本發(fā)明涉及地震建模領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法。

背景技術(shù)：

地震勘探技術(shù)是油氣勘探中應(yīng)用最為廣發(fā)的一種地球物理學(xué)方法，利用地震波在不同介質(zhì)中傳播的速度、振幅、頻率、相位、波形等參數(shù)的變化來分析、預(yù)測油氣儲層分布范圍及儲層物性特征。隨著勘探開發(fā)程度逐漸深入，地震勘探已經(jīng)從認識地下構(gòu)造形態(tài)的構(gòu)造探看，逐漸發(fā)展成直接應(yīng)用地震信息判斷巖性、分析巖相、定量計算巖層物性參數(shù)的巖性勘探。這些復(fù)雜沉積環(huán)境下的儲層通常表現(xiàn)為具有厚度薄、物性高度非均質(zhì)、有效儲層規(guī)模小、分布分散、巖石物理關(guān)系復(fù)雜、儲層巖性差異小等特征。

地震正演模擬是在假定地下模擬結(jié)構(gòu)的情況下，模擬地震波的激發(fā)和接受獲得地震記錄。它是地震數(shù)據(jù)采集、地震處理、地震解釋三大環(huán)節(jié)分析的基礎(chǔ)，可為地震數(shù)據(jù)采集、地震處理、地震解釋提供理論依據(jù)以及科學(xué)的評估方法。通過地震正演模擬，可以檢驗采集設(shè)計參數(shù)、地震處理參數(shù)、地震解釋方法的合理性，判斷地震采集數(shù)據(jù)、地震處理數(shù)據(jù)、地震解釋數(shù)據(jù)的可信度和結(jié)果的正確性。

地震正演模擬主要包括兩種^[1]，一種是物理模擬，另外一種是數(shù)值模擬。但目前應(yīng)用程度最廣也最方便的是數(shù)值模擬，在地震勘探領(lǐng)域，如果不特別說明，地震正演模擬一般都是指數(shù)值模擬。

地質(zhì)建模是地震正演模擬中的重要一環(huán)，也是最基礎(chǔ)的一環(huán)。目前在地震建模方面，研究的內(nèi)容主要涉及^[1]：(1)層狀結(jié)構(gòu)模型的定義及描述；(2)斷層結(jié)構(gòu)模型的定義及描述；(3)多邊形結(jié)構(gòu)模型的定義及描述；(4)不同的結(jié)構(gòu)的順序次序定義及描述；(5)二維封閉結(jié)構(gòu)模型定義及數(shù)據(jù)描述；(6)相交線交叉點的計算和刪除；(7)封閉面的追蹤。

申請?zhí)枮?013101338932的中國授權(quán)專利“一種頻率域全波形反演地震速度建模方法”公開了一種基于全波形反演的一種速度建模方法^[2]，這種方法主要工作是在頻率域完成的，在獲得基本信息的基礎(chǔ)上，基于相應(yīng)算法和基本參數(shù)的基礎(chǔ)上，完成所有頻率的反演，最后獲得最終的速度模型，建模方法主要是提高參與反演的模型精度。

申請?zhí)?014108115111的中國授權(quán)專利“一種薄儲層的預(yù)測方法及系統(tǒng)”公開了一種針對薄儲層的預(yù)測方法系統(tǒng)^[3]，這種方法系統(tǒng)首先基于基于處理的測井數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、沉積微項、層序構(gòu)架劃分等具有層序結(jié)構(gòu)和沉積微相特征的地質(zhì)模型，然后基于該模型進行地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演；最后對地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演的結(jié)果進行篩選和地層切片的劃分，得到薄儲層的平面分布規(guī)律。

申請?zhí)?01510458235X的中國申請專利“縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質(zhì)建模方法”公開了一種縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質(zhì)建模方法^[4]，該方法實現(xiàn)主要包括這樣幾個步驟：一是建模區(qū)塊劃分；二是建模大類劃分；三是基質(zhì)建模分相；四是裂縫分類；五是模型合并。通過這五個步驟的實現(xiàn)建立的縫洞型碳酸鹽巖油氣藏的三維地質(zhì)模型能夠滿足開發(fā)方案設(shè)計、開發(fā)方案實施以及開發(fā)動態(tài)分析等方面的需要。

申請?zhí)?013105849161的中國申請專利“砂礫巖綜合地質(zhì)建模方法”公開了一種砂礫巖綜合地質(zhì)建模方法^[5]，該方法實現(xiàn)主要包括這樣幾個步驟：一是對各種基礎(chǔ)信息進行分析整理，篩選出用來進行地質(zhì)模型構(gòu)建的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；二是通過單井精細地層對比、精細地震解釋精細描述隔夾層及斷裂系統(tǒng)，建立地層和構(gòu)造格架模型；三是利用現(xiàn)有巖心、測錄井資料，識別和判斷巖性；四是在測井相分析基礎(chǔ)上，建立沉積相模型；五是基于孔滲曲線，建立屬性模型。

