一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数反演方法

摘要

本发明提供了一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数反演方法，消除了各向同性参数对方位各向异性弹性阻抗的影响，进而提取各向异性参数引起的方位差异，避免了现有技术中同时反演各向同性参数和各向异性参数时，由于各向异性参数引起的方位弹性阻抗变化较小导致微弱差异被淹没而反演不准确的问题，同时对方位差异进行放大，在不影响各向异性参数反演准确性的同时提高了反演的稳定性，为裂缝型储层流体识别提供了可靠的保障。

说明书

技术领域

本发明涉及一种非常规油气资源地球物理勘查技术领域，更具体的说， 涉及一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数反演方法。

背景技术

随着油气勘探逐步向非常规油气资源发展，裂缝型油气藏等具有方位各 向异性的油气储层成为油气地球物理勘探的重点目标。储层的裂缝发育是十 分普遍的，在经历了复杂的构造发展和漫长的成岩作用演化之后，裂缝成为 储层的一个重要特征。我国裂缝型储层油气资源潜力巨大，在油气勘探和开 发中取得了巨大的成果。随着油气勘探精度的不断提高，对裂缝储层中各向 异性参数预测精度和稳定性的要求也越来越高。

目前，针对裂缝型方位各向异性储层，基于方位弹性阻抗的各向异性参 数反演方法主要利用叠前地震数据的AVOz信息进行各向异性参数反演，主要 的反演策略为叠前AVOz反演和叠前方位各向异性弹性阻抗反演，然后利用反 演得到的储层各向异性参数来进行储层流体识别、裂缝预测等。基于方位弹 性阻抗的各向异性参数反演方法一般是直接利用叠前地震数据的方位AVO信 息同时反演储层各岩石物理参数，得到各向同性弹性参数(如纵波阻抗、横 波阻抗和密度等)和各向异性参数(法向弱度和切向弱度等)，具体反演过 程为：步骤1：叠前方位弹性阻抗反演；步骤2：基于方位各向异性弹性阻抗 的各向同性弹性参数和各向异性参数反演。

在裂缝储层中，各向异性参数对反射系数贡献较小，在小角度范围内其 对反射系数的影响甚至还不如密度项的贡献大。在基于方位弹性阻抗的各向 异性参数反演方面主要存在的问题是：在方位弹性阻抗反演中，通常直接从 反演的方位各向异性弹性阻抗数据体中同时提取各向异性参数和各向同性弹 性参数，由于各向异性参数对方位弹性阻抗影响微弱，且考虑到噪声等的影 响，这就会使得同时反演这些参数时，各向异性参数反演结果极不稳定，存 在较大的不确定性。

现有技术一般没有考虑到各向异性参数对实际地震数据的贡献程度，因 此，根据目前所利用的实际地震数据(入射角范围一般较小)直接反演各向 异性参数往往很难得到准确、稳定的反演结果，难以满足当前实际生产需求。

发明内容

本发明提供了一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数反演方法，能 够使得各向异性参数反演结果稳定、准确，为裂缝型储层流体识别提供了可 靠的保障。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储 层参数反演方法，该方法包括：

步骤A：根据方位地震数据进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到各个 方位、各个角度的方位各向异性弹性阻抗数据体；

