一种基于子波多极值特征联合分析的储层预测方法与流程

本发明涉及油气勘探开发领域，具体涉及一种基于子波多极值特征联合分析的储层预测方法。

背景技术：

在使用地震资料进行储层预测的工作中，常由于对地震资料子波特征的认识不足，而导致井震标定不精细，对储层的地震响应波组特征认识不清，从而影响储层预测的精度。完成精细井震标定后，用一个层位的属性图刻画储层展布是一种常规的储层预测方法，这种方法失去了从一组地震反射波中提取更多反映储层信息的机会。储层预测方法有很多种，而如何准确高效地利用地震资料是储层预测是否精细可靠的关键问题。

在现有技术中，储层预测的方法有很多。有些是分析已钻井岩电特征或沉积相来预测储层，有些是采用地震波分析、反演等技术手段来预测储层，有些是通过计算一个地震属性或融合多个地震属性来预测储层。目前储层预测方法普遍存在利用地震资料不够准确、效率低、对储层刻画不够精细的问题。

2016年7月在《石油地质与工程》杂志第30卷第4期上公开了“旁瓣异常效应油气识别技术的适用性探讨-以春光油田春45井区为例”一文，该文章的技术方案借助已有的地震资料和测井资料，利用子波旁瓣异常信息对油藏进行识别。但是该方案是在正演模拟分析的基础上，将不同的反射波形图进行了简单的叠合，然后只是选定一个反映油藏的地震同相轴，提取属性图识别油藏，这种方案对于地震资料的利用不够全面，分析也不充分，不能精确的反映储层的信息，对于岩性结构复杂的情况，可能导致对于储层的预测不准确。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于子波多极值特征联合分析的储层预测方法，用以解决现有技术中利用正演模拟选取地震同相轴进行储层预测时，预测结果不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于子波多极值特征联合分析的储层预测方法，包括以下步骤：

1)确定地震资料的极性，然后根据地震资料与测井的反射系数序列获取确定性子波，并对确定性子波与测井的反射系数序列进行褶积运算得到合成记录，根据所述合成记录进行井震标定从而确定储层与地震同相轴的位置关系；

2)使用所述确定性子波对已钻井的波阻抗模型分别进行全序列褶积运算和分界面褶积运算，对应得到全序列反射波形图和分界面反射波形图；

3)利用储层与地震同相轴的位置关系找到全序列反射波形图和分界面反射波形图中能够反映储层的地震波组层段，在所述地震波组层段上利用所述确定性子波的多极值形态特征对所述全序列反射波形图进行横向波形对比，并对所述分界面反射波形图进行纵向反射分析，确定影响储层地震响应特征的波阻抗界面，根据所述波阻抗界面确定储层与地震反射波的位置及波形特征关系；

4)在地震资料上确定能够反映储层信息的多个地震同相轴，根据各地震同相轴得到对应的地震解释层位，沿每个地震解释层位提取对应的地震资料振幅属性，建立对应的振幅属性平面图；

5)根据已钻井数据，并结合所述储层与地震反射波的位置及波形特征关系，对多张振幅属性平面图进行联合解释，从而预测出储层的展布区域。

本发明在正演模拟过程中，基于子波的多极值特征，从全序列和分界面两个角度进行分析，为分析反映储层的波形变化打下基础；同时在确定储层与地震反射波的位置及波形特征关系时，采用横向波形对比法和纵向反射分析法，深入分析了储层响应特征及影响储层响应的反射结构，使得对储层的预测结果更加准确。

进一步的，地震资料的极性为正极性或者负极性；确定地震资料的极性的过程包括：

根据测井得到的速度、密度数据计算出反射系数序列，对反射系数序列分别使用正极性理论子波、负极性理论子波执行褶积运算，分别生成合成记录；

将每种合成记录的波形与井旁地震道的波形进行比较，确定与井旁地震道相关性高的合成记录对应的理论子波，该理论子波的极性为地震资料的极性。

本发明将地震资料的正极性和负极性的概念引入求取确定性子波的过程中，为后续根据确定性子波来准确、精细的刻画储层奠定了基础。

进一步的，所述根据地震资料与测井的反射系数序列获取确定性子波的过程包括：利用与地震资料的极性相同的理论子波制作合成记录确定时深关系，井震结合提取单井的确定性子波，然后对多井的确定性子波进行平均，做为所述确定性子波，用于进一步的正演研究。

