一种白云岩储层的预测方法和系统的制作方法

一种白云岩储层的预测方法和系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种白云岩储层的预测方法，包括：获取目标地层的地震属性；提高所述地震属性的信噪比；采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演；采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演；采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测。本申请通过地震资料品质评价、叠前深度处理、叠后属性分析和叠后波阻抗反演岩性识别、叠前属性分析和叠前弹性参数反演优质储层及烃类检测的白云岩储层有效预测方法技术体系，能有效预测白云岩储层。
【专利说明】一种白云岩储层的预测方法和系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及油气田勘探和开发的【技术领域】，特别涉及一种白云岩储层的预测方法，以及，一种白云岩储层的预测系统。
【背景技术】
[0002]随着油气勘探开发的不断发展，非常规油气的存在打破了传统的油气成藏理论和思维模式，在现有的经济技术条件下显示出了巨大的潜力。非常规油气包括致密气、页岩气、煤层气、致密油、页岩油和油砂等。致密油是致密储层油的简称，泛指与生油岩层系互层共生或紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩、致密火山岩、致密变质岩等渗透率小于I X 10-3 u m2的储层中聚集的石油资源。致密油通常源储一体或紧邻，一般大面积层状连续分布，无明显的圈闭与油气水界限，含油条件好，储量大，但需要借助压裂等技术手段才能实现经济开采，是继页岩气之后的又一勘探热点领域。
[0003]现有技术中，深层白云岩岩性及有效储层地震识别的难度大，主要体现在:
[0004](I)埋藏深、信号弱；
[0005](2)不像奥陶系灰岩溶洞、串珠那样反射特征明显；
[0006](3)白云岩、灰岩、膏盐、碎屑岩交互,岩性复杂多样,但就白云岩岩性识别都非常困难；
[0007](4)多个公分级的膏盐综合地球物理响应从视觉上夸大了膏盐的厚度，大大地掩盖了白云岩及其有效储层的信息。如果没有膏盐，就如同盐上的空白反射，岩性及有效储层也无法识别。
[0008]因此，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是:如何能够提供一种种白云岩储层的预测体系，能有效预测白云岩储层，预测准确率高。

【发明内容】

[0009]本申请所要解决的技术问题是提供一种白云岩储层的预测方法，用以有效预测白
云岩储层。
[0010]相应的，本申请还提供了一种白云岩储层的预测系统，用以保证上述方法的实现及应用。
[0011]为了解决上述问题，本申请公开了一种白云岩储层的预测方法，包括:
[0012]获取目标地层的地震属性；
[0013]提高所述地震属性的信噪比；
[0014]采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演；
[0015]采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演；
[0016]采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
[0017]优选地，还包括:[0018]对所述地震属性进行可信度评价；
[0019]采用所述地震属性的可信度对所述预测的结果进行可信度评价。
[0020]优选地，所述针对所述地震属性进行可信度评价的步骤包括:
[0021]对所述地震属性进行中心标准化处理；
[0022]通过多元逐步判别选取所述地震属性中贡献率高于第一预设阈值的地震属性；
[0023]通过核主成分分析选取所述地震属性中的有效地震属性。
[0024]优选地，所述提高所述地震属性的信噪比的步骤包括:
[0025]采用地震分频法提高所述地震属性的信噪比；
[0026]其中，所述地震分频法包括离散傅里叶变换，连续小波变换，S-变换，和/或，非正交小波变换。
[0027]优选地，所述采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演的步骤包括:
[0028]对预置的猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波；
[0029]采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录；
[0030]比较所述地震合成记录与地震真实记录的拟合度；当拟合度超过第二预设阈值时，则判定叠后波阻抗反演成功，当拟合度未超过第二预设阈值时，则改变方形滤波的波阻抗的振幅和厚度，返回执行所述采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录的步骤。
[0031]优选地，所述采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演的步骤包括:
[0032]采用提高了信噪比的地震属性进行AVO反演，获得所述目标地层的岩石属性。
[0033]优选地，所述采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测的步骤包括:
[0034]检测所述目标储层的地震波吸收衰减特征，预测碳酸盐岩储层。
[0035]优选地，所述检测所述目标储层的地震波吸收衰减特征，预测碳酸盐岩储层的步骤包括:
