時間，b為頂?shù)捉缑娴臅r差，a為隨頻率變化的不同時間的尺度參數(shù)，c、d為余弦平方鑲邊衰減函數(shù)；井旁地震道能量約束儲層厚度譜的建立；三維數(shù)據(jù)空間厚度預(yù)測；借助計算機機器三維顯示系統(tǒng)軟件，對預(yù)測得到儲層厚度數(shù)據(jù)進行立體顯示。
文檔編號G01V1/30GK102736107SQ20111008606
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者劉偉方, 張平, 曹正林, 杜斌山, 雍學(xué)善 申請人:中國石油天然氣股份有限公司