CN110703329B - 基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探开发技术领域，特别是基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法。本发明综合利用地震资料和测井资料，通过离散界面和目标层段储层，明确界面和目标储层储层产生的主峰与旁瓣振幅的叠加效应，基于弱振幅地震反射形成机制，选取研究区目的层段储层已发育的测井数据，通过等比例改变目的层段储层厚度进行试验，将确定目的层段储层厚度为0时的振幅值作为门槛值对原始地震平面振幅进行过滤，确定油藏的真实分布，避免了储层不发育的弱振幅在上、下方储层的旁瓣振幅影响下形成假圈闭，提高了油藏边界确定的准确性。

Description

基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，特别是基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法。

背景技术

目前石油的产量多来自老油田，老油田剩余可采储量依然相当可观。然而在这些老油田岩性油藏外扩，确定岩性油藏的边界范围时，利用目的层储层与其上覆、下覆泥岩地层的速度、密度差异，造成了目的层储层在地震剖面振幅上会形成异常，当到岩性油藏边界砂体变薄时，振幅异常也会变弱甚至消失；平面上岩性油藏边界范围就是利用地震振幅变弱甚至消失来预测的。然而地震同相轴上的弱振幅也可能是其他的岩性结构产生的，这些弱振幅的边界可能就不能与岩性油藏边界一一对应了。

现有技术通过分析振幅的边界与岩性油藏的边界对应来识别油藏有利区；有些是直接通过振幅检测能量异常区域，有些是通过属性运算、反演等技术手段识别油藏。但是现在的技术没有考虑弱振幅反射的影响，对于储层不发育的弱振幅，当储层上方储层物性变好时，会让上方储层的旁瓣弱振幅加强，以至于在平面上形成一个假的圈闭形态，误认为是油藏的边界。因此目前的油藏边界识别方法均无法对这薄储层与无储层的弱振幅形成机制进行有效说明，从而薄储层的边界无法准确刻画，以至于无法确定油藏的范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，用以解决油藏范围确定不准确的问题。

为了实现，本发明提供一种基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取研究区的地震资料、测井资料和已钻井资料，根据测井资料和地震资料确定井旁道子波；根据已钻井资料统计得到已知油藏目的层段的统计结果，根据统计结果建立目的层段储层波阻抗模型参数；

2)根据目的层段储层波阻抗模型参数，结合弱振幅地震反射形成机制，判断目的层的上、下储层是否会导致目的层段的振幅形成假圈闭形态；

3)若影响，则选取研究区目的层段储层已发育的测井数据，通过等比例改变目的层段储层厚度进行试验，并结合所述井旁道子波，确定目的层段储层厚度为0时的振幅值作为门槛值；

4)利用所述门槛值将目的层段原始地震数据的平面振幅属性图中低于门槛值的数据滤除，得到过滤后的平面振幅属性，根据过滤后的平面振幅属性确定油藏的真实分布。

本发明综合利用地震资料和测井资料，通过离散界面和目标层段储层，明确界面和目标储层储层产生的主峰与旁瓣振幅的叠加效应，基于弱振幅地震反射形成机制，选取研究区目的层段储层已发育的测井数据，通过等比例改变目的层段储层厚度进行试验，将确定目的层段储层厚度为0时的振幅值作为门槛值对原始地震平面振幅进行过滤，确定油藏的真实分布，避免了储层不发育的弱振幅在上、下方储层的旁瓣振幅影响下形成假圈闭，提高了油藏边界确定的准确性。

进一步地，本发明给出了井旁道子波的计算方式，所述步骤1)中井旁道子波采用最小平方法进行计算，所采用的计算公式为：

其中t₀、t_s分别为目的层的起止时间，R_i(t)为实际地震道，S_i(t)为反射系数序列，b_i(t)为井旁道子波信号，*为褶积符号。

进一步地，为了准确确定门槛值，所述门槛值确定过程如下：

A.根据目的层段储层已发育的测井数据得到波阻抗曲线；

B.根据目的层顶、底地质分层，将波阻抗曲线分为目的层上部、目的层和目的层下部三段，

C.等比例改变目的层段中目的层厚度，使步骤B中目的层段中目的层波阻抗曲线深度值等比例改变，得到新的目的层波阻抗曲线；

D.将目的层段中目的层波阻抗曲线深度值的改变量，与目的层下部波阻抗深度值相加，得到新的目的层下部波阻抗曲线；

E.将原始的目的层上部波阻抗曲线、与得到新的目的层波阻抗曲线及新的目的层下部波阻抗曲线三部分相拼接，得到新的波阻抗曲线，并根据新的波阻抗曲线计算得到相应的反射系数序列；

