基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法

摘要

本发明公开了基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法：(a)构建模拟实际地层的地质模型，获得模拟地震数据；(b)处理获得的地震数据，获得偏移距域或角度域叠前地震道集；(c)针对不同尺度的地质体，分别提取不同偏移距或入射角对应的地震反射振幅，获得不同地质体对应的AVO曲线；(d)针对获得的AVO曲线，得到AVO截距与AVO梯度；(e)构建地质体尺度定量解释量版；(f)得到实际地层中地质体对应AVO截距与梯度；(g)将实际地层中地质体对应的AVO截距与梯度带入，估算实际地层中的地质体尺度。本发明用以解决现有技术中对于地质体尺度估算准确性不足的问题，实现避免由叠后地震数据估算地质体尺度的不准确性的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，具体涉及基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法。

背景技术

地下地质体尺度估算对于油气田勘探开发过程中小尺度储层描述、储量计算与储集单元划分等具有重要意义。现有技术中是利用叠后地震数据，通过建立地质体尺度与地震反射波振幅等地震属性的对应关系，进行地质体形态雕刻，定量地解释地质体的尺度。但是这类传统的储层尺度估算方法是基于叠后地震数据进行的，例如，有学者提出可由地震反射半幅值宽度表征地质体的宽度。然而，公开发表文献(如：李凡异等，碳酸盐岩溶洞横向尺度变化的地震响应正演模拟，石油物探，2009,48(6))研究表明，通过叠后地震数据估算地质体尺度时并不准确，往往具有放大效应，即估算地质体尺度结果往往大于真实地质体尺度。

发明内容

本发明的目的在于提供基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法，以解决现有技术中对于地质体尺度估算准确性不足的问题，实现避免由叠后地震数据估算地质体尺度的不准确性的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法，包括以下步骤：

(a)构建模拟实际地层的地质模型，进行地震正演模拟，获得模拟地震数据；

(b)对获得的地震数据，依次进行去燥处理、真振幅恢复、去除多次被动校正、叠前偏移处理，获得偏移距域或角度域叠前地震道集；

(c)针对不同尺度的地质体，分别提取不同偏移距或入射角对应的地震反射振幅，获得不同地质体对应的AVO曲线；

(d)针对获得的AVO曲线，由Shuey公式拟合计算，得到AVO截距与AVO梯度；

(e)建立地质体尺度分别与AVO截距、AVO梯度间的对应关系，构建地质体尺度定量解释量版；

(f)将实际地层对应的真实叠前地震数据带入步骤(c)～(d)中，得到实际地层中地质体对应AVO截距与梯度；

(g)将实际地层中地质体对应的AVO截距与梯度，带入步骤(e)中得到的地质体尺度定量解释量版中，估算实际地层中的地质体尺度。

现有技术中，对于储层尺度的估算都是基于叠后地震数据进行，然而近年来，随着油藏地质学的不断发展与进步，叠后地震数据估算地质体尺度时的不准确逐渐被发现，这种不准确性一般表现为放大效应，即估算地质体尺度结果往往大于真实地质体尺度，这对于油藏的地质规划与后期的开发生产都会带来较大误差；对此，现有技术中还没有有效的解决办法。本发明提出基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法，叠前地震响应，是指未经过叠加处理的地震反射波道集记录中地震波反射特征。本方法首先进行地质建模，对模拟实际地层的地质模型进行地震正演模拟。地震正演是由已知的地质模型，通过数值计算或物理模拟获取相应的地震响应的过程，通过数值计算称为地震数值正演，通过物理模拟称为地震物理正演。之后对获得的地震数据，依次进行去燥处理、真振幅恢复、去除多次被动校正、叠前偏移处理，获得偏移距域或角度域叠前地震道集。之后针对不同尺度的地质体，分别提取不同偏移距或入射角对应的地震反射振幅，获得不同地质体对应的AVO曲线。其中，AVO(Amplitude Variation with Offset)：在叠前地震反射道集中，地震反射振幅随偏移距或入射角变化而变化，称为AVO现象。AVO技术是近年迅速发展的利用振幅信息进行地质研究的技术，然而在用于地质体尺度估算方面还未有成果，本发明正好弥补AVO技术在地质体尺度估算方面的空白。其中AVO曲线即是反射振幅随偏移距或入射角变化而变化的关系曲线。针对获得的AVO曲线，由Shuey公式拟合计算，得到AVO截距与AVO梯度。上述步骤通过地震正演模拟，可定量地认识不同尺度地质体的AVO响应，进而获得不同地质体尺度对AVO截距与梯度的影响。之后建立地质体尺度分别与AVO截距、AVO梯度间的对应关系，构建地质体尺度定量解释量版备用，为实现定量解释地质体尺度提供理论依据。再将实际地层对应的真实叠前地震数据带入步骤(c)～(d)中，得到实际地层中地质体对应AVO截距与梯度，即是对实际地层对应的真实叠前地震数据求取AVO曲线，得到实际地层中地质体对应的AVO截距与AVO梯度，将实际地层中地质体对应的AVO截距与梯度，带入步骤(e)中得到的地质体尺度定量解释量版中，从而估算实际地层中的地质体尺度。步骤(f)～(g)由实际地层的叠前地震数据获得其AVO截距与梯度数据，根据步骤(e)得到的地质体尺度定量解释量版，实现实际地层中地质体尺度的定量估算。由于本发明中所用数据为叠前地震数据，因此避免了通过叠后地震数据估算地质体尺度的不准确性，相较于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。

