本發(fā)明涉及地震油氣勘探、開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種疊前地震巖性參數(shù)的反演方法。

背景技術(shù)：

AVO(Amplitude Versus Offset，振幅隨偏移距的變化)技術(shù)用于研究地震反射振幅隨炮點(diǎn)與檢波器之間的距離即炮檢距(或入射角)的變化特征來探討反射系數(shù)響應(yīng)隨炮檢距(或入射角)的變化，進(jìn)而確定反射界面上覆、下伏介質(zhì)的巖性特征及物性參數(shù)。油氣勘探開發(fā)技術(shù)人員借助AVO技術(shù)可以更好地評估油氣藏儲層的巖石屬性。

與疊后地震含油氣信息相比，由于疊前地震振幅包含了豐富的地層巖性與油氣信息，經(jīng)過許多研究者技術(shù)攻關(guān)，近幾十年AVO技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。在地震波Zoeppritz方程的基礎(chǔ)上，發(fā)展了許多應(yīng)用簡便的AVO的近似表達(dá)式，如Aki和Rechards(1980)、Shuey(1985)、Bortfeid(1987)、Mallick(1993)近似表達(dá)式等，極大地推動了AVO技術(shù)的應(yīng)用。但是由于影響巖石物性(如速度、泊淞比)變化的因素較多，再加上地震子波分辨率的影響，造成AVO儲層預(yù)測技術(shù)存在多解性。為了提高儲層的描述精度，雖然發(fā)展了井震約束的各種疊前儲層參數(shù)反演技術(shù)，但應(yīng)用條件苛刻，計算成本很高，應(yīng)用受到限制。簡便、有效的應(yīng)用AVO疊前地震屬性進(jìn)行巖性與含油氣檢測技術(shù)有待進(jìn)一步研究發(fā)展。

雖然疊前AVO屬性參數(shù)很多，它們對儲層巖性和含油氣性的敏感性各不相同，但在AVO屬性分析中最常用的是Shuey的表達(dá)式，即AVO截距P和梯度G屬性。截距P表示反射界面兩側(cè)的P波阻抗變化的響應(yīng)，而斜率G表示振幅隨入射角(或炮檢距)的變化率，它是巖層彈性參數(shù)的綜合反映，包含了反射界面兩側(cè)的橫波速度、縱波速度和密度變化的信息，是巖性識別的敏感參數(shù)。

然而，上述AVO技術(shù)存在地震識別巖性的精度低，油氣勘探開發(fā)的風(fēng)險高的問題。因此，有必要針對該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以提高地震識別巖性的精度，降低油氣勘探開發(fā)的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目前在實際生產(chǎn)科研中被廣泛應(yīng)用地震地層縱波反射系數(shù)R(θ)是Shuey的AVO二項近似式：R(θ)＝P+Gsin²θ，其中，θ是地震縱波的入射角，P是地震AVO的截距屬性， G是地震AVO的梯度屬性。

本發(fā)明針對AVO截距屬性P對應(yīng)儲層巖性參數(shù)為縱波阻抗AI＝V_Pρ(其中，AI表示縱波的聲波阻抗，V_p是儲層的縱波速度，ρ為儲層的密度)，而提出了對應(yīng)梯度G屬性的儲層巖性參數(shù)梯度阻抗的反演技術(shù)，儲層的地震梯度阻抗是AVO技術(shù)和疊前彈性參數(shù)反演技術(shù)的繼承和發(fā)展，可以提高地震識別巖性的精度，降低油氣勘探開發(fā)的風(fēng)險。

因此，本發(fā)明之一提供了一種疊前地震儲層巖性參數(shù)的反演方法，其包括地震梯度阻抗儲層巖性參數(shù)反演。

在一個具體實施例中，所述地震梯度阻抗儲層巖性參數(shù)反演為梯度阻抗的構(gòu)造函數(shù)，且所述梯度阻抗函數(shù)中包括儲層的S波(橫波)速度、P波(縱波)速度和密度的信息。