F.将得到的反射系数序列分别与步骤1)得到的井旁道子波进行褶积运算，得到等比例改变储层厚度的合成记录图，从而得到储层厚度为零的振幅值。

进一步地，所述步骤C中新的目的层波阻抗曲线的计算公式为：

y＝a+(x-a)*c/(b-a)

其中a、b分别为目的层的顶、底深度，c为等比例改变因子，x为原始曲线深度值，y为生成新的曲线深度值。

进一步地，所述步骤D中新的目的层下部波阻抗曲线的计算公式为：

y＝x-(1-c)(b-a),

c为等比例改变因子，x为原始曲线深度值，y为生成新的曲线深度值,a、b分别为目的层的顶、底深度。

附图说明

图1-a是本发明实施例中某工区井旁道子波的时间与振幅关系示意图；

图1-b是本发明实施例中某工区井旁道子波的振幅与频率关系示意图；

图1-c是本发明实施例中某工区井旁道子波的周期与频率关系示意图；

图2-a是本发明实施例中某工区的离散目的储层上、下界面及储层的波阻抗模型示意图；

图2-b是本发明实施例中某工区的离散目的储层上、下界面及储层的合成记录示意图；

图3-a是本发明实施例中某工区的离散目的储层、上方储层及这两个储层的波阻抗模型示意图；

图3-b是本发明实施例中某工区的离散目的储层、上方储层及这两个储层的合成记录示意图；

图4-a是本发明实施例中某工区的离散上方储层、下方储层及这两个储层的波阻抗模型示意图；

图4-b是本发明实施例中某工区的离散上方储层、下方储层及这两个储层的合成记录示意图；

图5-a是本发明实施例中某工区的波阻抗模型示意图；

图5-b是本发明实施例中某工区的合成记录示意图；

图5-c是本发明实施例中某工区的波阻抗模型示意图；

图5-d是本发明实施例中某工区的合成记录示意图；

图6是本发明实施例中某工区的波阻抗与孔隙度曲线交汇图；

图7是本发明实施例中某工区的等比例改变储层厚度的不同合成记录图；

图8-a是本发明实施例中某工区的原始地震振幅平面属性图；

图8-b是本发明实施例中某工区的过滤后的地震振幅平面属性图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

下面以某具体的工区为例对本发明的过程进行详细说明。该工区三维地震资料的工区面积22km²，已钻有A1、B1二口探井，A2、B2二口评价井。A1井在目的层砂岩储层中发现了3.6米高产油藏，A2井也评价该目的层砂岩储层中发现了2.2米高产油藏；B1、B2井依据振幅在A1、A2井北边布置，却没有钻遇到储层，该工区目的层砂体上下都稳定发育两套稳定的泥岩。正演模拟证实，当砂岩为3米及以上时上下界面产生的波形的极性才开始相同，叠加后才会出现强波峰波谷，剖面上会出现强振幅特点；当砂体为1-2米薄储层时，上下界面产生的波峰波谷叠加都处于抵消状态，从而在剖面上振幅会减弱；当砂体不存在时，受储层上方储层产生的旁瓣响应影响，会在地震上也会产生一个弱振幅，此时当储层上方储层物性变好时，会让上方储层的旁瓣弱振幅加强，以至于在平面上形成一个假的圈闭形态，误认为是油藏的边界，从而在平面上会钻遇无储层的B1、B2井。针对该工区存在上述情况，本发明提供了种基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，该方法的具体实现过程如下。

1.获取研究区的地震资料、测井资料和已钻井资料，根据测井数据和地震资料确定井旁道子波。

根据测井数据计算得到反射系数序列，对反射系数序列使用理论子波进行褶积运算，生成合成地震记录；将合成地震记录的波形与井旁地震道的波形进行对比，按照使褶积生成的合成地震记录与井旁地震道达到最佳相似的原则，计算生成一个井旁道子波。其中井旁道子波采用最小平方法进行计算，所采用的计算公式为：

