專利名稱：一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地球物理勘探地震資料處理技術(shù)，是一種精細(xì)刻畫油 氣異常邊界的利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方 法。
背景技術(shù)：
地震勘探是通過人工激發(fā)地震波，在地表或地下用單分量或多分量傳 感器記錄地震波的地層響應(yīng)，研究它們在地層中的傳播規(guī)律，通過地震數(shù) 據(jù)處理及反演等方法以查明地下的地質(zhì)構(gòu)造巖性特征，進(jìn)而尋找油氣等礦 產(chǎn)資源的地球物理勘探方法。
地震勘探的最終目的就是綜合利用地震波的運動學(xué)和動力學(xué)特征來 盡可能的獲取地層全面的信息以及與油氣藏的構(gòu)造部位有關(guān)的巖性信息。 因此，從地震資料中提取介質(zhì)的彈性參數(shù)，并將這些參數(shù)與巖性和流體成 分聯(lián)系起來，對于油氣儲層預(yù)測至關(guān)重要。目前，利用疊前地震振幅信息
估算巖石彈性參量的振幅隨偏移距變化(Amplitude versus Offset,簡稱 AVO)技術(shù)在儲層參數(shù)估計方面扮演著重要作用，其基本原理是從地震資 料中提取振幅，并利用Zoeppritz方程的近似式將振幅隨偏移距的變化與 巖石物性聯(lián)系起來，進(jìn)而得到AVO屬性或彈性參數(shù)。首先，由于常規(guī)AVO 反演是在疊前資料上求解超定方程組來提取彈性參數(shù)(AVO屬性)，它要 求輸入數(shù)據(jù)為僅包含具有較高的信噪比的一次反射波，而且還要求地震子 波是恒定不變的，這就對疊前資料處理技術(shù)提出了更高的要求。其次，常 規(guī)AVO分析是用不同的角度項反射系數(shù)近似公式與實際地震記錄進(jìn)行曲 線擬合來得到AVO屬性， 一方面，同時估計多個屬性對噪音非常敏感，另一方面由于反射系數(shù)近似公式本身是弱反差、小角度情形的近似，對于 有限偏移距的資料，完全可靠的獲取多個參量是不太可能的，特別是當(dāng)資 料的信噪比較低時，反演的高階項屬性將會完全扭曲真正的巖性信息所反
映的事實。針對這些問題，Wang (1999)在給出了高精度反射系數(shù)近似 公式的同時，討論了利用非線性同時反演縱橫波速度、速度比等巖性參數(shù) 的可能性，由于該過程是通過非線性迭代來實現(xiàn)的，易受初值的影響，而 且不能提供密度的估計。Larsen (1999)利用多分量AVO聯(lián)合反演來降 低反演結(jié)果的不確定性，但是聯(lián)合反演是以精細(xì)的層位標(biāo)定為前提的，如 果層位標(biāo)定不好，反演結(jié)果就失去了其可靠性和意義。另外，國內(nèi)外許多 公司試圖利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模擬退火等全局優(yōu)化算法進(jìn)行三參量 AVO反演，這種全局尋優(yōu)的方式盡管能夠給出理論上的最優(yōu)估計，但往往 不能給出滿足地球物理問題的合理估計，特別是在先驗約束信息很少時更 是如此。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于利用常規(guī)縱波地震資料的部分角度疊加剖面直接提 取與偏移距有關(guān)的地震屬性(AVO屬性)，并利用這種屬性刻畫油氣異常 邊界進(jìn)而提高油氣檢測精度的方法。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，具體步驟包括-
1) 激發(fā)并記錄地震波，按常規(guī)地震資料處理流程對記錄到的縱波數(shù) 據(jù)進(jìn)行相對振幅保持的高保真處理；
2) 利用下式將步驟(1)中的CMP/CRP道集轉(zhuǎn)換到角度域中，得到
角度道集，加0 =丄 (1)
其中，e為角度道的入射角，x為炮檢距，v為均方根速度，t。為零偏移距旅行時；
3) 按照常規(guī)疊前彈性反演流程對步驟(2)中的疊前角度道集進(jìn)行部 分角度疊加，形成不同角度范圍的角度疊加剖面；
4) 分別將步驟(3)中形成的不同角度疊加剖面的振幅標(biāo)定到實際地 震記錄反射系數(shù)的尺度上；
5) 經(jīng)步驟(4)標(biāo)定的不同角度的疊加剖面上，利用下式在不同角度 疊加剖面提取與偏移距相關(guān)的AVO屬性RE;
