一種利用疊前地震資料及井信息的多尺度裂縫預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用疊前地震資料及井信息的多尺度裂縫預(yù)測方法，包括：將疊前地震數(shù)據(jù)分選為分方位道集；利用每一方位上計算的衰減品質(zhì)因子形成新的道集；利用每一新的道集擬合橢圓，根據(jù)橢圓的長軸方向、長軸與短軸之比確定裂縫的預(yù)測裂縫方位和預(yù)測裂縫密度；對勘探目標(biāo)區(qū)域進行成像測井解釋，得到測井井點處各裂縫的實際裂縫密度；將實際裂縫密度投影到裂縫尺度--理論裂縫密度--平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān)系圖中，根據(jù)投影的結(jié)果確定裂縫密度的有效分布范圍，進而對預(yù)測裂縫密度進行優(yōu)化，得到勘探目標(biāo)區(qū)域的有效裂縫密度。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對不同尺度裂縫的密度和方位信息的分辨，在裂縫預(yù)測中利用井信息實現(xiàn)裂縫密度、方位和尺度的綜合預(yù)測。
【專利說明】一種利用疊前地震資料及井信息的多尺度裂縫預(yù)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種利用疊前地震資料及井信息的 多尺度裂縫預(yù)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 地下巖石中廣泛存在裂縫，裂縫型油藏是重要的油氣勘探目標(biāo)。在油氣勘探中的 主要技術(shù)是地震勘探，Ruger等研究了眾多方法可以通過反射地震預(yù)測地下裂縫分布，這些 方法被實際應(yīng)用證明能夠?qū)Φ叵铝芽p分布進行預(yù)測。但是，實際上地下裂縫分布是呈現(xiàn)多 組、多尺度分布特征，而現(xiàn)有技術(shù)只能體現(xiàn)所有裂縫的綜合信息，不能有效的區(qū)分不同尺度 裂縫。因此，現(xiàn)有技術(shù)預(yù)測裂縫實際上并不是地下裂縫的真實分布特征，而是一種對地下裂 縫特征的等效顯示。
[0003]目前，常用的裂縫預(yù)測技術(shù)分為橫波分裂、微地震和縱波裂縫預(yù)測技術(shù)，由于橫波 采集成本高，微地震監(jiān)測范圍有限等問題，目前最為常用的技術(shù)是縱波裂縫預(yù)測技術(shù)，該技 術(shù)通常根據(jù)地震資料類型分為疊前和疊后兩類，疊后主要通過相干、曲率等幾何屬性研究 地震道橫向不連續(xù)性，通過相干等不連續(xù)屬性研究由于斷層、小斷裂等大裂縫特征。另外我 們可以通過疊前地震資料方位特征進行裂縫預(yù)測，疊前縱波方位各向異性裂縫預(yù)測方法主 要通過計算不同方位屬性，然后對不同方位屬性進行橢圓擬合，橢圓長軸對應(yīng)裂縫方位，橢 圓短長軸比對應(yīng)裂縫密度的方式進行裂縫預(yù)測，根據(jù)方位屬性的不同，可以將疊前裂縫預(yù) 測方法分為速度各向異性技術(shù)（VVAZ)，振幅各向異性技術(shù)（AVAZ)以及衰減各向異性技術(shù) (QVAZ)，這三類技術(shù)分別通過研究不同方位的速度、振幅和衰減屬性（品質(zhì)因子Q)的差異 來預(yù)測裂縫方位和密度。但是目前所有這些技術(shù)的實現(xiàn)都只是將井信息（如成像測井得到 裂縫方位等）作為最終驗證結(jié)果正確性的參考，而沒有將井信息加入到實際裂縫預(yù)測中進 行有效利用，另外沒有區(qū)分出所預(yù)測的裂縫究竟尺度為多大（延伸長度），因此我們有必要 在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上做進一步的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例的主要目的在于提供一種利用疊前地震資料及井信息的多尺度裂 縫預(yù)測方法，以解決現(xiàn)有的疊前裂縫預(yù)測技術(shù)所預(yù)測裂縫信息不能分辨尺度的問題，以及 井信息無法參與裂縫預(yù)測的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種利用疊前地震資料及井信息的多尺度 裂縫預(yù)測方法，包括：
[0006] 獲取勘探目標(biāo)區(qū)域的疊前地震數(shù)據(jù)，并將所述疊前地震數(shù)據(jù)分選為分方位道集；
[0007] 在每一方位上計算共中心點道集的衰減品質(zhì)因子，所有方位執(zhí)行之后，將同一中 心反射點在不同方位的衰減品質(zhì)因子形成新的道集；