其中t₀、t_s分别为目的层的起止时间，R_i(t)为实际地震道，S_i(t)为反射系数序列，b_i(t)为井旁道子波信号，*为褶积符号。

对本实施例而言，通过上述方式得到的该工区的井旁道子波波形如图1-a、图1-b和图1-c所示，其中图1-a为时间与振幅的关系图，图1-b体现的振幅与频率的关系，图1-c体现的是周期与频率的关系。

2.根据目的层段储层波阻抗模型参数，结合弱振幅地震反射形成机制，判断目的层的上、下储层是否会导致目的层段的振幅形成假圈闭形态。

弱振幅可能是薄储层响应，也可能是储层不发育，是其他储层的旁瓣影响，为消除其他储层旁瓣的影响，需对储层上下界面的泥岩和上下储层对地震反射波形的叠加关系进行分析，过程如下。

根据工区内已钻井数据，对已知油藏目的层段的砂岩、泥岩信息进行统计，统计得到的模型参数包括：砂岩的平均速度、平均密度、最大厚度、平均厚度；上下泥岩的平均速度，平均密度，上部泥岩平均厚度，下部泥岩平均厚度以及储层上下砂岩的储层情况。

针对统计得到的模型参数，改变目的储层厚度模型参数。分别建立目的储层厚度1米到6米、间距1米的模型，然后再离散储层上、下界面，使每个厚度都对应着三个模型(如图2-a)；分析不同厚度储层下，上、下界面的反射波形对叠加后储层反射波形的贡献比例，从图2-b中可以看出：当不受上下储层地震响应影响时，当砂岩为3米及以上时上下界面产生的波形的极性才开始相同，叠加后才会出现强波峰波谷；当砂体为1-2米薄储层时，上下界面产生的波峰波谷叠加都处于抵消状态，形成了弱振幅。

根据统计得到的模型参数，当目的储层存在时，改变目的储层上方泥岩厚度，通过离散目的储层、上方储及以上两个储层三个模型，分别与步骤1得到的井旁道子波进行褶积运算，得到每个泥岩厚度下三个模型的波形反射图，从而分析随着储层上方泥岩厚度变化，储层、上方储层的反射波形对叠加后储层组合的反射波形的贡献比例。对本实施例而言，分别建立泥岩8米到16米、间距2米的模型，使每个泥岩厚度都对应着三个模型(如图3-a所示)；随着泥岩厚度的变化，从图3-b可以看出：当泥岩厚度从8米到14米时，上方储层产生的波峰及下方波谷都让目的储层对应的波峰、上方波谷振幅得到了加强，而当泥岩厚度达到16米时，上方储层产生的下方波谷不能让目的储层对应的波谷振幅得到加强；但上方储层产生的下方波谷都与目的储层产生的波峰、波谷进行叠加，上方储层都不能形成一个旁瓣波谷同相轴。实际目的储层上、下泥岩厚度都不超过12米，并且二套泥岩都发育很稳定，因此，本实例中目的储层存在时，上、下方储层都只会让目的储层产生的波峰、波谷得到加强。

当目的层储层不存在时，改变储层上下泥岩总厚度，分别建立泥岩8米到20米、间距2米的模型，通过离散为上方储层、下方储层，及上、下方二个储层三个模型(如图4-a)，使每个泥岩总厚度都对应着三个模型；随着泥岩总厚度的变化，分析上、下方储层的反射波形对叠加后储层的反射波形的贡献比例。从图4-b可以看出：当目的储层不存在时，泥岩厚度小于20米，反射波形图上在储层对应位置，上方储层的旁瓣波谷、下方储层的旁瓣波峰都抵消在下方储层的主峰波谷、上方储层的主峰波峰中，都不能形成一个旁瓣弱振幅的波谷、波峰。而当泥岩厚度达到20米时，上方储层的旁瓣波谷、下方储层的旁瓣波峰都不与下方储层的主峰波谷、上方储层的主峰波峰重叠，从而能单独形成一个旁瓣弱振幅的波谷、波峰。因此，本实例中储层不存在的位置，泥岩厚度都稳定发育在22米左右，会在地震剖面上形成一个旁瓣弱振幅的波谷、波峰。