在一個具體實施例中，所述構(gòu)造函數(shù)為其中，GI為梯度阻抗，V_p是儲層的P波速度，V_s是儲層的S波速度，ρ為儲層的密度，并且

在一個具體實施例中，依據(jù)儲層的聲波阻抗的值域?qū)λ鎏荻茸杩笹I進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。其目的是使儲層的梯度阻抗與P波阻抗具有相同的值域。

在一個具體實施例中，對井儲層的梯度阻抗的巖性識別進(jìn)行統(tǒng)計分析，然后對所述井儲層的梯度阻抗進(jìn)行頻譜分析，根據(jù)井儲層的梯度阻抗的頻譜和井附近儲層的疊前地震梯度屬性數(shù)據(jù)的頻譜加權(quán)，求取算子O的頻譜，使算子O的頻譜具有井梯度阻抗的低頻信息、高頻信息及地震梯度的主要頻譜信息；而后再將求得的算子O應(yīng)用于疊前地震屬性的梯度數(shù)據(jù)體，通過公式Z＝O*S可得到疊前地震屬性的梯度阻抗；其中，Z表示儲層巖性參數(shù)梯度阻抗，O表示褶積算子，*為褶積算子符號，S表示疊前地震屬性梯度數(shù)據(jù)體的地震道。

其中，低頻信息是指總能量低于地震波總能量10％的低頻成分的地震能量。地震低頻也是一個相對概念，不同的地震數(shù)據(jù)體的低頻成分不同。

高頻信息是指總能量低于地震波總能量10％的高頻成分的地震能量。地震高頻也是一個相對概念，不同的地震數(shù)據(jù)體的高頻成分不同。

地震梯度的主要頻譜信息是指以地震主頻為中心頻帶內(nèi)的地震能量大于80％地震總能量的地震頻率成分。其中的地震主頻是指在地震頻譜分析中頻譜分析曲線最大值所對應(yīng)的峰值頻率。

本發(fā)明之二提供了一種如上所述的方法在預(yù)測儲層發(fā)育中的應(yīng)用。

本發(fā)明之三提供了一種使用如上所述的方法預(yù)測儲層發(fā)育的方法，其包括如下步驟：

(1)測定井儲層的V_p、V_s和ρ，然后根據(jù)測定的所述的V_p、V_s和ρ構(gòu)建井儲層梯度阻抗GI曲線，其中，V_p是儲層的P波速度，V_s是儲層的S波速度，ρ為儲層的密度，GI為梯度阻抗；

(2)針對井儲層進(jìn)行梯度阻抗GI的巖性識別敏感性分析；

(3)井儲層的梯度阻抗數(shù)據(jù)在對數(shù)域的振幅頻率交匯分析；

(4)線性擬合梯度阻抗譜與頻率的關(guān)系式L＝F^α，其中L表示儲層的梯度阻抗，F(xiàn)表示頻率，α為梯度阻抗關(guān)于變量頻率F變化的衰減系數(shù)；

(5)聯(lián)合應(yīng)用井儲層梯度阻抗數(shù)據(jù)的頻譜L和井附近儲層地震梯度的頻譜加權(quán)平均，作為儲層梯度阻抗的平均頻譜，計算反演算子O的頻譜；

(6)將(5)求得的算子O的頻譜進(jìn)行-90°相移，最終形成一個時間域的反演算子O，然后進(jìn)行地震梯度體褶積運(yùn)算得到梯度阻抗反演；

(7)在井震標(biāo)定和層位解釋的基礎(chǔ)上，求取儲層層間的梯度阻抗均方根值的平面分布圖，根據(jù)儲層的巖性特征預(yù)測儲層發(fā)育有利區(qū)。

其中，步驟(5)中的L與上述O的不同之處在于：算子O的頻譜具有L的低頻和高頻信息，同時保留了地震梯度的有效頻寬和地震梯度包含的主要頻譜信息。

在預(yù)測儲層發(fā)育的一個具體實施例中，且并且

在預(yù)測儲層發(fā)育的一個具體實施例中，步驟(6)中的井儲層梯度阻抗數(shù)據(jù)的頻譜L和井附近儲層地震梯度的頻譜均應(yīng)用傅里葉變換得到。

