岩溶期古断裂刻画方法及装置与流程

1.本发明涉及地球物理信号、地球物理解释技术领域，尤其涉及岩溶期古断裂刻画方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.近些年的油气勘探结果表明，世界上主要的大型沉积盆地均发育碳酸盐岩古风化壳型含油气储层，其中有30％左右与区域不整合密切相关。早期埋藏后再次抬升暴露于地表的碳酸盐岩，由于不断遭受风化淋滤所形成的古岩溶储层为油气藏提供了有效的储集场所。针对碳酸盐岩风化壳化储层的形成，以往的研究主要集中于风化期岩溶古地貌的恢复，而对于岩溶期古断裂关注较少。钻探实践表明，对于处在风化淋滤的碳酸盐岩，地表水溶蚀作用往往具有选择性，岩溶暴露阶段已经形成的断裂发育区储层渗流能力改善往往更加明显，可作为勘探开发的“甜点”区。因此，对于风化壳碳酸盐岩储层预测而言，岩溶暴露期的古断裂系统预测至关重要。
4.对于断裂系统的预测，现有的方法主要包括：1)利用叠后地震数据提取相干、曲率、方差等多种结构差异类属性，并在钻井标定的情况下，对其中一种或两种属性进行优选后直接使用；2)利用叠前分方位地震数据提取各向异性强度与方位属性，实现断裂系统刻画。这两种方法相对较为简单，一方面都没有考虑断裂发育期次，所预测的结果是多个时期断裂系统的综合响应。对于风化壳储层而言，只有岩溶期古断裂对于储层改造至关重要，储层再次埋藏后的晚期断裂对其渗流性基本没有影响。另一方面对于断裂类型与发育级别考虑的不够，只是简单的在平面上刻画出断裂的走向和长度。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种岩溶期古断裂刻画方法，用以，该方法包括：
6.提取井旁道地震子波，根据所述井旁道地震子波获得合成记录，基于合成记录进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的井震标定，以合成记录的过井地震剖面为基础，进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的骨架剖面解释与加密解释，获得层位解释成果；
7.基于合成记录中的三维速度场，对井旁道地震子波和层位解释成果进行时深转换，获得深度域井旁道地震子波和深度域层位解释成果；
8.以深度域层位解释成果中的最大海泛面解释层位为基准，对深度域地震井旁道地震子波进行沿层拉平，得到拉平重构地震数据体；
9.对拉平重构地震数据体进行成像增强处理，获得处理后的地震数据；
10.在处理后的地震数据上，提取沿岩溶储层顶界面的敏感地震属性，对敏感地震属性进行融合，获得岩溶古断裂平面预测图；
11.在岩溶古断裂平面预测图上，计算每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距，将每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距进行拟合，获得拟合结果；
12.基于拟合结果对岩溶期古断裂进行分类与分级，并将分类与分级后的岩溶期古断裂投影到岩溶期储层顶面古地貌图上，完成最终刻画。
13.本发明实施例还提供一种岩溶期古断裂刻画装置，用以，该装置包括：
14.合成及层位解释模块，用于提取井旁道地震子波，根据所述井旁道地震子波获得合成记录，基于合成记录进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的井震标定，以合成记录的过井地震剖面为基础，进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的骨架剖面解释与加密解释，获得层位解释成果；
15.时深转换模块，用于基于合成记录中的三维速度场，对井旁道地震子波和层位解释成果进行时深转换，获得深度域井旁道地震子波和深度域层位解释成果；
16.拉平重构模块，用于以深度域层位解释成果中的最大海泛面解释层位为基准，对深度域地震井旁道地震子波进行沿层拉平，得到拉平重构地震数据体；
17.增强处理模块，用于对拉平重构地震数据体进行成像增强处理，获得处理后的地震数据；
18.融合模块，用于在处理后的地震数据上，提取沿岩溶储层顶界面的敏感地震属性，对敏感地震属性进行融合，获得岩溶古断裂平面预测图；