选取工区两口井(如图5-c)，其中一口井目的层段有储层，一口井目的层段没有储层，建立二维地震模型，改变目的层储层厚度从3.6米到0米，在目的储层没有的上方储层段，根据实际地震剖面的振幅强弱改变上方储层物性的好坏。利用上述方法建立地质框架模型，在此基础上，利用井的波阻抗信息按照反距离乘方的方式进行内插和外推，建立波阻抗模型(如图5-a)，与步骤1得到的井旁道子波进行褶积运算，得到正演剖面(如图5-b)与实际地震剖面(如图5-d)进行对比分析，从而验证二种振幅边界对应着不同的岩性结构变化，一种对应着储层的边界，另一种是上方储层物性变化引起的。储层物性的好坏主要依据的是目的层段波阻抗曲线与孔隙度曲线的交汇图，如图6所示，确定目的层段的波阻抗和孔隙度回归方程。

根据所选两口井的任意线，结合地震反射形成机制，依据平面属性图和剖面图，改变目的储层厚度从厚到薄直到没有，在目的储层没有的上方储层段，依据目的层段的波阻抗和孔隙度回归方程，通过改变波阻抗值来改变上方储层物性，并在此基础上，利用井的波阻抗信息按照反距离乘方的方式进行内插和外推，建立波阻抗模型。

可知，当目的层的上、下泥岩层段总厚度达到设定厚度时(本实施例中的设定厚度为20米)，目的层储层尖灭时，上、下储层会导致目的层尖灭地方的振幅形成假圈闭。

3.针对已知储层发育的井，通过等比例改变厚度试验，得到目的层厚度为0时的振幅门槛值，具体实现步骤如下：

a.测井曲线声波与密度相乘得到波阻抗曲线；

b.利用目的层顶、底地质分层，把波阻抗曲线分为目的层上部、目的层、目的层下部三段；

c.等比例改变目的层段厚度，使步骤b中目的层段波阻抗曲线深度值等比例改变，得到新的目的层波阻抗曲线，新的目的层段波阻抗曲线的计算方法为：

y＝a+(x-a)*c/(b-a)，其中a、b为目的层的顶、底深度，c为等比例改变因子，x为原始曲线深度值，y为生成新的曲线深度值；

d.把步骤c中目的层段波阻抗曲线深度值的改变量，与目的层下部三段波阻抗深度值相加，得到新的目的层下段波阻抗曲线，生成新的目的层下段波阻抗曲线的计算方法为：

y＝x-(1-c)(b-a)，

c为等比例改变因子，x为原始曲线深度值，y为生成新的曲线深度值，a、b分别为目的层的顶、底深度；

e.把原始的目的层上部波阻抗曲线、与步骤c得到新的目的层波阻抗曲线及步骤d得到新的目的层下段波阻抗曲线三部分相拼接，得到几条新的波阻抗曲线，计算得到反射系数序列；

f.步骤e中新得到的反射系数序列，分别与步骤1得到的井旁道子波进行褶积运算，得到等比例改变储层厚度的合成记录图。

对本实施例而言，已知储层发育的A1井，储层厚度为3.6米，通过等比例改变厚度试验，使目的层厚度按倍数为0.25，从0倍到1.5倍速增加，得到目的层厚度从0米到5.4米、间距0.9米，共7条波阻抗曲线，从而得到7条反射系数序列，分别与步骤1得到的井旁道子波进行褶积运算，得到等比例改变储层厚度的合成记录，如图7所示。从图7可以看出：越着目的层厚度增加，合成记录的振幅值也会增加，特别是当储层为0米时，得到合成记录的振幅值为6930，此值为本实施例储层存在的门槛值。

4.根据确定的门槛值对原始地震数据进行过滤，按照过滤后的地震振幅确定储层边界。

利用步骤3得到的储层厚度为0米时合成记录的振幅值即为门槛值，过滤原始地震数据平面振幅值，得到过滤后振幅属性图，确定油藏的真实分布范围。对本实施例而言，用门槛值6930，过滤原始地震数据平面振幅值(原始地震振幅属性分布如图8-a所示)，得到过滤后振幅属性图，结果如图8-b所示，确定油藏的真实分布范围，其中C1，C2，C3三口井沿着振幅边界进行部署，都钻遇了薄的储层，并获得了高产油气流。