(2)
其中，R為經(jīng)步驟(4)標(biāo)定的地震記錄上每個樣點上振幅值；
6) 利用步驟(5)提取的與偏移距有關(guān)的新屬性上圈定油氣異常邊界。 步驟l)所述的處理是形成可直接用于振幅隨偏移距變化(AVO)分
析的正常時差校正(NMO)后的共中心點(CMP)道集，或在高保真處 理的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊前時間偏移處理，形成用于AVO分析的共反射點道集 (CRP)。
步驟4)所述的標(biāo)定是利用測井曲線計算反射系數(shù)對實際地震數(shù)據(jù)進(jìn) 行標(biāo)定；
所述的標(biāo)定是通過統(tǒng)計反射振幅的概率分布特性，然后利用振幅的最 大值進(jìn)行標(biāo)定；
在經(jīng)步驟4)標(biāo)定的不同角度的疊加剖面上，分別對每一個角度疊加 剖面逐道、逐樣點計算屬性i^-!。
步驟(6)圈定油氣異常邊界是指提取的與偏移距變化的屬性RE 確定孔隙中的流體異常和地層巖性的變化，當(dāng)反射界面兩側(cè)地層性質(zhì)沒有 變化時，RE屬性接近于零，當(dāng)下伏地層中的水被氣替換或巖性變?yōu)楦呖紫渡皫r時，RE屬性為負(fù)值，而且值越負(fù)，含氣飽和度越大，當(dāng)下伏地層 含水或巖性變?yōu)橹旅苣鄮r時，RE屬性為正值，而且值越大，水的富集程 度越高；RE屬性在不同角度疊加剖面的響應(yīng)也不盡相同，隨著角度疊加 剖面中心角的增大(遠(yuǎn)偏移距)，這種變化越明顯。
本發(fā)明實現(xiàn)過程僅需要對不同角度疊加剖面進(jìn)行道運算，不需要對疊 前數(shù)據(jù)求解大規(guī)模的超定方程組，從而顯著提高了基于AVO技術(shù)的屬性 提取方法的效率。另外，這種實現(xiàn)過程通過部分角度疊加壓制隨機噪音， 不僅考慮了地震子波的空間變化特征，而且避免了由于NMO校正拉伸使 得參與疊前反演的遠(yuǎn)偏移距數(shù)據(jù)太少造成的AVO屬性反演結(jié)果的不確定 性。
由于RE屬性反映了地層性質(zhì)綜合響應(yīng)的變化，是一個無量綱的相對 量，因此，只需要將實際地震振幅標(biāo)定到反射系數(shù)的量級上，而不需要保 證每個樣點上的反射振幅能準(zhǔn)確代表實際地層的反射系數(shù)，這一過程可以 利用地震記錄振幅統(tǒng)計特性或測井資料來實現(xiàn)。另外，本發(fā)明的實現(xiàn)不需 要測井資料的標(biāo)定及低頻分量約束，也不需要常規(guī)AVO屬性提取中的其 它約束信息。
本發(fā)明提取的新屬性綜合反映了地下介質(zhì)及孔隙流體的縱向變化及 橫向展布特征，甚至也反映了地下裂隙及發(fā)育程度對反射振幅的影響。
本發(fā)明具有普遍適用性，可以適用于縱波、橫波及轉(zhuǎn)換波等多種類型 的地震波場屬性提取及油氣異常預(yù)測。
10 20。和20 30。的截距和梯度剖面
圖1是用常規(guī)疊前AVO反演提取的10 20°截距、梯度剖面圖； 圖2是用常規(guī)疊前AVO反演提取的20 30°截距、梯度剖面圖；圖3是本發(fā)明提取的10 20。新屬性剖面圖； 圖4是本發(fā)明提取的20 30。新屬性剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的與偏移距有關(guān)的AVO屬性提取及分析技術(shù)，其具體實
施方式為
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，具體步驟包括
1) 激發(fā)并記錄地震波，按常規(guī)地震資料處理流程對記錄到的縱波數(shù) 據(jù)進(jìn)行相對振幅保持的高保真處理；
2) 利用下式將步驟(1)中的CMP/CRP道集轉(zhuǎn)換到角度域中，得到
角度道集，tai^ = ^ (1)
其中，e為角度道的入射角，x為炮檢距，V為均方根速度，t。為零偏
移距旅行時；
3) 按照常規(guī)疊前彈性反演流程對步驟(2)中的疊前角度道集進(jìn)行部 分角度疊加，形成不同角度范圍的角度疊加剖面；
4) 分別將步驟(3)中形成的不同角度疊加剖面的振幅標(biāo)定到實際地 震記錄反射系數(shù)的尺度上；
