一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法及装置与流程

本申请涉及石油天然气勘探开发领域，尤其是涉及一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法及装置。
背景技术：
：纵弯褶皱是岩层受到纵向压缩作用导致力学失衡而形成的皱褶。地层在褶皱变形过程中表现为外弧伸长和内弧缩短，形成背斜和向斜。纵弯褶皱作用过程中形成的构造裂缝是流体渗流的主要通道也是此类储层的主要储渗空间。纵弯褶皱中的裂缝密度评价对开发井位选取以及钻井工程作业具有重要意义。目前常规的裂缝密度评价方法主要有两种，一种是利用地震数据体计算相干体、曲率体和相干加强体等，然后再沿层提取面属性来表示裂缝分布，计算过程中需要获得信噪比较高的地震资料；另外一种方法是利用叠前道集做分方位叠加，然后将不同方位数据体叠置拟合，根据其每道之间的变化做椭圆拟合，椭圆长轴表示裂缝方向、短轴表示裂缝密度，此方法不仅能预测裂缝密度，还能判断其走向，但对地震资料的要求更高。在复杂地形中，由于地下地质情况复杂，构造逆掩叠置严重，导致所获得的地震资料信噪比较低，仅仅能做到构造成像，难以获得高信噪比的地震数据用来计算相干体、曲率体和相干加强体等，因此难以实现裂缝密度评价，但是在油气藏开发过程中构造内的裂缝密度评价又是必要的环节。技术实现要素：本申请实施例的目的在于提供一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法及装置，可以在地震资料信噪比低的情况下实现纵弯褶皱裂缝密度评价。为达到上述目的，本申请实施例提供了一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法，该方法包括：获取研究区内的纵弯褶皱的地震数据和测井资料；根据所述测井资料和地震数据计算所述纵弯褶皱各处的张性带厚度；根据所述张性带厚度评价裂缝密度。本申请实施例还提供了一种纵弯褶皱裂缝密度评价的装置，可以在地震资料信噪比较低的情况下实现纵弯褶皱裂缝密度评价，该装置包括：获取模块，用于获取研究区内的纵弯褶皱的地震数据和测井资料；计算模块，用于根据所述测井资料和地震数据计算所述纵弯褶皱各处的张性带厚度；评价模块，用于根据所述张性带厚度评价裂缝密度。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，在进行纵弯褶皱裂缝密度评价时，首先通过地震数据获取目标构造形态中的张性带厚度，再根据张性带厚度实现裂缝密度评价。本申请实施例中，纵弯褶皱张性带厚度属于构造形态的一种属性，解释构造形态的过程中对地震资料信噪比不敏度，因此在地震资料信噪比较低的情况下也能实现。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：图1为本申请实施例的一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法流程示意图；图2为本申请实施例的计算纵弯褶皱的张性带厚度方法流程示意图；图3为本申请实施例的某区的体曲率属性图；图4为本申请实施例的某区的平均曲率属性图图5为本申请实施例的某区内初始背斜构造模型；图6为本申请实施例的某区内宽缓背斜构造模型；图7为本申请实施例的某区内高陡背斜构造模型；图8为本申请实施例的某区内突发背斜构造模型；图9为本申请实施例的某区内纵弯褶皱的张性带厚度分布图；图10为本申请实施例的一种纵弯褶皱裂缝密度评价的装置模块示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例，但并不作为对本申请实施例的限定。下面结合附图，对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。