专利名称：一种提高地震反演数据预测储层能力的方法
技术领域：
本发明是关于地震勘探数据处理技术，特别是关于利用地震反演数据预测储层能 力的技术，具体的讲是一种提高地震反演数据预测储层能力的方法。
背景技术：
地震波阻抗或速度反演可将地面接受到的地下反射信息转换为反映地下岩石的 信息，是人们利用迭后地震资料进行储层预测和储层物性参数估算的重要技术方法。在砂、 泥岩地层中，当砂、泥岩的波阻抗于纵、横向上具有明确统一的差异时，利用单一数值门槛 就可在波阻抗反演数据中对砂岩储层进行识别预测，但这种简单的显性差异情形现今已很 少见。由于地层的欠压实作用或储层物性变化等因素，尤其在地层起伏变化大的地层中，受 速度低频变化的影响，砂、泥岩的波阻抗或速度响应数值在纵横向上往往出现交织重叠的 情况，已无法用明确的门槛数值区分砂、泥岩信息，给直接利用波阻抗或速度反演数据进行 储层预测造成很大的困难。现有技术中，采用以下方法进行储层预测一、储层特征重构，用对砂、泥岩具有良 好区分效果的Sp或Gamma曲线与波阻抗曲线作相关分析经拟合或某种数学操作转换成拟 波阻抗曲线，或将波阻抗的低频与Sp或Gamma曲线的高频融合成拟波阻抗曲线，以此有单 一门槛可区分岩性之曲线作为井点的控制数据反演出拟波阻抗数据。当速度或密度受井筒 污染致合成记录效果不佳，而Sp等的拟合成记录与井旁地震道在能量和波形上匹配良好 时，可较快的获得良好的岩性可识别反演结果，这种情况在不大的时窗或速度低频变化不 大且砂岩与泥岩的波阻抗必须具有统一的正差异性或统一的负差异性时才可能生效。此外 由于Sp或Gamma曲线与波阻抗是对岩石不同特性的物理响应，在不同岩石响应上的差异值 于各曲线是不同的，当由拟波阻抗得到的拟反射系数与由波阻抗得到的反射系数在数值上 出现较大差异时，导致横向分辨率不佳。该方法以数学操作为主缺乏明确的物理意义，有 其一定的局限性。二、用国外jason软件中的岩性随机模拟工具进行储层预测，该工具主要 是依序惯高斯或协同克里金法将稀疏脉冲反演所得波阻抗数据与井点岩性数据在模型的 控制下进行工区各样点岩性的估算比较容易获得准确的井旁道岩性估算，井间的岩性估算 则从众多的估算实现体中根据同一岩性出现的高频率及与由先验知识得到的地质沉积规 律最为符合的那个估算体作为预测结果，分辨率高，对薄储层的预测有较明显的优势。但是 该方法需要分布较均勻的已知井，估算结果也受模型的影响，沉积关系复杂时工作量大，并 需要足够的硬件支持。三、采用国外emerge软件将反演的波阻抗和从地震数据中提取的振 幅、频率、相位等属性联合经线性或非线性算法拟合出对岩性反应明了的曲线如Sp、孔隙度 等，需要满足一定的相关条件才能得到较好的结果，又地震属性的分辨率受制于地震数据， 因而会影响拟合效果。4、采用弹性阻抗反演(属于叠前反演)，通过正演模型建立正确的弹 性参数，选择合适的不同角道集，充分利用叠前数据的AVO或AVA性息，可联合反演出纵、横 波速度和密度，能更好地反映地层岩石特性及储层流体性质，具有较宽的应用范围。但对所 用地震资料的质量要求高，也面临着近、中、远三个部分角度迭加资料的子波提取、井震标定和井约束等因素的影响，且在缺少横波测井数据时对反演结果有很大的影响。