[0036]对所述目标储层的地震道进行小波变换；
[0037]将检测到的最大能量频率设置为初始衰减频率；
[0038]分别计算第三预设阈值和第四预设阈值的地震波能量对应的频率；
[0039]在所述第三预设阈值和第四预设阈值对应的频率范围内，采用所述频率范围内的频率对应的能量值，拟合能量与频率域振幅衰减梯度关系，获得振幅衰减梯度因子。
[0040]优选地，所述采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测的步骤包括:
[0041]采用自然伽马曲线和光电吸收截面指数建立所述波阻抗与所述岩石属性的关系图版；
[0042]采用所述关系版图对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
[0043]本申请还公开了一种白云岩储层的预测系统，包括:
[0044]地震属性模块，用于获取目标地层的地震属性；
[0045]信噪比提高模块，用于提高所述地震属性的信噪比；
[0046]叠后波阻抗反演模块，用于采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演；
[0047]叠前弹性参数反演模块，用于采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演；
[0048]白云岩储层预测模块，用于采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
[0049]优选地,还包括:
[0050]地震属性可信度评价模块，用于对所述地震属性进行可信度评价；
[0051]预测结果可信度评价模块，用于采用所述地震属性的可信度对所述预测的结果进行可信度评价。
[0052]优选地，所述地震属性可信度评价模块包括:
[0053]中心标准化处理子模块，用于对所述地震属性进行中心标准化处理；
[0054]第一地震属性选取子模块，用于通过多元逐步判别选取所述地震属性中贡献率高于第一预设阈值的地震属性；
[0055]第二地震属性选取子模块，用于通过核主成分分析选取所述地震属性中的有效地
震属性。
[0056]优选地，所述信噪比提高模块包括:
[0057]地震分频子模块，用于采用地震分频法提高所述地震属性的信噪比；
[0058]其中，所述地震分频法包括离散傅里叶变换，连续小波变换，S-变换，和/或，非正交小波变换。
[0059]优选地，所述叠后波阻抗反演模块包括:
[0060]方形滤波子模块，用于对预置的猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波；
[0061]地震合成记录子模块，用于采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录；
[0062]拟合度比较子模块，用于比较所述地震合成记录与地震真实记录的拟合度；当拟合度超过第二预设阈值时，则调用成功判定子模块；当拟合度未超过第二预设阈值时，则调用波阻抗更改子模块，返回调用拟合比较子模块；
[0063]成功判定子模块，用于判定叠后波阻抗反演成功；
[0064]波阻抗更改子模块，用于改变方形滤波的波阻抗的振幅和厚度。
[0065]优选地，所述叠前弹性参数反演模块包括:
[0066]AVO反演子模块，用于采用提高了信噪比的地震属性进行AVO反演，获得所述目标地层的岩石属性。
[0067]优选地，所述白云岩储层预测模块包括:
[0068]碳酸盐岩储层预测子模块，用于检测所述目标储层的地震波吸收衰减特征，预测碳酸盐岩储层。
[0069]优选地，所述碳酸盐岩储层预测子模块包括:
[0070]小波变换子模块，用于对所述目标储层的地震道进行小波变换；
[0071]初始衰减频率设置子模块，用于将检测到的最大能量频率设置为初始衰减频率；
[0072]频率计算子模块，用于分别计算第三预设阈值和第四预设阈值的地震波能量对应的频率；
[0073]振幅衰减梯度因子获得子模块，用于在所述第三预设阈值和第四预设阈值对应的频率范围内，采用所述频率范围内的频率对应的能量值，拟合能量与频率域振幅衰减梯度关系，获得振幅裳减梯度因子。
[0074]优选地，所述白云岩储层预测模块包括:
[0075]关系图版建立子模块，用于采用自然伽马曲线和光电吸收截面指数建立所述波阻抗与所述岩石属性的关系图版；
[0076]关系版图预测子模块，用于采用所述关系版图对所述目标地层的白云岩储层进行预测
[0077]与【背景技术】相比，本申请具有以下优点:
[0078]本申请通过地震资料品质评价、叠前深度处理、叠后属性分析和叠后波阻抗反演岩性识别、叠前属性分析和叠前弹性参数反演优质储层及烃类检测的白云岩储层有效预测方法技术体系，能有效预测白云岩储层。
【专利附图】

【附图说明】
[0079]图1是本申请的一种白云岩储层的预测方法实施例的步骤流程图；
[0080]图2是本申请过井地震道的不同地震谱分解方法时频图对比图；
[0081]图3是本申请的轮古34井区鹰山组I段22Hz不同频谱分解方法储层预测对比图；
[0082]图4是本申请的塔中采用Gabor-Morlet小波变换分频方法得到的22Hz能量剖面图；
[0083]图5是本申请的塔中45井区良二段22Hz调谐能量的平面分布特征图；
[0084]图6是本申请的塔中45井区良三段22Hz调谐能量的平面分布特征图；
[0085]图7是本申请的一种AVO异常分类图；
[0086]图8是本申请的一种白云岩弹性参数交会图；
[0087]图9是本申请的飞仙关组一段一二段纵波和横波速度变化率平面图；
[0088]图10是本申请的普光6井-普光4井-普光3井联井纵波速度变化率反射剖面；
[0089]图11是本申请本申请的普光6井-普光4井-普光3井联井纵横波速度变化率反射剖面；
