一种基于地震振幅预测地层厚度变化的方法与流程

本发明涉及地球物理勘探的技术领域，更具体地说，涉及一种基于地震振幅预测地层厚度变化的方法。

背景技术：

在20世纪70年代或更早些时候，人们就已经发现地震振幅对勘探的重要作用。J.P.Lindsey(休士顿地球物理协会，1973)明确在评价并且利用了薄层振幅“编码”原理。早在1980年牛毓荃和徐怀大等学者翻译的《地震地层学》由石油出版社出版，国内石油勘探届便兴起地震地层学研究应用的热潮。其中关于地震分辨率的资料汇总讨论一样引起极大的关注，特别是λ/4调谐厚度和子波中心频率波长的λ/8厚度称为临界分辨率的认识更加深入人心。近些年地震振幅的变化被广泛应用于薄砂层研究，特别是地层岩性圈闭的识别，最多地被用于地层厚度计算：包括调谐振幅和频率、多属性、克服泥质含量影响等。人们也进行了提高分辨率方面的努力，试图在提高地震资料主频和频带宽度方面提高地震资料分辨率，以突破λ/4调谐厚度和子波中心频率波长的λ/8厚度称为临界分辨率对地层解释的限制。凌云工作室回顾了地震垂向和横向分辨率的发展历史，提出了基于地质概念的空间相对分辨率的概念，通过地震振幅等时切片动态变化和地质模式分析相结合，研究薄砂层的变化，丰富了地震振幅的应用。

无论是在《地震地层学.第三部分.根据地震资料编制地层学模型》的研究还是现今的应用研究，基本上是基于Widess(1972)模型，研究被限定于用一种不变子波考察地震振幅与地层厚度之间的变化关系，显然存在不确定性和多解性，原因是地震振幅在调谐厚度达到最大值后，无论往地层减薄方向还是地层增厚方向均呈减小。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述采用单一频率对地震振幅曲线进行分析预测地层厚度的方法存在不确定性和多解性的缺陷，提供一种基于地震振幅预测地层厚度变化的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于地震振幅预测地层厚度变化的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：选择待测区域，对所述待测区域进行层位标定；

S2：采用两种以上不同的频率或频带对所述待测区域进行检测，获得所述待测区域与两种以上不同频率或频带对应的地震资料；

S3：在所获得的两种以上不同的频率或频带对应的地震资料上提取沿所述层位的地震振幅，获得不同的频率或频带的地震振幅剖面及振幅曲线；

S4：根据所述不同的频率的地震振幅剖面及振幅曲线获得所述待测区域地层的厚度与地震振幅的关系，获得所述待测区域地层的厚度及类型；

S5：根据所述待测区域地层的厚度及类型与已知不同砂体的正演模型进行比较，预测所述待测区域的地层厚度。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述地震资料包括测试所述待测区域的时深关系、地震叠加速度、反演速度数据、以及地震解释层位数据。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述两种以上不同频率包括第一频率、第二频率、以及第三频率。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述步骤S3包括：

分别在所述第一频率、所述第二频率、以及所述第三频率的地震资料上提取沿所述层位的地震振幅，获得第一频率振幅曲线、第二频率振幅曲线以及第三频率振幅曲线；

分别对与所述第一频率、所述第二频率、以及所述第三频率的地震资料对应的地震剖面和振幅进行显示。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述待测区域地层的厚度变化规律包括：随着地震资料主频减小，最大振幅位置向地层增厚方向迁移。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述步骤S4包括：

采用分段分析的方式，将所述第一频率振幅曲线、第二频率振幅曲线以及第三频率振幅曲线分别进行分段分析，获得每一段所对应的所述待测区域地层的厚度及类型。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述步骤S4还包括：

采用结合所述待测区域沿所述层位的地震振幅、地震反射轴叠合关系以及相位旋转90°地震剖面的方式，获得所述待测区域地层的厚度及类型。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述待测区域地层类型包括薄地层和厚地层。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述步骤S5包括：