申請?zhí)?014106631905的中國申請專利“一種基于快門式3D技術(shù)的地質(zhì)模型顯示方法”公開了一種基于快門式3D技術(shù)的地質(zhì)模型顯示方法^[6]，該方法是利用OpenGL的繪圖功能，首先將得到的三維地質(zhì)模型進行視口變換和投影變換，然后將變換后模型映射到設(shè)定的三維空間中，再接著設(shè)置雙眼視圖調(diào)節(jié)機制，使繪制的模型在pc機上進行顯示，最后通過3D眼鏡就可以觀賞到三維顯示效果。

從現(xiàn)有的文獻和專利來看^[1-6]，現(xiàn)有建模方法主要有這個幾個特點：(1)建模對象的定義及描述；(2)封閉區(qū)域的創(chuàng)建和追蹤；(3)地質(zhì)模型精度的改進；(4)地質(zhì)模型的3D顯示；(5)地質(zhì)模型的分解與重建。這些建模方法的研究少有針對薄儲層方面的，因此對薄儲層應(yīng)用方面的研究比較有限。因此，研究適用于薄儲層方面的建模方法，對薄儲層各種技術(shù)的推廣具有重要理論和現(xiàn)實意義。

[1]牟永光，裴正林，三維復(fù)雜介質(zhì)地震數(shù)值模擬.石油工業(yè)出版社，2005。

[2]中國海洋石油總公司，中海油研究總院，一種頻率域全波形反演地震速度建模方法，中國專利：CN103207409B，2016-01-06。

[3]中國石油天然氣集團公式，一種薄儲層的預(yù)測方法及系統(tǒng)，中國專利：CN104502966A，2015-04-08。

[4]中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，縫洞型碳酸鹽巖油氣藏三維地質(zhì)建模方法，中國專利：CN104992468A，2015-10-21。

[5]中國石油化工股份有限公式，砂礫巖綜合地質(zhì)建模方法，中國專利：CN104657523A，2015-05-27。

[6]長江大學(xué)，一種基于快門式3D技術(shù)的地質(zhì)模型顯示方法，中國專利：CN104463955A，2015-03-25。

[7]Tesseral技術(shù)有限公司，Tesseral-2D 6.0V軟件系統(tǒng)，2008。

[8]哈里伯頓公司，GeoGraphix Seismic Modeling軟件系統(tǒng)，2015。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中上述的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法，具體在于具體步驟是：

(1)初始化主模型的基本尺寸：

(2)在步驟(1)的基礎(chǔ)上劃分出目的層區(qū)和非目的層區(qū)范圍；

(3)在步驟(2)基礎(chǔ)上，采用變比例來設(shè)計非目的層模型和目的層模型，在完成非目的層模型和目的層模型創(chuàng)建后，將目的層模型和非目的層模型在同一個比例尺下進行顯示；

(4)在步驟(3)的基礎(chǔ)上，采用變變樣技術(shù)離散非目的層模型和目的層模型，獲得模型離散數(shù)據(jù)；

(5)在步驟(4)的基礎(chǔ)上，采用正演算法進行正演模擬，生成合成地震記錄。

優(yōu)選地，步驟(1)設(shè)計模型的基本尺寸，利用研發(fā)軟件設(shè)置模型的基本尺寸，彈出主視圖模型窗口。

優(yōu)選地，步驟(2)將模型劃分出目的層和非目的層范圍，在主視圖模型窗口設(shè)計出目的層區(qū)和非目的層區(qū)的基本范圍，此時將彈出目的層模型窗口。

優(yōu)選地，步驟(3)在主視圖模型窗口和目的層模型窗口分別建立非目的層區(qū)的模型和目的層的薄儲層模型，在完成薄儲層地質(zhì)模型構(gòu)建后，目的層薄儲層模型將以主視圖模型窗口中的模型比例在主窗口中顯示目的層模型；即將目的層模型和非目的層模型以不同比例來進行設(shè)計，目的層模型支持0.1-2m薄儲層的構(gòu)建，且薄儲層表現(xiàn)得清楚可見，在目的層模型設(shè)計完成后，以同一比例與非目的層模型在一個視圖下顯示，看到整個模型的全貌。

優(yōu)選地，步驟(4)在完成構(gòu)建完成后，利用研發(fā)軟件形成的變采樣率功能進行模型的離散，對非目的層模型和目的層模型數(shù)據(jù)以不同的采樣率進行采樣，非目目的層的采樣率小于等于1個樣點/m，目的層的采樣率結(jié)余1個樣點/m，10個樣點/m。

優(yōu)選地，步驟(5)以離散模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)利用正演算法進行正演獲得合成地震記錄。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明體現(xiàn)的效果如下：