[0090]图12是本申请的普光气田飞仙关组飞一段一飞二段泊松比(P+G)反射和碳氢检测(PXG)属性平面图；
[0091]图13是本申请的Wl和W2井泊松比和流体因子剖面示意图；
[0092]图14是本申请的频谱分析方法计算频率域振幅衰减梯度原理图；
[0093]图15是本申请的3TZ45井区频率域振幅衰减梯度数据体过井剖面示意图；
[0094]图16是本申请的TZ45井区颗粒灰岩段频率域振幅衰减梯度分布特征示意图；
[0095]图17是本申请的主要矿物的PE值示意图；
[0096]图18是本申请的塔中75井PE-RC交会图；
[0097]图19是本申请的塔中75井PE-RC交会图；
[0098]图20是本申请的塔中75井PE-RC交会图；
[0099]图21是本申请的塔中408井PE-RC交会图；
[0100]图22是本申请的塔中166井PE-RC交会图；
[0101]图23是本申请的塔参I井PE-RC交会图；[0102]图24是本申请的塔参I井PE-RC交会图；
[0103]图25是本申请的正演I井虚拟井综合柱状图；
[0104]图26是本申请的正演I井虚拟井Zoeppritz精确解AVA合成记录图；
[0105]图27是本申请的正演I井虚拟井Zoeppritz精确解AVO合成记录图；
[0106]图28是本申请的正演I井虚拟井Shuey 二项式AVA合成记录图；
[0107]图29是本申请的AVO正演响应图版AVO正演响应图版；
[0108]图30是本申请的塔中45井良里塔格组颗粒慧眼段地震属性交会图；
[0109]图31是本申请的牙哈断裂构造带寒武系白云岩储层地震属性相关性分析示意图；
[0110]图32是本申请的牙哈断裂构造带寒武系白云岩储层地震属性分析示意图；
[0111]图33是本申请的一种白云岩储层的预测系统实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0112]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本申请作进一步详细的说明。
[0113]白云岩储层的地震横向预测一直是地球物理勘探的一个难题，尤其是小型孔隙、溶洞、裂缝储层描述，主要存在以下几个难点:一是由于缝、孔、洞面积太小，地震资料分辨率低，不易识别；二是含油随机性大；三是普遍埋深较深，地震资料质量较差。
[0114]本申请的核心构思之一在于，白云岩储层预测技术建立在高信噪比、高保幅、高分辨率的地震成像技术之上，宽方位、小面元和大偏移距的高分辨率三维地震采集技术又为成像提供了基础。白云岩的沉积、成岩、层序地层学等地质研究一直是指导白云岩储层预测的重要手段。
[0115]参照图1，示出了本申请的一种白云岩储层的预测实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤:
[0116]步骤101，获取目标地层的地震属性；
[0117]地震属性是指原始地震数据经过数学变换而推导出的可以反映地震波几何形态、运动学特征、动力学特征或统计学特征量度的数据形式，如振幅、频率、相位等。地震波在地层中传播过程极其复杂，其传播规律和波场响应特征是对地下地层性质的一种综合反映，地层岩石的岩性、物性及含油气性决定了地震信号的特征，地下地层性质的变化必然导致地震波反射特征的变化，由于地震数据和地震属性的相关性，进而必然影响地震属性的变化。通常情况下，地震波通过含油气地层时产生的地震属性异常变化往往比地层岩性、物性变化引起的属性异常更加突出。因此地震属性一方面携带有丰富的地下地层信息，另一方面它和储层的含油气性之间也存在着某种形式的内在联系。
[0118]步骤102,提闻所述地震属性的彳目卩栄比；
[0119]白云岩储层的地震横向预测一直是地球物理勘探的一个难题，尤其是小型孔隙、溶洞、裂缝储层描述，主要难点之一是，由于缝、孔、洞面积太小，地震资料分辨率低，不易识别。
[0120]为此，本申请的白云岩储层预测是建立在高信噪比、高保幅、高分辨率的地震成像技术之上的。[0121]在本申请的一种优选实施例中，所述步骤102具体可以包括如下子步骤:
[0122]子步骤S11，采用地震分频法提高所述地震属性的信噪比；
[0123]其中，所述地震分频法包括离散傅里叶变换，连续小波变换，S-变换，和/或，非正交小波变换。
[0124]地震分频技术是一种基于频谱分析的地震成像方法，可弥补由于地震采集、处理时振幅不一致导致地震解释的多解性，并进一步提高储集层预测的精度。它可在频率域内对每一个频率所对应的振幅进行分析，最大限度地提高地震资料的解释分辨率，使储层预测的结果具有较高的可信度。
[0125]地震分频技术是一项基于频率的储层解释技术，通过在频率域分析每一个频率对应的振幅来最大限度地提高地震资料的分辨率，储层预测结果具有较高的可信度。在地震资料主频和信噪比都较低的情况下，利用地震分频技术在频率域对地震资料进行全频段扫描成像，细致地分析地震信号的时变特性，可以揭示由于储层岩性和物性等变化引起的微小振幅变化。
[0126]在实际应用汇总，地震分频方法可以包括以下的一种或多种:
[0127]①离散傅里叶变换(DFT)
[0128]离散傅里叶变换是一种应用广泛的频谱分解算法，它使用一个固定窗口，在此窗口中转换信号使其表征声学属性和地层厚度。傅里叶变换是把时间域地震数据体转化为频率域数据体。
[0129]离散傅里叶变换的主要优点在于，通过窗中心的平移，实现对信号的局部化分析，但它的局部化是一次性的，即在离散傅里叶变换分析中，窗函数的大小和形状均与时间和频率无关而保持固定不变，所确定的时频窗口有相同的时宽和频宽，所以不能根据地震信号在各个时刻的不同变化去调整分析分辨率，这对于分析时变信号是非常不利的；另外，由于测不准原则的限制，分辨率单元的面积不可能无限小。因此，离散傅里叶变换的分辨率也无法在空间域或频率域达到最佳，使谱分解结果可信度降低。