对所述薄地层采用振幅预测的方式预测所述待测区域的地层厚度；

对所述厚地层采用时间差的方式预测所述待测区域的地层厚度。

在本发明所述的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法中，优选所述振幅预测的方式包括通过已钻井资料建立地层厚度和振幅的关系，由所述地震资料提取振幅值，获得所述待测区域的地层厚度；

所述时间差预测的方式包括在所述地震资料上直接识别地层底面和顶面，所述地层底面和所述地层顶面的时间差就是地层时间厚度，将所述地层时间厚度与地层速度进行乘积运算，获得所述待测区域的地层厚度。

实施本发明的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法，具有以下有益效果：该方法通过采用两种以上不同的频率或频带对待测区域进行检测，获得不同的频率或频带下对应的地震振幅剖面及振幅曲线，根据不同的频率或频带的地震振幅剖面及振幅曲线获得待测区域地层的厚度与地震振幅的关系，获得待测区域地层的厚度及类型，并根据所述待测区域地层的厚度及类型与已知不同砂体的正演模型进行比较，预测所述待测区域的地层厚度。本发明采用不同频率或频带对地震振幅进行分析比对，更精确地预测地层的厚度，给地质勘探作出重要贡献。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于地震振幅预测地层厚度变化的方法的流程示意图；

图2是楔状体地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图；

图3是透镜体薄地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图；

图4是透镜体厚地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图；

图5是披覆体薄地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图；

图6是披覆体厚地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图；

图7是L30油藏构造与最小振幅属性叠合图；

图8是L30油藏不同频率的地震剖面及振幅分析图；

图9是相位旋转90度地震剖面及L30油藏砂体解释模式图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，在本发明的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法的流程示意图中，该方法包括以下步骤：

S1：选择待测区域，对所述待测区域进行层位标定。

S2：采用两种以上不同的频率或频带对所述待测区域进行检测，获得所述待测区域与两种以上不同频率或频带对应的地震资料。

S3：在所获得的两种以上不同的频率或频带对应的地震资料上提取沿所述层位的地震振幅，获得不同的频率或频带的地震振幅剖面及振幅曲线。

S4：根据所述不同的频率或频带的地震振幅剖面及振幅曲线获得所述待测区域地层的厚度与地震振幅的关系，获得所述待测区域地层的厚度及类型。

具体地，待测区域地层的厚度与地震振幅的关系包括：随着地震资料主频减小，最大振幅位置向地层增厚的方向迁移。

S5：根据所述待测区域地层的厚度及类型与已知不同砂体的正演模型进行比较，预测所述待测区域的地层厚度。

进一步地，在步骤S2中的地震资料包括待测区域的时深关系、地震叠加速度、反演速度数据、以及地震解释层位数据。

在本发明的实施例中，两种以上不同的频率可以为两种、三种、四种、五种等，具体需要选用多少种不同的频率根据实际预测方法进行确定，本发明对此不作限定。

更进一步地，在本发明的实施例中，本发明试验中选用三种不同的频率对待测区域进行分析，具体地，该三种不同的频率包括第一频率60Hz、第二频率40Hz、第三频率30Hz，可以理解地，这里的频率指地震波频带中的高端频率。

在步骤S3中，分别在第一频率60Hz、第二频率40Hz、以及第三频率30Hz的地震资料上提取沿标定的层位的地震振幅，获得第一频率60Hz振幅曲线、第二频率40Hz振幅曲线以及第三频率30Hz振幅曲线；同时，分别对与所述第一频率60Hz、所述第二频率40Hz、以及所述第三频率30Hz的地震资料对应的地震剖面和振幅进行显示。

在步骤S4中，步骤S4包括：采用分段分析的方式，将所述第一频率振幅曲线、第二频率振幅曲线以及第三频率振幅曲线分别进行分段分析，获得每一段所对应的所述待测区域地层的厚度及类型。具体地，对所获得的不同频率对应的振幅曲线进行分段，然后对每一段进行分析，从而获得每一段所对应的待测区域地层的厚度及类型。在本发明的实施例中，分段主要是把获得的实际地震资料所提取出的振幅曲线和正演模型中的不同类型砂体的振幅曲线做比较，如果发现某段实际地震资料对应的振幅曲线与某种砂体的振幅曲线特征相同或比较相似，就分为一段，如此类推。