[0008] 利用所述每一新的道集擬合橢圓，將擬合得到的橢圓的長軸方向確定為該新的道 集所對應(yīng)的中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫方位，將橢圓的長軸與短軸之比確定為該新的道 集所對應(yīng)的中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫密度，利用所有新的道集擬合橢圓之后，得到勘 探目標(biāo)區(qū)域中各個中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫方位和預(yù)測裂縫密度；
[0009] 獲取勘探目標(biāo)區(qū)域所有井的成像測井資料，針對每一測井井點，對其成像測井資 料進行成像測井解釋，得到該測井井點處各裂縫的實際裂縫密度；將每一測井井點處裂縫 的實際裂縫密度投影到該勘探目標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度一理論裂縫密度一平均裂縫孔隙度對 應(yīng)關(guān)系圖中，根據(jù)投影結(jié)果，確定該勘探目標(biāo)區(qū)域中裂縫密度的有效分布范圍，進而，利用 該有效分布范圍對該勘探目標(biāo)區(qū)域中各個中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫密度進行優(yōu)化，得 到勘探目標(biāo)區(qū)域的有效裂縫密度；
[0010] 其中，所述勘探目標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度一理論裂縫密度一平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān) 系圖是按照如下步驟確定：
[0011] 獲取勘探目標(biāo)區(qū)域所有井的成像測井資料；針對每一測井井點，對其成像測井資 料進行成像測井解釋，得到該測井井點處各裂縫的孔隙度，求取該測井井點所有裂縫的孔 隙度的平均值，得到平均裂縫孔隙度；
[0012] 針對每一測井井點，利用其成像測井資料，采用多尺度裂縫巖石物理模型，計算每 一尺度的裂縫在平行裂縫方位的衰減系數(shù)和垂直裂縫方位的衰減系數(shù)；然后將每一尺度的 裂縫在平行裂縫方位的衰減系數(shù)和垂直裂縫方位的衰減系數(shù)的比值，確定為該尺度裂縫的 理論裂縫密度；
[0013] 將勘探目標(biāo)區(qū)域所有測井井點中裂縫的各種尺度、每種尺度裂縫的理論裂縫密 度、平均裂縫孔隙度記錄至以裂縫尺度、裂縫密度和裂縫孔隙度為坐標(biāo)的圖系中，得到該勘 探目標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度--理論裂縫密度--平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān)系圖。
[0014] 借助于上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對不同尺度裂縫的密度和方位信息的分 辨，可以在裂縫預(yù)測中綜合利用井信息，實現(xiàn)裂縫密度、方位和尺度信息的綜合預(yù)測，提高 了裂縫預(yù)測的精度和可靠度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些 附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明提供的多尺度裂縫預(yù)測方法流程圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實施例提供的分方位道集；
[0018] 圖3是本發(fā)明實施例提供的橢圓擬合用新道集；
[0019] 圖4(a)、4(b)是本發(fā)明實施例提供的勘探目標(biāo)區(qū)域中各個中心反射點處裂縫的 預(yù)測裂縫密度和預(yù)測裂縫方位圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明實施例提供的某油田Η區(qū)塊成像測井解釋成果統(tǒng)計的裂縫孔隙度 值；
[0021] 圖6是本發(fā)明實施例提供的采用實際地震數(shù)據(jù)Η區(qū)塊Ha601-4井平均裂縫孔隙度 計算得到裂縫尺度從0. 4m時的理論裂縫密度；
[0022] 圖7是本發(fā)明實施例提供的裂縫尺度一理論裂縫密度一平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān) 系圖；
[0023] 圖8是本發(fā)明實施例提供的各個成像測井井點位置處的實際裂縫密度；
[0024] 圖9是本發(fā)明實施例提供的優(yōu)化后的預(yù)測裂縫密度；
[0025] 圖10是本發(fā)明實施例提供的預(yù)測裂縫密度與裂縫尺度的交會圖；
