一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法与流程

本发明涉及地震建模领域，具体涉及一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法。

背景技术：

地震勘探技术是油气勘探中应用最为广发的一种地球物理学方法，利用地震波在不同介质中传播的速度、振幅、频率、相位、波形等参数的变化来分析、预测油气储层分布范围及储层物性特征。随着勘探开发程度逐渐深入，地震勘探已经从认识地下构造形态的构造探看，逐渐发展成直接应用地震信息判断岩性、分析岩相、定量计算岩层物性参数的岩性勘探。这些复杂沉积环境下的储层通常表现为具有厚度薄、物性高度非均质、有效储层规模小、分布分散、岩石物理关系复杂、储层岩性差异小等特征。

地震正演模拟是在假定地下模拟结构的情况下，模拟地震波的激发和接受获得地震记录。它是地震数据采集、地震处理、地震解释三大环节分析的基础，可为地震数据采集、地震处理、地震解释提供理论依据以及科学的评估方法。通过地震正演模拟，可以检验采集设计参数、地震处理参数、地震解释方法的合理性，判断地震采集数据、地震处理数据、地震解释数据的可信度和结果的正确性。

地震正演模拟主要包括两种^[1]，一种是物理模拟，另外一种是数值模拟。但目前应用程度最广也最方便的是数值模拟，在地震勘探领域，如果不特别说明，地震正演模拟一般都是指数值模拟。

地质建模是地震正演模拟中的重要一环，也是最基础的一环。目前在地震建模方面，研究的内容主要涉及^[1]：(1)层状结构模型的定义及描述；(2)断层结构模型的定义及描述；(3)多边形结构模型的定义及描述；(4)不同的结构的顺序次序定义及描述；(5)二维封闭结构模型定义及数据描述；(6)相交线交叉点的计算和删除；(7)封闭面的追踪。

申请号为2013101338932的中国授权专利“一种频率域全波形反演地震速度建模方法”公开了一种基于全波形反演的一种速度建模方法^[2]，这种方法主要工作是在频率域完成的，在获得基本信息的基础上，基于相应算法和基本参数的基础上，完成所有频率的反演，最后获得最终的速度模型，建模方法主要是提高参与反演的模型精度。

申请号2014108115111的中国授权专利“一种薄储层的预测方法及系统”公开了一种针对薄储层的预测方法系统^[3]，这种方法系统首先基于基于处理的测井数据、地震数据、沉积微项、层序构架划分等具有层序结构和沉积微相特征的地质模型，然后基于该模型进行地质统计学反演；最后对地质统计学反演的结果进行筛选和地层切片的划分，得到薄储层的平面分布规律。

申请号201510458235X的中国申请专利“缝洞型碳酸盐岩油气藏三维地质建模方法”公开了一种缝洞型碳酸盐岩油气藏三维地质建模方法^[4]，该方法实现主要包括这样几个步骤：一是建模区块划分；二是建模大类划分；三是基质建模分相；四是裂缝分类；五是模型合并。通过这五个步骤的实现建立的缝洞型碳酸盐岩油气藏的三维地质模型能够满足开发方案设计、开发方案实施以及开发动态分析等方面的需要。

申请号2013105849161的中国申请专利“砂砾岩综合地质建模方法”公开了一种砂砾岩综合地质建模方法^[5]，该方法实现主要包括这样几个步骤：一是对各种基础信息进行分析整理，筛选出用来进行地质模型构建的基础数据；二是通过单井精细地层对比、精细地震解释精细描述隔夹层及断裂系统，建立地层和构造格架模型；三是利用现有岩心、测录井资料，识别和判断岩性；四是在测井相分析基础上，建立沉积相模型；五是基于孔渗曲线，建立属性模型。

申请号2014106631905的中国申请专利“一种基于快门式3D技术的地质模型显示方法”公开了一种基于快门式3D技术的地质模型显示方法^[6]，该方法是利用OpenGL的绘图功能，首先将得到的三维地质模型进行视口变换和投影变换，然后将变换后模型映射到设定的三维空间中，再接着设置双眼视图调节机制，使绘制的模型在pc机上进行显示，最后通过3D眼镜就可以观赏到三维显示效果。

从现有的文献和专利来看^[1-6]，现有建模方法主要有这个几个特点：(1)建模对象的定义及描述；(2)封闭区域的创建和追踪；(3)地质模型精度的改进；(4)地质模型的3D显示；(5)地质模型的分解与重建。这些建模方法的研究少有针对薄储层方面的，因此对薄储层应用方面的研究比较有限。因此，研究适用于薄储层方面的建模方法，对薄储层各种技术的推广具有重要理论和现实意义。

[1]牟永光，裴正林，三维复杂介质地震数值模拟.石油工业出版社，2005。

[2]中国海洋石油总公司，中海油研究总院，一种频率域全波形反演地震速度建模方法，中国专利：CN103207409B，2016-01-06。

[3]中国石油天然气集团公式，一种薄储层的预测方法及系统，中国专利：CN104502966A，2015-04-08。

[4]中国石油集团川庆钻探工程有限公司，缝洞型碳酸盐岩油气藏三维地质建模方法，中国专利：CN104992468A，2015-10-21。

[5]中国石油化工股份有限公式，砂砾岩综合地质建模方法，中国专利：CN104657523A，2015-05-27。

[6]长江大学，一种基于快门式3D技术的地质模型显示方法，中国专利：CN104463955A，2015-03-25。

[7]Tesseral技术有限公司，Tesseral-2D 6.0V软件系统，2008。

[8]哈里伯顿公司，GeoGraphix Seismic Modeling软件系统，2015。

技术实现要素：

本发明提出一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法，解决了现有技术中上述的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法，具体在于具体步骤是：