图1是本申请实施例的一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法流程示意图。如图1所示一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法可以包括：S101，获取研究区内的纵弯褶皱的地震数据和测井资料。S102，根据所述测井资料和地震数据计算所述纵弯褶皱各处的张性带厚度。地层在褶皱变形过程中变现为外弧伸长和内弧缩短，形成背斜和向斜。在接近岩层中部，有一个既无伸长亦无缩短的无应变面，这个无应变面称为中和面。背斜在中和面以上、向斜在中和面以下的都属于张性带。S103，根据所述张性带厚度评价裂缝密度。中和面以上是拉张应力，发育张裂缝，背斜中，此面以上到构造顶部为褶皱张性带，张性带内储层的压实作用较小，物性条件好，有利于油气的聚集；中和面以下为剪切应力，发育剪裂缝，此面到构造底部为亚扭带。在构造的不同位置，中和面所处深度不同，张性带厚度也不同，同样的裂缝密度也不同，裂缝密度与张性带厚度成正比。由上述图1的流程图可知，本申请实施例在进行纵弯褶皱裂缝密度评价时，通过地震数据获取目标构造形态中张性带厚度，再根据张性带厚度实现了裂缝密度评价。本申请实施例可以在地震资料信噪比较低的情况下完成裂缝密度评价的原因主要是：本实施例仅需要根据地震资料解释目标构造的形态，解释构造形态的过程中对地震资料信噪比要求不高，因此信噪比较低的地震数据也能实现。裂缝密度评价对后续钻井位置选取以及工程施工具有重要指导意义。在本申请的一个实施例中，S102具体实施时，计算纵弯褶皱各处的张性带厚度可以包括：S201，根据所述地震数据获取所述纵弯褶皱各处的构造变形程度和地层厚度。纵弯褶皱可量化的参数主要包括：密度、速度、弹性模量、地层厚度、构造宽度以及构造变形程度等等，国内外的相关文献中均指出构造变形程度以及地层厚度与张性带厚度有关，其中：纵弯褶皱形成过程中，中和面的纵向位置在迁移，且与岩层弯曲程度有关，即构造变形程度是中和面纵向迁移的一大重要因素。S202，根据所述测井资料获取已钻井处的张性带厚度。获取已钻井处的张性带厚度的目的是为了提供后续分析的已知参数。S203，获取已钻井处的张性带厚度与地层厚度和构造变形程度之间的关系。S204，根据所述张性带厚度与地层厚度和构造变形程度之间的关系，并结合所述纵弯褶皱各处的构造变形程度和地层厚度，获得所述纵弯褶皱各处的张性带厚度。由图2的流程图可知，本实施例通过纵弯褶皱已钻井的已知数据得到一个适用于整个褶皱的关系，再结合纵弯褶皱各处的构造变形程度和地层厚度，得到整个纵弯褶皱各处的张性带厚度。在本申请的一个实施例中，S103具体实施时，根据纵弯褶皱各处的张性带厚度制成张性带厚度分布图，裂缝密度与张性带厚度成正比，张性带厚度分布图中张性带越厚的地方，相应的裂缝密度也就越大。上述实施例可以在地震资料信噪比较低的情况下，仅根据地震资料解释出目标构造的形态，用其中的张性带厚度来评价裂缝密度。在本申请的一个实施例中，S203具体实施时，构造变形程度的选用平均曲率描述。地震解释中表征曲率属性的参数很多，本申请的研究过程中对曲率的要求比较高，必须能够体现地质规律，而平均曲率即能满足这里的要求。在本申请的一个具体实施例中，获得的研究区内体曲率分布如图3所示(图中数字表示钻井的编号)，由于地震资料品质较差，图3所反映的地质规律性差，不能真实反映构造变形程度，而图4为本申请实施例所用的平均曲率分布图，如图4所示，在构造轴部，构造变形剧烈曲率大，构造两侧变形程度变小，所反映的地质规律与研究区内的实际情况相符合。在本申请的一个实施例中，S202具体实施时，首先根据所述测井资料制定所述纵弯褶皱中张性带的电阻率、地应力和孔隙度的预设范围；再根据已钻井中各个井段的电阻率、地应力和孔隙度，并结合所述预设范围，判断已钻井中的属于张性带的井段范围，获取其厚度。