优选的，所述地震正演模拟为地震数值正演或地震物理模拟。

所述地震数值正演为：采用波动方程理论，计算获得地震反射数据；所述地震物理模拟为：在实验室中制作实际的物理模型，采用超声波信号模拟野外地震信号，对物理模型进行模拟野外地震数据采集。利用地震数值正演或地震物理模拟均可进行地震正演模拟，获得模拟地震数据。其中波动方程理论由麦克斯韦方程组导出，是描述自然界波动现象的重要理论基础，本领域技术人员均可理解。

优选的，所述模拟实际地层的地质模型通过测井、录井、地质、实验测试资料构建。构建模拟实际地层的地质模型，即为地质建模过程，在地质研究领域属于现有技术，根据已有的测井、录井、地质、实验测试资料进行建模即可。

进一步的，步骤(d)中，由Shuey公式进行拟合计算的AVO曲线，为地震波入射角小于30度的AVO曲线。Zoeppritz公式描述了反射系数随地震波入射角的变化，Shuey公式为其简化形式，其应用的基本假设条件为入射角较小。当入射角小于30度时，Shuey公式可以较好的拟合Zoeppritz公式计算结果，当入射角大于30度时，Shuey公式计算结果开始偏离Zoeppritz方程计算结果，因此本方案中优选地震波入射角小于30度的AVO曲线进行拟合计算，确保计算结果的准确性。

优选的，所述Shuey公式为：R(θ)＝P+G·sin²θ；其中，θ为地震波入射角，R(θ)为不同入射角对应地震反射振幅或反射系数，P为AVO截距，G为AVO梯度。

进一步的，所述地质体尺度定量解释量版包括量版一、量版二；所述量版一为AVO截距和/或AVO梯度随地质体尺度变化曲线；量版二为AVO截距与AVO梯度交会图。AVO截距和/或AVO梯度随地质体尺度变化曲线表示了AVO截距、AVO梯度随储层尺度变化的关系，AVO截距与AVO梯度交会图表示了AVO截距与AVO梯度在储层尺度上的相对影响，将其组合起来，能够得到更加精准的实际地质体尺度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法，通过地震正演模拟，可定量地认识不同尺度地质体的AVO响应，进而获得不同地质体尺度对AVO截距与梯度的影响；基于地震正演获得的不同尺度地质体对应AVO截距与梯度，建立地质体尺度定量解释量版，为实现定量解释地质体尺度提供理论依据；由实际地层的叠前地震数据获得其AVO截距与梯度数据，根据地质体尺度定量解释量版，实现实际地层中地质体尺度的定量估算。本发明利用叠前地震数据，通过分析不同尺度地质体对应叠前地震响应特征，构建地质体尺度定量解释量版，实现地质体尺度的准确估算，避免由叠后地震数据估算地质体尺度的放大效应，解决了通过叠后地震数据估算地质体尺度存在不准确性的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的流程示意图；

图2为本发明具体实施例中角度域叠前地震道集；

图3为本发明具体实施例中不同宽度地质体对应的AVO曲线；

图4为本发明具体实施例中AVO截距和AVO梯度随地质体尺度变化曲线；

图5为本发明具体实施例中AVO截距与AVO梯度交会图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图5所示的基于叠前地震响应分析的地质体尺度定量估算方法，

本实施例以中国新疆某油田缝洞油气储层为例，按照本发明中所公开的方法，依次实施以下步骤：

(a)根据实际地层数据统计，设计不同宽度缝洞体储层的地质模型，通过高阶交错网格有限差分法，采用主频为30Hz的雷克子波作为地震子波，进行波动方程数值正演，获得模拟地震数据；

(b)针对获得的模拟地震数据，依次进行去燥处理、真振幅恢复、去除多次被动校正、叠前偏移处理等，获得偏移距域叠前地震道集，然后根据模型设计一个伪井，据此进行角度域转换，获得如图2所示的角度域叠前地震道集，图2中4000～4100ms处的反射波即为目标缝洞体对应的地震反射；

(c)针对不同宽度的缝洞体，分别提取不同入射角对应的地震反射最大振幅，即图2中缝洞体对应的地震反射波波谷、波峰，获得不同宽度缝洞体对应的AVO曲线，如图3所示；

(d)针对入射角小于30度时的地震反射振幅，根据Shuey公式计算获得AVO截距与AVO梯度；

(e)建立缝洞体宽度定量解释量版，首先制作AVO截距与梯度分别随缝洞体宽度变化曲线，如图4所示；其次进行AVO截距与梯度交会，得到如图5所示的交会图，图5中样点处的数值为样点对应缝洞体的宽度，单位为米；

(f)对油田实际地震数据进行数据处理，获得缝洞体储层对应的实际AVO截距与梯度；

(g)将实际AVO截距与梯度带入如图4与图5所示的缝洞体定量解释量版中，得到油田缝洞体储层宽度的定量估算。

优选的，所述模拟地震数据还可以通过地震物理模拟获得：在实验室中制作实际的物理模型，采用超声波信号模拟野外地震信号，对物理模型进行模拟野外地震数据采集。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。