一种地震资料微幅褶皱识别方法与流程

本发明涉及油气田勘探开发地震资料处理技术领域，确切地说涉及一种地震资料微幅褶皱识别方法。

背景技术：

随着水平井勘探开发技术日益广泛的应用，一些新的难题随之产生，如井轨迹控制难、井漏以及套变等工程问题频繁，尤其是套变即下到井中的套管发生变形破坏，在页岩气水平井套管作业过程中频繁产生，造成巨大经济损失。

导致套变发生的根本地质原因在于施加在套管上的应力不均衡使得套管破损，直接地质原因是地质因素发生了突变，就可能导致套变，如地层形态扭曲、岩性变化、裂缝出现等，一种间接地质原因就是地层微幅褶皱没有预先识别出来，在作业过程中突然出现而来不及采取措施。再如，由于微幅褶皱存在而没有识别出来，使得实钻井轨迹与设计轨迹不一致，导致储层误判、井轨迹控制难度加大等。此外，微幅褶皱也还有可能是有利油气藏。

由此可见，识别微幅褶皱是一个具有实际意义的迫切问题。

微幅褶皱难以识别的一个主要原因在于地震资料的精度不够，主要是指地震资料的分辨率低。通常的地震资料（纵向）分辨率低主要表现在主频低（30hz左右）、频带宽度窄（10-70hz），分辨的地层厚度大（15m以上）。这样的地震资料撇开断层外，地震反射同相轴一般较光滑、连续性较强，难以观察到微幅褶皱。由于微幅褶皱观察不到，设计的井轨迹就会直接穿越褶皱，套管作业时发生应力不均，造成变形。为了准确识别微幅褶皱，必须显著提高分辨率。

提高分辨率的方法很多，但一般方法仅能有限提高分辨率，如提高30%左右，不能根本解决微幅褶皱的识别问题。本发明人的发明专利“应用声波测井资料约束反演提高地震资料分辨率的方法（专利号zl201310333410.3）”实现了大幅度提高分辨率的效果，可提高100%以上，为微幅褶皱的识别奠定了基础。

作者为朱洪昌、朱莉、玄长虹、刘升余、余学兵等在刊名为《石油地球物理勘探》的期刊上发表了题名为“运用高分辨率地震资料处理技术识别薄储层及微幅构造”的期刊文献，发表日期为2010年11月第45卷增刊1。该文献主要公开了：为了识别薄储层、微幅构造、小断层等小尺度地质体,本文研究了以保护和提高地震资料高频成分信噪比为基础的提高分辨率处理技术,分别在叠前和叠后有效压缩子波、拓宽地震资料的频带,提高了地震资料的分辨率。在胜利探区永新工区地震资料处理中的应用结果表明,成果剖面的弱反射层次清楚,微幅构造成像清晰,地质信息丰富,勘探目的层的主频由原来的20～23hz提高到46～50hz,对提高地震数据的处理质量,解决陆相薄互层油气藏的微幅构造成像问题非常有效。

由此可见，现有技术已经有利用提高地震资料分辨率的方法来识别微幅构造的文献报道。同时，现有技术中，褶皱识别还可以通过计算曲率方式来获得，这是一种通常的做法，但是，以上述专利和期刊文献为代表的现有技术，其对褶皱识别通过计算曲率方式来获得时，通常只包含曲率信息，缺乏褶皱性质如背斜或向斜及其代表的应力特征信息，也未见包含储层特征的地震波动力学信息如振幅。由此导致微幅褶皱识别的准确性不高，效率低下。

技术实现要素：

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种地震资料微幅褶皱识别方法，本识别方法包含了地层曲率信息、褶皱性质和振幅变化信息，对储层的识别具有重要的指示意义，有别于单一的曲率计算，也有别于其它单一参数的裂缝预测方法，采用本方法后，其识别准确性得到显著提高，识别效率较高。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种地震资料微幅褶皱识别方法，其特征在于：

a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；

b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；

c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；

d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；

e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；

f、计算微幅褶皱量：根据曲率正负符号、曲率大小和振幅差异值三个参数，综合计算微幅褶皱量。

所述a步骤中，若地震资料分辨率已经较高，可忽略此步，高分辨率处理方法是任意的，但分辨率应当有显著的提高。

所述b步骤中，拾取的地震层位应当处于同一个反射特征点或地质界面上，所述的反射特征点为波峰或波谷。

所述d步骤中，是根据曲率正负得到褶皱方向，褶皱方向为上凸则代表是背斜，褶皱方向是下凹则代表是向斜或挠曲，向斜对应的褶皱性质为压性应力，背斜对应的褶皱性质为张性应力。

所述f步骤中，微幅褶皱量=σ曲率正负符号×曲率×振幅差，σ表示各个方向的微幅褶皱量相加，得到褶皱位置的微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。

还有步骤g、平面展布：将每个平面位置上目的层范围内的微幅褶皱量进行统计计算，展布到平面上。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

