一种河流相致密非均质储层低频模型的构建方法与流程

本发明涉及地球物理储层预测地震反演，具体涉及一种河流相致密非均质储层低频模型的构建方法。

背景技术：

1、鄂尔多斯盆地二叠系石盒子组普遍发育河流相致密砂岩储层，横向变化快、非均质性强。岩石物理分析表明，砂岩具有低纵横波速度比特征，泥岩具有高纵横波速度比特征。通过叠前反演计算纵横波速度比参数，能够有效识别致密砂岩储层。由于叠前反演结果的频带宽度是有限的，一般为十几赫兹到几十赫兹，需要补充低频信息得到绝对阻抗值，实现对地下地质体纵向和横向边界的刻画。因此，建立一个能够反映河流相非均质储层变化规律的低频模型对于叠前反演及致密砂岩储层预测至关重要。

2、常规的低频建模方法主要分为两大类：一类是利用测井曲线井间内插和外推方式获得。该方法建立的低频模型容易出现围绕井点画圈的现象，即“牛眼”问题，不符合河流相非均质储层地质规律。一类是利用区域地层压实趋势建立低频模型。该方法通常只考虑泥岩的压实趋势，无法兼顾不同岩相(砂岩、泥岩等)之间压实趋势的差异，且只能补充甚低频信息(小于2hz)，导致模型的纵向和横向分辨率低、地质体空间识别能力差。理想情况下，低频建模应考虑不同岩相的压实趋势规律，分岩相建立低频模型。

3、综上所述，对于河流相致密非均质储层，常规低频建模方法存在分辨率低、地质体识别能力差和“牛眼”等问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种河流相致密非均质储层低频模型的构建方法，用于解决常规方法模型分辨率低、地质体识别能力差和“牛眼”等问题，为致密砂岩储层预测提供精确的低频模型。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种河流相致密非均质储层低频模型的构建方法，包括将河流相致密非均质储层划分岩相类型并统计每种岩相所占的比例；

4、根据河流相致密非均质储层的岩相类型进行压实趋势曲线分析，获得每种岩相的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的压实趋势三维体，并将该结果分别与对应类型的岩相所占的比例按照比例加权计算，获得初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型，并对其分别进行叠前反演，获得第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数反演三维数据体；

5、根据所述第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗，进行交会分析和贝叶斯判别分析，获得第一次岩相概率三维体；根据所述第一次岩相概率三维体，更新所述初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型；以更新后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型作为初始值，进行叠前反演、交会分析和贝叶斯判别分析的迭代计算，直到参与迭代计算的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数与测井曲线吻合或达到设定的最大迭代次数后终止，获得最后一次迭代后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数低频模型，以及最后一次迭代后的叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体；

6、根据所述最后一次迭代后的叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体，计算纵横波速度比数据体，获得河流相致密砂岩储层展布规律。

7、优选地，所述将河流相致密非均质储层划分岩相类型并统计每种岩相所占的比例包括以下步骤：

8、根据研究区已钻井的泥质含量和孔隙度曲线，获得河流相致密非均质储层的泥质含量和孔隙度门槛值，根据泥质含量和孔隙度门槛值，将河流相致密非均质储层划分为泥岩相、致密砂岩相和高孔砂岩相；

9、分别统计泥岩相、致密砂岩相和高孔砂岩相在已钻井地层中所占的比例。

10、优选地，获得所述第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数反演三维数据体包括以下步骤：

11、根据所述岩相类型，确定每种岩相的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的压实趋势曲线，在层位约束下，建立每种岩相的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的压实趋势三维体；

12、根据所述每种岩相所占的比例和所述每种岩相的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的压实趋势三维体，按照比例加权计算，获得初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型；

13、对所述初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型进行叠前反演，获得第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数反演三维数据体。

14、优选地，所述初始的纵波阻的抗低频模型：

15、zp0＝p1×zpf1+p2×zpf2+p3×zpf3                                  (式1)

