一种基于差异共振的储层预测方法与流程

本发明涉及一种基于差异共振的储层预测方法，属于石油勘探开发。

背景技术：

1、前人通过应用钻井资料、地震属性、地震正演、储层反演等技术，在解释储层展布方面不断取得新的认识，形成了多种多样的技术方法。目前在储层预测的研究方面，主流的研究方向是向着越来越薄的细微尺度开展地储层预测研究，通过综合应用地震资料与钻井资料的不同频带信息，提高薄互储层的纵向分辨精度，取得了比较丰富的研究成果。

2、现有技术中采用井震联合预测储层展布的案例较多，例如中国专利文献cn110945385a公开了一种利用地层知识库从地震和井数据识别地层的方法，该方法提出利用机器学习地震数据和测井记录数据的地层知识库进行地层识别。中国专利文献cn106291701a公开了一种储层检测方法，该方法通过建立储层特征检测深度学习模型提取储层弱地震响应特征，提高地震勘探数据的储层检测精度。中国专利文献cn108254785a公开了一种储层确定方法方法，该方法通过对地震数据进行波形分解得到多个地震分量数据，根据储层反射特征利用重构测井曲线从多个地震分量数据中筛选得到表征储层的地震分量数据，再根据该地震分量数据确定储层。中国专利文献cn108957532a公开了一种储层预测方法，该方法提出基于地震数据进行相控建模，然后根据初始阻抗模型对应的地震记录来判断是否能够得到合适的储层预测结果。中国专利文献cn105388525a公开了一种储层预测方法，该方法提出通过地震属性重构得到三个重构数据体，对三个重构数据体进行颜色融合处理来预测储层类型。

3、尽管现有的储层预测技术，从多角度、多领域进行了探索研究，并且不断取得新的技术进展，但是仍然难以满足精细勘探开发对薄储层的预测需求。

4、一方面，现有技术经常利用地震切片属性预测薄储层的展布，试图从单个地震同相轴中，层层切出每套薄储层的展布。当单个地震同相轴内的薄储层套数较少时，地震切片属性反映单套薄储层展布的多解性相对较小；但如果单个地震同相轴内包含的薄储层套数较多时，地震切片所反映的是多套薄储层的综合叠加效应，难以比较合理地预测出每套薄储层的展布。

5、另一方面，近年来地震波形相控的薄互储层反演预测方法得到了比较广泛的研究与应用，试图利用测井曲线的高频信息，在地震波形相的引导下，在地震同相轴内采用波形相控插值的方法，刻画出每套薄储层的空间立体展布。但是由于薄储层的厚度常常太薄(可薄至1-5m)，折算到时间域厚度仅约为0.5-3ms，地震频带有限，一个地震同相轴的垂向宽度通常在10-30ms左右，因此薄储层的厚度通常远小于地震同相轴的垂向宽度，再加上地震资料存在信噪比、保真度等方面的复杂影响，从而造成依赖于波形相似性对比的地震合成记录时深标定的垂向精度，难以完全满足1-3ms厚度薄互储层垂向的精细标定的需要，而合成地震记录的垂向标定误差，在很大程度上影响了波形相控反演过程中的井间相控插值环节，造成反演结果的精度降低，难以完全满足薄互储层精细预测的需求。此外，在立体的相控反演过程中，对于某个薄储层进行相控预测时，选取地震波形的时窗通常采用以该薄层为中心的垂向对称时窗，但实际上薄储层的展布规律虽然与垂向中心对称时窗内的地震波形差异可能具有一定程度的相关性，但是薄储层的微观趋势与地震波形的宏观趋势并不是完全一致的；而从沉积规律的角度考虑，薄储层的微观展布趋势既可能与中心对称时窗内的地震波形存在相关性，也可能与上偏时窗、下偏时窗内的地震波形存在更强的相关性；因此，仅采用以薄层为中心的垂向对称时窗内的波形信息进行薄储层预测，存在一定的精度局限性，有时并不能达到最佳的储层预测效果。

