基于地震属性体的曲率分析方法与流程

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种基于地震属性体的曲率分析方法。

背景技术：

过去的几十年间，在研究与地震勘探学有关的曲率技术方面取得了较大的进步，在此期间，发展了很多的理论，同时进行了很多实验，曲率属性大多应用于医学、军事等行业，直到1994年它才被引入到地质构造研究领域，如今随着计算机技术的迅速发展，曲率属性在地质相关领域的应用日趋火热。

解释工作站的出现使得沿层属性的获得和分析发展迅速，在现有的很多应用软件里，按下的按钮可以产生超过40种地震属性。但是，技巧并不在与如何获得这些地震属性，而在于它们的解释和集成的数据分析。许多属性介在完全理解应用之前,往往会发现新的属性只是现有的属性的一个微小的修改。曲率属性也是这样，曲率属性早已存在，并被广泛的应用，曲率作为一种描述地质体弯曲程度的几何属性，与地质体的受力程度成正比，进而也与因受力而形成的裂缝的发育特征高度相关。各种曲率属性，如最大曲率、最小曲率、最正曲率及最负曲率等，对断层、裂缝及河道的刻画效果非常好。

到目前为止，国内外专家学者对地震属性进行了较为深入地研究，murray(1968)使用曲率寻找断裂带；harding(1974)使用曲率分析，了解断裂、褶皱和断层的主应力方向；rijksandjaufred(1991)使用倾角和方位角来分析和精细断层成图；roberts(2001)在层位上应用曲率属性；hart等(2002)应用曲率分析，建立生产趋势和曲率的关系；massaferro等(2003)应用曲率分析，圈定构造范围和断裂组合；sigismondiandsoldo(2003)使用曲率解释构造特征；chopraandmarfurt(2007)使用体曲率分析，提高地震数据解释认识；zhang等(2007)对数据体选择不同尺度运行体曲率。为此我们发明了一种新的基于地震属性体的曲率分析方法，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可用于预测断裂、褶皱和断层的方向，用来定位主应力方向，分析有异常曲率的区域，用曲率还可以分析河道的变化、沙丘、侵蚀不整合面、以及有效储层的分布的基于地震属性体的曲率分析方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于地震属性体的曲率分析方法，该基于地震属性体的曲率分析方法包括：步骤1，提取沿层地震属性；步骤2，根据提取的沿层地震属性，求地震属性的二阶导数；步骤3，根据地震属性的二阶导数，计算曲率因子；步骤4，根据曲率因子，计算不同的曲率属性。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，分析并选择和研究区的储层特征紧密相关的属性，然后通过解释的地震层位提取这些属性，以更好的发挥地震属性曲率技术的优势。

在步骤2中，求地震属性的二阶导数的具体计算过程为：

[ix,iy]＝gradient(seis_attr,resolution)

其中：gradient表示一阶导数，seis_attr表示地震属性体，resolution表示导数的分辨率，ix、iy分别表示x和y方向上的一阶导数；

[ixx,ixy]＝gradient(ix,resolution)

[iyx,iyy]＝gradient(iy,resolution)

其中：ixx表示x方向的二阶导数，ixy表示x、y方向的二阶导数，iyx表示y、x方向的二阶导数，iyy表示y方向的二阶导数。

在步骤3中，计算曲率因子的公式为：

其中：a、b、c、d、e即表示5个不同的曲率因子。

在步骤4中，计算了6种不同的曲率属性，分别是最小负曲率、最大正曲率、最大曲率、最小曲率、高斯曲率、平均曲率。

在步骤4中，法曲率中最小的负曲率称为最小负曲率，最小负曲率k_的计算公式为：

法曲率中最大的正曲率称为最大正曲率k+，最大正曲率k+的计算公式为：

以高斯及其定理命名，也称为全曲率，该定理表明层面的等距弯曲不会改变高斯曲率，高斯曲率kg的计算公式为：

过层位上某一点的任意两个相互垂直的法曲率的平均值为一常数，平均曲率km的计算公式为：

过层面上某一点的无穷多个正交曲率中存在一曲线，该曲线的曲率为最大，最大曲率kmax的计算公式为：

垂直于最大曲率曲线的曲率称为最小曲率，它与最大曲率称为主曲率，最小曲率kmin的计算公式为：

根据计算的不同曲率体，开展断层、裂缝、河道的形态、以及储层的有效性方面的研究工作。

本发明中的基于地震属性体的曲率分析方法，可用于对地震属性体进行曲率分析的新技术。首先对地震数据体进行地震属性分析，然后通过地震层位数据提取目的层段沿层地震属性体，最后通过新开发的曲率分析技术，对沿层地震属性体进行曲率分析，得到沿层地震曲率体，通过沿层地震曲率体，该技术可以精细的刻画断层、裂缝、河道的形态，以及储层的有效性，从而弥补了常规方法在识别断层和裂缝上所存在的精度方面的不足，辅助研究人员进行断层和裂缝方面的工作。