19.拟合模块，用于在岩溶古断裂平面预测图上，计算每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距，将每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距进行拟合，获得拟合结果；
20.刻画模块，用于基于拟合结果对岩溶期古断裂进行分类与分级，并将分类与分级后的岩溶期古断裂投影到岩溶期储层顶面古地貌图上，完成最终刻画。
21.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述岩溶期古断裂刻画方法。
22.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述岩溶期古断裂刻画方法的计算机程序。
23.本发明实施例中，针对时间域地震数据开展岩溶储层顶界与上覆最大海泛面的解释，并通过时深转换与沿最大海泛面拉平的方式，实现地震数据在深度域的拉平重构；其次在重构数据体上开展成像增强处理，并对沿岩溶储层顶界面提取的多种敏感地震属性进行融合，实现岩溶期古断裂平面预测；进而对平面上预测出的所有古断裂量取其平面延伸距离、垂直断距，并建立平面延伸距离与垂直断距之间的拟合关系，根据拟合关系对之前预测的古断裂进行分类与分级。这种方法实现了岩溶断裂的快速识别与分级分类，提升了预测精度与效率。
附图说明
24.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的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
25.图1为本发明实施例中岩溶期古断裂刻画方法简略流程图；
26.图2为本发明实施例中岩溶期古断裂刻画方法详细流程图；
27.图3为本发明实施例中多属性融合后的岩溶期古断裂平面分布预测图；
28.图4为本发明实施例中岩溶期古断裂水平延伸长度与最大垂直断距的拟合关系示意图；
29.图5为本发明实施例中岩溶期古断裂刻画装置结构框图。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
31.本发明形成了一种精细化的岩溶期古断裂刻画方法与装置，以解决目前针对风化壳型储层的“甜点区”优选难题。如图1和图2所示，本发明通过如下步骤实现：
32.步骤201：地震层位标定与精细解释
33.所述的地震层位标定与精细解释是指：提取井旁道地震子波，根据所述井旁道地震子波获得合成记录，基于合成记录进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的井震标定，以合成记录的过井地震剖面为基础，并按照1
×
1的测网密度进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的骨架剖面解释与加密解释，获得层位解释成果。
34.最大海泛面(maximum flooding surface)是层序中最大海侵所能达到的位置时所形成的界面，以从退积式准层序组合转换为加积式或进积式准层序组合为特征，因此，它是海侵体系域的顶界面，上覆的高水位体系域的前积层前端下超于最大海泛面之上。
35.步骤202：地震数据与解释层位数据的时深转换
36.时深转换：是指将时间域的数据转换为深度域。
37.所述的地震数据与解释层位数据的时深转换是指：基于合成记录中的三维速度场，对井旁道地震子波和层位解释成果进行时深转换，获得深度域井旁道地震子波和深度域层位解释成果。具体的，首先以合成记录标定的时深曲线为基础，以层位解释成果为约束条件进行井点速度横向插值，得到初始平均速度场；然后通过测井过程得到垂向井点标定平均速度，以及通过已知方法得到横向沿层平均速度，根据两者相减的绝对值计算井震绝对误差，基于井震绝对误差，通过反距离加权的方法对速度场进行校正；最后利用校正后的初始平均速度场将井旁道地震子波和层位解释成果转换到深度域。
38.步骤203：地震数据拉平重构
39.所述的地震数据拉平重构是指：以深度域层位解释成果中的最大海泛面解释层位为基准，对深度域地震井旁道地震子波进行沿层拉平，得到拉平重构地震数据体。在该数据体上，可以消除后期断层对岩溶储层顶面的影响，岩溶储层顶面的同相轴挠曲或错动只代表了岩溶期古断裂。