16、式中，zp0代表初始的纵波阻抗低频模型，

17、zpf1代表泥岩相纵波阻抗压实趋势三维体，

18、zpf2代表致密砂岩相纵波阻抗压实趋势三维体，

19、zpf3代表高孔砂岩相纵波阻抗压实趋势三维体，

20、p1代表泥岩相占比，

21、p2代表致密砂岩相占比，

22、p3代表高孔砂岩相占比；

23、所述初始的横波阻抗的低频模型：

24、zs0＝p1×zsf1+p2×zsf2+p3×zsf3                                  (式2)

25、式中，zs0代表初始的横波阻抗低频模型，

26、zsf1代表泥岩相横波阻抗压实趋势三维体，

27、zsf2代表致密砂岩相横波阻抗压实趋势三维体，

28、zsf3代表高孔砂岩相横波阻抗压实趋势三维体，

29、p1代表泥岩相占比，

30、p2代表致密砂岩相占比，

31、p3代表高孔砂岩相占比；

32、所述初始的密度参数的低频模型：

33、ρ0＝p1×ρf1+p2×ρf2+p3×ρf3                                   (式3)

34、式中，ρ0代表初始的密度参数低频模型，

35、ρf1代表泥岩相密度参数压实趋势三维体，

36、ρf2代表致密砂岩相密度参数压实趋势三维体，

37、ρf3代表高孔砂岩相密度参数压实趋势三维体，

38、p1代表泥岩相占比，

39、p2代表致密砂岩相占比，

40、p3代表高孔砂岩相占比。

41、优选地，获得所述最后一次迭代后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数低频模型，以及叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体包括以下步骤：

42、步骤c1：根据所述第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗计算纵横波速度比，根据所述纵横波速度比和所述第一次反演后的纵波阻抗进行交会分析获得交互图，对所述获得交互图进行贝叶斯判别分析，计算每一个采样点位置的岩相概率值，获得第一次岩相概率三维体；

43、步骤c2：根据所述第一次岩相概率三维体，更新所述初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型，获得更新后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型；

44、步骤c3：以更新后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型作为初始值，重复进行叠前反演工作，获得第二次反演后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数反演三维数据体；重复进行交会分析和贝叶斯判别分析，得到第二次岩相概率三维体，完成一次迭代；

45、步骤c4：重复所述步骤c3，直到参与迭代计算的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数与测井曲线吻合或达到设定的最大迭代次数后终止，获得最后一次迭代后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数低频模型，以及叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体。

46、优选地，获得所述更新后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型包括以下步骤：

47、根据所述第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗计算纵横波速度比，根据所述纵横波速度比和所述第一次反演后的纵波阻抗进行交会分析，获得交会图；

48、对所述交会图进行贝叶斯判别分析，计算每一个采样点位置的岩相概率值，得到第一次岩相概率三维体；

49、其中，所述贝叶斯判别分析的方法为：利用贝叶斯公式计算岩相类别fi的后验概率p(f|d)，其计算公式为：

50、

51、式中，p(f|d)为岩相类别fi的后验概率；

52、p(d|f)表示样品点为岩相fi时对应的d的先验概率；

53、p(f)表示岩相类型fi的概率，通过测井数据统计出岩相类型fi的先验概率，即该岩相类型占所有岩相类型的比例；

54、p(d)表示尺度因子，在贝叶斯判别分析时取常数值；

55、其中，fi(i＝1,...,n)表示n个不同的岩相类别；

56、d表示观测到的来自地震属性或测井曲线样点值的单参数或多参数样点值。

57、优选地，所述更新后的纵波阻抗的低频模型：

58、zp＝π(f1)×zpf1+π(f2)×zpf2+π(f3)×zpf3     (式5)

59、式中，zp代表更新后的纵波阻抗的低频模型，

60、zpf1代表泥岩相纵波阻抗压实趋势三维体，

61、zpf2代表致密砂岩相纵波阻抗压实趋势三维体，

62、zpf3代表高孔砂岩相纵波阻抗压实趋势三维体，

63、π(f1)代表贝叶斯判别的泥岩相概率体，

64、π(f2)代表贝叶斯判别的致密砂岩相概率体，

65、π(f3)代表贝叶斯判别的高孔砂岩相概率体；

66、所述更新后的横波阻抗的低频模型：

67、zs＝π(f1)×zsf1+π(f2)×zsf2+π(f3)×zsf3   (式6)