[0130]②连续小波变换(CWT)
[0131]小波变换继承和发展了离散傅里叶变换的局部化思想，具有多分辨率的特点，在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较低的频率分辨率和较高的时间分辨率，这正符合低频信号变化缓慢而高频信号变化迅速的特点。连续小波变换等同于对地震信号采用逐渐精细的时间域或空间域取样步长，能够聚焦到信号的任意微小细节。
[0132]连续小波变换可在高频处获得更高的时间分辨率，但在低频处还不能很好地分辨时间剖面上紧邻的反射同相轴；另外由于小波变换的窗函数使用尺度参数来控制，得到的结果是时间尺度域的，因此难以与具体的频率概念直接对应，即它不是真正的时频分析，所以导致物理意义和地质含义不够明确。在进行小波变换重构时，从时间域到时频域，又回到时间域这个过程中，会产生信息损失，所以小波变换不具有无损可逆性的特点。
[0133]③S-变换(ST)
[0134]S-变换是一种时频分析方法，采用和频率倒数相关的尺度因子，频率低，时窗大；频率高，时窗小。能够根据频率调节时窗分析信号，成像效果较好。S-变换能够将地震信号从时间域变换到时频域，然后通过S-反变换还能够从时频域回到时间域，不会丢失任何信肩、O
[0135]S-变换属于多分辨时频分析，对于不同频率的分辨率较高，同时对于数据处理的适应性较强。在S-变换中高斯窗的尺度大小由频率的倒数决定，具有多分辨时频分析的特征，能够生成分辨率很高的频谱分解图，且S-变换含有相位因子，所以保留了每个频率的绝对相位特征。S-变换具有局部性、无损可逆性和高时频分辨率的特点，因此通过S-变换所得到的时频属性对低频孔洞型储层预测效果较好。
[0136]④非正交小波变换(NOWT)
[0137]小波变换没有传统分频方法的时窗要求，因此可以避免信号失真。常规小波变换谱分解虽然能获得较好的时间分辨率和频率分辨率，但由于小波变换是用尺度参数来控制的，因此难以与通常的频率概念直接对应，其物理意义和地质含义较难理解。
[0138]非正交小波变换直接用频率参数来控制频谱分解，在选择频率参数时考虑了地震层序响应分布规律，通过控制不同频带的分布密度，可以将地震层序信息充分体现出来。因此，非正交小波变换具有比常规谱分解方法和常规小波变换更高的计算精度和更好的成像效果。
[0139]地震分频技术可以刻画碳酸盐岩储层中由缝洞引起的地震反射频率特征。常规小波变换频谱分解技术使用的是尺度参数，难以与频率参数直接对应，其结果的地质含义不够明确。Gabor-Morlet小波变换直接使用频率参数，能更有效地突出信号的局部特征。以塔中地区奥陶系碳酸盐岩有效储集空间为例，其以次生孔、洞和裂缝为主，基质孔隙度低，渗透性较差，储层的非均质性极强，用常规地震属性方法不能有效地描述储层的分布特征。为此，分别利用常规小波变换和Gabor-Morlet小波变换谱分解技术对塔中地区奥陶系良里塔格组碳酸盐岩储层进行了预测，并将两种方法的预测结果与钻井数据进行了对比分析。结果表明，基于Gabor-Morlet小波变换的频谱分解技术储层预测结果与实际钻井数据的吻合率在90%以上。
[0140]下面以塔里木盆地奥陶系为实例进行说明:
[0141]在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩的研究中，主要的勘探目标是奥陶系的一间房组和鹰山组，岩性以鮞粒灰岩和泥灰岩为主。轮古35井在双程旅行时3905-3945ms发育洞穴型储层，具工业油气产能。通过轮古35井实际地震道的4种频谱分解方法的时频图对比(如图2所示)，可见离散傅里叶变换由于固定窗口的限制，使时间分辨率相对较低；从分辨率效果来看，S-变换较非正交小波变换好，非正交小波变换较连续小波变换好；S-变换时窗随频率而变换，具有较高的时频分辨率、无损可逆性和局部性等特点，适合于低频碳酸盐岩孔洞型储层的识别和规律分析。
[0142]该区奥陶系碳酸盐岩储层埋藏一般都在6000m以下，地震分辨率低，目的层的地震资料分辨率为22Hz左右，需要优选出对低频成像效果较好的频谱分解方法。通过4种频谱分解方法在22Hz的成像数据体提取鹰山组I段的平面属性图并进行对比。图3(a)是离散傅里叶变换的频谱分解方法图，预测结果和已有钻井符合相对较好，但是在东部地区未能很好地反映溶蚀孔洞的发育情况(实际研究表明东部地区具有大面积低阻溶蚀的孔洞，在离散傅里叶变换频谱分解图上未能显示出来);图3(b)和图3(c)预测结果在LG35井和LG351C井符合不好，非正交小波变换在东部地区也未能很好地反映溶蚀孔洞的发育；图3(d)预测结果能很好地反映出研究区东部溶蚀孔洞的发育和空间展布特征，通过对实际钻井的情况进行验证，也全都符合。通过不同频谱分解方法时频图和储层预测图的综合对比分析发现，由于S-变换具有多分辨时频分析的优点，对于不同频率的分辨率较高，同时含有相位因子，保留了每个频率的绝对相位特征，并且具有局部性、无损可逆性和高时频分辨率的特点。因此，基于S-变换的分频成像数据体能够很好地展示该区储层的发育情况和空间展布特征，适合于低频碳酸盐岩溶蚀孔洞型储层预测，尤其是洞穴型储层的预测。
[0143]下面以塔中为实例进行说明:
[0144]在塔中45井区，针对奥陶系良里塔格组的目的层良二段和良三段，采用Gabor-Morlet小波变换分频方法进行了储层预测。
[0145]首先，对三维纯波偏移数据体采用Gabor-Morlet小波变换分频方法进行分频处理，得到一系列不同频率的数据体；然后，通过单井标定，确定分频属性与井中储层发育情况和产能之间的对应关系，并利用三维可视化技术基于目的层段分频数据体在三维空间刻画储层的分布规律，进行储层预测。钻井资料与碳酸盐岩储层地震反射特征对比分析结果表明，频率为22Hz的数据体对缝洞比较敏感，能较好地指示缝洞储层发育的空间分布特征，为此，利用22Hz的数据体进行了储层描述。