40.步骤204：地震数据成像增强处理
41.所述地震数据成像增强处理是指：对拉平重构地震数据体进行成像增强处理，获
得处理后的地震数据。具体的，采用自定义平滑滤波器对拉平重构地震数据体进行边缘保持滤波。
42.具体采用如下公式完成：
43.假设重构前的井旁道地震子波为d(s,t,l)，其中s、t和l分别表示平面属性的inline、crossline和time三个方向的变量索引，平滑滤波采用沿着inline方向进行，每次处理inline方向的一个剖面f(u,v)，其中，u表示crossline方向的变量索引下标，v表示time方向的时间索引下标。
44.假设剖面f(u,v)中的一个任意点(u0,v0)为中心，其函数值为f(u0,v0)，构造一个(2
×
p+1)
×
(2
×
p+1)的模板(其中，p为常数，一般取值为7或者9)，并计算该模板内的数据方差对模板中的每一个点(ui,vi)进行如下处理：若模板位置标量δ(ui,vi)＝1，否则δ(ui,vi)＝0。统计模板位置标量δ(*)中δ(ui,vi)＝1的位置的个数若则点(u0,v0)的函数值f(u0,v0)更新为否则点(u0,v0)的函数值f(u0,v0)更新为当该点(u0,v0)的函数值f(u0,v0)更新之后，算法处理下一个点(u
′0,v
′0)的函数值f(u
′0,v
′0)。
45.步骤205：基于敏感地震属性计算与融合的古断裂平面预测
46.所述的基于敏感地震属性计算与融合的古断裂平面预测是指：在处理后的地震数据上，提取沿岩溶储层顶界面的(相干、方差、曲率等能够反映断裂信息的)敏感地震属性，对敏感地震属性进行融合，获得岩溶古断裂平面预测图，如图3所示。
47.通过自定义的加权融合边缘数据分析场函数对上述敏感地震属性进行融合：
48.假设待融合平面地震属性记为：a
t
(s,t)，t＝1,2,k,n，那么属性a
t
的边缘数据分析场定义为：其中s和t分别表示平面属性的inline和crossline两个方向的变量索引。|
▽
a|表示梯度的大小，
▽
a/|
▽
a|表示边缘梯度的方向，
▽a⊥
/|
▽
a|表示边缘梯度的垂直方向。
▽a⊥
表示
▽
a的转置矩阵；
49.对于每一个点x＝(x1,x2)，令a
*
(x1,x2)＝[a1(x1,x2),a2(x1,x2),...,an(x1,x2)]，其中ai′
(x1,x2)表示a
t
(s,t)在点x＝(x1,x2)处的函数值，其中，i
′
＝1,2,k,n。
[0050]
对于两个点x＝(x1,x2)和点x'＝(x
′1,x
′2)的差分为a
*
(x)-a
*
(x
′
)。当x与x
′
之间的距离趋近于无穷小时，微分算子表示为：其平方范数为：
[0051]
[0052]
如果定义一个二阶矩阵其中那么|da
*
|2＝dx
t
gdx，其中dx＝(dx1,dx2)
t
。如果采用张量表示形式，那么传统的可以表示为：
[0053][0054]
矩阵的特征值λ
max/min
和特征向量θ
max/min
的计算方法为：
[0055][0056][0057]
其中，
[0058]
对于多个地震属性融合问题，采用加权平均的方式得到张量矩阵：
[0059][0060][0061]
其中，dic(x)i′
表示x到原点的距离。
[0062]
最终的融合结果为：v(x)＝λ
max
×
θ
max
×
sign(θ
max
×
sn×▽a*
)，sign(*)表示符号函数，当自变量大于零时取+1，否则取-1。
[0063]
步骤206：岩溶期古断裂水平长度与垂直断距的函数关系拟合
[0064]
所述的岩溶期古断裂垂直断距与水平长度函数关系拟合是指：在岩溶古断裂平面预测图上，对所有断裂进行编号(如图3所示)，并计算每条岩溶期古断裂的平面延伸长度；然后在每条断裂的平面中心点切取地震剖面，并从剖面上读取断层上、下盘断点的xyz空间坐标，计算最大垂直断距，将每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距进行拟合，获得拟合结果(即进行古断裂平面长度与垂直断距定量关系图版制作)，如图4所示。
[0065]
步骤207：岩溶期古断裂分类、分级与空间雕刻
