一种流体地震反射特征解析方法、装置、系统及存储介质与流程

本发明实施例涉及油气勘探开发技术领域，特别是涉及一种流体地震反射特征解析方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术：

在油气勘探开发过程中，利用地震反演进行油气识别的核心是流体因子的构建，因此寻求一种流体因子能够从地震资料中更好地识别储层油气是至关重要的。现有技术中构建的流体因子为固液解耦流体因子kf(也即为原始固液解耦流体因子)，其中，vp表示地震波纵波速度、vs表示地震波横波速度、γdry表示干岩纵横波速度比、ρ为地下介质密度、φ为孔隙度、β表示biot系数，解决了孔隙度等固体骨架参数可以模糊储层孔隙流体判识精度的问题，相比较传统的流体因子，现有技术中的固液解耦流体因子能够较好的消除碎屑岩储层孔隙度因素造成的流体识别假象，提高了碎屑岩储层流体识别精度，在储层含流体特征识别方面具有一定的优势。

但是，由于目前的固液解耦流体因子kf是基于biot理论建立的，在建立过程中假设孔隙均匀分布，忽略了孔隙尺度上的“局部流动”效应(挤喷效应)产生的影响，而在从低频到高频的推广中，这种发生在局部小尺度上的挤喷流对频率有很强的依赖性，导致依据现有的固液解耦流体因子kf得到的地震反演解析结果精确度低，影响碎屑岩储层流体识别的精度。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种流体地震反射特征解析方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中能够使得到的解析结构将更加准确，有利于提高碎屑岩储层流体识别的精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种流体地震反射特征解析方法，包括：

建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；

依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；

对所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

可选的，所述建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子的过程为：

基于原始固液解耦流体因子kf和挤喷流的贡献量s(ω)建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs，其中，其中：

β＝1-kd/ks，ω＝2πfre，β表示biot系数，kd表示干燥条件下介质体积模量，ks表示介质基质的体积模量，φ表示孔隙度，表示孔隙流体等效体积模量，ε表示裂隙密度，v表示背景介质的泊松比，μ表示背景介质的剪切模量，γ表示裂隙纵横比，j1表示第一类1阶贝塞尔函数，j0表示第一类0阶贝塞尔函数，fre表示流体因子频段，η表示流体的粘滞系数，i表示复数单位。

可选的，所述依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程的过程为：

基于地震褶积模型及所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs构建相应的正演方程，得到基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程rpp(θ)，其中：

其中，γdry＝(vp/vs)dry，γsat＝(vp/vs)dry，μs＝φμ/s，vp表示地震波纵波速度，vs表示地震波横波速度，γdry表示干岩纵横波速度比，γsat表示湿岩纵横波速度比，θ表示入射角，ρ表示地下介质密度，δ表示梯度。

可选的，所述对所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果的过程为：

依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程建立相应的目标函数；

对所述目标函数进行参数反演求解，得到相应的待反演参数的解析结果。

可选的，所述依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程建立相应的目标函数的过程为：

采用贝叶斯反演理论建立与所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程对应的目标函数。

可选的，所述对所述目标函数进行参数反演求解，得到相应的待反演参数的解析结果的过程为：

对所述目标函数进行优化分析，得到优化后的目标函数；

采用反复加权最小二乘法对所述优化后的目标函数进行求解，得到相应的待反演参数的解析结果。

本发明实施例还相应的提供了一种流体地震反射特征解析装置，包括：

第一建立模块，用于建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；

第二建立模块依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；

分析模块，用于对所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

本发明实施例还提供了一种流体地震反射特征解析系统，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述流体地震反射特征解析方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述流体地震反射特征解析方法的步骤。

本发明实施例提供了一种流体地震反射特征解析方法，包括：建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；对所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

可见，本发明中的固液解耦流体因子是基于挤喷效应建立的，所以根据该基于挤喷效应的固液解耦流体因子能够建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程，并通过对该基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，使得到的解析结构将更加准确，有利于提高碎屑岩储层流体识别的精度。

本发明实施例还提供了一种流体地震反射特征解析装置、系统及计算机可读存储介质，具体上述相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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。