综上所述， 以上技术方法均有一定适用条件，不能无限制地满足储层预测生产要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种提高地震反演数据预测储层能力的方法，该方法包括 (1)对一工区内的地震数据进行有井波阻抗或速度反演，生成工区的波阻抗或速度反演数 据；( 根据工区的测井岩性资料和井的波阻抗或速度数据，确定工区的砂岩和泥岩在波 阻抗或速度数据上的幅差范围(3)根据井的波阻抗或速度数据的幅差范围，确定初始时窗 的长度、时窗滑动步长、时窗内曲线数据要求达到的数值幅差及时窗内合理低点、高点的判 别控制参数；(4)根据初始时窗长度、时窗滑动步长参数对波阻抗或速度反演数据的各道 反演数据生成对应的搜索时窗；(5)根据时窗内曲线数据要求达到的数值幅差，修改各搜 索时窗的长度生成各道反演道数据的自适应时窗；(6)计算各道反演道数据的自适应时窗 内的统计量及反演道数据各样点处数值的变化率，根据变化率确定各自适应时窗内的反演 道数据的相对低点；(7)选择相对低点中的合理相对低点，满足下式的相对低点为所述的 合理相对低点A < Amin+(Aava-Amin)/ab，其中A为相对低点的数值，Amin为各自适应时 窗内的最小值，Aava为各自适应时窗内的平均值，ab为合理低点的判别控制参数；(8)将各 反演道数据自上而下的各自适应时窗内的合理相对低点进行内插外推，生成对应各反演道 数据的低位线；(9)以反演道数据的低位线对所述的地震反演数据做相对差输出，在井眼 资料的对照下通过剖面色标调整，确定岩性或储存的整体最佳相对差识别值。本发明利用反演曲线数据在纵向上的差异性与砂岩、泥岩的变化性相关联时，通 过提取反演曲线数据在纵向上的差异部分来提高反演数据预测储层的能力。为让本发明的 上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详 细说明如下。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1是位于某工区4 口井的测井速度曲线；图2为本发明提高地震反演数据预测储层能力的方法一实施例的流程图；图2B为本发明另一实施例的流程图；图3本发明实施例中速度曲线处理示例；图4是过图1中四口井的连井速度反演剖面；图5是对图4数据作去低位线得到的相对数据差的剖面；图6是将图4各样点数据转换到高、低位线形成的包络中所占百分数的剖面；图7左为某过井线的波阻抗反演剖面曲线图；图8是从图7波阻抗反演剖面提取的反映相对低的数据剖面；图9是图8经高点间的时间宽度、幅差数值范围、储层中最低点对应反演数值范围进一步限制后的数据剖面。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。地震波阻抗或速度反演可将地面接收到的地下反射信息转换为反映地下岩石的 信息，是人们利用迭后地震资料进行储层预测和储层物性参数估算的重要技术方法。