[0146]在单井合成地震记录标定的基础上，根据单井的测井解释资料和生产资料等，对分频预测的储层属性进行了标定。图4为由Gabor-Morlet小波变换分频方法得到的目的层段的频率为2Hz的能量剖面，箭头指示各井产油气层段、测井解释储层段TZ451井、ZG16井、ZG17井为工业油气流井，在过这3 口井的能量剖面上，溶蚀孔洞和裂缝发育层段与强能量对应；ZG18井仅见油气显示，在过该井的能量剖面上不存在强能量体。这说明，分频属性异常值与碳酸盐岩缝洞型储层有良好的对应关系。
[0147]基于由小波变换和Gabor-Morlet小波变换分频方法得到的频率为22Hz的能量数据体，得到良二段(参见图5)和良三段(参见图6)的调谐能量平面分布特征。从图5a (小波变换)和图6a (小波变换)可以看出，小波变换的预测结果与井吻合率为70%，而从图5b(Gabor-Morlet小波变换)和图6b (Gabor-Morlet小波变换)可以看出，Gabor-Morlet小波变换的预测结果与井中各层位的油气显示情况吻合很好，吻合率达90%，其结果更能准确预测储层的发育情况。
[0148]步骤103，采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演；
[0149]地震反演是指利用地震资料对地下岩层空间结构和物理性质进行成像的过程。波阻抗反演是指利用地震资料反演地层波阻抗(或速度)的地震特殊处理和解释技术，它具有明确的物理意义，是储集层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法。通常意义上的地震反演常指波阻抗反演。反演而成的波阻抗剖面不仅便于将地震资料与测井资料进行对比，而且能有效地对地层物性参数的变化进行研究，从而得到物性参数在空间的分布规律，指导油气的勘探开发，地震反演是储层预测的核心。
[0150]地震反射波法勘探的基础在于:地下不同地层存在波阻抗差异，当地震波传播有波阻抗差异的地层分界面时，会发生反射从而形成地震反射波。地震反射波等于反射系数与地震子波的褶积，而某界面的法向入射发射系数就等于该界面上下介质的波阻抗差与波阻抗和之比。也就是说，如果已知地下地层的波阻抗分布，我们可以得到地震反射波的分布，即地震反射剖面。即由地层波阻抗剖面得到地震反射波剖面的过程称为地震波阻抗正演，反之，由地震反射剖面得到地层波阻抗剖面的过程称为地震波阻抗反演。[0151]反演从地震数据中提取它所包含的潜在地质信息的过程。传统上，反演是在叠后地震数据上进行，目的是提取声波阻抗体。近来，反演已经被扩展到叠前数据体，目的是既提取声波阻抗又提取横波阻抗体，这样就允许计算空隙流体。另外最新的发展是可以利用反演结果直接预测岩性参数如孔隙度和水饱和度体。
[0152]在本申请的一种优选实施例中，所述步骤103具体可以包括如下子步骤:
[0153]子步骤S21，对预置的猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波；
[0154]子步骤S22，采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录;
[0155]子步骤S23,比较所述地震合成记录与地震真实记录的拟合度；当拟合度超过第二预设阈值时，则执行子步骤S24 ;当拟合度未超过第二预设阈值时，则执行子步骤S25，返回执行子步骤S22 ；
[0156]子步骤S24，判定叠后波阻抗反演成功；
[0157]子步骤S25，改变方形滤波的波阻抗的振幅和厚度。
[0158]基于模型反演基于以下的褶积模型:地震道=子波*反射系数+噪声。其中假设:I地震道已知；2子波已知；3噪声是随机的，与地震道不相关。
[0159]反射系数是与地震道拟和的最好的反射序列。也就是说，如果我们能找到一个反射系数，它与子波的褶积可以最大限度地近似于实际的地震道，那么这个反射系数就是我们的最佳选择。
[0160]在实际应用中，首先要建立一个起始猜测模型，然后经过一系列步骤来改进它，以便提高它与实际地震道的拟和程度。
[0161]第一步:对初始猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波；
[0162]第二步:用块化的波阻抗和已知的地震子波进行褶积形成地震合成记录；
[0163]第三步:将得到的合成记录与真实的记录相比较；
[0164]第四步:改变方波化波阻抗的振幅和厚度来提高它与真实波阻抗的拟和程度。
[0165]重复上述步骤直到达到理想的结果，即拟合度超过第二预设阈值。
[0166]基于模型反演方法主要有以下几种:
[0167](I)测井约束反演:将地震与测井有机结合，突破传统意义上地震分辨率的限制。
[0168](2)地震岩性模拟:将模型正演的结果与实际地震记录作比较，然后根据比较的结果，反复修改地下波阻抗模型的速度、密度和深度数值(同时也修改子波)，从而不断的通过迭代修改，找到一个详细的地下波阻抗模型。该方法避免了一般反褶积算法最子波的最小相位假设，也不需要假设反射系数是白噪。
[0169](3)广义线性反演:通过模型正演与实际地震剖面作比较，根据误差的情况，在最小二乘意义上，或者在误差绝对值之和最小的意义上，最佳逼近实际数据，从而迭代反复修改模型，直到符合要求为止。
[0170](4)多道反演法:分为无井多道反演和有井多道反演。有井多道反演是在无井多道反演的基础上，结合已知井的资料建立初始模型和提取子波，将多道反演的思路应用于宽带约束反演，该方法保持了宽带高分辨率的特点，与测井的吻合性较好，可以较好的压制随即噪声，但是最规则噪声不适用。
