一种用于地震反演的时控储层参数建模方法
【专利摘要】本发明为一种用于地震反演的时控储层参数建模方法；本发明方法利用地震探区内常规测井数据和地震测网信息，在地质年代约束控制下建立标准层位的储层参数模型；与现有技术相比，本发明特别适用于井网密度不高、储层非均质性强的油气田，且具有计算速度快、稳定性好的优点，可直接用于地震资料的反演和解释等工作，为寻找岩性和地层圈闭油气藏和非常规油气藏，如煤层气、页岩气等，提供了重要资料。
【专利说明】一种用于地震反演的时控储层参数建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油地球物理勘探领域中的一种地质统计学建模方法，具体涉及一种 用于地震反演的时控储层参数建模方法。
【背景技术】
[0002] 地震勘探技术是油气勘探中应用最为广泛的一种地球物理学方法，利用地震波在 不同介质中传播的速度、振幅、频率、相位、波形等参数的变化来分析、预测油气储层分布范 围及储层物性特征。随勘探开发程度逐渐深入，地震勘探已经从认识地下构造形态的构造 勘探，逐渐发展成直接应用地震信息判断岩性、分析岩相、定量计算岩层物性参数的岩性 勘探。这些复杂沉积环境下的储层通常表现为具有厚度薄、物性高度非均质、有效储层规模 小、分布分散、岩石物理关系复杂、储层岩性差异小等特征。
[0003] 波阻抗是反映储集岩储层特征的一种重要物性参数，与振幅等反映界面性质的 参数相比，波阻抗具有更高的储层横向预测能力，而地震反演是获取波阻抗信息的重要技 术手段。在进行地震反演前需要提供工区的储层参数模型。
[0004] 目前，现有技术是以地质统计学和变差函数分析等常规数学建模方法为基础来进 行井间测井数据内插的一种储层建模方法。这种常规储层参数建模方法对测井数据进行了 数学变换，在勘探开发前期或者井网密度小的工区，这种建模结果不能如实的反应地下地 质体的非均质性和结构性，不能满足地震反演的要求，造成反演的多解性，不适于非均质性 强的油气储层预测识别，制约了油气勘探工作的开展，应用受到了限制。
【发明内容】
[0005] 针对现有的常规储层参数建模方法不适于井网密度小的工区及非均质性强的油 气储层的地震反演工作的缺陷，本发明提供了一种用于地震反演的时控储层参数建模方 法，为地震反演提供一个稳定的具有地质意义的储层参数低频模型，为寻找岩性和地层圈 闭油气藏和非常规油气藏，如煤层气、页岩气等，提供了重要的资料。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] -种用于地震反演的时控储层参数建模方法，所述方法将地震探区内常规测井数 据和三维地震数据相结合，在地质年代约束控制下建立标准层位的储层参数模型。
[0008] 常规测井数据指的是声波时差测井、自然伽马测井、自然电位测井、电阻率测井等 测井数据，测井数据是测井仪器沿着井壁进行测量得到的数据。
[0009] 三维地震数据是在地面或井中利用炸药等震源激发，在地表或者井中利用检波器 接收得到的数据。
[0010] 所述方法的具体步骤是为，
[0011] 步骤1，三维地震数据的预处理步骤：
[0012] 步骤1-1，获取三维地震数据；
[0013]步骤1-2，从所述三维地震数据的卷头及道头中获取所述三维地震数据的范围参 数；
[0014] 所述三维地震数据的范围参数包括纵测线的起始线号si、纵测线的终止线号el、 纵测线的测线间隔dl、联络测线的起始线号sc、联络测线的终止线号ec、联络测线的测线 间隔dc、每道地震数据的起始时间st、每道地震数据的终止时间et、每道地震数据的时间 间隔dt;
[0015] 三维地震数据是一个数据体，分为纵测线方向、联络测线方向和时间方向。纵测线 是指沿着地表检波器排布方向的测线；相应的，联络测线垂直于纵测线。与三维直角坐标系 的x-y-z意义相同，称X方向为纵测线方向，y方向为联络测线方向，z方向为时间方向。 [0016] 步骤1-3,根据所述三维地震数据的范围参数，通过公式1获取所述三维地震数据 的纵测线数Lnum、联络测线数Cnum以及时间样点数Tnum;
[0017] Lnum=(el-sl) /dl
[0018] Cnum=(ec_sc)/dcI;
[0019] Tnum=(et_st)/dt
[0020] 步骤2,获取地质年代层位面：
[0021]步骤2-1，获取标准层位线：