(1)技術(shù)方面

常規(guī)建模方法采用等比例來構(gòu)建地質(zhì)建模，這導(dǎo)致很難兼顧整體的關(guān)系，當放大時，等比例情況下，很難看到整體的地質(zhì)模型面貌，當縮小時，又很難看到局部薄層面貌，使研究人員不利于對模型的描述。而本發(fā)明方法發(fā)明了一種變比例的技術(shù)，在這種變比例技術(shù)下，研究人員既可以看到全局部分，也可以看到局部部分，有利于研究人員更好地研究描述模型。

常規(guī)建模方法采用等采樣率技術(shù)來離散模型，這種技術(shù)往往需要占用比較大的內(nèi)存空間和失去速度優(yōu)勢，而本發(fā)明方法采用了一種變采樣技術(shù)，這是一種節(jié)省存儲空間和兼顧速度的一種建模技術(shù)。

(2)經(jīng)濟方面

利用本發(fā)明方法來開展薄儲層研究，將能夠使構(gòu)建的地質(zhì)模型更貼近實際，從而使得基于該模型得到的正演模擬結(jié)果更加可靠，可用來更好地指導(dǎo)實際應(yīng)用，降低實際的勘探風(fēng)險，提高勘探成功率。

(3)社會方面

本發(fā)明方法有利于豐富我國的薄儲層地震建模技術(shù)，將促進我國薄儲層建模工具的發(fā)展，進而進一步提升我國薄儲層的勘探開發(fā)能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的模型尺寸展示圖。

圖2為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的模型被劃分為目的層和非目的層后的面貌展示圖。

圖3為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的目的層模型尺寸單獨顯示圖。

圖4為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的完成非目的層模型設(shè)計后主模型窗口模型展示圖。

圖5為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的完成目的層設(shè)計模型設(shè)計后模型展示圖。

圖6為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的包括目的層模型和非目的層模型的綜合模型圖。

圖7為本發(fā)明一種基于雙變地質(zhì)建模技術(shù)的薄儲層地震正演模擬方法的地震正演模擬的合成地震記錄。

圖中：A、非目的層；B、目的層；1、地層界面；2、地層。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

基于本發(fā)明實施的地震正演模擬案例如下：

(1)利用研發(fā)軟件設(shè)置模型的基本尺寸，其中模型寬度為1000m，模型高度為500m，在設(shè)置完成將出現(xiàn)帶有模型大小的主視圖窗口，見圖1；

(2)在主視圖模型窗口中設(shè)計目的層的頂和底，設(shè)計頂?shù)咨疃任恢脼?00m和300m，此時模型被劃分為三個部分(三個部分的模型寬度都是1000m)，第一部分模型為非目的層，深度范圍是0-200m，第二部分模型是目的層，深度范圍是200-300m，第三部分模型是非目的層，深度范圍是300-500m。此時主視圖在目的層設(shè)計完成后，將呈現(xiàn)如圖2所示，在劃分完目的層劃分后，可以顯示出目的層模型窗口(圖3)。

(3)在主視圖建模窗口和目的層建模窗口分別建立非目的層區(qū)的地質(zhì)模型(圖4)和包含薄儲層的目的層地質(zhì)模型(圖5)。第一部分非目的層被劃分成5層，第1層、第3層、第5層，假設(shè)為泥巖層，速度設(shè)為2300m/s，第2層、第4層，假設(shè)為砂巖層，速度設(shè)為2700m/s；第二部分目的層被劃分為9層，巖性以泥巖為主，另外包含4個薄層砂體，四個薄層砂體厚度從上往下一次為0.5m、0.75m、1m、1.5m，目的層中的第1層、第3層、第5層、第7層、第9層為泥巖層，速度為2500m/s，第2層、第4層、第6層、第8層為砂巖層，速度設(shè)為3000m/s；第三部分非目的層被劃分為5層，第1層、第3層、第5層，假設(shè)為泥巖層，速度設(shè)為2700m/s，第2層、第4層，假設(shè)為砂巖層，速度設(shè)為3100m/s。各地層的密度統(tǒng)一采用經(jīng)典的Gardner公式計算獲得。在完成包含薄儲層目的層地質(zhì)模型構(gòu)建后，目的層地質(zhì)模型將以主視圖建模窗口中的模型比例在主窗口中顯示出來，此時主視圖窗口中將包括非目的層區(qū)的地質(zhì)模型和目的層區(qū)的地質(zhì)模型，其顯示面貌如圖6所示。

(4)在完成構(gòu)建完成后，利用研發(fā)軟件形成的變采樣率功能進行模型的離散；

(5)基于正演模擬算法生成合成地震記錄，圖7是利用30Hz雷克子波生成的合成地震記錄。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干相似的變形和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。