步骤B：选取至少两个所述方位各向异性弹性阻抗数据体，得到方位各 向异性弹性阻抗数据体之比，提取由各向异性参数引起的方位差异；

步骤C：对所述方位差异进行线性化以及放大，得到弹性阻抗方位差异 数据体；

步骤D：根据所述弹性阻抗方位差异数据体进行各向异性参数反演，得 到各向异性参数。

优选的，在上述方法中，所述步骤B具体为：

选取入射角相同、方位角不同的第一方位各向异性弹性阻抗数据体 以及第二方位各向异性弹性阻抗数据体

通过所述第二方位各向异性弹性阻抗数据体与第一方位各向异性 弹性阻抗数据体之比，得到所 述方位差异为

优选的，在上述方法中，所述步骤C具体为：

将所述方位差异进行线性化，得到线性化的方位差异

对所述线性化的方位差异进行放大，得到弹性阻抗方位差异数据 体所述弹性阻抗方位差异数据体为 C为常系数。

优选的，在上述方法中，所述步骤D具体为：

选取入射角不同的第一弹性阻抗方位差异数据体以及第二弹 性阻抗方位差异数据体

根据得到各向异 性参数，所述各向异性参数为法向弱度数据体Δ_N和切向弱度数据体Δ_T。

优选的，在上述方法中，所述方位各向异性弹性阻抗数据体的入射角取 值范围为0°～30°，方位角取值范围为0°～360°。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝 储层参数反演方法，该方法包括：步骤A：根据方位地震数据进行方位各向异 性弹性阻抗反演，得到各个方位、各个角度的方位各向异性弹性阻抗数据体； 步骤B：选取至少两个所述方位各向异性弹性阻抗数据体，得到方位各向异性 弹性阻抗数据体之比，提取由各向异性参数引起的方位差异；步骤C：对所述 方位差异进行线性化以及放大，得到弹性阻抗方位差异数据体；步骤D：根据 所述弹性阻抗方位差异数据体进行各向异性参数反演，得到各向异性参数。 本发明在现有技术的基于方位弹性阻抗的各向异性参数反演方法基础上，增 加了步骤B以及步骤C，步骤B通过方位各向异性弹性阻抗数据体之比，消除 了各向同性参数对方位各向异性弹性阻抗的影响，提取各向异性参数引起的 方位差异，避免了现有技术中同时反演各向同性参数和各向异性参数时，由 于各向异性参数引起的方位弹性阻抗变化较小导致微弱差异被淹没而反演不 准确的问题，步骤C将步骤B的方位差异进行放大，其主要目的是在不影响各 向异性参数反演准确性的同时提高了反演的稳定性，因此，通过步骤B和步骤 C可以提高各向异性参数反演的准确性以及稳定性，进而为裂缝型储层流体识 别提供了可靠的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数 反演方法流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

现有技术中，的缺点具体的说有以下两点：第一，叠前方位弹性阻抗反 演对储层主对称轴方位先验信息依赖较大，当储层主对称轴方位先验信息难 以准确获得时，会使得反演结果与储层实际参数存在一定偏差；第二，在叠 前方位弹性阻抗反演中，通常直接从反演的方位各向异性弹性阻抗数据体中 同时提取各向异性参数和各向同性弹性参数，由于各向异性参数对方位弹性 阻抗影响微弱，且实际资料中考虑到噪声等的影响，这就会使得各向异性参 数反演结果极不稳定，存在较大的不确定性。

为了解决现有技术中在方位弹性阻抗反演中由于各向异性参数对方位弹 性阻抗影响微弱，导致各向异性参数反演结果极不稳定的问题。本发明提供 了一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数反演方法，该方法包括：

步骤S101：根据方位地震数据进行方位各向异性弹性阻抗反演，得到各 个方位、各个角度的方位各向异性弹性阻抗数据体。本实施中，所述步骤S101 具体为：第一步，根据工区已探明的信息可知该工区主要发育近垂直的裂缝， 结合该工区裂缝走向先验信息，确定裂缝性储层的主对称轴的方位，根据主 对称轴的方位对该工区偏移过后的全方位地震数据进行方位划分，得到六个 方位的叠前地震数据体；第二步，根据测井提供的各向同性参数以及各向异 性参数信息，结合各向异性方位弹性阻抗方程(1)，计算测井曲线所在位置 的方位各向异性弹性阻抗伪测井曲线。然后对不同方位、不同入射角的叠前 地震数据体进行井震标定，提取各个方位、各个入射角度的地震子波，同时 适当修正井数据的时深关系，使之与叠前地震数据体更为匹配；第三步，根 据所述测井所在位置的方位各向异性弹性阻抗伪测井曲线，对各目的层段的 井数据进行标准化处理，结合工区提供的目的层段的层位信息，根据标准化 后的各井数据建立合理的、更为符合实际地质背景的方位各向异性弹性阻抗 模型；第四步，根据方位各向异性弹性阻抗模型，对不同方位、不同入射角 的叠前地震数据体进行稀疏脉冲方位各向异性弹性阻抗反演，获得各个方位、 各个角度的方位各向异性弹性阻抗数据体

其中，各向异性方位弹性阻抗方程为：

θ为入射角，为地震测线与裂缝主对称轴方位之间的夹角；I_P、I_S、ρ、 Δ_N、Δ_T分别为地层纵波阻抗、横波阻抗、密度、法向弱度和切向弱度，指数 a(θ)＝1+tan²θ、指数b(θ)＝-8gsin²θ、指数c(θ)＝-(tan²θ-4gsin²θ)、指数 指数即横纵 波速度比的平方；I_P0、I_S0、ρ₀分别为界面上下地层纵波阻抗平均值、横波阻 抗平均值、密度平均值。

步骤S102：选取至少两个所述方位各向异性弹性阻抗数据体，得到方位 各向异性弹性阻抗数据体之比，提取由各向异性参数引起的方位差异。所述 方位各向异性弹性阻抗数据体的入射角取值范围为0°～30°，方位角取值范围 为0°～360°。

步骤S102具体过程为：第一步，选取入射角相同、方位角不同的第一方 位各向异性弹性阻抗数据体以及第二方位各向异性弹性阻抗数据体 第二步，通过所述第二方位各向异性弹性阻抗数据体与第 一方位各向异性弹性阻抗数据体之比，得到 所述方位差异为 其中，通过所述第二方位各向异 性弹性阻抗数据体与第一方位各向异性弹性阻抗数据体之比， 得到式(2)所示的方程，