6、综上所述，由于地震资料的垂向分辨能力具有局限性，在超越地震资料的垂向分辨精度的条件下开展薄储层预测研究，常常面临着薄储层预测结果不确定性较强、可靠性较低的技术问题，因此需要进一步深化薄储层预测的方法研究。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于差异共振的储层预测方法，应用于薄储层预测时能够提高薄储层预测的准确程度。

2、为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于差异共振的储层预测方法，包括以下步骤：

4、1)对工区已知井的波阻抗测井曲线进行平滑粗化处理；

5、2)然后根据已知井粗化平滑处理后的波阻抗测井曲线，在目标层附近优选与储层参数发生差异共振的测井曲线层段；

6、3)根据优选的差异共振的测井曲线层段，确定测井曲线共振段所对应的地震层位和时窗；

7、4)根据步骤3)中确定的地震层位和时窗，基于-90度相位地震波形的曼哈顿距离，提取地震波形聚类属性，然后结合已知井的储层信息，对目标储层的储层参数进行三种差异因素权重混合的插值预测；

8、步骤2)中，在目标层附近优选与储层参数发生差异共振的测井曲线层段的方法包括以下步骤：

9、以目标层在各已知井的中心垂深为基准深度，通过在基准深度附近设置深度窗口的垂向宽度值、上下偏移量深度值，构建一系列的深度窗口，然后在每个深度窗口内，计算出每两口已知井的粗化后测井曲线之间的曼哈顿距离值；计算每两口已知井之间的储层参数差异绝对值；

10、对每个深度窗口，以井间的储层参数差异绝对值为横坐标，以井间的测井曲线曼哈顿距离为纵坐标，绘制出交会图，通过对交会图中的散点进行线性公式拟合，得到曼哈顿距离随井间储层参数差异的变化斜率；

11、比较所有深度窗口的变化斜率值，将斜率变化值最大的深度窗口对应的测井曲线层段作为优选差异共振测井曲线层段；

12、步骤4)中，三种差异因素为平面距离、波形差异和波形累计差异；在插值预测过程中，针对各待预测点，分别计算平面距离、波形差异、波形累计差异三种差异因素的权重，并将各差异因素进行归一化，得到各差异因素的每口参与预测已知井的插值权重值，然后结合地质认识进行加权混合，得到每口参与预测已知井对对应待预测点的综合权重，然后根据综合权重，对对应预测点的储层参数进行插值预测；

13、所述平面距离为待预测点与参与预测已知井点的距离，所述波形差异为待预测点与参与预测已知井点的波形聚类结果的差异，所述波形累计差异为待预测点与参与预测已知井点之间连线线段所跨越的每两个相邻聚类点的类值之差的绝对值的累计值和。

14、本发明的基于差异共振的储层预测方法针对薄储层进行预测时，能够从已钻井的单个薄储层的地质信息出发，通过提取基于地震层位的地震属性信息，对储层参数进行平面预测而不是立体预测的方法，能够规避薄储层时深标定精度不足对储层参数预测所造成的不良影响；并且储层参数插值预测时采用平面距离、地震波形差异、地震波形累计差异三种因素共同参与加权约束，可以进一步提高薄储层预测结果的确定性和可靠性。

15、可以理解的是，对于波形聚类属性图，通常是由具有一定平面网格密度的离散数据点所构成的，因而存在平面上的网格面元；待预测点与参与预测已知井点之间的连线线段，在波形聚类属性平面图中会穿过一系列网格面元，其中就会存在一系列的“相邻聚类点”。所述中心垂深指的是每口井储层厚度中心点的垂深，在不同井有不同的深度值。深度窗口的上下偏移量，是基于该垂深的；也就是说，对每口井而言，储层厚度中心点所在深度的垂深偏移量均为0。

16、进一步地，储层参数为储层厚度、储层速度、储层密度、储层波阻抗、储层渗透率或储层孔隙度。也就是说本发明的基于差异共振的储层预测方法可以对储层厚度、储层速度、储层密度、储层波阻抗、储层渗透率或储层孔隙度等储层参数进行预测。