[0171](5)地质统计学反演:在地质和地层模型中对一个三维地震数据体进行转换，得到一些储层尺度的波阻抗数据体，并且通过这些三维数据体进行统计学计算，来量化其不确定性。
[0172]地质统计学反演首先在地震时间域内建立储层的地质模型，层面由拾取的地震层位决定，地层网格的结构(上超，剥蚀)取决于地质情况，并将井位出的原始地质波阻抗曲线放置于地层网格内。利用井和地震数据来决定地质统计学参数，然后开始地质学统计反演过程。模拟过程沿着一个随机路径进行，并且在每一个随机拉伸道位置，通过序贯高斯模拟产生波阻抗值，并计算出相应的反射系数。反射系数与子波褶积后，与实际地震资料拟合最好的波阻抗道被保留，并且与井数据及以前的模拟波阻抗道合并。适用于各类复杂储层的地震预测和描述，尤其钻井资料较多、需要进行精细储层描述地区；该算法运算量大，速度慢。
[0173](6)波阻抗多尺度反演:采用小波变化，把目标函数分成不同尺度的分量，根据不同尺度上目标函数的特征逐步搜索全局最小点。一般情况下，大尺度上，目标函数的极值点较少，且分得开，用通常的线性化方法很容易所搜到该尺度。在相对较小尺度上，目标函数极值点较多，直接寻找全局极值点比较困难。但是，如果以大尺度上搜索到的总体背景上“全局极小点”为起始点，则能很容易地在其附近搜索到对应尺度上的“全局极小点”。最后，当尺度降至目标函数的原始尺度时，对应搜索出的“全局极小点”就是目标函数的全局最小点。优点:反演稳定，反演结果不受选定的初始点影响，从而避免其后的反演落入错误的领域，并且收敛速度加快。缺点:对目标函数由大到小的多尺度分解过程中，总是假定上一尺度(较大尺度)在迭代终止点就是下一尺度的“全局极小点”，这种假设无法严格保证结果的准确性。
[0174](7)遗传算法反演:采用了类似自然界生物演化的技术，由模型参数的先验信息和正演问题的物理特性计算合成数据，然后将合成数据与观测资料进行匹配，获得模拟空间内的边缘后验概率密度函数的近似估计。遗传算法把定向所搜与随机搜索相结合，显著提高空间搜素的效率。遗传算法是求解非线性优化问题的全局极小的一种具有特色的方法，既可用于叠前资料，也可用于叠后资料。
[0175]当然，上述反演的方法只是用作示例，在实施本申请实施例时，还可以根据实际情况采用其他反演的方法，例如递推反演，本申请对此不加以限制。
[0176]递推反演是根据反射系数进行递推计算地层波阻抗或层速度，其关键在于由原始地震记录估算反射系数和波阻抗，测井资料不直接参入反演，只起到标定和质量控制的作用。因此又称为直接反演。
[0177]递推反演是对地震资料的处理过程，其结果的分辨率、信噪比以及可靠程度主要依赖于地震资料本身的品质，因此用于反演的地震资料应具有较宽的频带，较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。反演之前，应对声波测井和密度测井曲线进行校正。
[0178]递推反演的核心技术在于由地震资料正确的估算地层的反射系数(或消除地震子波的影响)，比较典型的实现方法有:基于地层反褶积方法、稀稀疏脉冲反演法、测井控制地震反演法、频域反褶积法等。
[0179](I)地层反褶积法:根据已有测井资料(声波和密度)与井旁地震记录，利用最小平方法估算数学意义上的“最佳”子波和反射系数。优点:把子波求解的“欠定”问题变成确定问题，再井点已有测井段范围内可获得与测井最吻合的反演结果。局限性:1.完全忽略了测井误差和地震噪音，尤其是侧井误差的客观存在使“子波”确定更加困难；2.地层反褶积因子的估算是在计算时窗内数学上的最佳逼近，实际处理范围与该时窗的不同已超出该方法的适用范围，即便是在井点位置，得到的反演结果已不可能是“误差最小”
[0180](2)稀疏脉冲反演法:基于稀疏脉冲反褶积基础上的递推反演法，主要包括最大似然反褶积、LI模反褶积和最小熵反褶积。这类方法针对地震记录的欠定问题，提出了地层反射系数为一系列叠加于高斯背景下的强轴的基本假设，在此条件下以不同的方法估算地下“强”反射系数和地震子波。优点:无需考虑钻井资料，直接由地震记录计算反射系数，实现递推反演。其缺陷在于很难得到与测井曲线相吻合的最终结果。
[0181](3)基于频域反褶积与相位校正的递推反演法:从方法实现上回避了计算子波或反射系数的欠定问题，以井旁反演结果与实际测井曲线的吻合程度作为参数优选的基本依据，从而保证了反演资料的可信度和可解释性，是递推反演的主导方法。其主要技术关键有:恢复地层反射系数振幅谱的频域反褶积、使井旁反演道与测井最佳吻合的相位校正以及反映地层波阻抗变化趋势的低频模型技术。
[0182]递推反演的优点在于:应用领域较宽，勘探初期钻井较少的情况下，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示储集层特征进行横向预测，确定评价井位；开发前期，在储层较厚的条件下，递推反演资料可为地质建模提供较可靠的构造、厚度和物性信息，优化方案设计；在油藏检测阶段，通过时延地震反演速度差异分析，可帮助确定储集层压力、物性的空间变化，进而推断油气前缘。
[0183]递推反演的缺点在于:1、由于受地震频带宽度的限制，递推反演资料的分辨率相对较低，不能满足薄储集层研究的需要；2、算法相对复杂，在具体实现过程中存在一些难点:①反射剖面的极性问题:地震反射波的极性是正还是负直接影响反演波阻抗后速度变高还是变低；②标定问题:地震反演中对反射系数的标定，通常是根据井中反射系数来标定反褶积后的振幅值的。但是，求波阻抗是一个积分的过程，反褶积后的地震道振幅实际上还不是反射系数，而是相对于反射系数再褶积的一个剩余子波。这个剩余子波一般在浅层主频高些，在深层主频低些。频率低的波积分后数值偏大，会使深层产生较大的波阻抗值。因此在标定时，除了要考虑时变的振幅因素外，还要考虑时变的主频变化；③低频分量的补偿问题:在有井的情况下，以井为控制，能够得到该点的低频分量，但是在井与井之间低频分量的内插又是一个难题，简单的内插只有在地层等厚且产状平稳时才行。即使利用地层产状起伏控制内插，还有高低、频带的一个衔接问题，因为低频成分一定要与子波的谱“互补”。在无井区，波阻抗反演往往要从叠加速度谱中提取低频分量，又存在速度谱的质量与分辨率问题。