[0022] 由每条所述纵测线对应的地震剖面波形图中提取振幅强度大、横向连续性好、地 质意义明确的地震反射同相轴，并依次提取每条地震道上与所述地震反射同相轴的波峰处 相对应的时间值Pt,并记录每条所述纵测线的线号pi和联络测线线号pc，由一组所述时间 值Pt和地震道的道号pc构成一组所述标准层位线；
[0023] 从地震剖面的波形图来看，标准层位线位于地震反射同相轴的波峰处，标准层位 线的每个样点值Pt是同相轴波峰所对应的时间。它实际代表了不同地质年代的层位在地 震剖面上的分界线。
[0024] 步骤2-2,获取标准层位面：
[0025] 由所述步骤2-1中各条所述纵测线上的标准层位线构成标准层位面，所述标准层 位面即为地质年代层位面，所述地质年代层位面是由同一地质年代沉积生成的；所述地质 年代层位面为曲面；
[0026] 步骤3,获取所述地质年代层位面上的井点投影坐标：
[0027] 通过钻井数据获取井轨迹数据，根据所述井轨迹数据与所述地质年代层位面的交 点坐标，即所述地质年代层位面上的井点投影坐标，并获取所述井点投影坐标的纵测线线 号agel、联络测线线号agec以及时间点aget;
[0028] 步骤4,获取所述地质年代层位面上的井点投影坐标的波阻抗值ageAI，其过程 是：
[0029] 求取井中波阻抗曲线与所述地质年代层位面的交点，根据交点求得投影坐标的波 阻抗值ageAI;
[0030] 步骤5,通过公式2获取所述地质年代层位面的相对坐标以及所述井点投影坐标 的相对坐标；
[0031] 所述地质年代层位面的相对坐标包括所述地质年代层位面的相对纵测线坐标plr 以及所述地质年代层位面的相对联络测线坐标per;
[0032] 所述井点投影坐标的相对坐标包括所述井点投影坐标的相对纵测线坐标agele 以及所述井点投影坐标的相对联络测线坐标agecr ;
[0033] plr= (pl-sl) / dl
[0034] per= (pc-sc) / dc 2;
[0035] agelr=(agel-sl)/dl
[0036] agecr=(agec-sc)/dc
[0037]其中，sl, dl, sc, dc为所述步骤1-2中获取的所述三维地震数据的范围参数；
[0038] pl，pc为所述步骤2-1中获取的所述标准层位线中每个样点的纵测线线号和联络 测线线号；
[0039] agel，agec为所述步骤3中获取的所述井点投影坐标的纵测线线号和联络测线线 号；
[0040] 步骤6,利用所述步骤4中获取的所述井点投影坐标的波阻抗值ageAI以及所述步 骤5中获取的所述井点投影坐标的相对坐标，并根据公式3进行插值处理，获取所述地质年 代层位面的相对坐标处各样点的波阻抗值ageAI,」；
【权利要求】
1. 一种用于地震反演的时控储层参数建模方法，其特征在于： 所述方法将地震探区内常规测井数据和三维地震数据相结合，获取地质年代层位面， 并获取井与所述地质年代层位面相对坐标处各个点的波阻抗值，根据所述地质年代层位面 波阻抗值的光滑性和渐变性构建反演目标函数，采用线性优化算法获取所述地质年代层位 面上各样点处的波阻抗值，从而在地质年代约束控制下建立标准层位的储层参数模型。
2. 根据权利要求1所述的一种用于地震反演的时控储层参数建模方法，其特征在于： 所述方法的具体步骤为， 步骤1，三维地震数据的预处理步骤： 步骤1-1，获取三维地震数据； 步骤1-2,从所述三维地震数据的卷头及道头中获取所述三维地震数据的范围参数； 所述三维地震数据的范围参数包括纵测线的起始线号si、纵测线的终止线号el、纵测 线的测线间隔dl、联络测线的起始线号sc、联络测线的终止线号ec、联络测线的测线间隔 dc、每道地震数据的起始时间st、每道地震数据的终止时间et、每道地震数据的时间间隔 dt ； 步骤1-3,根据所述三维地震数据的范围参数，通过公式（1)获取所述三维地震数据的 纵测线数Lnum、联络测线数Cnum以及时间样点数Tnum ; Lnum=(el-sl)/dl Cnum= (ec-sc) / dc (I); Tnum=(et-st)/dt 步骤2,获取地质年代层位面： 步骤2-1，获取标准层位线： 由每条所述纵测线对应的地震剖面波形图中提取地震反射同相轴，并依次提取所述地 震反射同相轴的波峰处相对应的时间值pt，并记录每条所述纵测线的线号pi和联络测线 线号pc，由一组所述时间值pt和地震道的道号pc构成一组所述标准层位线； 步骤2-2,获取标准层位面： 由所述步骤2-1中各条所述纵测线上的标准层位线构成标准层位面，所述标准层位面 即为地质年代层位面； 步骤3,获取所述地质年代层位面上的井点投影坐标： 