[0026] 圖11是本發(fā)明實施例提供的根據(jù)有效裂縫密度與裂縫尺度的關(guān)系函數(shù)轉(zhuǎn)換得到 的裂縫尺度分布圖；
[0027] 圖12(a)、12(b)、12(c)是本發(fā)明提供的縱波振幅、速度及衰減隨方位角變化的示 意圖。

【具體實施方式】
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029] 在研究本發(fā)明的過程中，為了利用疊前地震資料進行多尺度裂縫預(yù)測，需要選擇 合適的縱波屬性以區(qū)分不同尺度裂縫的響應(yīng)特征。如圖1所示，研究人員設(shè)計了一組模型 實驗進行對比分析，圖12中固定入射角30°，定向排列的方位為50°裂縫，分別得到如圖 12 (a)、(b)、（c)所示的縱波振幅、速度及衰減隨方位角變化的情況。根據(jù)圖1可知，振幅、速 度極大值與衰減極小值都可指示裂縫方位，這說明利用振幅、速度和衰減的各向異性來分 析裂縫方位是可靠的；此外，圖1還顯示出衰減隨方位變化的特征隨著裂縫尺度增大而逐 漸增強，而且衰減的各向異性強度隨尺度增加也逐漸增強，相對而言裂縫尺度越大，衰減的 各向異性越強，裂縫尺度越小，衰減的各向異性特征越不明顯，但是對于不同尺度的裂縫， 振幅、速度的各向異性差異很小。這說明衰減各向異性對不同尺度裂縫所體現(xiàn)出的差異更 加明顯，也就是說，如果在疊前計算衰減屬性，然后通過橢圓擬合得到裂縫的各向異性強度 (裂縫密度），不同尺度裂縫所表征出的各向異性強度值差異是比較明顯的，如果通過確定 不同各向異性強度所對應(yīng)的裂縫尺度，就可以進一步的得到裂縫尺度的分布范圍。
[0030] 研究表明，不同尺度的裂縫會表現(xiàn)出不同的波場特征，大于波長尺度的裂縫更多 的表現(xiàn)為反射特征，尺度小于或者接近波長的裂縫更多的表現(xiàn)為散射特征。因此，通過偏 移和疊加可能會消除尺度小于或者接近波長裂縫引起的波場變化，也就是說疊后地震資料 預(yù)測更多的是大尺度裂縫特征，而疊前地震資料包含了不同尺度裂縫的信息，采用疊前地 震資料進行裂縫預(yù)測會得到更豐富的預(yù)測結(jié)果。另外，現(xiàn)有裂縫預(yù)測技術(shù)更多的只是采用 了地震資料本身所提取的屬性進行預(yù)測，并沒有井信息的參與，而井的分辨率和精確度要 明顯高于地震資料，但是井信息覆蓋面積小，地震信息雖然精度不如井資料，但是覆蓋面積 大。因此，通過井信息與地震資料聯(lián)合可以綜合兩者的優(yōu)勢，提高地震預(yù)測的精度和可靠 性。巖石物理技術(shù)是連接巖石物理屬性和地震波屬性的橋梁，井信息能夠直接對巖石的物 理屬性進行測量，可以通過巖石物理分析，將井信息轉(zhuǎn)化為地震預(yù)測可用的信息，對地震預(yù) 測結(jié)果進行精細化標(biāo)定，明確地震預(yù)測信息更深層次的含義。
[0031] 基于以上研究，本發(fā)明提供一種利用疊前地震資料和井信息，綜合預(yù)測裂縫尺度、 裂縫密度以及裂縫方位的方法。以下結(jié)合附圖與實例，對本發(fā)明提供的利用疊前地震資料 及井信息的多尺度裂縫預(yù)測方法進行說明。
[0032] 本發(fā)明提供的利用疊前地震資料及井信息的多尺度裂縫預(yù)測方法，如圖1所示， 包括如下步驟：
[0033] 步驟S1，獲取勘探目標(biāo)區(qū)域的疊前地震數(shù)據(jù)，并將這些疊前地震數(shù)據(jù)分選為分方 位道集。如附圖2所示為實際地震數(shù)據(jù)Inline990原始振幅方位角道集。
[0034] 步驟S2,在每一方位上計算共中心點道集的衰減品質(zhì)因子，所有方位執(zhí)行之后，將 同一中心反射點在不同方位的衰減品質(zhì)因子形成新的道集，即，每一新的道集為對應(yīng)中心 反射點在不同方位的衰減品質(zhì)因子。
[0035] 衰減品質(zhì)因子是地震勘探中用于表征地震波衰減屬性的一個指標(biāo)，衰減品質(zhì)因子 與衰減系數(shù)呈反比，衰減品質(zhì)因子越大，地震波衰減越小，衰減品質(zhì)因子越小，地震波衰減 越大。最初衰減品質(zhì)因子計算主要通過VSP和疊后地震記錄實現(xiàn)，Clark在1999年提出在 疊前計算衰減品質(zhì)因子的方法，稱為QV0方法，該方法考慮到品質(zhì)因子隨偏移距的變化，通 過分析不同偏移距處品質(zhì)因子與偏移距平方呈線性關(guān)系去計算每一層某一固定方位的衰 減品質(zhì)因子，這樣得到每一方位的衰減品質(zhì)因子就可以用于分析各向異性特征。
[0036] 步驟S2即采用QV0方法計算衰減品質(zhì)因子，具體過程如下：
[0037] 針對每一方位，在每一共中心點道集中，選擇目標(biāo)層及其對應(yīng)的參照道，較佳的， 選擇目標(biāo)層頂部反射波能量強、波形好的道（通常為第一道）作為參照道。