68、式中，zs代表更新后的横波阻抗的低频模型，

69、zsf1代表泥岩相横波阻抗压实趋势三维体，

70、zsf2代表致密砂岩相横波阻抗压实趋势三维体，

71、zsf3代表高孔砂岩相横波阻抗压实趋势三维体；

72、π(f1)代表贝叶斯判别的泥岩相概率体，

73、π(f2)代表贝叶斯判别的致密砂岩相概率体，

74、π(f3)代表贝叶斯判别的高孔砂岩相概率体；

75、所述更新后的密度参数的低频模型：

76、ρ＝π(f1)×ρf1+π(f2)×ρf2+π(f3)×ρf3  (式7)

77、式中，ρ代表更新后的密度参数的低频模型，

78、ρf1代表泥岩相密度参数压实趋势三维体，

79、ρf2代表致密砂岩相密度参数压实趋势三维体，

80、ρf3代表高孔砂岩相密度参数压实趋势三维体，

81、π(f1)代表贝叶斯判别的泥岩相概率体，

82、π(f2)代表贝叶斯判别的致密砂岩相概率体，

83、π(f3)代表贝叶斯判别的高孔砂岩相概率体。

84、第二方面，本发明公开了一种河流相致密非均质储层低频模型的构建装置，包括

85、第一处理单元，用于将河流相致密非均质储层划分岩相类型并统计每种岩相所占的比例；

86、第二处理单元，用于根据河流相致密非均质储层的岩相类型进行压实趋势曲线分析，获得每种岩相的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的压实趋势三维体，并将该结果分别与对应类型的岩相所占的比例按照比例加权计算，获得初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型，并对其分别进行叠前反演，获得第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数反演三维数据体；

87、第三处理单元，用于根据所述第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗，进行交会分析和贝叶斯判别分析，获得第一次岩相概率三维体；根据所述第一次岩相概率三维体，更新所述初始的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型；以更新后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数的低频模型作为初始值，进行叠前反演、交会分析和贝叶斯判别分析的迭代计算，直到参与迭代计算的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数与测井曲线吻合或达到设定的最大迭代次数后终止，获得最后一次迭代后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数低频模型，以及最后一次迭代后的叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体；

88、第四处理单元，用于根据所述最后一次迭代后的叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体，计算纵横波速度比数据体，获得河流相致密砂岩储层展布规律。

89、第三方面，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

90、第四方面，本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

91、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

92、本发明提出一种河流相致密非均质储层低频模型的构建方法，首先，根据研究区已钻井的孔隙度和泥质含量曲线，依次进行岩相划分、岩相所占的比例统计；然后，进行压实趋势曲线分析、按照比例加权计算和叠前反演，获得第一次反演后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数反演三维数据体；然后进行交会分析和贝叶斯判别分析的迭代计算，获得最后一次迭代后的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数低频模型，以及最后一次迭代后的叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体；最后，根据最后一次迭代后的叠前反演的纵波阻抗、横波阻抗和密度参数三维数据体计算纵横波速度比数据体，获得河流相致密砂岩储层展布规律。本发明公开的一种河流相致密非均质储层低频模型的构建方法，为储层预测提供精确的低频模型，其叠前反演结果能够更好的刻画河道展布特征，具有如下优点：

93、(1)本发明在常规单一泥岩压实趋势建模的基础上，考虑不同岩相之间压实趋势差异，分岩相建立低频模型，消除压实趋势差异对低频建模的影响，能够有效规避井插值低频建模的“牛眼”现象；

94、(2)本发明通过引入贝叶斯判别和岩相概率体，实现了叠前反演与压实趋势低频建模相互迭代的循环。迭代后的低频模型，能够补充常规压实趋势建模缺少的低频成分(2-10hz)，提高模型的纵向和横向分辨率；

95、(3)本发明构建的低频模型能够反映河流相储层的沉积特征，提高对地质体的空间识别能力，改善河流相非均质储层叠前反演及刻画效果。