附图说明

图1为本发明的基于地震属性体的曲率分析方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中沿层地震属性体的示意图；

图3为本发明的一具体实施例中沿层地震属性曲率体的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的基于地震属性体的曲率分析方法的流程图。

步骤101、提取沿层地震属性

地震属性是从地震数据里推导出来的几何学、运动学、动力学或统计学特征的属性。地震属性有上百种之多，十分繁杂，这些纷繁的地震属性对哪些储层特征具有一定的敏感性，是进行属性提取计算之前需要考虑的问题，为了提高曲率分析方法的应用效果，首先要分析并选择和研究区的储层特征紧密相关的属性，然后通过解释的地震层位提取这些属性，才能更好的发挥地震属性曲率技术的优势。图2为胜利油田某研究区所提取的沿层地震振幅属性，其中tuo76、tuo762、tuo121为测井位置。

步骤102、求地震属性的二阶导数

二阶导数是原函数导数的导数，将原函数进行二次求导。一般的，函数y＝f(x)，x为自变量，y为因变量，其导数y＝f'(x)仍然是x的函数，则y＝f”(x)的导数叫做函数y＝f(x)的二阶导数，它表示切线斜率变化的速度。

地震属性的二阶导数类似，就是对所提取的地震属性求取二阶导数，作为计算地震曲率的输入数据，通过调节分辨率，可以调节二阶导数的求取范围，在整个专利中具有基础性的作用，不同分辨率的二阶导数结果，将直接影响地震属性曲率的分辨率。

求地震属性的二阶导数的具体计算过程如下。

[ix,iy]＝gradient(seis_attr,resolution)

其中：gradient表示一阶导数，seis_attr表示地震属性体，resolution表示导数的分辨率，ix、iy分别表示x和y方向上的一阶导数。

[ixx,ixy]＝gradient(ix,resolution)

[iyx,iyy]＝gradient(iy,resolution)

其中：ixx表示x方向的二阶导数，ixy表示x、y方向的二阶导数，iyx表示y、x方向的二阶导数，iyy表示y方向的二阶导数。

步骤103、计算曲率因子

地震属性的曲率分一维曲率属性和二维曲率属性。前者属性采用单变量导数，以曲线描述为主，在揭示背斜、向斜方面有它直观的物理意义，但对于水平地层、单斜和复杂地质构造则缺乏检测能力。以二元偏导数为基础的曲面曲率属性，有非常明确的物理意义，roberts(2001)对此进行了全面分类，给出了详细计算公式，并讨论了它在构造图解释中的应用；休斯顿大学应用物理实验室的marfurt等人在roberts研究的基础上，将它推广到沿层曲率属性的提取，并将多尺度(分波数)分析应用其中，使地震属性的解释派生出新的领域，并很快得到了推广使用。

曲率因子是求取这种曲率数据的中间结果，通过不同曲率因子之间的加减乘除，就可以获得不同的曲率属性体，具体公式如下。

其中：a、b、c、d、e即表示5个不同的曲率因子。

步骤104不同的曲率属性的计算

曲率可以用来描述曲线上特定点的弯曲程度。弧线弯曲程度越大，曲率就越大，对于直线其曲率为零。如果将一个三维曲面分割成数个平面，用一条曲线表示，那么曲率的概念就很容易地扩展到了三维曲面上，计算曲线上的每一个点就得到了这个三维曲面的曲率。图3为胜利油田某研究区所提取的沿层地震振幅的曲率属性，描述了地震振幅变化的快慢程度，其中tuo76、tuo762、tuo121为测井位置。

为了提高发明的实用性和针对性，在众多定义的曲率属性中提供了以下6种曲率的计算，分别是最小负曲率、最大正曲率、最大曲率、最小曲率、高斯曲率、平均曲率，它们的计算公式和物理意义如下表所示。

表1几种曲率及其物理意义

根据计算的不同曲率体，研究人员可以开展断层、裂缝、河道的形态、以及储层的有效性方面的研究工作。

本发明中的基于地震属性体的曲率分析方法，提出了对地震属性体进行曲率分析的新思路，与传统的针对基于地震层位进行曲率分析相比，可以对储层内部进行分析，因此具有更广的应用范围和更好的应用效果。可以对所提取的地震属性求取二阶导数，作为计算地震曲率的输入数据，通过调节分辨率，可以调节二阶导数的求取范围，具有基础性的作用，不同分辨率的二阶导数结果，将直接影响地震属性曲率的分辨率。通过不同曲率因子之间的加减乘除，就可以获得不同的曲率属性体，并提供了6种曲率的计算，根据计算的不同曲率体，研究人员可以开展断层、裂缝、河道的形态、以及储层的有效性方面的研究工作。