本发 明的目的是提供一种当井眼波阻抗或速度曲线中的数值在纵向上的差异性与砂、泥岩地层 中岩性或物性的变化性在一定程度上存在关联且反演后仍保有关联性时，通过对反演曲线 上各个相对低位或高位的区分，对输出的数据参照井中储层进行色标调整，获得较为清晰 的储层显示，较便捷地克服了采用单一数值门槛预测储层所时常受到的局限，提供一种不 论砂、泥岩的波阻抗或速度响应值在纵横向上是否叠置，只要井眼波阻抗或速度曲线中的 数值在纵向上的差异性与砂、泥岩地层中岩性或物性的变化性在一定程度上存在关联且反 演后仍保有关联性时，即可提高反演数据预测储层能力的方法，使得在复杂情况中直接利 用波阻抗或速度反演数据预测储层成为一种可能。下面以具体的实施例对本发明做详细论 述。如图1所示，为位于某工区的4 口井的测井速度曲线，其中，最左边的测井速度曲 线101所代表的井处于地层的高部位，其余三口井处于低部位，对该工区波阻抗或速度反 演时所用到的井的岩性资料或岩性敏感曲线如Gama、Sp对照波阻抗或速度曲线，查看波阻 抗或速度曲线数值在纵向上的差异性是否与砂、泥岩的变化性相关联，即确定图1所示的 四口井的速度曲线中的数值在纵向上的差异性与四口井的砂、泥岩地层中岩性或物性的变 化在一定程度上存在关联性。在确定波阻抗或速度曲线的数值在纵向上的差异性与地层中 的泥岩、砂岩的变化存在关联性后，采用如下步骤对反演数据曲线进行处理，从而提高直接 利用波阻抗或速度反演数据预测储层的能力。图2所示为本发明一种提高地震反演数据预测储层能力的方法的流程图，该方法 包括步骤S101，对一工区内的地震数据进行有井波阻抗或速度反演，生成该工区的波 阻抗或速度反演数据；步骤S102，根据工区的测井岩性资料和井的波阻抗或速度数据，确定工区的砂岩 和泥岩在波阻抗或速度数据上的幅差范围；步骤S103，根据井的波阻抗或速度数据的幅差范围，确定初始时窗的长度、时窗滑 动步长、时窗内曲线数据要求达到的数值幅差及时窗内合理低点、高点的判别控制参数；步骤S104，根据初始时窗长度、时窗滑动步长参数对波阻抗或速度反演数据的各 道反演数据生成对应的搜索时窗；步骤S105，根据时窗内曲线数据要求达到的数值幅差，修改各搜索时窗的长度生 成各道反演道数据的自适应时窗；步骤S106，计算各道反演道数据的自适应时窗内的反演道数据各样点处数值的变化率，根据变化率确定各自适应时窗内的反演道数据的相对低点；步骤S107，选择相对低点中的合理相对低点，满足下式的相对低点为合理相对低点。A < Amin+(Aava-Amin)/ab其中，A为相对低点的数值，Amin为各自适应时窗内的最小值，Aava为各自适应时 窗内的平均值，ab为合理低点的判别控制参数；步骤S108，将各反演道数据自上而下的各自适应时窗内的合理相对低点进行内插 外推，生成对应各反演道数据的低位线；步骤S109，以反演道数据的低位线对地震反演数据做相对差输出，在井眼资料的 对照下通过剖面色标调整，确定岩性或储层的整体最佳相对差识别值。对各道数据的处理是采用单道处理，并且所有道采用同一的控制参数，结合如图 2B所示的步骤，对数据处理可以获得更理想的效果，该方法还进一步包括步骤S201，对各反演道数据进行平滑，生成平滑数据，确定平滑数据与对应的反演 道数据的交点；步骤S202，将反映反演道数据相对低的两相邻交点所夹的最小值a与对应的合理 低点低位线在对应位置上的值b进行比较；步骤S203，根据a与b的差值去除反映反演道数据相对低的交点中的不合理交占.