[0184]步骤104，采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演；
[0185]在具体实现中，主要是指AVO反演。
[0186]在本申请的一种优选实施例中，所述步骤104具体可以包括如下子步骤:
[0187]子步骤S31，采用提高了信噪比的地震属性进行AVO反演，获得所述目标地层的岩石属性。
[0188]通过AVO反演，可以获得全部的岩石属性，如:岩石密度、纵横波速度、纵横波阻抗、泊松比等。叠前反演与叠后反演的区别在于叠前反演使用了未经叠加的地震资料。多道叠加虽然能够改善资料的品质，提高信噪比，但是另一方面，叠加技术是以东校正后的地震反射振幅、波形等特征不随炮检距变化的假设为基础的。实际上，来自同一反射点的地震反射振幅在不同炮检距上是不同的，并且反射波形也随炮检距的变化而发生变化。这种地震反射振幅、波形特征随炮检距的变化关系很复杂，主要原因就在于不同炮检距的地震波经过的地层结构、弹性性质、岩性组合等许多方面都是不同的。叠加破坏了真实的振幅关系，同时损失了横波信息。叠前反演通过叠前地震信息随炮检距的变化特征，来揭示岩性和油气的关系。叠前反演的理论基础是地震波的反射和透射理论。理论上讲，利用反射振幅随入射角的变化规律可以实现全部岩性参数的反演，提取纵波速度、横波速度、纵横波速度t匕、岩石密度、泊松比、体积模量、剪切模量等参数。AVO分析技术是一项利用振幅信息研究岩性和检测油气的重要技术，它是通过建立储层含流体性质与AVO的关系，应用AVO的属性参数来对储层的含流体性质进行检测。
[0189]AVO技术是通过研究地下介质的地震反射波振幅随炮检距的变化来反映地下介质的岩性和孔隙流体的性质，进而直接预测储层。通常采用泊松比参数来描述反射界面振幅的变化情况。当介质间无明显泊松比变化时，不论反射系数是正负，振幅都随入射角的增大而减小。当反射系数为正且泊松比增加或反射系数为负而泊松比降低时，振幅随人射角的增大而增加；当反射系数为负且泊松比降低或如果反射系数为正而泊松比增加时，振幅随人射角的增大先减小，当入射角增大到一定时会出现极性反转闭。因此，利用AVO技术中振幅随入射角变化这一特征可判定岩石物理参数阁。
[0190]AVO属性交会图方法是基于异常分类和泥岩线拟合背景线的基础上的一种异常解释技术。在实际应用中，对已知的钻、测井资料进行分析，由Zoeppritz方程计算方法做正演，经处理得到属性剖面一般指梯度和截距两种属性，将属性剖面的样点分布在交会图上。根据样点在交会图上分布的不同位置，确定不同流体在交会图上的AVO异常响应特征。利用模型正演与实际地震资料之间的对应关系，将响应特征应用到实际地震资料上，从而对不同流体性质进行判别。
[0191]参照图7 Ca为截距-梯度交会示意图，b为异常反射振幅与入射角关系示意图)、图8和表I，对于砂泥岩地层含流体后的AVO异常主要可分为以下四类:
[0192]I类高阻抗含气砂岩，在纵波剖面上表现为“暗点”异常，主要是由于近炮检距和远炮检距振幅叠加所致，在远炮检距可能存在极性反转现象。
[0193]II类和II p类，近似零阻抗含气砂岩，储层岩性与围岩几乎相同，没有明显的阻抗差异，在常规叠加剖面上一般没有异常特征，只有在炮检距足够大的情况下才出现明显的异常，零炮检距反射为正，远炮检距上存在极性反转现象。
[0194]II类与II p类一致，只是零偏移距反射为负，远偏移距没有极性反转现象。
[0195]III类低阻抗含气砂岩，“亮点”异常，是最容易识别的异常。
[0196]IV类极低阻抗含气砂岩，与III类极性相反。
[0197]表I白云岩与灰岩主要造岩矿物弹性参数表
【权利要求】
1.一种白云岩储层的预测方法，其特征在于，包括: 获取目标地层的地震属性； 提高所述地震属性的信噪比； 采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演； 采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演； 采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 对所述地震属性进行可信度评价； 采用所述地震属性的可信度对所述预测的结果进行可信度评价。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对所述地震属性进行可信度评价的步骤包括: 对所述地震属性进行中心标准化处理； 通过多元逐步判别选取所述地震属性中贡献率高于第一预设阈值的地震属性； 通过核主成分分析 选取所述地震属性中的有效地震属性。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提高所述地震属性的信噪比的步骤包括: 采用地震分频法提高所述地震属性的信噪比； 其中，所述地震分频法包括离散傅里叶变换，连续小波变换，S-变换，和/或，非正交小波变换。