使用多井的确定性子波的平均结果作为确定性子波，一方面，与理论子波制作的合成记录相比，利用确定性子波制作的合成记录与井旁地震道的相似性更高，可以得到更准确的时深关系；另一方面，能够利用多井平均后的确定性子波的统计效应，降低一些合成记录质量稍差的井对子波提取与子波形态确定所造成的不利影响，从而提高正演模拟结果的稳定性与可靠性。

进一步的，所述全序列褶积运算包括：使用确定性子波对波阻抗模型的所有波阻抗界面反射系数进行褶积计算；所述分界面褶积运算包括：使用确定性子波对波阻抗模型的每个波阻抗界面反射系数单独进行褶积运算。

根据全序列褶积运算和分界面褶积运算得到的全序列反射波形图和分界面反射波形图，是分析哪些波形的变化能够反映储层、哪些反射结构特点能够对储层的地震响应特征构成干涉的基础。

进一步的，所述确定性子波的多极值形态特征至少包括多极值的正负特征、相对强弱关系特征。

分析确定性子波的多极值形态特征，为确定储层与地震反射波的位置及波形特征关系奠定基础。

进一步的，所述横向波形对比包括：横向对比有储层和无储层的全序列反射波形图，分析储层的综合响应特征；所述纵向反射分析包括：纵向对比分界面反射波形图中每个界面的独立响应特征，分析其波形特征及相互影响。

本发明将横向波形对比与纵向反射分析相结合，分析储层的综合响应受哪些波阻抗界面影响，从而明确储层与地震反射波的位置及波形特征关系，为接下来对多张振幅属性平面图进行联合解释、预测储层的展布区域提供依据。

本发明根据井震结合提取确定性子波，分析确定性子波的多极值形态特征；建立岩性结构的波阻抗模型，使用确定性子波正演模拟分别得到全序列、分界面的反射波形图；结合多极值形态特征，分别采用横向波形对比法、纵向反射分析法对正演模拟结果进行分析，明确储层的地震响应特征；在地震资料上追踪、提取能够反映储层的多张地震振幅属性图；根据已钻井信息、地震响应分析结果，对多张振幅属性图进行联合解释，预测出储层的展布区域。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是本发明方法实施例中井震标定的示意图；

图3是本发明方法实施例中确定性子波的多极值形态特征示意图；

图4是本发明方法实施例中波阻抗模型的示意图；

图5是本发明方法实施例中全序列反射波形图；

图6是本发明方法实施例中分界面反射波形图；

图7是本发明方法实施例中地震解释层位的示意图；

图8是本发明方法实施例中波峰振幅属性示意图；

图9是本发明方法实施例中波谷振幅属性示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明借助已有的地震资料和测井资料，基于地震子波多极值特征联合分析的方法,提供了一种基于子波多极值特征联合分析的储层预测方法。

如图1所示，本发明的方法包括：确定地震资料的极性，然后根据地震资料与测井的反射系数序列获取确定性子波，并对确定性子波与测井的反射系数序列进行褶积运算得到合成记录，根据合成记录进行井震标定从而确定储层与地震同相轴的位置关系；使用确定性子波对已钻井的波阻抗模型分别进行全序列褶积运算和分界面褶积运算，对应得到全序列反射波形图和分界面反射波形图；利用储层与地震同相轴的位置关系找到全序列反射波形图和分界面反射波形图中能够反映储层的地震波组层段，在地震波组层段上利用确定性子波的多极值形态特征对全序列反射波形图进行横向波形对比，并对分界面反射波形图进行纵向反射分析，确定影响储层地震响应特征的波阻抗界面，根据波阻抗界面确定储层与地震反射波的位置及波形特征关系；在地震资料上确定能够反映储层信息的多个地震同相轴，根据多个地震同相轴得到对应的多个地震解释层位，沿每个地震解释层位提取对应的地震资料振幅属性，建立对应的多张振幅属性平面图；根据已钻井数据，并结合储层与地震反射波的位置及波形特征关系，对多张振幅属性平面图进行联合解释，从而预测出储层的展布区域。

储层预测方法实施例：

下面以某井区为例来说明本发明的技术方案，包括：

目标井区三维地震资料的工区面积为20km²，在对井区应用本实施例的方法之前，已钻有a井、b井和g井。a井、b井在目的层处钻遇储层，g井在目的层处钻遇泥岩。

对已钻井分析得知，该工区目的层段范围内发育砂泥岩薄互层结构，目的层为砂泥岩薄互层最上方的一套薄砂岩，厚度约为2.5米，其上下多套砂岩、泥岩的岩性结构条件相对较为稳定。