^ \\\ 步骤S204，对保留的反映反演道数据相对低的交点进行内插和外推，生成反演道 数据的交点低位线；步骤S205，以反演道数据的交点低位线对地震反演数据做相对差输出，在井眼资 料的对照下通过剖面色标调整，确定岩性或储存的整体最佳相对差识别值。下面结合图1所示的工区中四口井的速度曲线对上述方法做进一步详细说明(1)根据获得的图1所示的速度曲线确定图1所示的工区的泥岩和砂岩在速度曲 线数据上的幅差范围，根据确定的四口井的波阻抗或速度数据的幅差范围，确定初始时窗 的长度、时窗滑动步长、时窗内曲线数据要求达到的数值幅差及时窗内合理低点、高点的判 别控制参数。(2)对每一道反演数据根据初始时窗长度、时窗滑动步长参数，从上到下生成一组 搜索时窗。(3)依数据在时窗内最大值与最小值要求达到的幅差参数，从上到下自行修改各 时窗的长度，生成自适应时窗(时窗内同时含有砂、泥岩信息)。(4)从第一个时窗开始，统计时窗内的最小值、最大值、平均值，计算各样点处数值 的变化率，根据数值变化率性质的变化找时窗内的相对低点。对找出的相对低点按A < Amin+ (Aava-Amin) /ab,是否成立来判别其合理性以免 将非岩性变化或其它非正常因素造成高点中的低点当作该步骤中所要确定的相对低点。其 中。A为相对低点处的数值，Amin为时窗内的最小值，Aava为时窗内的平均值，ab为大于 1的控制参数。对第一时窗处理后，滑动到下一个时窗，重复上述步骤计算和合理低点的判 别，直到所有时窗内的合理低点确认完成为止。因步骤中对合理低点的判别是单道处理且所有道采用同一的参数控制，当某一或某几道与周围道对合理相对低点的判别参数不相适应时易在横向上造成类似挂面条 的不合理现象，曲线数据的平滑能使大数变小，小数变大，且良好的随形性使其保有较好的 横向连续性，也可用于曲线数据相对高和相对低的区分从而避免或较大程度地减少挂面条 的不合理现象。(5)对反演道数据进行一定力度的平滑，拾取平滑数据与原数据的所有交点，将反 映局部低的两相邻交点之间所夹的最低值m与步骤(4)中得到的合理低点连线在相应位置 上的数值η进行比较，若m与η的差大于控制参数，表明此局部相对低不合理需去除这两交 点。从上到下对所有交点都如此处理后，保留合理的交点。(6)将所得的合理交点内插外推形成该反演道数据的交点低位线，以此数据对反 演数据作相对差输出。所有道都处理完后在井眼资料的对照下通过剖面色标的调整确定岩 性或储层的整体最佳相对差识别值。如果没有储层因幅差小在色标调整中被剔除于储层之 外，则完成提高反演体预测储层的能力处理，否则进行如下步骤(7)。(7)计算所有反映局部高的两相邻交点所夹的相对高部位上的数值与两交点连线 的最大幅差，根据输入的控制参数选择满足条件的相对高位点。(8)对所选出的高位点进行高高位点向低高位点做缩小两者幅差差异的平衡，进 一步筛选出合理高位点。对筛选出的合理高位点进行内插外推形成对应该反演道数据的高位线，计算反演 道数据样点在低位线和高位线所形成的包络中占的百分数，并在处理完各道反演数据后， 在井眼资料的对照下通过剖面色标的调整确定岩性或储层的整体最佳区分百分值。并且， 如对结果不满意更改某些控制参数，从(3)重新开始。图3为图2最右边速度曲线处理结果示例，301为输入速度曲线，302为去低位线 后的相对差曲线，303为速度曲线各样点在低位线和高位线所形成的包络中占的百分数曲 线(相对差曲线中小于零位置对应的百分数都置零)。图4为过图2中四口井的连井速度 反演剖面，由于纵横向上的速度变化大，无法用某一数值门槛区分砂、泥岩。图5为对图4数 据作去低位线处理得到的相对数据差的剖面，岩性的识辨力得以明显提高，但由于有的相 对差幅值较小未能展现出来。图6是将图4各样点数据转换到高、低位线形成的包络中所 占百分数的剖面，高、低位线所形成的包络线更能兼顾大、小幅差，所以岩性信息得以丰富。