本实施中，第一步，选取入射角为16°、方位角为15°的第一方位各向 异性弹性阻抗数据体EI(16°,15°)和入射角为16°、方位角为105°的第二方位 各向异性弹性阻抗数据体EI(16°,105°)，两个数据体组成一组，入射角为16°、 方位角分别为45°和135°的第二组方位各向异性弹性阻抗数据体，入射角 为16°、方位角分别为75°和165°的第三组方位各向异性弹性阻抗数据体， 以及入射角为24°，方位角分别为15°和105°、45°和135°、75°和165° 的三组数据体，各组数据体中方位角差都为90°，之所以这样选取是考虑方 位各向异性弹性数据体为90°时变化最为剧烈，能最大限度的体现裂缝参数 引起的方位差异，根据式(2)所示的方程，代入相同入射角不同方位的弹性 阻抗数据体，便可得到入射角为16°和24°的六组方位弹性阻抗数据体之比。

步骤S102：利用方位各向异性弹性阻抗数据体之比消除各向同性参数(如 纵波阻抗、横波阻抗和密度等)对方位各向异性弹性阻抗的影响，仅保留由 于各向异性参数引起的方位弹性阻抗的变化部分，即方位差异，避免了同时 反演各向同性参数和各向异性参数时，由于各向异性参数引起的方位各向异 性弹性阻抗变化较小导致这种微弱的差异被湮没而反演不准的问题，便于各 向异性参数的稳定反演。同时，由于随机噪声的随机性，步骤S102还能在一 定程度上消除数据体中的随机噪声。

步骤S103：对所述方位差异进行线性化以及放大，得到弹性阻抗方位差 异数据体。所述步骤C具体为：第一步，由于式(2)得到的方位各向异性弹 性阻抗之比方程为非线性的，不便于裂缝储层参数反演，即不便于法向弱度 和切向弱度参数的反演，为此对式(2)等号左右两边取对数，将非线性方程 转化为线性方程。因此，将所述方位差异进行线性化，得到线性化的 方位差异

第二步，由于取对数之后的方位各向异性弹性阻抗之比一般很小，会影 响各向异性参数反演的稳定性，为此对线性化后的方位各向异性弹性阻抗之 比方程等号两边同时乘以一个较大的常数C，对由于各向异性参数引起的方 位差异进行放大，得到式(3)所示的方程，

对所述线性化的方位差异进行放大，得到弹性阻抗方位差异数据 体所述弹性阻抗方位差异数据体为 C为常系数。

步骤S103将步骤S102得到的方位差异进行放大，其主要目的是在不影 响各向异性参数反演准确性的同时提高了反演的稳定性。通过步骤S102和步 骤S103在很大程度上可以提高各向异性参数反演的稳定性和抗噪性，提高了 该方法的实际应用价值。

步骤S104：根据所述弹性阻抗方位差异数据体进行各向异性参数反演， 得到各向异性参数。所述步骤S104具体为：第一步，选取入射角不同的第一 弹性阻抗方位差异数据体以及第二弹性阻抗方位差异数据体

第二步，根据

得到各向异性参数，所述各向异性参数为法向弱度数据体Δ_N和切向弱度 数据体Δ_T。

根据步骤S103得到的由于各向异性参数引起的弹性阻抗方位差异数据 体，选取至少两个方位的方位弹性阻抗之比数据体，便可得到如式(4)所示 的方程组，在整个工区范围内方程常系数C可近似认为不变，利用线性方程 组的求解方法，代入井旁道的弹性阻抗数据体和已知测井的弱度值进行拟合 便可得到工区的常系数C。将该常系数C应用到整个工区并结合工区各采样 点的弹性阻抗数据，即可得到法向弱度和切向弱度数据体。

现有技术要求方位各向异性弹性阻抗数据体与法向弱度和切向弱度之间 的关系非常准确，不然会导致由于方位各向异性弹性阻抗数据体的差异致使 各向异性参数反演不准。本发明提供的方法中，即使裂缝主对称轴方位先验 信息不准，导致得到的方位各向异性弹性阻抗数据体与实际该方位的各向异 性弹性阻抗数据体存在一定的偏差的情况下，也不会对最终的反演结果造成 太大的影响。因为在步骤S104中使用的是方位各向异性弹性阻抗差异数据体 与各向异性参数之间当前的关系进行参数提取的，本实施例中利用井旁道的 弹性阻抗差异与井中已知的法向弱度和切向弱度来拟合出此时弹性阻抗方位 差异数据体与法向弱度和切向弱度的关系，得到目前关系条件下的常系数C， 然后将该常系数C应用于整个工区便可得到准确的各向异性参数。该方法能 在很大程度上减小由于方位各向异性储层主对称轴方位先验信息不准导致的 裂缝参数反演不准的问题。

本发明提供的一种基于方位弹性阻抗差异的裂缝储层参数反演方法，充 分考虑非常规裂缝型储层方位特征的基础上，进一步分析了各向异性参数对 方位反射系数和方位各向异性弹性阻抗的影响，突出了各向异性参数引起的 方位各向异性弹性阻抗数据体的方位差异，利用各向异性参数引起的方位差 异进行各向异性岩石物理参数反演，构建了一种稳定、准确的各向异性参数 反演方法，着重解决了现有的各向异性参数反演不稳定的问题，提高了裂缝 储层裂缝参数反演的准确性，进而为裂缝型储层流体识别提供了可靠的保障。

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， 在其它实施例中实现。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。