图1为本发明实施例提供的一种流体地震反射特征解析方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种挤喷效应随地震频率的变化示意图；

图3为本发明实施例提供的一种挤喷效应随流体因子的变化示意图；

图4为本发明实施例提供的一种反射系数方程精度测试示意图；

图5为本发明实施例提供的一种kfs的反演结果示意图；

图6为本发明实施例提供的一种μs的反演结果示意图；

图7为本发明实施例提供的一种s的反演结果示意图；

图8为本发明实施例提供的一种密度的反演结果示意图；

图9为本发明实施例提供的一种采用本发明中提供的方法得到的kfs剖面图；

图10为本发明实施例提供的一种采用本发明中提供的方法得到的挤喷效应剖面图；

图11为本发明实施例提供的一种流体地震反射特征解析装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种流体地震反射特征解析方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中能够使得到的解析结构将更加准确，有利于提高碎屑岩储层流体识别的精度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种流体地震反射特征解析方法的流程示意图。该方法包括：

s110：建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；

具体的，本实施例中的固液解耦流体因子是基于挤喷效应建立的，具体可以根据原始固液解耦流体因子和挤喷流的贡献量建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子。

其中，建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子的过程，具体可以为：

基于原始固液解耦流体因子kf和挤喷流的贡献量s(ω)建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs，其中，其中：

β＝1-kd/ks，ω＝2πfre，β表示biot系数，kd表示干燥条件下介质体积模量，ks表示介质基质的体积模量，φ表示孔隙度，表示孔隙流体等效体积模量，ε表示裂隙密度，v表示背景介质的泊松比，μ表示背景介质的剪切模量，γ表示裂隙纵横比，j1表示第一类1阶贝塞尔函数，j0表示第一类0阶贝塞尔函数，fre表示流体因子频段，η表示流体的粘滞系数，i表示复数单位。

需要说明的是，本实施例中的原始固液解耦流体因子kf为不考虑挤喷效应的固液解耦流体因子，原始固液解耦流体因子kf可以根据得到，其中，f为流体因子，γdry＝(vp/vs)dry，vp表示地震波纵波速度、vs表示地震波横波速度、γdry表示干岩纵横波速度比、ρ为地下介质密度。另外，j1(ζ)表示对ζ进行第一类1阶贝塞尔函数变换，j0(ζ)表示对ζ进行第一类0阶贝塞尔函数变换。

具体的，基于原始固液解耦流体因子kf和挤喷流的贡献量s(ω)建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs的过程为：

根据挤喷流的贡献量s(ω)建立基于挤喷效应的岩石物理方程(也即考虑了挤喷效应的岩石物理方程)：

其中：

其中，挤喷效应s(ω)随地震频率的变化情况如图2所示，可以发现低频时挤喷效应较为明显，随着频率的升高挤喷效应变弱；挤喷效应s(ω)随流体因子f的变化情况如图3所示，可以发现随着流体因子的增大挤喷效应变小，当流体因子出现低值时，挤喷效应较大。

具体的对于多相流体，则可以采用wood公式计算出孔隙流体的等效体积模量其中wood公式具体为：

其中，kg、ko和kw分别表示汽、油和水的体积模量，sg、so和sw分别表示汽、油和水的饱和度，且sw+so+sg＝1；

进一步的，可以将写成：

其中，此时，可以令s＝1+s(ω)m，进而得到基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs，其中，

s120：依据基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；

可以理解的是，在得到基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs后，可以进一步根据该kfs建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程。

进一步的，s120中依据基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程的过程，具体可以为：

根据地震褶积模型及基于挤喷效应的固液解耦流体因子kfs构建相应的正演方程，得到基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程rpp(θ)，其中：

其中，γdry＝(vp/vs)dry，γsat＝(vp/vs)dry，μs＝φμ/s，vp表示地震波纵波速度，vs表示地震波横波速度，γdry表示干岩纵横波速度比，γsat表示湿岩纵横波速度比，θ表示入射角，ρ表示地下介质密度，δ表示梯度。