(9)若要增强某个处于反演数据相对低位置的储层的识辨力，可先对反演道做镜 像映射，此处对反演数据做Yi = 2*3500-Xi(i = 1,2,....,N)的镜像映射，其中，&为反演 数据，Yi为镜像映射后的反演数据，采用步骤(1) (7)的方法提取镜像映射后的反演数据 中的相对低点，即获得原反演数据中的相对高点；计算每两相邻相对高点处的数值与每相邻两相对高点所夹的相对低部位内点的 数值的最大差值，确定获得所述最大差值的点的位置；由两相邻相对高点向所夹低部的最 大差值的点的位置搜索，确定位于两相邻高点间与最大差值所在处的值为最大差值seal 倍的两相邻点的位置，其中，seal为0. 5 0. 9之间的数值；计算两相邻点所夹的相对低部中的各样点数值与两相邻点连线相应位置上数值 的幅差，用幅差值替换相对低部中的样点值；去掉两相邻点之外的相对高部位，获取反映反演数据相对低的数据，对反映反演 数据相对低的数据参照储层进行色标调整，获得含于高数值区中相对较低数值的储层较为清晰的显示。图7左为某过井线的波阻抗反演剖面，右中自右向左的3条曲线分别为井的测量 波阻抗、井旁道的反演波阻抗(注合成记录与井旁道在能量及波形走向上的差异导致反 演道与实测曲线的偏差，应用反演数据时应依信息保留情况给予取舍)及相对低的幅值差 曲线。在波阻抗剖面上可以大至的了解储层在井眼周围的分布，但不够明晰。图8是从图7 波阻抗反演剖面提取的反映相对低的数据剖面，储层的分布变的明晰。图9是图8经高点 间的时间宽度、幅差数值范围、储层中最低点对应反演数值范围进一步限制后的数据剖面， 可能是更合理的储层分布。本发明利用了发明人在对测井自然电位曲线进行泥岩基线自动校正时所提出的 某些思路和方法及离散数据的平滑计算。提出并实现了前述关联性存在时利用波阻抗或速 度反演数据在纵向上的相对变化关系来提高岩性或储层识辨力的首创技术，可较便捷地克 服采用单一数值门槛的一维识辨手段所时常受到的局限。本技术发明的难点在于反演(尤其是来自基于模型的测井约束反演)曲线上局部 相对低点或高点所处位置的变动大、规律性差以及一些不合理相对低点的存在。要点在于 自适应变时窗的生成、合理相对低点的判别、离散数据的平滑及应用结果的调控、低位线、 高位线的生成和反演道各样点数值到在高、低位线所形成包络中的百分数转换。含藏于高 位中的低位信息的提取显现。本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种提高地震反演数据预测储层能力的方法，其特征在于，所述的方法包括(1)对一工区内的地震数据进行有井波阻抗或速度反演，生成所述工区的波阻抗或速 度反演数据；(2)根据所述工区的测井岩性资料和井的波阻抗或速度数据，确定所述工区的砂岩和 泥岩在所述的波阻抗或速度数据上的幅差范围；(3)根据所述的井的波阻抗或速度数据的幅差范围，确定初始时窗的长度、时窗滑动步 长、时窗内曲线数据要求达到的数值幅差及时窗内合理低点、高点的判别控制参数；(4)根据所述的初始时窗长度、时窗滑动步长参数对所述的波阻抗或速度反演数据的 各道反演数据生成对应的搜索时窗；(5)根据所述的时窗内曲线数据要求达到的数值幅差，修改所述的各搜索时窗的长度 生成所述的各道反演道数据的自适应时窗；(6)计算所述的各道反演道数据的自适应时窗内的反演道数据各样点处数值的变化 率，根据所述的变化率确定所述的各自适应时窗内的反演道数据的相对低点；(7)选择所述的相对低点中的合理相对低点，满足下式的相对低点为所述的合理相对 低点A < Amin+(Aava-Amin)/ab其中，A为所述的相对低点的数值，Amin为所述的各自适应时窗内的最小值，Aava为所 述的各自适应时窗内的平均值，ab为所述的合理低点的判别控制参数；(8)将所述的各反演道数据自上而下的各自适应时窗内的合理相对低点进行内插外 推，生成对应各反演道数据的低位线；(9)以所述的反演道数据的低位线对所述的地震反演数据做相对差输出，在井眼资料 的对照下通过剖面色标调整，确定岩性或储层的整体最佳相对差识别值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(2)根据所述工区的测井岩性资 料和井的波阻抗或速度数据，确定所述工区的砂岩和泥岩对应的波阻抗或速度数据的幅差 范围还包括根据所述工区的测井岩性资料确定井的波阻抗或速度数据上数值的差异性与 所述区域中砂岩、泥岩的变化性之间存在关联性。