步骤S4还包括：可采用结合所述待测区域沿所述层位的地震振幅、地震反射轴叠合关系以及相位旋转90°地震剖面的方式，获得所述待测区域地层的厚度及类型。

在本发明的实施例中，待测区域的地层类型包括薄地层和厚地层。

在步骤S5中，包括：对所述薄地层采用振幅预测的方式预测所述待测区域的地层厚度；对所述厚地层采用时间差的方式预测所述待测区域的地层厚度。具体地，薄地层采用振幅预测地层厚度就是：(1)通过已钻井资料建立地层厚度和振幅的关系；(2)然后再由地震资料提取振幅值推算未知地点的厚度。厚地层采用时间差预测地层厚度是指直接在地震资料上就可以识别地层底面和顶面，底和顶的时间差就是地层时间厚度，时间厚度乘于地层速度就可以获得地层厚度。两种方法都是比较成熟的技术。

在现有的砂体类型中，常见的有楔状体、透镜体、披覆体，本发明对其进行归类为楔状体地层、透镜体薄地层、透镜体厚地层、披覆体薄地层以及披覆体厚地层。

如图2所示为楔状体地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图，由图中可知，随着地震资料主频减小，最大振幅位置向地层增厚方向迁移。沿层提取地震振幅曲线各段具有不同特性，分为薄地层、厚地层，再相应细分为振幅递减段、振幅倒转段、振幅递增段。振幅递减段对应于薄地层，地震振幅随地层增厚而增大，同一厚度点的沿层地震振幅随子波主频的减少而减弱；振幅倒转段对应于厚地层的较薄部分，表现为子波主频大(如60Hz)的沿层地震振幅随地层增厚而减小，子波主频小(如40Hz)的沿层地震振幅随地层增厚而增大；振幅递增段对应于厚地层的较厚部分，地震振幅随地层增厚而减小，同一厚度点的地震振幅随子波主频的减少而增强。

如图3所示，为透镜体薄地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图，本发明选用60Hz、40Hz、30Hz三个频段进行分析，对于透镜体薄地层，其地震振幅呈现A形独特的特性。随着地震子波主频减小，最大振幅的位置对应于最大厚度位置不变，但振幅整体水平减弱。

如图4所示，为透镜体厚地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图，本发明选用60Hz、40Hz、30Hz三个频段进行分析，对于透镜体厚地层：地震振幅呈现M形独特的特性。随着地震子波主频减小，最大振幅的位置向中心迁移，M形变小。

如图5所示，为披覆体薄地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图，本发明选用60Hz、40Hz、30Hz三个频段进行分析，对于披覆体薄地层：地震振幅呈现心形独特的特性。随着地震子波主频减小，最大振幅向两边迁移，心形变大。

如图6所示，为披覆体厚地层不同频率的地震振幅与地层关系曲线的正演模型图，本发明选用60Hz、40Hz、30Hz三个频段进行分析，对于披覆体厚地层：地震振幅呈现由平到人字形变化独特的特性。随着地震子波主频减小，最大振幅的位置对应于地层最薄位置不变，但振幅整体水平增强。

由图2至图6的分析可知，采用两种以上不同频率对不同的砂体类型进行分析，在变频组合条件下观察发现到地震振幅的变化可以更准确地预测不同厚度地层，为地震勘探及研究开辟了更为广泛的应用前景。

