本發(fā)明涉及碳酸鹽巖縫洞型儲集體預(yù)測領(lǐng)域，尤其涉及一種碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法。

背景技術(shù)：

斷溶體是一種碳酸鹽巖特有的圈閉類型，其定義為：受多期次構(gòu)造擠壓作用影響，沿深斷裂帶發(fā)育的局部脆性灰?guī)r破碎帶，多期巖溶水沿斷裂下滲或局部熱液上涌致在破碎帶內(nèi)發(fā)生溶蝕而形成的縫洞系統(tǒng)，在上覆泥灰?guī)r、泥巖等蓋層封堵以及側(cè)向致密灰?guī)r遮擋下，形成的一種不規(guī)則斷控巖溶圈閉類型，簡稱斷溶體圈閉。現(xiàn)有的碳酸鹽巖斷溶體檢測技術(shù)主要以不連續(xù)性檢測屬性為主，其中以精細相干技術(shù)與螞蟻體追蹤斷裂檢測技術(shù)為代表的技術(shù)應(yīng)用效果較好。

精細相干算法相干斷裂檢測技術(shù)是由第一代基于互相關(guān)計算的相干、第二代基于相似性的傾斜疊加計算的相似以及發(fā)展到第三代基于數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣本征結(jié)構(gòu)的不連續(xù)檢測的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)。精細相干體技術(shù)利用多道相似性將三維數(shù)據(jù)體經(jīng)計算轉(zhuǎn)化為相關(guān)系數(shù)數(shù)據(jù)體，通過精細相干處理來比較局部地震波形的相似性(相干值較低的點與反射波波形不連續(xù)性相關(guān)較好)，可以比較直觀的辨別出與斷裂、裂縫、沉積相、巖性變化、甚至流體變化等有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象。精細相干技術(shù)作為最新的相干算法，能把多道地震數(shù)據(jù)組成協(xié)方差矩陣，應(yīng)用多道特征分解技術(shù)求得多道數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。其計算特點是基于三維地震數(shù)據(jù)體相干計算，分辨率高，是一種帶傾角+方位角的相干算法。在相干數(shù)據(jù)體作水平切片圖上可揭示斷層、巖性體邊緣、不整合等地質(zhì)現(xiàn)象，為解決油氣開發(fā)中的特殊問題提供有利依據(jù)。

螞蟻體追蹤斷裂檢測技術(shù)的基礎(chǔ)是一種隨機優(yōu)化算法。該算法具有分布式計算、易于與其它方法相結(jié)合、靈活性強等優(yōu)點，在動態(tài)環(huán)境下也表現(xiàn)出高度的靈活性和健壯性，目前已逐漸推廣延伸至連續(xù)優(yōu)化等領(lǐng)域。該算法是模擬自然界中真實蟻群的覓食行為而產(chǎn)生的一種新型仿生類優(yōu)化算法，該算法主要通過人工螞蟻智能群體間的信息傳遞達到尋優(yōu)目的，是一種正反饋機制(即螞蟻總是偏向于選擇信息素濃的路徑)，通過信息量的不斷更新而達到最終收斂于最優(yōu)路徑的目的。研究表明，螞蟻算法具有大規(guī)模并行處理、自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)性和通用性強的優(yōu)點。在用于解決組合優(yōu)化問題和復(fù)雜非線性動態(tài)問題方面，具有很強的解釋能力。

螞蟻追蹤技術(shù)和精細相干技術(shù)有相同的目的性，其異常帶和相干技術(shù)對斷裂帶的反映斷裂異常帶位置整體對應(yīng)關(guān)系較好，主要分布在相干條帶的邊緣，對斷裂位置和范圍刻畫更為精確。但對地震資料的品質(zhì)要求較高，通過高品質(zhì)的資料可以獲得很好的檢測效果，對細小斷裂的精細刻畫要比精細相干精度高，但對規(guī)模較大的斷層輪廓刻畫不如精細相干。

現(xiàn)有的碳酸鹽巖斷溶體檢測技術(shù)還存在以下問題：前期斷裂檢測技術(shù)的屬性異常主要體現(xiàn)斷溶體與基巖的邊界，以線狀特征為主，但碳酸鹽巖斷溶體具有一定寬度的破碎帶，依據(jù)塔河油田多口水平井實鉆分析，其發(fā)育寬度可達到100m--1000m以上，因此前期檢測結(jié)果與斷溶體中“體”的概念相去甚遠；精細相干技術(shù)與螞蟻體追蹤斷裂檢測技術(shù)受三維地震數(shù)據(jù)同相軸影響嚴重，同相軸能量強的層段屬性異常更為明顯，不符合奧陶系斷裂的發(fā)育規(guī)律，在空間上不能體現(xiàn)斷溶體的特征；另外，因?qū)傩缘臋z測形態(tài)與實際地質(zhì)體差異較大，屬性值不具有可標定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法。