本实施例主要包括如下步骤：

1、使用测井得到的速度、密度数据计算出反射系数序列，对反射系数序列分别使用正极性理论子波、负极性理论子波执行褶积运算，分别生成合成记录，将合成记录的波形与井旁地震道的波形初步地对应起来，在该区分别统计两种理论子波情况下合成记录与井旁地震道的相关性，分析发现使用负极性理论子波时多数井的合成记录与井旁地震道具有更高的相关性，从而确定出地震资料为负极性。在其他实施方式中，还可以采用模型判别法、提取子波判别法等方法来确定地震资料的极性，这些方法均属于现有技术，在此不再详述。本实施例中正极性和负极性的理论子波可以采用雷克子波。

2、按照使褶积运算生成的合成记录与井旁地震道达到最佳相似的原则，井震结合提取确定性子波(即将多口井的确定性子波进行平均后得到的平均子波作为确定性子波)，应用该确定性子波重新生成合成记录，精细调整井震标定，从而准确地找到储层与地震同相轴的位置关系，如图2所示，目的层储层顶面标定在实际地震资料的一个波峰的下方。

本实施例中，地震资料为负极性，则利用负极性的理论子波制作合成记录确定时深关系，井震结合提取单井的确定性子波，然后对多井的确定性子波进行平均，平均后得到的平均子波作为确定性子波。

3、分析确定性子波的多极值形态特征，包括多极值的正负特征、相对强弱关系特征。如图3所示，该确定性子波由强主瓣(波谷)、相对较强下旁瓣(波峰)和弱上旁瓣(波峰)组成，主瓣能量集中，其中心位于时间零线处。

4、分析已钻井的岩性结构特征，统计储层与泥岩的厚度、速度、密度，建立典型岩性结构的波阻抗模型，如图4所示。

本实施例中，目的层段范围内发育砂泥岩薄互层结构，此处建立的典型岩性结构的波阻抗模型为砂岩(储层)和泥岩互层的岩性结构的波阻抗模型。

该区目的层储层的厚度约为2.5m，目的层储层上方的泥岩厚度约为11m，目的层下方泥岩厚度约为3m。

该区的速度、密度数据为：

储层平均速度2687m/s，平均密度2.16g/cm³；

泥岩平均速度3102m/s，平均密度2.42g/cm³。

5、使用确定性子波，对典型岩性结构的波阻抗模型分别执行全序列、分界面的褶积运算，生成正演模拟的全序列反射波形图(如图5所示)和分界面反射波形图(如图6所示)。

全序列的褶积运算是指使用确定性子波对波阻抗模型的所有波阻抗界面反射系数进行褶积计算，分界面的褶积运算是指使用确定性子波对波阻抗模型的每个波阻抗界面反射系数单独进行褶积运算。分别生成正演模拟的全序列反射波形图、分界面反射波形图。分界面反射波形图显示了每个波阻抗界面的独立响应特征。全序列反射波形图和分界面反射波形图，是分析哪些波形的变化能够反映储层、哪些反射结构特点能够对储层的地震响应特征构成干涉的基础。

6、根据确定性子波具有的强主瓣(波谷)和相对较强下旁瓣(波峰)的多极值形态特征，分别采用横向波形对比法、纵向反射分析法，对储层的地震响应进行对比分析，明确哪些波形的变化能够反映储层，哪些反射结构特点能够对储层的地震响应特征构成干涉。横向波形对比法是指横向对比有储层和无储层的全序列反射波形图，分析储层的综合响应特征。纵向反射分析法是指纵向对比分界面反射波形图中每个界面的独立响应特征，分析其波形特征及相互影响。

根据图5的全序列反射波形图，对有储层、无储层位置的地震波形进行横向的对比分析。分析发现当储层存在时，正演剖面上目的层附近的波峰及其下波谷表现出相对强的振幅特征，因此储层所在的波峰振幅和其下方的波谷振幅均蕴含有储层的信息，可以使用波峰振幅属性、波谷振幅属性来进行储层预测。

根据图6的分界面反射波形图，结合确定性子波多极值特征进行对比分析，认识目的层储层及附近岩性界面对波峰、波谷的贡献，一方面需要明确波峰、波谷振幅与目的层储层反射界面之间的联系，另一方面需要明确哪些反射结构特点能够对储层的地震响应特征构成干涉。