一、本发明能够利用高分辨地震资料自动将微幅褶皱识别出来。

二、与期刊文献“运用高分辨率地震资料处理技术识别薄储层及微幅构造”等现有技术相比，本发明识别的微幅褶皱包含了地层曲率信息、褶皱性质和振幅变化信息，明显有别于单一的曲率计算，也有别于其它单一参数的裂缝预测方法，提出了一种新的微幅褶皱识别方法，对储层的识别具有重要的指示意义，在实际运用过程中，其识别准确性得到有效提高，识别的效率提高。

三，本发明中，曲率反映了褶皱强度，曲率正负反映了褶皱性质，间接反映了应力性质（张性或压性）；振幅变化反映了储层的变化。这些都可反映褶皱的储层特性。本发明提出的微幅褶皱量=σ曲率正负符号×曲率大小×振幅差异值这一计算公式，可更加准确、有效地判断储层综合特性。该方法根据油气勘探开发实际提出，具有科学性、创新性，可用于储层预测，指导水平井轨迹设计和地质导向，也可用于套变、井漏等工程异常预测，减小钻井及井下作业的工程复杂。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明工艺流程图；

图2为微幅褶皱计算原理中纵向计算剖面图；

图3为微幅褶皱计算原理中横向计算俯视图；

图4为四川盆地某页岩气地震剖面图（上）及对应的微幅褶皱识别剖面图（下）；

图5为四川盆地某页岩气层微幅褶皱平面分布图。

具体实施方式

实施例1

作为本发明一较佳实施方式，其公开了一种地震资料微幅褶皱识别方法，其步骤为：

a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；

b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；

c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；

d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；

e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；

f、计算微幅褶皱量：根据曲率正负符号、曲率大小和振幅差异值三个参数，综合计算微幅褶皱量。

上述第a步提到的高分辨率是相对的，根据实际预测效果，若地震资料分辨率已经较高，不需先作高分辨率处理，否则，要先作高分辨率处理，提高分辨率的方法是任意的，任何高分辨率处理方法都包含在内；第f步的微幅褶皱量计算公式不是固定的，但都包含曲率大小、曲率正负符号及振幅差异值。

术语解释

褶皱：是指组成地壳的岩层受构造应力的作用发生波状弯曲而未失去连续性的构造，一般包含背斜、向斜、挠曲等构造。

微幅褶皱：亦即微褶皱，是一个相对概念，是指幅度较小的褶皱，其在纵向或横向上的规模相对较小。微幅褶皱在分辨率较低的地震剖面上不易识别。本发明指的微幅褶皱即是指较低分辨率地震资料上难以识别，而在相对较高分辨率地震资料能够识别的褶皱，包括向斜、背斜以及挠曲。

实施例2

参照图1，作为本发明的最佳实施方式，其步骤为：

a、高分辨率处理：将常规的较低分辨率的地震资料处理成高分辨率资料；若地震资料分辨率已经较高，可忽略此步，高分辨率处理方法是任意的，但分辨率应当有显著的提高。

b、精细层位对比：按照通常的地震层位对比技术，精确拾取地震层位；拾取的地震层位应当处于同一个反射特征点或地质界面上，所述的反射特征点为波峰或波谷。

c、褶皱自动识别：沿地震层位求取地层曲率，发现褶皱，同时判断曲率正负；

d、褶皱性质判断：根据曲率正负变化判断是背斜还是向斜；是根据曲率正负得到褶皱方向，褶皱方向为上凸则代表是背斜，褶皱方向是下凹则代表是向斜或挠曲，向斜对应的褶皱性质为压性应力，背斜对应的褶皱性质为张性应力。

e、提取振幅差异：以微幅褶皱中心计算目的层范围内各个方向振幅差异；

f、计算微幅褶皱量：微幅褶皱量=σ曲率正负符号×曲率×振幅差，σ表示各个方向的微幅褶皱量相加，得到褶皱位置的微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。

g、平面展布：将每个平面位置上目的层范围内的微幅褶皱量进行统计计算，展布到平面上。

实施例3

具体应用实例：参照2和3，可以明确具体计算方法原理。

图2中包含一个背斜和一个向斜，仅以背斜为例。确定地层中心，地层厚度(在地震剖面为时间域时为时窗长度)为地层顶、底界之间的范围。根据地层中心拾取到的层位数据，可计算曲率，发现褶皱，并得到曲率的正负（背、向斜性质），确定出褶皱核部及褶皱中心所在地震道——中心道，然后从上到下逐点计算中心道两侧振幅差。实际计算时，还根据图3计算中心道各个方向多道间的振幅差，然后按照公式：σ曲率正负符号×曲率×振幅差，即得到该中心道微幅褶皱量，再对地层内各点进行计算，得到地层内各点的微幅褶皱量。

对每个褶皱重复上述步骤，即可得到井轨迹上的所有微幅褶皱识别最终结果。

图4为某地区一段地震剖面实施本方法得到微幅褶皱的实例。图上部为原始地震剖面，下部为页岩气层微幅褶皱检测剖面。中间的黑色线为页岩气层层位线，沿层位线上下的彩色为微幅褶皱综合值——含振幅差异、曲率大小和方向。该图可清晰识别出各微幅褶皱及其差异，反映出褶皱强弱变化。图5为该地区页岩气层微幅褶皱识别平面分布。