超深碳酸盐储层三维地质力学场建立方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地球物理勘探领域，具体是涉及一种超深碳酸盐储层三维地质力学场 建立方法和系统。
【背景技术】
[0002] 准确地建立三维地质力学场是钻井工程设计与施工的基础，是确定钻井井身结 构、钻井液密度、钻井控制及完井等工艺不可缺少的关键数据。只有准确掌握地质力学场参 数，才能够采取针对性的油气层保护技术措施，并且确保钻井施工的安全，降低作业风险具 有重要的作用。
[0003] 现有技术中，人们通常仅仅是根据地球物理测井资料中的声波测井数据和密度测 井数据推求地质力学场参数，在识别精度和地质应力场的各向异性方面有差距，准确性较 差，无法满足石油勘探开发的工业化应用需求。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种超深碳酸盐储层三维地质力学场建 立方法和系统，用以克服现有的地质力学场建立方法所建立的地质力学场准确性较差的缺 陷。
[0005] 本发明提供了一种超深碳酸盐储层三维地质力学场建立方法，包括：
[0006] 获取地震工区的基础数据，并根据所述基础数据建立含有三维坐标信息的地震叠 加速度场，所述基础数据包括地震测网资料、地震解释成果资料、地震速度资料、钻测井速 度资料和测井资料；
[0007] 根据所述地震叠加速度场和从所述地震解释成果资料中获得的地震解释成果层 位数据，计算沿层的层速度，并根据所述层速度确定对应的地震平均速度，得到地震平均速 度场；
[0008] 根据所述地震解释成果层位数据和从所述地震测网资料中获得的地震工区测网 坐标范围，通过地震解释层位控制，对所述地震平均速度场进行三维数据插值计算，获得地 震三维速度场；
[0009] 根据所述地震三维速度场确定岩性物理参数，并根据所述岩性物理参数计算所述 地震工区的地层压力和地质应力，构建三维地质力学场。
[0010] 本发明提供了一种超深碳酸盐储层三维地质力学场建立系统，包括：
[0011] 获取模块，用于获取地震工区的基础数据，并根据所述基础数据建立含有三维坐 标信息的地震叠加速度场，所述基础数据包括地震测网资料、地震解释成果资料、地震速度 资料、钻测井速度资料和测井资料；
[0012] 计算模块，用于根据所述地震叠加速度场和从所述地震解释成果资料中获得的地 震解释成果层位数据，计算沿层的层速度，并根据所述层速度确定对应的地震平均速度，得 到地震平均速度场；
[0013] 插值模块，用于根据所述地震解释成果层位数据和从所述地震测网资料中获得的 地震工区测网坐标范围，通过地震解释层位控制，对所述地震平均速度场进行三维数据插 值计算，获得地震三维速度场；
[0014] 构建模块，用于根据所述地震三维速度场确定岩性物理参数，并根据所述岩性物 理参数计算所述地震工区的地层压力和地质应力，构建三维地质力学场。
[0015] 本发明提供的超深碳酸盐储层三维地质力学场建立方法和系统，根据地震工区的 包括地震测网资料、地震解释成果资料、地震速度资料、钻测井速度资料和测井资料的基础 数据，建立含有三维坐标信息的地震叠加速度场，进而根据该叠加速度场和地震解释成果 层位数据，计算沿层的层速度，并根据层速度确定对应的地震平均速度，得到地震平均速度 场，进而根据地震解释成果层位数据和地震工区测网坐标范围，通过地震解释层位控制，对 所述地震平均速度场进行三维数据插值计算，获得地震三维速度场。获得的地震三维速度 场中综合考虑了地震叠加速度、层速度和平均速度多种速度资料，充分利用了地震资料，使 得利用充分结合地震资料和测井资料得到的该地震三维速度场来确定的岩性物理参数更 加准确，从而保证了根据该岩性物理参数计算得到的地震工区的地层压力和地质应力更加 准确，能够构建更加准确、精细的三维地质力学场。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例提供的超深碳酸盐储层三维地质力学场建立方法的流程图；
[0017] 图2为本发明实施例中得到的地震叠加速度场示意图；
[0018] 图3为本发明实施例中得到的地震层速度场示意图；
[0019] 图4为本发明实施例中得到的地震平均速度场示意图；