本發(fā)明提供了一種碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法，包括：

基于三維地震數(shù)據(jù)體，構(gòu)建梯度結(jié)構(gòu)張量并計算梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值；

根據(jù)實際斷溶體的特征確定所述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值的平滑參數(shù)，并利用所述平滑參數(shù)平滑所述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值；及

利用與所述碳酸鹽巖斷溶體相關(guān)的區(qū)域的水平井鉆時曲線標定所述特征值，從而得到碳酸鹽巖斷溶體的輪廓。

可選地，根據(jù)實際斷溶體的特征確定所述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值的平滑參數(shù)進一步包括：根據(jù)特征最明顯的斷溶體部位的人工解釋成果確定所述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值的平滑參數(shù)。

可選地，利用與所述斷溶體相關(guān)地區(qū)的水平井鉆時曲線標定特征值進一步包括：對于斷裂橫向破碎范圍，利用側(cè)鉆水平井的鉆時曲線標定特征值。

可選地，基于三維地震數(shù)據(jù)體，構(gòu)建梯度結(jié)構(gòu)張量并計算梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值進一步包括：

基于三維地震體素的線、道位置及雙程旅行時間方向，計算三維地震數(shù)據(jù)體的每一點的梯度矢量；

通過所述梯度矢量，構(gòu)建所述梯度結(jié)構(gòu)張量；及

計算所述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值。

可選地，計算三維地震數(shù)據(jù)體的每一點的梯度矢量進一步包括：利用高斯窗對所述梯度矢量進行平滑。

可選地，在計算所述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值之前還包括：利用高斯窗對所構(gòu)建的梯度結(jié)構(gòu)張量的每一個成分進行平滑，以得到平均的梯度結(jié)構(gòu)張量。

可選地，所述特征值中的一個特征值的高值異常反應(yīng)水平同相軸；所述特征值中的另一個特征值反應(yīng)雜亂反射特征。

本發(fā)明提供的碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法和精細相干技術(shù)、螞蟻體追蹤斷裂檢測技術(shù)相比，檢測結(jié)果為實心體，與斷溶體地質(zhì)形態(tài)相符，屬性值可標定，邊界可信度高。而且橫向信噪比高，縱向連續(xù)性強，能夠在空間上體現(xiàn)斷溶體的輪廓特征，如橫向分段性、縱向發(fā)育深度的差異性，為塔河油田和相似背景油田的斷溶體地質(zhì)研究及油藏高效開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明一個實施例提供的碳酸鹽巖斷溶體空間輪廓檢測方法的流程圖；

圖2a-圖2c示出了塔河油田垂直托甫臺區(qū)tp12cx斷裂地震及屬性剖面圖；

圖3示出了塔河油田工區(qū)典型井的鉆時曲線與梯度結(jié)構(gòu)張量屬性對應(yīng)關(guān)系標定示意圖。

具體實施方式

為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發(fā)明做詳細說明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。

本發(fā)明針對現(xiàn)有碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測存在的問題，提出了一種碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法。本發(fā)明創(chuàng)新性地提出了應(yīng)用梯度結(jié)構(gòu)張量屬性檢測碳酸鹽巖斷溶體，根據(jù)斷溶體的規(guī)模特征確定計算參數(shù)，結(jié)合實鉆資料進行值域標定，最終確定斷溶體的空間輪廓。本發(fā)明提供的方法能夠在空間上體現(xiàn)斷溶體的輪廓特征，如橫向分段性、縱向發(fā)育深度的差異性，為塔河油田和相似背景油田的斷溶體地質(zhì)研究及油藏高效開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

圖1示出了本發(fā)明一個實施例提供的碳酸鹽巖縫洞空間位置預(yù)測方法的流程圖。如圖1所示，方法包括如下步驟：

步驟s110，基于三維地震數(shù)據(jù)體，構(gòu)建梯度結(jié)構(gòu)張量并計算梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值。

基于三維地震數(shù)據(jù)體，構(gòu)建梯度結(jié)構(gòu)張量并計算梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值進一步包括：

基于三維地震體素的線、道位置及雙程旅行時間方向，計算三維地震數(shù)據(jù)體的每一點的梯度矢量。

具體地，以三維地震體素的線為x、道位置為y、雙程旅行時間方向為z計算三維地震數(shù)據(jù)體的每一點的梯度矢量。計算公式如下：

計算三維地震數(shù)據(jù)體的每一點的梯度矢量可以進一步包括：利用高斯窗對上述梯度矢量進行平滑。具體公式如下：

其中，g為高斯核函數(shù)，g為振幅梯度場，g1、g2、g3分別為沿x、y、z方向的方向?qū)?shù)。

通過上述梯度矢量，構(gòu)建得出梯度結(jié)構(gòu)張量t，計算公式如下：

計算上述結(jié)構(gòu)張量t的特征值。具體計算公式如下：

|tv-λv|＝0

其中λ和ν分別是特征值和特征向量。由于矩陣t為實對稱矩陣，所以滿足三個特征值λ1≥λ2≥λ3>0。由實對稱矩陣的性質(zhì)可知，三個特征向量v1,v2,v3兩兩正交。