对比分析发现，对于目的层储层顶界面附近的波峰，影响该波峰振幅的主要反射界面为5号和4号界面，其中5号界面为目的层储层顶界面，该界面对波峰振幅的贡献来自于子波主瓣部分；4号界面为目的层上方另一套砂体的底界面，该界面对波峰振幅的贡献来自于子波的下旁瓣部分。对于目的层储层底界面附近的波谷，影响该波谷振幅的主要反射界面为6、7和8号界面，其中6号界面为目的层储层底界面，7号和8号界面分别为目的层下方另一套砂体的顶、底界面，6、7和8号界面对于波谷振幅的贡献均来自于子波的主瓣部分。

综合以上的分界面反射波干涉特征可知，在储层预测方面，目的层附近的波峰、波谷振幅信息确实包含了目的层储层的顶、底界面反射波的信息，因而能够用于目的层储层的预测；但是波峰、波谷振幅也分别受到来自于附近不同反射界面的子波主瓣、子波旁瓣反射振幅的干涉，从而使储层预测结果存在有一些多解性；此外，由于波峰、波谷振幅分别受到来自于上下不同反射界面的反射波干涉，干涉特点存在显著差异，从概率耦合的角度分析，为了降低该区储层预测的多解性，尤其需要重视波峰、波谷振幅属性的综合分析应用，只有当波峰、波谷振幅值同时加强时，目的层存在储层的可能性才较大。

7、在地震资料上追踪能够反映储层信息的多个地震同相轴，本实施例中地震资料上包括波峰同相轴和其下方的波谷同相轴，对应得到两个地震解释层位t1和t2，如图7所示。

8、沿地震解释层位t1和t2，分别提取地震资料的波峰振幅属性和波谷振幅属性，在平面上对不同的振幅值赋予不同的颜色，形成最大波峰振幅属性图(如图8所示)和最大波谷振幅属性图(如图9所示)。

其中，图8和图9中右侧不同颜色对应的数值代表振幅，两幅图中的白色虚线是以多层地震振幅属性图为基础，参考已钻井钻遇储层信息确定的砂体展布趋势线。

9、根据已钻井的储层信息和地震响应分析结果，对图8和图9两张振幅属性平面图进行联合解释，认为两张属性图上振幅都较强的区域(主要分布于图中的白色虚线下方的区域)为研究区内预测储层发育的区域。

其中，此处的地震响应分析结果是指根据确定性子波的多极值形态特征，分别采用横向波形对比法、纵向反射分析法，得到的储层与地震反射波的位置及波形特征关系。

通过以上步骤，预测出储层发育的区域，使用区内7口井的钻井结果进行验证，储层预测结果与已钻井结果吻合良好。如图8和图9所示，验证过程包括：a、b、c、d和e井位于预测的储层发育区内，钻井结果均有储层；f和g井位于预测的无储层区，钻井结果均无储层。本实施例基于地震子波多极值形态特征分析储层地震响应机理，并应用于储层预测，在识别薄储层展布方面取得了良好的应用效果。

以上实施例中，步骤1和步骤2是获取确定性子波并根据合成记录进行井震标定的过程，该过程中求取反射系数序列、褶积运算、井震标定等内容均为现有技术，例如2016年7月在《石油地质与工程》杂志第30卷第4期上公开的“旁瓣异常效应油气识别技术的适用性探讨-以春光油田春45井区为例”一文中均有相关描述。本实施例的特点是在获取确定性子波的过程中引入了正极性理论子波和负极性理论子波的概念，并进行了比较分析。作为其他实施方式，也可以采用现有技术中其他求取确定性子波的手段。

本实施例的贡献在于，通过分析确定性子波的多极值形态特征，结合全序列和分界面的波形图，采用横向波形对比和纵向反射分析的方式，在地震资料上确定储层与地震反射波的位置及波形特征关系，明确了储层的地震响应波组特征及上下围岩结构所造成的储层预测多解性因素。确定储层与地震反射波的位置及波形特征关系后，步骤8和步骤9中层位追踪解释、建立振幅属性图等内容均为现有技术，例如在2016年7月在《石油地质与工程》杂志第30卷第4期上公开的“旁瓣异常效应油气识别技术的适用性探讨-以春光油田春45井区为例”一文中存在相关描述。