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括对所述的各反演道数据进行平滑，生成平滑数据，确定所述的平滑数据与对应的反演 道数据的交点；将反映所述的反演道数据相对低的两相邻交点所夹的最小值a与对应的合理低点低 位线在对应位置上的值b进行比较；根据a与b的差值去除所述的反映反演道数据相对低的交点中的不合理交点；对保留的所述的反映反演道数据相对低的交点进行内插和外推，生成反演道数据的交 点低位线；以所述的反演道数据的交点低位线对所述的地震反演数据做相对差输出，在井眼资料 的对照下通过剖面色标调整，确定岩性或储层的整体最佳相对差识别值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当存在储层显现不够或未被显现时，以所述 的色标调整中确定的储层中的最小幅差为最低条件，选择满足所述最低条件的所有相对高 部位上的最大值作为高位点。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括对所述的高位点进行高高位点向低高位点作缩小两者幅值差差异的平衡，生成合理高 位点；对所述的合理高位点进行内插外推形成对应的反演道数据的高位线； 计算所述的各反演道数据的样点在所述的各低位线和高位线所形成的包络线中的百 分数，并在处理完所述的各道反演数据后，在井眼资料的对照下通过剖面色标的调整确定 岩性或储层的整体最佳百分数识别值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括对所述的波阻抗或速度反演数据做Yi = 2*3500-Xi(i = 1,2,....,N)的镜像映射，其 中，&为反演数据，Yi为镜像映射后的反演数据；采用步骤(1) 步骤(7)提取镜像映射后的反演数据中的相对低点，即获得原反演数 据中的相对高点；计算所述的每两相邻相对高点处的数值与每相邻两相对高点所夹的相对低部位内点 的数值的最大差值，确定获得所述最大差值的点的位置；由所述的两相邻相对高点向所夹低部的最大差值点的位置搜索，确定位于所述的两相 邻高点间与所述的最大差值所在处的值为所述最大差值seal倍的两相邻点的位置，其中， seal为0. 5 0. 9之间的数值；计算所述的两相邻点所夹的相对低部中的各样点数值与两相邻点连线相应位置上数 值的幅差，用所述的幅差值替换相对低部中的样点值；去掉所述的两相邻点之外的相对高部位，获取反映反演数据相对低的数据，对所述的 反映反演数据相对低的数据参照储层进行色标调整，获得含于高数值区中相对较低数值的 储层较为清晰的显示。
全文摘要
本发明公开了一种提高地震反演数据预测储层能力的方法，包括对一工区内的地震数据进行有井波阻抗或速度反演，生成反演数据；确定初始时窗的长度、时窗滑动步长、时窗内曲线数据要求达到的数值幅差及时窗内合理低点、高点的判别控制参数；对波阻抗或速度反演数据的生成搜索时窗；根据时窗内曲线数据要求达到的数值幅差，生成自适应时窗；计算自适应时窗内的反演道数据的统计量及各样点处数值变化率，确定相对低点；选择相对低点中的合理相对低点，将合理相对低点进行内插外推，生成对应各反演道数据的低位线；以反演道数据的低位线对地震反演数据做相对差输出，在井眼资料的对照下通过剖面色标调整，确定岩性或储存的整体最佳相对差识别值。
文档编号G01V1/30GK102116871SQ201110025818
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者刘晓, 刘海涛, 吴丰成, 吴小洲, 姜雪竹, 李勇根, 李明, 池英柳, 牛嘉玉, 王卉, 王居峰, 蒋凌志, 赵一民, 鲁卫华, 龙建东 申请人:中国石油天然气股份有限公司