[0038] 步驟S21，計算目標(biāo)層頂界面以上介質(zhì)的衰減品質(zhì)因子平均值，包括如下三步：
[0039] (1)將目標(biāo)層頂界面反射波的頻譜與參照道的頻譜進行比值運算，頻譜比與衰減 品質(zhì)因子具有如下關(guān)系式：
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用疊前地震資料及井信息的多尺度裂縫預(yù)測方法，其特征在于，包括： 獲取勘探目標(biāo)區(qū)域的疊前地震數(shù)據(jù)，并將所述疊前地震數(shù)據(jù)分選為分方位道集； 在每一方位上計算共中心點道集的衰減品質(zhì)因子，所有方位執(zhí)行之后，將同一中心反 射點在不同方位的衰減品質(zhì)因子形成新的道集； 利用所述每一新的道集擬合橢圓，將擬合得到的橢圓的長軸方向確定為該新的道集所 對應(yīng)的中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫方位，將橢圓的長軸與短軸之比確定為該新的道集所 對應(yīng)的中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫密度，利用所有新的道集擬合橢圓之后，得到勘探目 標(biāo)區(qū)域中各個中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫方位和預(yù)測裂縫密度； 獲取勘探目標(biāo)區(qū)域所有井的成像測井資料，針對每一測井井點，對其成像測井資料進 行成像測井解釋，得到該測井井點處各裂縫的實際裂縫密度；將每一測井井點處裂縫的實 際裂縫密度投影到該勘探目標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度--理論裂縫密度--平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān) 系圖中，根據(jù)投影結(jié)果，確定該勘探目標(biāo)區(qū)域中裂縫密度的有效分布范圍，進而，利用該有 效分布范圍對該勘探目標(biāo)區(qū)域中各個中心反射點處裂縫的預(yù)測裂縫密度進行優(yōu)化，得到勘 探目標(biāo)區(qū)域的有效裂縫密度； 其中，所述勘探目標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度--理論裂縫密度--平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān)系圖 是按照如下步驟確定： 獲取勘探目標(biāo)區(qū)域所有井的成像測井資料；針對每一測井井點，對其成像測井資料進 行成像測井解釋，得到該測井井點處各裂縫的孔隙度，求取該測井井點所有裂縫的孔隙度 的平均值，得到平均裂縫孔隙度； 針對每一測井井點，利用其成像測井資料，采用多尺度裂縫巖石物理模型，計算每一尺 度的裂縫在平行裂縫方位的衰減系數(shù)和垂直裂縫方位的衰減系數(shù)；然后將每一尺度的裂縫 在平行裂縫方位的衰減系數(shù)和垂直裂縫方位的衰減系數(shù)的比值，確定為該尺度裂縫的理論 裂縫密度； 將勘探目標(biāo)區(qū)域所有測井井點中裂縫的各種尺度、每種尺度裂縫的理論裂縫密度、平 均裂縫孔隙度記錄至以裂縫尺度、裂縫密度和裂縫孔隙度為坐標(biāo)的圖系中，得到該勘探目 標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度--理論裂縫密度--平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān)系圖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 根據(jù)裂縫尺度一理論裂縫密度一平均裂縫孔隙度對應(yīng)關(guān)系圖，確定勘探目標(biāo)區(qū)域的 有效裂縫密度與裂縫尺度的對應(yīng)關(guān)系，對該對應(yīng)關(guān)系進行曲線擬合得到有效裂縫密度與裂 縫尺度的關(guān)系函數(shù)；根據(jù)該關(guān)系函數(shù)將所述預(yù)測裂縫密度轉(zhuǎn)換為預(yù)測裂縫尺度，進而確定 該勘探目標(biāo)區(qū)域的裂縫尺度分布范圍。
【文檔編號】G01V11/00GK104155701SQ201410315202
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】陳雙全, 王峣鈞, 李向陽 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油大學(xué)(北京)