[0066]
所述的岩溶期古断裂分类、分级与空间雕刻是指：基于拟合结果对岩溶期古断裂进行分类与分级，并将分类与分级后的岩溶期古断裂投影到岩溶期储层顶面古地貌图上，
完成最终刻画，实现古断裂三维显示。
[0067]
将该方法用于四川盆地川中地区震旦系风化壳型气藏的岩溶古断裂研究中得到了很好应用。通过该方法刻画古断裂计算快，预测精度高，有效排除了人工识别的主观性。据统计，研究区储层实钻情况与古断裂预测结果吻合率大于90％，钻井距离大型岩溶古断裂越近，储层物性越好、测试产量越高；反之储层则以干层为主。
[0068]
本发明实施例中还提供了一种岩溶期古断裂刻画装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与岩溶期古断裂刻画方法相似，因此该装置的实施可以参见岩溶期古断裂刻画方法的实施，重复之处不再赘述。
[0069]
图5为本发明实施例中岩溶期古断裂刻画装置结构框图，如图5所示，该装置包括：
[0070]
合成及层位解释模块02，用于提取井旁道地震子波，根据所述井旁道地震子波获得合成记录，基于合成记录进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的井震标定，以合成记录的过井地震剖面为基础，进行岩溶储层顶界面和包含最大海泛面在内的所有上覆速度控制层的骨架剖面解释与加密解释，获得层位解释成果；
[0071]
时深转换模块04，用于基于合成记录中的三维速度场，对井旁道地震子波和层位解释成果进行时深转换，获得深度域井旁道地震子波和深度域层位解释成果；
[0072]
拉平重构模块06，用于以深度域层位解释成果中的最大海泛面解释层位为基准，对深度域地震井旁道地震子波进行沿层拉平，得到拉平重构地震数据体；
[0073]
增强处理模块08，用于对拉平重构地震数据体进行成像增强处理，获得处理后的地震数据；
[0074]
融合模块10，用于在处理后的地震数据上，提取沿岩溶储层顶界面的敏感地震属性，对敏感地震属性进行融合，获得岩溶古断裂平面预测图；
[0075]
拟合模块12，用于在岩溶古断裂平面预测图上，计算每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距，将每条岩溶期古断裂的平面延伸长度与最大垂直断距进行拟合，获得拟合结果；
[0076]
刻画模块14，用于基于拟合结果对岩溶期古断裂进行分类与分级，并将分类与分级后的岩溶期古断裂投影到岩溶期储层顶面古地貌图上，完成最终刻画。
[0077]
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述岩溶期古断裂刻画方法。
[0078]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述岩溶期古断裂刻画方法的计算机程序。
[0079]
本发明的预测方法，首先针对时间域地震数据开展岩溶储层顶界与上覆最大海泛面的解释，并通过时深转换与沿最大海泛面拉平的方式，实现地震数据在深度域的拉平重构；其次在重构数据体上开展成像增强处理，并利用自定义的加权融合边缘数据分析场函数，对沿岩溶储层顶界面提取的多种敏感地震属性进行融合，实现岩溶期古断裂平面预测；进而对平面上预测出的所有古断裂进行编号，并量取其平面延伸距离；最后在重构数据体上，对已编号的古断裂垂直断距进行计算，并建立平面延伸距离与垂直断距之间的定量函数模板，根据模板对之前预测的古断裂进行分类与分级。这种方法实现了岩溶断裂的快速识别与分级分类，提升了预测精度与效率。
[0080]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0081]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0082]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0083]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0084]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。