針對特征值的應(yīng)用有多種方法，以組合應(yīng)用為主，如randen和bakker分別構(gòu)建了“混沌”和“各向異性參數(shù)”，但其對斷溶體的刻畫效果均不理想。通過分析發(fā)現(xiàn)上述λ1高值異常主要反應(yīng)水平同相軸，為能量變化最為劇烈部位；λ2主要體現(xiàn)雜亂反射特征，吻合斷溶體的剖面特征。

在計算上述梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值之前還可以包括：利用高斯窗對所構(gòu)建的梯度結(jié)構(gòu)張量的每一個成分進行平滑，以得到平均的梯度結(jié)構(gòu)張量。平均的梯度結(jié)構(gòu)張量可以用于表征一定區(qū)域內(nèi)的紋理特征，并且通過求取平均的梯度結(jié)構(gòu)張量可壓制由于噪音引起的結(jié)構(gòu)張量的突變。求取平均的梯度結(jié)構(gòu)張量的公式如下：

步驟s120，根據(jù)實際斷溶體的特征確定梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值的平滑參數(shù)，并利用平滑參數(shù)平滑梯度結(jié)構(gòu)張量的特征值。

其中，由于實際斷溶體的反射特征較為雜亂，信噪比較低，因此λ2數(shù)據(jù)體需要一定的空間平滑。并且根據(jù)特征最為明顯的斷溶體部位人工解釋成果確定平滑參數(shù)，一般平面窗口參數(shù)取值較縱向窗口小。

步驟s130，利用與碳酸鹽巖斷溶體相關(guān)的區(qū)域的水平井鉆時曲線標定特征值，從而得到碳酸鹽巖斷溶體的輪廓。

可以根據(jù)實鉆井資料對特征值進行標定。對于斷裂橫向破碎范圍，利用側(cè)鉆水平井的鉆時曲線標定特征值。比如以奧陶系縫洞儲集體為目標的鉆井，當鉆遇縫洞發(fā)育位置時會發(fā)生放空漏失，一般沒有測井曲線，可利用側(cè)鉆水平井的鉆時曲線標定斷裂橫向破碎范圍?；鶐r的鉆時曲線一般較為平穩(wěn)，當進入破碎范圍時，表現(xiàn)為低鉆時，以10min/m為界限，標定特征值的閾值。

本發(fā)明提供的碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法能夠較好的在空間上體現(xiàn)斷溶體的輪廓特征，如橫向分段性、縱向發(fā)育深度的差異性，為塔河油田和相似背景油田的斷溶體地質(zhì)研究及油藏高效開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

以塔河油田托甫臺地區(qū)的tp12cx主干斷裂為例，對本發(fā)明提供的碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法和其現(xiàn)場應(yīng)用效果進一步地進行說明。

圖2a-圖2c示出了三組塔河油田垂直托甫臺區(qū)tp12cx斷裂地震及屬性剖面圖。如圖2a所示，在原始逆時偏移剖面上斷裂破碎特征明顯。當基于地震保幅數(shù)據(jù)體進行梯度結(jié)構(gòu)張量求取后，得到結(jié)果如圖2b所示。由圖2b可以看出整體的異常范圍與破碎帶范圍基本一致，但內(nèi)部細節(jié)差異較大。通過空間平滑處理后，得到結(jié)果如圖2c所示，其效果與剖面異常更加吻合。

圖3示出了塔河油田工區(qū)典型井的鉆時曲線與梯度結(jié)構(gòu)張量屬性對應(yīng)關(guān)系標定示意圖。如圖3所示，通過工區(qū)內(nèi)典型水平井tp243ch、tp276h標定平滑處理后的屬性，由于奧陶系鉆井鉆遇儲集體后放空漏失缺失測井曲線，故應(yīng)用鉆時曲線進行標定，以10min/m為界限劃定破碎帶范圍內(nèi)的屬性值大于15。

綜上所述，本發(fā)明提供的碳酸鹽巖斷溶體輪廓檢測方法檢測結(jié)果為實心體，與斷溶體地質(zhì)形態(tài)相符，屬性值可標定，邊界可信度高。而且橫向信噪比高，縱向連續(xù)性強，能夠在空間上體現(xiàn)斷溶體的輪廓特征，如橫向分段性、縱向發(fā)育深度的差異性，為塔河油田和相似背景油田的斷溶體地質(zhì)研究及油藏高效開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。

此外，盡管在附圖中以特定順序描述了本發(fā)明實施操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現(xiàn)期望的結(jié)果。可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，或者將一個步驟分成多個步驟執(zhí)行。

以上對本發(fā)明的方法和具體實施方法進行了詳細的介紹，并給出了相應(yīng)的實施例。當然，除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要保護的范圍之內(nèi)。