现对本发明的基于地震振幅预测地层厚度变化的方法作更详细的举例说明。

如图7至图9所示，为采用南海东部南惠25油田某砂层的分析。

南海东部南惠25油田主力L30油藏为海侵时期形成的退积砂,钻探证实为受构造控制的地层岩性圈闭，主体为背斜，地层西低东高，油田西边边界受油水界面控制，向东上倾尖灭。目前已经进入开发，钻井比较多，对砂岩厚度变化较为了解。图7为该油田L30油藏顶面构造与最小振幅属性叠合图，图中白底粉红色字标出部分井钻遇砂层厚度，可以看出砂层厚度在构造高部位为9-13米，往东为7-2米，地震振幅在构造高部位比较强，往东减弱，似乎具有强振幅反映厚地层弱振幅反映薄地层的特性。然而，值得注意的是，在构造高部位强振幅区存在东和西两个相对弱振幅条带，为研究方便在此分别命名为弱振幅东区和弱振幅西区。在弱振幅东区W3井钻遇砂层12.3米，是L30油藏钻遇地层最厚的井，这说明该振幅图显示的振幅强弱并不能完全代表地层厚度变化。人们却舍近求远钻具有强振幅特性的W1井，而靠近平台的弱振幅西区目前仍没有钻井，主要是担心该区振幅弱可能地层薄。

如图8所示，为L30油藏不同频率的地震剖面及振幅分析图，为获取地震振幅与地层厚度变化关系，对过W1、W2、W3、W4、W5做连井剖面变频地震振幅分析。其中，图8中包括三个不同频段的地震剖面及振幅曲线图，分别为：(a)为经过保真处理的成果地震资料(下文称为原地震资料)，认为是目前频带最宽分辨率最高的地震资料，常被用于精细地震解释研究；(b)为原地震资料进行50-60赫兹高切滤波地震资料；(c)为原地震资料进行40-50赫兹高切滤波地震资料(下文称为变频地震资料)，表示频带逐渐变窄、主频变低、分辨率变低。沿L30油藏顶面反射轴分别提取均方根振幅，如剖面图上面红色线。依据地震振幅特性的不同分为AB、BC、CD和DE四段，其地震振幅特性分述如下：

AB段：进一步分为Aa和aB两小段。随着频率变低，Aa段由振幅增大变为振幅减小，发生倒转，为厚地层倒转段特性；aB段振幅保持减小，表明地层减薄。总体呈现楔状体特性。

BC段：进一步分为Bb和bC两小段。随着频率变低，Bb段振幅大值由b2扩展到b1，为厚地层振幅递增特性；bC段振幅保持减小，表明地层减薄。总体呈现楔状体特性。

DE段：进一步分为Dd和dE两小段。随着地震子波主频减小，最大振幅在d到d1位置不变，往两边振幅保持减小，地震振幅呈现A形独特的特性。与透镜体薄地层变频地震地层模拟实验表现特性一致，推测为透镜体薄地层。

CD段：相对其他层段地震振幅横向变化不大，但随着频率变低地震振幅相对增强，为厚地层振幅递增特性。

结合地震振幅、地震反射轴叠合关系和相位旋转90°地震剖面分析可知存在三个砂体，图9为L30油藏砂体解释模式图。1砂体和2砂体为楔状体，3砂体为透镜状体，弱振幅东区(CD段)为2和3砂体相互叠合地层相对增厚，弱振幅西区(Bb段)为2砂体楔状增厚一端，由上述分析可以看出，如需在此进行开采，可建议在弱振幅东区和西区部署开发井，从而提高采收率。

综上，通过采用两种以上不同频率对地震资料的振幅分析，可以对地层厚度变化关系做出更加有效的分析，提高了对地层厚度的预测精度，给地质勘探做出了重要贡献。

应该注意到，实际地震资料并没有理论模型那么标准，现实地震资料分辨率无法分辨太薄地层，特别是随着频率变低，对薄层影响比较大，而厚地层的地震特性需要在一定低的主频资料上才能表现出来，针对这一矛盾需要对研究区进行分析，在具体的研究应用中，需根据实际情况对频率范围和步长进行选择，不局限于本发明中所举的例子，同时，根据所选用的频率对地震资料及振幅进行进一步的分析，分析时薄地层主要看高频，厚地层主要看低频。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。