纵弯褶皱的中和面上下可划分为张性带、过渡带和亚扭带，其中张性带具有低电阻率、高孔隙度、低地应力的特征；过渡带具有中等电阻率、中等孔隙度、中等地应力的特征，亚扭带具有高电阻率、低孔隙度和高地应力的特点。测井工作者事先对纵弯褶皱的测井资料进行研究，制定了该纵弯褶皱中张性带的电阻率、地应力和孔隙度范围，在结合每一口钻开井中各个井段的电阻率、地应力和孔隙度，确定钻开井中的张性带范围，得出其厚度。在本申请的一个具体实施例中，研究区内某一口钻井，井段5590～5680米之间，其电阻率为20～25Ω·m，平均孔隙度在8％～10％，最大地应力158～168MPa，根据该纵弯褶皱预设的分层范围可以判断其为张性带；井段5680～5752米之间，其电阻率值为25～115Ω·m之间，平均孔隙度为5％～8％，最大水平主应力165～174MPa，根据该纵弯褶皱预设的分层范围可以判断其为过渡带；井段5752～5820米之间，其电阻率值为120～200Ω·m之间，平均孔隙度为5％以下，最大水平主应力173～182MPa，根据该纵弯褶皱预设的分层范围可以判断其为亚扭带。根据上述张性带、过渡带和亚扭带的井段划分可以得出，该口钻井的张性带厚度为90m。在本申请的一个实施例中，对某区的地震解释模式进行分析，某区为前陆冲断带，发育逆冲推覆构造，褶皱类型为纵弯褶皱，根据其构造变形程度，对地震解释资料进行总结得到四种地质模型：初始背斜，构造初步开始变形，中和面出现，中和面以上地层为张应力状态，背斜顶部开始发育张裂缝，如图5所示；宽缓背斜，构造变形程度加大，背斜顶部裂缝增多，如图6所示；高陡背斜，构造变形程度进一步加，背斜顶部裂缝继续发育，正冲断层相反方向反冲断层开始形成，但断距较小，如图7所示；突发背斜，褶皱变形的极致形态，反冲断层断距变大，构造变形程度最大，背斜顶部裂缝最发育，如图8所示。由上述某区的地震解释模式分析可知，该区中的褶皱适用于本申请实施例所提供的裂缝密度评价方案。对该区域内的某一个纵弯褶皱按照如下步骤进行分析：1、获取该纵弯褶皱的地震数据和测井资料。2、根据所述测井资料和地震数据获取所述纵弯褶皱各处的张性带厚度。根据所述测井资料和地震数据计算所述纵弯褶皱的张性带厚度具体可以包括：(1)根据该纵弯褶皱的地震数据获取褶皱各处的平均曲率和地层厚度。(2)根据所述测井资料获取该褶皱中已钻井处的张性带厚度。(3)获取该褶皱中已钻井处的张性带厚度与地层厚度和平均曲率之间的关系。获取张性带厚度与地层厚度和平均曲率之间的关系过程可以为：将该褶皱中已钻井处的地层厚度和平均曲率作为自变量，已钻井处的张性带厚度作为因变量，进行二元线性拟合，得到以下关系式：H＝102.07+0.7167×Ho+0.839×K式中，H表示张性带厚度，Ho表示地层厚度，K表示平均曲率。部分拟合结果如下表1所示，表中的拟合残差较小，说明拟合结果与实际钻井相比吻合度较高。表1部分张性带拟合结果展示张性带厚度(米)地层厚度(米)构造变形程度拟合厚度(米)残差120.5319.7353.71082122.726-2.22584112.7347.58513.6441118.104-5.40434122295.2784.10069126.043-4.04334130320.0211.53662122.7497.25137127.7283.3883.05741127.756-0.0564001132.6302.0218.24791124.7837.81736128.8299.9233.30208125.4723.32791124.3278.17941.0974125.377-1.07657121.6295.8811.06667126.207-4.60742132.2296.8443.23519125.8996.30073119.3302.5583.2736125.114-5.81366124.7292.5860.410556126