本發(fā)明提出的一種疊前地震儲層巖性參數(shù)的反演方法，是井儲層巖性信息約束的疊前地震梯度屬性的拓廣算法，通過井儲層巖性信息與地震梯度屬性有效融合，構(gòu)建出一種具有儲層巖性指示敏感的參數(shù)，提高了地震識別儲層巖性的精度。該技術(shù)涉及參數(shù)少，計算成本低，應(yīng)用簡便，能夠較好地識別砂體，適用于地震品質(zhì)較好、AVO技術(shù)有效的油氣田的勘探開發(fā)。

該技術(shù)方法試驗性地在西非海上某油田開發(fā)中，發(fā)現(xiàn)因其優(yōu)化了油田開發(fā)方案，因而能夠取得很好的應(yīng)用效果，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，例如增加了可采原油550萬桶，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)35億多人民幣，因而具有極大的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為某油田S井儲層的梯度阻抗曲線、測井伽馬曲線、P波阻抗曲線(灰色為砂巖)。其中，圖1-A為梯度阻抗曲線(GI曲線)；圖1-B為測井伽馬曲線；圖1-C為P波阻抗曲線(AI曲線)。

圖2為某油田S井的P波阻抗、梯度阻抗巖性統(tǒng)計直方圖(粗黑線為砂巖，細(xì)黑線為泥巖)。圖2-A為P波阻抗的巖性統(tǒng)計直方圖；圖2-B為梯度阻抗的巖性統(tǒng)計直方圖。

圖3為某油田S井儲層的梯度阻抗的對數(shù)域頻譜分析。

圖4為求得的算子時間響應(yīng)特征(左圖)及算子的頻譜特征(右圖)。

圖5為過井(測井伽馬曲線)的地震反射剖面(白色表示低值，黑色表示高值)。

圖6為求得與圖5對應(yīng)的過井(測井伽馬曲線)梯度阻抗巖性剖面(白色表示砂巖，黑色表示泥巖)。

圖7為根據(jù)地震振幅求得目標(biāo)的砂體平面分布圖(白色表示砂體發(fā)育區(qū))。

圖8為根據(jù)梯度阻抗體求得目標(biāo)的砂體平面分布圖(白色表示砂體發(fā)育區(qū))。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)實施步驟方案，下面結(jié)合具體應(yīng)用情況，并以附圖形式作簡單介紹。在沒有特別說明的情況下，本發(fā)明中采用的方法均為本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)方法，涉及有國際標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)的方法，優(yōu)選為國標(biāo)中采用的方法，特別優(yōu)選為國際標(biāo)準(zhǔn)中采用的方法。

實施例

實例概況：西非海上某油田實施三維地震后，巖石物理基礎(chǔ)研究表明地震P波阻抗不能有效地區(qū)分砂泥巖。而后在井的儲層彈性參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，開展了疊前AVO屬性巖性識別和含油氣檢測研究。研究區(qū)面積200km²，水深1200-1500m，油藏埋深2200-3200m，主要目標(biāo)層系為深海環(huán)境形成的第三系漸新統(tǒng)濁積砂巖，主要延伸方向呈近南北向。根據(jù)研究目標(biāo)提高砂巖預(yù)測精度的需要，開展了相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，具體實施如下：

(1)構(gòu)建關(guān)鍵井儲層的P波阻抗曲線和梯度阻抗GI曲線，其中，P波阻抗曲線的構(gòu)建屬本領(lǐng)域的技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)。GI為梯度阻抗，V_p是儲層的P波速度，V_s是儲層的S波速度，ρ為儲層的密度，并且如圖1。