需要说明的是，该基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程rpp(θ)为正演算子，本实施例中将基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程rpp(θ)与zoeppritz方程和aki-richard方程的精度进行了分析，具体请参照图4，通过对比发现，考虑挤喷效应的反射系数方程rpp(θ)具有较高的精度。

s130：对基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

具体的，在得到基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程后，对该固液解耦流体因子反射系数方程进行反演求解，进而得到与待反演参数对应的解析结果，由于本申请中的固液解耦流体因子反射系数方程是考虑了挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程，所以根据该固液解耦流体因子反射系数方程得到的解析结果将更加准确、可靠。

进一步的，在s130中对基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果的过程，具体可以为：

依据基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程建立相应的目标函数；

其中，可以采用贝叶斯反演理论建立与基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程对应的目标函数，过程具体如下：

具体的，可以令则上述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程rpp(θ)可以简写为：

rpp(θ)＝a(θ)δlnkfs+b(θ)δlnμs+c(θ)lnρ+d(θ)δlnφ+e(θ)δlns，其中：

则，在贝叶斯反演理论框架下，构建如下目标函数：

其中，本实施例中的i∈[1,5]，具体的：

fob为目标函数，dobs为观测地震记录，dsyn为合成地震记录，w为子波矩阵，g'为系数矩阵，m'为待反演参数矩阵，t为矩阵的转置，λi为精度控制系数(i∈[1,5])，σn为噪声的方差，σm为模型参数的方差，n为采样点数量，mi为待反演参数矩阵中的第i个待反演参数，θi为第i个入射角(i∈[1,5])，mi0为第i个待反演参数的初始值，t0为采样初始时间，t为采样结束时间。

在建立好目标函数后，对该目标函数进行参数反演求解，得到相应的待反演参数的解析结果。

其中，具体求解过程可以为：

对目标函数进行优化分析，得到优化后的目标函数；

采用反复加权最小二乘法对优化后的目标函数进行求解，得到相应的待反演参数的解析结果。

具体的，通过对目标函数中的m'进行求导，以对目标函数进行优化后可得：

γm'＝θ，其中：

γ＝g'^tg'+λcqc+λ1q^tq+λ2q^tq+λ3q^tq+λ4q^tq+λ5q^tq

θ＝g'^tdobs+λ1q^tη1+λ2q^tη2+λ3q^tη3+λ4q^tη4+λ5q^tη5

mn表示第n个采样点对应的一组待反演参数。

然后，采用反复加权最小二乘法对优化后的目标函数γm'＝θ进行求解，即可得到相应的待反演参数矩阵m'的解析结果，进一步根据m'得到待反演的参数kfs、μs、ρ、φ和s。其中，根据本实施例中所提供的方法得到的kfs、μs、ρ和s的反演结果与真实值和平滑模型的对比图分别如图5-图8所示，另外，根据本实施例中所提供的方法反演得到的kfs剖面图如图9所示，得到的挤喷效应s剖面图如图10所示。

本发明实施例提供了一种流体地震反射特征解析方法，包括：建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；对所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

可见，本发明中的固液解耦流体因子是基于挤喷效应建立的，所以根据该基于挤喷效应的固液解耦流体因子能够建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程，并通过对该基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，使得到的解析结构将更加准确，有利于提高碎屑岩储层流体识别的精度。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还相应的提供了一种流体地震反射特征解析装置，具体请参照图11。该装置包括：

第一建立模块21，用于建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；

第二建立模块22，用于依据基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；

分析模块23，用于对基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

需要说明的是，本实施例中所提供的流体地震反射特征解析装置具有与上述实施例中所提供的流体地震反射特征解析方法相同的有益效果，并且对于本实施例中所涉及到的流体地震反射特征解析方法的具体介绍，请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种流体地震反射特征解析系统，该系统包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述流体地震反射特征解析方法的步骤。

具体的，本实施例中的处理器可以用于实现建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子；依据所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子建立基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程；对所述基于挤喷效应的固液解耦流体因子反射系数方程进行反演分析，得到解析结果。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述流体地震反射特征解析方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。