通过钻井数据获取井轨迹数据，根据所述井轨迹数据与所述地质年代层位面的交点 坐标，即所述地质年代层位面上的井点投影坐标，并获取所述井点投影坐标的纵测线线号 agel、联络测线线号agec以及时间点aget ; 步骤4,获取所述地质年代层位面上的井点投影坐标的波阻抗值ageAI，其过程是： 求取井中波阻抗曲线与所述地质年代层位面的交点，根据交点求得投影坐标的波阻抗 值 ageAI ; 步骤5,通过公式（2)获取所述地质年代层位面的相对坐标以及所述井点投影坐标的 相对坐标； 所述地质年代层位面的相对坐标包括所述地质年代层位面的相对纵测线坐标Plr以 及所述地质年代层位面的相对联络测线坐标per ; 所述井点投影坐标的相对坐标包括所述井点投影坐标的相对纵测线坐标agele以及 所述井点投影坐标的相对联络测线坐标agecr ; plr=(pl-sl)/dl per= (pc-sc) / dc (2); agelr=(agel-sl)/dl agecr=(agec-sc) /dc 其中，sl, dl, sc, dc为所述步骤1-2中获取的所述三维地震数据的范围参数； pl，pc为所述步骤2-1中获取的所述标准层位线中每个样点的纵测线线号和联络测线 线号； agel，agec为所述步骤3中获取的所述井点投影坐标的纵测线线号和联络测线线号； 步骤6,利用所述步骤4中获取的所述井点投影坐标的波阻抗值ageAI以及所述步骤5 中获取的所述井点投影坐标的相对坐标，并根据公式（3)进行插值处理，获取所述地质年代 层位面的相对坐标处各样点的波阻抗值ageAk」；
其中，n为所述地质年代层位面上井点投影的个数； ageAIk为所述地质年代层位面上各井点投影处的波阻抗值，k的取值范围是1?n 为所述地质年代层位面上各样点处的权重，其取值范围是〇?1，i的取值范围是〇?Lnum、 j的取值范围是〇?Cnum ; 步骤7,求取光滑渐变度R，其过程是： 根据公式（4)建立储层参数模型，获取所述地质年代层位面的光滑渐变度R ; R=I Ir1I l2+l IrcI I2 (4)； 其中，R1为所述地质年代层位面上纵测线方向的光滑渐变度，R。为所述地质年代层位 面上联络测线方向的光滑渐变度，I Ir1I |2和I IrJ I2表示对札和艮求平方和，然后再开二 次方； IR1II2和I |Rj I2的值通过公式（5)获取：
其中，ageAIi;j指第i条纵测线、第j条联络测线处的波阻抗值，ageAIi+1，j指第i+l条 纵测线、第j条联络测线处的波阻抗值；ageAIi+u-ageAIu指相邻纵测线的波阻抗之差， ageAIi+u+ageAIu指相邻纵测线的波阻抗之和； ageAIy+i指第i条纵测线、第j+1条联络测线处的的波阻抗值，ageAIy+fageAIy指 相邻联络测线的波阻抗之差；ageAIin+ageAIy指相邻联络测线的波阻抗之和； 步骤8,建立目标函数： 根据公式（6)建立用于迭代反演的目标函数；
其中，E为所述地质年代层位面上各样点处的权重，其展开式为Wi^i=O? Lnum，j=0 ?Cnum ; ageAIu为所述步骤6中通过所述公式（3)获取的所述地质年代层位面的相对坐标处 各点的波阻抗值； ageAIk为所述地质年代层位面上各井点投影处的波阻抗值； a为调整控制点处拟合与插值波阻抗光滑性和渐变性程度的参数，a的取值范围是 [〇, 1]，R为通过所述公式（4)获取的所述地质年代层位面的光滑渐变度； 步骤9,获取反演结果，其过程是： 采用线性优化算法对所述公式（6)进行迭代反演，获取反演结果，即所述地质年代层位 面上各样点处的权重W ; 步骤10,获取所述地质年代层位面上的储层参数模型，其过程是： 通过所述步骤9获取的反演结果以及公式（3)，获取所述地质年代层位面上各样点处 的波阻抗值ageAIk，从而获取所述地质年代层位面上的储层参数模型。
3. 根据权利要求2所述的一种用于地震反演的时控储层参数建模方法，其特征在于： 所述步骤8中，a的取值为〇. 5。
4. 根据权利要求2所述的一种用于地震反演的时控储层参数建模方法，其特征在于： 所述步骤9中，线性优化算法为梯度法。
【文档编号】G01V1/28GK104345337SQ201310311717
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】白俊雨, 岳承琪 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院