(2)對關(guān)鍵井儲層的巖石物理彈性參數(shù)巖性統(tǒng)計分析，確定梯度阻抗參數(shù)的有效性如圖2。

(3)根據(jù)關(guān)鍵井儲層的梯度阻抗曲線的對數(shù)域頻譜分析，擬合梯度阻抗的頻譜曲線關(guān)系L＝F^α，其中L表示儲層的梯度阻抗，F(xiàn)表示頻率，α為梯度阻抗關(guān)于變量頻率F變化的衰減系數(shù)。如圖3。

(4)根據(jù)關(guān)鍵井儲層的梯度阻抗頻譜L及井附近儲層的地震道頻譜，計算褶積算子O的頻譜。

(5)聯(lián)合應(yīng)用井儲層梯度阻抗數(shù)據(jù)的頻譜L和井附近儲層地震梯度的頻譜加權(quán)平均，作為儲層梯度阻抗的平均頻譜，計算時間域的褶積算子O，如圖4。

(6)求得的反演算子O的頻譜進(jìn)行-90°相移，最終形成一個時間域的反演算子O，然后與地震梯度體褶積運(yùn)算得到梯度阻抗體。即將求得的褶積算子O應(yīng)用于疊前地震屬性的梯度數(shù)據(jù)體，即可得到梯度阻抗的巖性識別體。圖6是過井的梯度阻抗巖性剖面。

(7)在井震標(biāo)定和層位解釋的基礎(chǔ)上，求取儲層層間的梯度阻抗均方根值的平面分 布圖，根據(jù)儲層的巖性特征預(yù)測儲層發(fā)育有利區(qū)。也就是說，提取目標(biāo)層的梯度阻抗體的振幅均方根平面分布圖，根據(jù)儲層巖性特征確定儲層砂體有利區(qū)，如圖8。

針對研究目標(biāo)，圖1展示了該油田S井儲層的梯度阻抗曲線、測井伽馬曲線(用作儲層的巖性標(biāo)定)、P波阻抗曲線響應(yīng)特征，圖中灰色表示砂巖，通過圖1-A、1-B、1-C的對比知，圖1-A梯度阻抗、1-B伽馬曲線有很好的相關(guān)性，而圖1-B伽馬曲線、1-C的P波阻抗相關(guān)性差，說明了儲層的梯度阻抗識別巖性的有效性；圖2是針對儲層的巖性參數(shù)統(tǒng)計分析對比圖，粗線表示泥巖，細(xì)線表示砂巖，研究表明P波阻抗不能有效區(qū)分巖性，而梯度阻抗參數(shù)提高巖性識別能力，能夠有效地區(qū)分砂泥巖；圖3為該油田關(guān)鍵井S的儲層梯度阻抗對數(shù)域頻譜分析，具有儲層的低、高頻率成分，其低頻充分可以彌補(bǔ)地震數(shù)據(jù)缺失的低頻信息。圖4是根據(jù)井儲層的巖性信息與地震的頻譜信息求得的褶積算子。圖5是過井的地震反射剖面(白色表示低值，黑色表示高值)，只根據(jù)振幅反射量值不能確定儲層砂巖發(fā)育區(qū)；圖6是對應(yīng)圖5反演得到的梯度阻抗巖性剖面(白色表示砂巖發(fā)育，黑色表示泥巖發(fā)育)，其中井曲線是測井伽馬曲線，用作標(biāo)定儲層的巖性；從圖6中可以清晰看到地震梯度阻抗識別砂巖的能力有明顯的提高。圖7是根據(jù)地震振幅求得目標(biāo)的砂體平面分布圖(白色表示砂體)，砂體呈近南北向特征展布，圖8是根據(jù)反演梯度阻抗數(shù)據(jù)體求得目標(biāo)的砂體平面分布圖(白色表示砂體)，與圖7相比，尤其是工區(qū)的北部，疊前地震巖性參數(shù)識別的濁積砂體的分辨率更加清晰，更加符合地質(zhì)體的沉積規(guī)律。依據(jù)研究成果優(yōu)化了油田的開發(fā)方案，降低了油氣開發(fā)的風(fēng)險，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。