由此可知，岩性油藏的边界受储层变薄的影响，会在平面振幅上形成一个圈闭形态，然而，储层变薄甚至没有也会受到上方储层旁瓣的影响，导致在储层没有的地方振幅也不为0，通过等比例改变厚度试验，得到目的层厚度为0时的振幅门槛值。过滤原始地震数据平面振幅值，得到过滤后振幅属性图，确定油藏的真实分布范围，从而沿着过滤后的振幅属性图部署的C1，C2，C3三口井都钻遇了薄的储层，并获得了高产油气流。然而在储层不发育的地方，当储层上方储层物性变好时，会让上方储层的旁瓣弱振幅加强，以至于在平面上形成一个假的圈闭形态，误认为是油藏的边界，从而在平面上会钻遇无储层的B1、B2井。

通过开展上述的对薄储层与无储层的弱振幅形成机制的有效说明，从而能够在平面上区分储层的边界范围，也能够在平面上也能够真别上方储层旁瓣效应形成的假的圈闭形态，说明本实施例中利用弱振幅地震反射机制确定岩性油藏边界的方法能提高储层预测的精度，取得了良好的应用效果，具有一定的可靠性。

Claims (5)

1.一种基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取研究区的地震资料、测井资料和已钻井资料，根据测井资料和地震资料确定井旁道子波；根据已钻井资料统计得到已知油藏目的层段的统计结果，根据统计结果建立目的层段储层波阻抗模型参数；

2)根据目的层段储层波阻抗模型参数，结合弱振幅地震反射形成机制，判断目的层的上、下储层是否会导致目的层段的振幅形成假圈闭形态；

3)若影响，则选取研究区目的层段储层已发育的测井数据，通过等比例改变目的层段储层厚度进行试验，并结合所述井旁道子波，确定目的层段储层厚度为0时的振幅值作为门槛值；

4)利用所述门槛值将目的层段原始地震数据的平面振幅属性图中低于门槛值的数据滤除，得到过滤后的平面振幅属性，根据过滤后的平面振幅属性确定油藏的真实分布。

2.根据权利要求1所述的基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，其特征在于，所述步骤1)中井旁道子波采用最小平方法进行计算，所采用的计算公式为：

其中t₀、t_s分别为目的层的起止时间，R_i(t)为实际地震道，S_i(t)为反射系数序列，b_i(t)为井旁道子波信号，*为褶积符号。

3.根据权利要求1所述的基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，其特征在于，所述门槛值确定过程如下：

A.根据目的层段储层已发育的测井数据得到波阻抗曲线；

B.根据目的层顶、底地质分层，将波阻抗曲线分为目的层上部、目的层和目的层下部三段，

C.等比例改变目的层段中目的层厚度，使步骤B中目的层段中目的层波阻抗曲线深度值等比例改变，得到新的目的层波阻抗曲线；

D.将目的层段中目的层波阻抗曲线深度值的改变量，与目的层下部波阻抗深度值相加，得到新的目的层下部波阻抗曲线；

E.将原始的目的层上部波阻抗曲线、与得到新的目的层波阻抗曲线及新的目的层下部波阻抗曲线三部分相拼接，得到新的波阻抗曲线，并根据新的波阻抗曲线计算得到相应的反射系数序列；

F.将得到的反射系数序列分别与步骤1)得到的井旁道子波进行褶积运算，得到等比例改变储层厚度的合成记录图，从而确定储层厚度为零的振幅值。

4.根据权利要求3所述的基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，其特征在于，所述步骤C中新的目的层波阻抗曲线的计算公式为：

y＝a+(x-a)*c/(b-a)

其中a、b分别为目的层的顶、底深度，c为等比例改变因子，x为原始曲线深度值，y为生成新的曲线深度值。

5.根据权利要求3所述的基于弱振幅地震反射形成机制的岩性油藏边界确定方法，其特征在于，所述步骤D中新的目的层下部波阻抗曲线的计算公式为：

y＝x-(1-c)(b-a),

c为等比例改变因子，x为原始曲线深度值，y为生成新的曲线深度值,a、b分别为目的层的顶、底深度。

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