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演的步骤包括: 对预置的猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波； 采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录； 比较所述地震合成记录与地震真实记录的拟合度；当拟合度超过第二预设阈值时，则判定叠后波阻抗反演成功，当拟合度未超过第二预设阈值时，则改变方形滤波的波阻抗的振幅和厚度，返回执行所述采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演的步骤包括: 采用提高了信噪比的地震属性进行AVO反演，获得所述目标地层的岩石属性。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测的步骤包括: 检测所述目标储层的地震波吸收衰减特征，预测碳酸盐岩储层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检测所述目标储层的地震波吸收衰减特征，预测碳酸盐岩储层的步骤包括: 对所述目标储层的地震道进行小波变换； 将检测到的最大能量频率设置为初始衰减频率； 分别计算第三预设阈值和第四预设阈值的地震波能量对应的频率；在所述第三预设阈值和第四预设阈值对应的频率范围内，采用所述频率范围内的频率对应的能量值，拟合能量与频率域振幅衰减梯度关系，获得振幅衰减梯度因子。
9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测的步骤包括: 采用自然伽马曲线和光电吸收截面指数建立所述波阻抗与所述岩石属性的关系图版； 采用所述关系版图对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
10.一种白云岩储层的预测系统，其特征在于，包括: 地震属性模块，用于获取目标地层的地震属性； 信噪比提高模块，用于提高所述地震属性的信噪比； 叠后波阻抗反演模块，用于采用提高了信噪比的地震属性进行叠后波阻抗反演； 叠前弹性参数反演模块，用于采用提高了信噪比的地震属性进行叠前弹性参数反演；白云岩储层预测模块，用于采用所述叠后波阻抗反演和/或所述叠前弹性参数反演的结果对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括: 地震属性可信度评价模块，用于对所述地震属性进行可信度评价； 预测结果可信度评价模块，用于采用所述地震属性的可信度对所述预测的结果进行可度评价。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述地震属性可信度评价模块包括: 中心标准化处理子模块，用于对所述地震属性进行中心标准化处理； 第一地震属性选取子模块，用于通过多元逐步判别选取所述地震属性中贡献率高于第一预设阈值的地震属性； 第二地震属性选取子模块，用于通过核主成分分析选取所述地震属性中的有效地震属性。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述信噪比提高模块包括: 地震分频子模块，用于采用地震分频法提高所述地震属性的信噪比； 其中，所述地震分频法包括离散傅里叶变换，连续小波变换，S-变换，和/或，非正交小波变换。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述叠后波阻抗反演模块包括: 方形滤波子模块，用于对预置的猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波； 地震合成记录子模块，用于采用方形滤波后的波阻抗和预置的地震子波进行褶积形成地震合成记录； 拟合度比较子模块，用于比较所述地震合成记录与地震真实记录的拟合度；当拟合度超过第二预设阈值时，则调用成功判定子模块；当拟合度未超过第二预设阈值时，则调用波阻抗更改子模块，返回调用拟合比较子模块； 成功判定子模块，用于判定叠后波阻抗反演成功； 波阻抗更改子模块，用于改变方形滤波的波阻抗的振幅和厚度。
15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述叠前弹性参数反演模块包括: AVO反演子模块，用于采用提高了信噪比的地震属性进行AVO反演，获得所述目标地层的岩石属性。
16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述白云岩储层预测模块包括: 碳酸盐岩储层预测子模块，用于检测所述目标储层的地震波吸收衰减特征，预测碳酸盐岩储层。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述碳酸盐岩储层预测子模块包括: 小波变换子模块，用于对所述目标储层的地震道进行小波变换； 初始衰减频率设置子模块，用于将检测到的最大能量频率设置为初始衰减频率； 频率计算子模块，用于分别计算第三预设阈值和第四预设阈值的地震波能量对应的频率； 振幅衰减梯度因子获得子模块，用于在所述第三预设阈值和第四预设阈值对应的频率范围内，采用所述频率范围内的频率对应的能量值，拟合能量与频率域振幅衰减梯度关系，获得振幅衰减梯度因子。
18.根据权利要求14或15所述的系统，其特征在于，所述白云岩储层预测模块包括: 关系图版建立子模块，用于采用自然伽马曲线和光电吸收截面指数建立所述波阻抗与所述岩石属性的关系图版； 关系版图预测子模块 ，用于采用所述关系版图对所述目标地层的白云岩储层进行预测。
【文档编号】G01V1/28GK103527184SQ201310518231
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】师永民, 张玉广, 王磊, 师巍锋, 徐蕾, 师翔, 郭馨蔚, 师俊峰, 熊文涛, 师春爱, 吴洛菲, 方媛媛, 刘乐, 盛英帅, 杜书恒, 师锋, 吴文娟, 秦小双, 李晓敏, 柴智 申请人:北京大学