(1)初始化主模型的基本尺寸：

(2)在步骤(1)的基础上划分出目的层区和非目的层区范围；

(3)在步骤(2)基础上，采用变比例来设计非目的层模型和目的层模型，在完成非目的层模型和目的层模型创建后，将目的层模型和非目的层模型在同一个比例尺下进行显示；

(4)在步骤(3)的基础上，采用变变样技术离散非目的层模型和目的层模型，获得模型离散数据；

(5)在步骤(4)的基础上，采用正演算法进行正演模拟，生成合成地震记录。

优选地，步骤(1)设计模型的基本尺寸，利用研发软件设置模型的基本尺寸，弹出主视图模型窗口。

优选地，步骤(2)将模型划分出目的层和非目的层范围，在主视图模型窗口设计出目的层区和非目的层区的基本范围，此时将弹出目的层模型窗口。

优选地，步骤(3)在主视图模型窗口和目的层模型窗口分别建立非目的层区的模型和目的层的薄储层模型，在完成薄储层地质模型构建后，目的层薄储层模型将以主视图模型窗口中的模型比例在主窗口中显示目的层模型；即将目的层模型和非目的层模型以不同比例来进行设计，目的层模型支持0.1-2m薄储层的构建，且薄储层表现得清楚可见，在目的层模型设计完成后，以同一比例与非目的层模型在一个视图下显示，看到整个模型的全貌。

优选地，步骤(4)在完成构建完成后，利用研发软件形成的变采样率功能进行模型的离散，对非目的层模型和目的层模型数据以不同的采样率进行采样，非目目的层的采样率小于等于1个样点/m，目的层的采样率结余1个样点/m，10个样点/m。

优选地，步骤(5)以离散模型数据为基础利用正演算法进行正演获得合成地震记录。

与现有技术相比，本发明体现的效果如下：

(1)技术方面

常规建模方法采用等比例来构建地质建模，这导致很难兼顾整体的关系，当放大时，等比例情况下，很难看到整体的地质模型面貌，当缩小时，又很难看到局部薄层面貌，使研究人员不利于对模型的描述。而本发明方法发明了一种变比例的技术，在这种变比例技术下，研究人员既可以看到全局部分，也可以看到局部部分，有利于研究人员更好地研究描述模型。

常规建模方法采用等采样率技术来离散模型，这种技术往往需要占用比较大的内存空间和失去速度优势，而本发明方法采用了一种变采样技术，这是一种节省存储空间和兼顾速度的一种建模技术。

(2)经济方面

利用本发明方法来开展薄储层研究，将能够使构建的地质模型更贴近实际，从而使得基于该模型得到的正演模拟结果更加可靠，可用来更好地指导实际应用，降低实际的勘探风险，提高勘探成功率。

(3)社会方面

本发明方法有利于丰富我国的薄储层地震建模技术，将促进我国薄储层建模工具的发展，进而进一步提升我国薄储层的勘探开发能力。

附图说明

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为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的模型尺寸展示图。

图2为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的模型被划分为目的层和非目的层后的面貌展示图。

图3为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的目的层模型尺寸单独显示图。

图4为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的完成非目的层模型设计后主模型窗口模型展示图。

图5为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的完成目的层设计模型设计后模型展示图。

图6为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的包括目的层模型和非目的层模型的综合模型图。

图7为本发明一种基于双变地质建模技术的薄储层地震正演模拟方法的地震正演模拟的合成地震记录。

图中：A、非目的层；B、目的层；1、地层界面；2、地层。

具体实施方式

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作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。

基于本发明实施的地震正演模拟案例如下：

(1)利用研发软件设置模型的基本尺寸，其中模型宽度为1000m，模型高度为500m，在设置完成将出现带有模型大小的主视图窗口，见图1；

(2)在主视图模型窗口中设计目的层的顶和底，设计顶底深度位置为200m和300m，此时模型被划分为三个部分(三个部分的模型宽度都是1000m)，第一部分模型为非目的层，深度范围是0-200m，第二部分模型是目的层，深度范围是200-300m，第三部分模型是非目的层，深度范围是300-500m。此时主视图在目的层设计完成后，将呈现如图2所示，在划分完目的层划分后，可以显示出目的层模型窗口(图3)。

(3)在主视图建模窗口和目的层建模窗口分别建立非目的层区的地质模型(图4)和包含薄储层的目的层地质模型(图5)。第一部分非目的层被划分成5层，第1层、第3层、第5层，假设为泥岩层，速度设为2300m/s，第2层、第4层，假设为砂岩层，速度设为2700m/s；第二部分目的层被划分为9层，岩性以泥岩为主，另外包含4个薄层砂体，四个薄层砂体厚度从上往下一次为0.5m、0.75m、1m、1.5m，目的层中的第1层、第3层、第5层、第7层、第9层为泥岩层，速度为2500m/s，第2层、第4层、第6层、第8层为砂岩层，速度设为3000m/s；第三部分非目的层被划分为5层，第1层、第3层、第5层，假设为泥岩层，速度设为2700m/s，第2层、第4层，假设为砂岩层，速度设为3100m/s。各地层的密度统一采用经典的Gardner公式计算获得。在完成包含薄储层目的层地质模型构建后，目的层地质模型将以主视图建模窗口中的模型比例在主窗口中显示出来，此时主视图窗口中将包括非目的层区的地质模型和目的层区的地质模型，其显示面貌如图6所示。

(4)在完成构建完成后，利用研发软件形成的变采样率功能进行模型的离散；

(5)基于正演模拟算法生成合成地震记录，图7是利用30Hz雷克子波生成的合成地震记录。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。