[0020] 图5为本发明实施例中三维数据插值得到的地震三维速度场示意图；
[0021] 图6为本发明实施例中纵横向约束校正后得到的精细三维速度场示意图；
[0022] 图7a、图7b、图7c、图7d和图7e分别为本发明实施例中得到的垂向应力效果图、 纵波时差效果图、孔隙度效果图、泥质含量效果图和密度体效果图；
[0023] 图8a、图8b、图8c和图8d分别为本发明实施例中得到的X方向应力体效果图、Y 方向应力体效果图、破裂压力体效果图和坍塌压力体效果图；
[0024] 图9为本发明实施例中实测压力系数值与声波速度、三维地震速度场计算出的三 维地质应力场中提取的某井点的压力系数曲线叠合对比显示图；
[0025] 图10为本发明实施例中地层压力与地质应力平面、剖面、空间体对比分析图；
[0026] 图11为本发明实施例提供的超深碳酸盐储层三维地质力学场建立系统的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0027] 图1为本发明超深碳酸盐储层三维地质力学场建立方法实施例的流程图，本实施 例中，通过将地震资料和测井资料相互融合来推求较为准确地质应力场。具体地，如图1所 示，本实施例提供的所述方法具体包括：
[0028] 步骤101、获取地震工区的基础数据，并根据所述基础数据建立含有三维坐标信息 的地震叠加速度场，所述基础数据包括地震测网资料、地震解释成果资料、地震速度资料、 钻测井速度资料和测井资料；
[0029] 其中，叠加速度是根据速度谱建立的速度，含有三维坐标信息的地震叠加速度场 即为具有x、y、z坐标的叠加速度场，如图2所示，图2为本发明实施例中得到的地震叠加速 度场示意图。
[0030] 步骤102、根据所述地震叠加速度场和从所述地震解释成果资料中获得的地震解 释成果层位数据，计算沿层的层速度，并根据所述层速度确定对应的地震平均速度，得到地 震平均速度场；
[0031] 具体地，根据地震叠加速度场和地震解释成果层位数据，计算沿层的层速度，可以 通过以下方式实现：
[0032] 根据公式（1)将所述叠加速度校正为均方根速度：
[0033] Vr = Vscos α (1)
[0034] 根据所述均方根速度，采用公式（2)计算沿层的层速度：
[0035]
[0036] 其中，Vn为第η层层速度；Vm为第η层均方根速度；V&n i为第η-1层以上地层的 均方根速度；tan为第η层旅行时间；tan i为第η-1层旅行时间；Vf为所述均方根速度；1为 所述叠加速度；α为所述地层倾角，其中，所述层位数据中包括该地层倾角。
[0037] 得到的地震层速度如图3所示，图3为本发明实施例中得到的地震层速度场示意 图。
[0038] 其中，根据层速度确定对应的地震平均速度，得到地震平均速度场，如图4所示， 具体包括：
[0039] 根据所述地震解释成果层位数据，针对每个所述层速度，采用大层中分小层规则 获得小层层速度，获得与每个所述层速度分别对应的小层层速度，并根据公式（3)确定与 每个所述层速度对应的地震平均速度，得到地震平均速度场：
[0040]
[0041] 其中，Vav为地震平均速度；tan为第η层旅行时间；V'为第η层层速度中的小层层 速度；m为所述第η层层速度中包含的小层水平层状介质数。
[0042] 层速度具有在一定均一环境下速度比较稳定的特性。根据这一特性，地震层速度 在细小地层控制下就能够达到地层介质稳定，小层层速度也较为稳定，因此，采取地震解释 层位控制的前提下，采取大的地层层位中再分出小层的规则，获得小层层速度。
[0043] 步骤103、根据所述地震解释成果层位数据和从所述地震测网资料中获得的地震 工区测网坐标范围，通过地震解释层位控制，对所述地震平均速度场进行三维数据插值计 算，获得地震三维速度场；
[0044] 其中，所谓层位控制就是利用地震解释层位作为分界层进行控制，使速度剧烈变 化。而地震工区测网坐标范围则是根据工区数据分布范围，利用工具拾取数据边界范围而 获得的，位于测网坐标范围之外速度数据不计算。
[0045] 简单说明三维数据插值的基本原理：首先给定一组已知空间离散点数据，从这些 数据中找到一个函数关系式，使得该关系式最好逼近这些已知点的空间数据，并根据该函 数关系式推导区域范围内其他任意点的值为基本三维插值原理，其中三维数据插值方法之 一就是逐