.712-2.01195128.6320.72212.3823121.8856.71451127.1293.8628.74727125.8591.24066123.5296.9723.5365125.857-2.35723119309.3044.92183124.054-5.0558(4)根据上述该纵弯褶皱张性带厚度与地层厚度和平均曲率之间的拟合关系式，并结合该纵弯褶皱各处的平均曲率和地层厚度，获得所述纵弯褶皱各处的张性带厚度，根据纵弯褶皱各处的张性带厚度制成如图9所示的张性带厚度分布图。3、根据图9所示的张性带厚度分布图评价裂缝密度。图9中颜色越深的地方张性带厚度越厚，相应的裂缝密度也越大。纵弯褶皱构造两翼张性带厚度小，轴部厚度大。对应到裂缝密度也应为轴部大，两翼较小。由以上本申请的实施例可知，在进行纵弯褶皱裂缝密度评价时，通过地震数据获取目标构造形态中的张性带厚度，再根据张性带厚度实现裂缝密度评价。本申请实施例可以在地震资料信噪比较低的情况下完成裂缝密度评价的原因主要是：本实施例仅需要根据地震资料解释目标构造的形态，解释构造形态的过程中对地震资料信噪比要求不高，因此信噪比较低的地震数据也能实现。裂缝密度评价对后续钻井位置选取以及工程施工具有重要指导意义，在张性带较厚即裂缝密度较高处钻井，产能也较高。在本申请的一个实施例中，在库车前陆盆地某气藏中，未使用本申请实施例提供的裂缝密度评价方法之前，钻井成功率不高，多口钻井失利，失利井钻遇储层岩性特别致密，裂缝发育程度差。使用本发明实施例提供的技术方案后，通过对某气藏张性带厚度的预测，得到了比较符合地质规律和钻井实际的张性带厚度分布图，将该厚度图应用到某气藏的失利井原因分析上，厚度图所反映的张性带厚度可以反映该纵弯褶皱的裂缝密度分布：厚度大的地方，裂缝密度大，钻井情况好；厚度小的地方，裂缝密度小，部分钻井失利，部分钻井在进行大型酸化压裂后也能获得高产的工业气流，较好的落实了气藏裂缝密度分布特征。张性带厚度图所反映的裂缝密度分布对后续开发井位选取和工程作业提供了支持。本申请实施例中还提供了一种纵弯褶皱裂缝密度评价的装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法相似，因此该装置的实施可以参见一种纵弯褶皱裂缝密度评价的方法的实施，重复之处不再赘述。如图10所示，本申请实施例中的一种纵弯褶皱裂缝密度评价的装置可以包括：获取模块1001，用于获取研究区内的纵弯褶皱的地震数据和测井资料；计算模块1002，用于根据所述测井资料和地震数据计算所述纵弯褶皱各处的张性带厚度；评价模块1003，用于根据所述张性带厚度评价裂缝密度。在研究区内纵弯褶皱的地震资料品质较差的情况下，本申请的实施例仅需要根据地震资料解释目标构造的形态，获取其中的张性带厚度，解释构造形态的过程中对地震资料信噪比要求不高，因此信噪比较低的地震数据也能实现。裂缝密度评价对后续钻井位置选取以及工程施工具有重要指导意义。在本申请的一个实施例中，计算纵弯褶皱的张性带厚度可以包括：根据所述地震数据获取所述纵弯褶皱各处的构造变形程度和地层厚度；根据所述测井资料获取已钻井处的张性带厚度；获取已钻井处的张性带厚度与地层厚度和构造变形程度之间的关系；根据所述张性带厚度与地层厚度和构造变形程度之间的关系，并结合所述纵弯褶皱各处的构造变形程度和地层厚度，获得所述纵弯褶皱各处的张性带厚度。由上述计算纵弯褶皱的张性带厚度的实施例可知，通过纵弯褶皱已钻井的已知数据得到一个适用于整个褶皱的关系，再结合纵弯褶皱各处的构造变形程度和地层厚度，得到整个纵弯褶皱的张性带厚度分布图。以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请实施例的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。当前第1页1 2 3