5) 經(jīng)步驟(4)標(biāo)定的不同角度的疊加剖面上，利用下式在不同角度 疊加剖面提取與偏移距相關(guān)的AVO屬性RE;
i ￡ = ! (2) l一及
其中，R為經(jīng)步驟(4)標(biāo)定的地震記錄上每個樣點上振幅值；
6) 利用步驟(5)提取的與偏移距有關(guān)的新屬性上圈定油氣異常邊界。 步驟l)所述的處理是形成可直接用于振幅隨偏移距變化(AVO)分
析的正常時差校正(NMO)后的共中心點(CMP)道集，或在高保真處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊前時間偏移處理，形成用于AVO分析的共反射點道集 (CRP)。
步驟4)所述的標(biāo)定是利用測井曲線計算反射系數(shù)對實際地震數(shù)據(jù)進(jìn) 行標(biāo)定；
所述的標(biāo)定是通過統(tǒng)計反射振幅的概率分布特性，然后利用振幅的最 大值進(jìn)行標(biāo)定；
在經(jīng)步驟4)標(biāo)定的不同角度的疊加剖面上，分別對每一個角度疊加
剖面逐道、逐樣點計算屬性*￡ = !。
卜i
步驟(6)圈定油氣異常邊界是指提取的與偏移距變化的屬性RE 確定孔隙中的流體異常和地層巖性的變化，當(dāng)反射界面兩側(cè)地層性質(zhì)沒有 變化時，RE屬性接近于零，當(dāng)下伏地層中的水被氣替換或巖性變?yōu)楦呖?隙砂巖時，RE屬性為負(fù)值，而且值越負(fù)，含氣飽和度越大，當(dāng)下伏地層 含水或巖性變?yōu)橹旅苣鄮r時，RE屬性為正值，而且值越大，水的富集程 度越高；RE屬性在不同角度疊加剖面的響應(yīng)也不盡相同，隨著角度疊加 剖面中心角的增大(遠(yuǎn)偏移距)，這種變化越明顯。
本發(fā)明實例為
對野外采集的縱波數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和NMO校正，形成CMP道集。
對步驟(1)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行角道集變換，角度范圍為0 30。。
對(2)中的角道集進(jìn)行部分角度疊加，形成了 10 20。及20 30。的
兩個角度疊加剖面。
分別對步驟(3)中的兩個角度疊加剖面進(jìn)行振幅統(tǒng)計，得到角度疊
加剖面的振幅最大值。
禾擁步驟(4)中得到的振幅最大值的1.5倍分別對角度疊加剖面的振幅進(jìn)行標(biāo)定。
利用公式(3)分別計算不同角度疊加剖面的屬性RE。 圖1和圖2為通過常規(guī)疊前AVO反演得到10 20°和20 30°的截距 和梯度剖面，圖3和圖4為10 20。和20 30。的RE，與圖l和圖2相比， RE屬性對異常的刻畫能力很強，而且隨著偏移距的增大區(qū)分能力更加明 顯(圖4)，另外，新屬性RE也壓制了由于噪音引起的假異常，使得剖面 非常清晰。
權(quán)利要求
1、一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，其特征在于具體步驟包括1)激發(fā)并記錄地震波，按常規(guī)地震資料處理流程對記錄到的縱波數(shù)據(jù)進(jìn)行相對振幅保持的高保真處理；2)利用下式將步驟(1)中的CMP/CRP道集轉(zhuǎn)換到角度域中，得到角度道集，<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>tan</mi><mi>θ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mi>x</mi> <msub><mi>Vt</mi><mn>0</mn> </msub></mfrac><mo>;</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2008101033430002C1.tif" wi="25" he="9" top= "78" left = "46" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>其中，θ為角度道的入射角，x為炮檢距，V為均方根速度，t0為零偏移距旅行時；3)按照常規(guī)疊前彈性反演流程對步驟(2)中的疊前角度道集進(jìn)行部分角度疊加，形成不同角度范圍的角度疊加剖面；4)分別將步驟(3)中形成的不同角度疊加剖面的振幅標(biāo)定到實際地震記錄反射系數(shù)的尺度上；5)經(jīng)步驟(4)標(biāo)定的不同角度的疊加剖面上，利用下式在不同角度疊加剖面提取與偏移距相關(guān)的AVO屬性RE；<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>RE</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>R</mi> </mrow> <mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>R</mi> </mrow></mfrac><mo>;</mo> </mrow>]]></math></maths>其中，R為經(jīng)步驟(4)標(biāo)定的地震記錄上每個樣點上振幅值；6)利用步驟(5)提取的與偏移距有關(guān)的新屬性上圈定油氣異常邊界。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，其特征在于步驟l)所述的處理是形成可直接用于振幅隨偏移距變化(AVO)分析的正常時差校正(NMO)后的共中 心點(CMP)道集，或在高保真處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊前時間偏移處理，形 成用于AVO分析的共反射點道集(CRP)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，其特征在于步驟4)所述的標(biāo)定是利用測井曲 線計算反射系數(shù)對實際地震數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定C
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，其特征在于步驟4)所述的標(biāo)定是通過統(tǒng)計反 射振幅的概率分布特性，然后利用振幅的最大值進(jìn)行標(biāo)定e
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性 提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，其特征在于在經(jīng)步驟4)標(biāo)定的不同角 度的疊加剖面上，分別對每一個角度疊加剖面逐道、逐樣點計算屬性
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，其特征在于步驟(6)圈定油氣異常邊界是指:提取的與偏移距變化的屬性RE確定孔隙中的流體異常和地層巖性的變 化，當(dāng)反射界面兩側(cè)地層性質(zhì)沒有變化時，RE屬性接近于零，當(dāng)下伏地 層中的水被氣替換或巖性變?yōu)楦呖紫渡皫r時，RE屬性為負(fù)值，而且值越 負(fù)，含氣飽和度越大，當(dāng)下伏地層含水或巖性變?yōu)橹旅苣鄮r時，RE屬性 為正值，而且值越大，水的富集程度越高；RE屬性在不同角度疊加剖面 的響應(yīng)也不盡相同，隨著角度疊加剖面中心角的增大(遠(yuǎn)偏移距)，這種 變化越明顯。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油物探處理技術(shù)，是利用與偏移距有關(guān)的地震屬性提高油氣儲層預(yù)測精度的方法，具體步驟包括利用CMP/CRP道集轉(zhuǎn)換到角度域中，得到角度道集，進(jìn)行部分角度疊加，形成角度疊加剖面再標(biāo)定到實際地震記錄反射系數(shù)的尺度上，在不同角度疊加剖面提取與偏移距相關(guān)的AVO屬性RE；利用提取的與偏移距有關(guān)的新屬性上圈定油氣異常邊界。本發(fā)明僅對不同角度疊加剖面進(jìn)行道運算，顯著提高了基于AVO技術(shù)的屬性提取方法的效率。另外，這種實現(xiàn)過程通過部分角度疊加壓制隨機噪音，避免了由于NMO校正拉伸使得參與疊前反演的遠(yuǎn)偏移距數(shù)據(jù)太少造成的AVO屬性反演結(jié)果的不確定性。
文檔編號G01V1/40GK101551466SQ20081010334
公開日2009年10月7日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者盧秀麗, 孫鵬遠(yuǎn), 李彥鵬 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司