17、进一步地，在对工区已知井的波阻抗测井曲线进行平滑粗化处理前，先获取工区的测井资料，统计已知井的目标层深度和储层参数。

18、进一步地，步骤1)中，所述平滑粗化处理包括以下步骤：获取工区的-90度相位地震资料，统计目标层附近地震同相轴的垂向双程时间宽度，绘制概率分布图，确定垂向双程时间宽度分布峰值位置点对应的峰值垂向双程时间；然后利用峰值垂向双程时间进行时深转换，得到对应的深度域垂向厚度，然后对测井波阻抗曲线进行深度窗口为0.2～0.3倍深度域垂向厚度的均值平滑处理。

19、进一步地，步骤2)中，在计算每两口已知井的平滑粗化后测井曲线之间的曼哈顿距离值时依据曼哈顿距离公式如下：

20、

21、m是两口已知井的平滑粗化后测井曲线的曼哈顿距离，a是某口井的平滑粗化后测井曲线在第i个采样点的值，b是另一口井的平滑粗化后测井曲线在第i个采样点的值，n是深度窗口内测井曲线层段中的垂深采样数，i是遍历窗口内垂深采样点的自然数。

22、进一步地，步骤3)中，根据优选的差异共振的测井曲线层段，分析时深标定与-90度相位地震层位，确定测井曲线共振段所对应的地震层位和时窗。具体地，确定测井曲线共振段所对应的地震层位和时窗时，将斜率变化值最大的深度窗口的宽度以及窗口中深相对于基准深度的垂向偏移量折算为双程时间，在折算双程时间时利用的是目的层段附近的地层平均速度；然后在-90度相位地震资料上，沿着距离目标储层标定位置最近的一个地震层位对地震剖面进行拉平，将时深标定后的各已知井目标砂体的垂向中心点的平均时间线位置近似为基准深度的标定位置，观察得到标定位置与地震解释层位的时间偏移量；基于优选的差异共振的测井曲线共振段对应深度窗口中心相对于基准深度的标定值时间偏移量，以及基准深度的标定位置相对于地震解释层位的时间偏移量，确定测井曲线共振段所对应的地震时窗。

23、可以理解的是，“目的层段附近的地层”，指的是包含目标层在内的、具有一定垂向深度范围内的地层，地层厚度范围至少需要包含目标层和上下邻近的围岩，根据地层速度的稳定情况，也可以适当多取一些上下地层的厚度，以获得比较稳定可靠的地层平均速度；所得到的“地层平均速度”，可以理解为近似于目标层与上下围岩的地层速度平均值。

24、进一步地，平面距离因素的归一化计算方法，首先计算待预测点与各参与预测已知井的平面距离的最大、最小值之间的距离跨度，再使用参与预测已知井到待预测点之间的平面距离除以距离跨度，将得到的值求平方后再取倒数(在特殊情况下需要考虑避免倒数的分母为0，处理方式可采用分母上使用一个极小的正数进行近似)，得到参与预测已知井的插值权重；将每口参与预测已知井的插值权重求和，得到总插值权重；使用每口参与预测已知井的插值权重除以总插值权重，得到归一化后的平面距离因素的插值权重。波形差异因素、波形累计差异因素的权重归一化计算方法，与上述平面距离的权重归一化计算方法类似，只需要将平面距离值分别用来源于波形聚类结果的波形差异值、波形累计差异值进行替换即可。

25、进一步地，根据解释的地震层位，使用优选出的时间窗口，在地震资料上提取基于曼哈顿距离的波形聚类属性。计算时窗内地震波形的曼哈顿距离的公式如下：

26、

27、上式各参量含义如下：

28、m是地震波形的曼哈顿距离，ai是某地震道的波形在第i个采样点的值，bi是另一地震道的波形在第i个采样点的值，n是时窗内地震波形的时间采样点的总数，i是遍历窗口内时间采样点的自然数。

29、进一步地，步骤4)中，根据解释的地震层位，基于时窗内地震波形的曼哈顿距离，采用无监督的k-means聚类算法，对研究区优选得到的时窗内的地震波形进行聚类。