超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，具體是涉及一種超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場 建立方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 準(zhǔn)確地建立三維地質(zhì)力學(xué)場是鉆井工程設(shè)計與施工的基礎(chǔ)，是確定鉆井井身結(jié) 構(gòu)、鉆井液密度、鉆井控制及完井等工藝不可缺少的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。只有準(zhǔn)確掌握地質(zhì)力學(xué)場參 數(shù)，才能夠采取針對性的油氣層保護(hù)技術(shù)措施，并且確保鉆井施工的安全，降低作業(yè)風(fēng)險具 有重要的作用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，人們通常僅僅是根據(jù)地球物理測井資料中的聲波測井?dāng)?shù)據(jù)和密度測 井?dāng)?shù)據(jù)推求地質(zhì)力學(xué)場參數(shù)，在識別精度和地質(zhì)應(yīng)力場的各向異性方面有差距，準(zhǔn)確性較 差，無法滿足石油勘探開發(fā)的工業(yè)化應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建 立方法和系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有的地質(zhì)力學(xué)場建立方法所建立的地質(zhì)力學(xué)場準(zhǔn)確性較差的缺 陷。
[0005] 本發(fā)明提供了一種超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立方法，包括：
[0006] 獲取地震工區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立含有三維坐標(biāo)信息的地震疊 加速度場，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括地震測網(wǎng)資料、地震解釋成果資料、地震速度資料、鉆測井速 度資料和測井資料；
[0007] 根據(jù)所述地震疊加速度場和從所述地震解釋成果資料中獲得的地震解釋成果層 位數(shù)據(jù)，計算沿層的層速度，并根據(jù)所述層速度確定對應(yīng)的地震平均速度，得到地震平均速 度場；
[0008] 根據(jù)所述地震解釋成果層位數(shù)據(jù)和從所述地震測網(wǎng)資料中獲得的地震工區(qū)測網(wǎng) 坐標(biāo)范圍，通過地震解釋層位控制，對所述地震平均速度場進(jìn)行三維數(shù)據(jù)插值計算，獲得地 震三維速度場；
[0009] 根據(jù)所述地震三維速度場確定巖性物理參數(shù)，并根據(jù)所述巖性物理參數(shù)計算所述 地震工區(qū)的地層壓力和地質(zhì)應(yīng)力，構(gòu)建三維地質(zhì)力學(xué)場。
[0010] 本發(fā)明提供了一種超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立系統(tǒng)，包括：
[0011] 獲取模塊，用于獲取地震工區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立含有三維坐 標(biāo)信息的地震疊加速度場，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括地震測網(wǎng)資料、地震解釋成果資料、地震速度 資料、鉆測井速度資料和測井資料；
[0012] 計算模塊，用于根據(jù)所述地震疊加速度場和從所述地震解釋成果資料中獲得的地 震解釋成果層位數(shù)據(jù)，計算沿層的層速度，并根據(jù)所述層速度確定對應(yīng)的地震平均速度，得 到地震平均速度場；
[0013] 插值模塊，用于根據(jù)所述地震解釋成果層位數(shù)據(jù)和從所述地震測網(wǎng)資料中獲得的 地震工區(qū)測網(wǎng)坐標(biāo)范圍，通過地震解釋層位控制，對所述地震平均速度場進(jìn)行三維數(shù)據(jù)插 值計算，獲得地震三維速度場；
[0014] 構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述地震三維速度場確定巖性物理參數(shù)，并根據(jù)所述巖性物 理參數(shù)計算所述地震工區(qū)的地層壓力和地質(zhì)應(yīng)力，構(gòu)建三維地質(zhì)力學(xué)場。
[0015] 本發(fā)明提供的超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立方法和系統(tǒng)，根據(jù)地震工區(qū)的 包括地震測網(wǎng)資料、地震解釋成果資料、地震速度資料、鉆測井速度資料和測井資料的基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)，建立含有三維坐標(biāo)信息的地震疊加速度場，進(jìn)而根據(jù)該疊加速度場和地震解釋成果 層位數(shù)據(jù)，計算沿層的層速度，并根據(jù)層速度確定對應(yīng)的地震平均速度，得到地震平均速度 場，進(jìn)而根據(jù)地震解釋成果層位數(shù)據(jù)和地震工區(qū)測網(wǎng)坐標(biāo)范圍，通過地震解釋層位控制，對 所述地震平均速度場進(jìn)行三維數(shù)據(jù)插值計算，獲得地震三維速度場。獲得的地震三維速度 場中綜合考慮了地震疊加速度、層速度和平均速度多種速度資料，充分利用了地震資料，使 得利用充分結(jié)合地震資料和測井資料得到的該地震三維速度場來確定的巖性物理參數(shù)更 加準(zhǔn)確，從而保證了根據(jù)該巖性物理參數(shù)計算得到的地震工區(qū)的地層壓力和地質(zhì)應(yīng)力更加 準(zhǔn)確，能夠構(gòu)建更加準(zhǔn)確、精細(xì)的三維地質(zhì)力學(xué)場。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實施例提供的超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立方法的流程圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實施例中得到的地震疊加速度場示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明實施例中得到的地震層速度場示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明實施例中得到的地震平均速度場示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明實施例中三維數(shù)據(jù)插值得到的地震三維速度場示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明實施例中縱橫向約束校正后得到的精細(xì)三維速度場示意圖；
[0022] 圖7a、圖7b、圖7c、圖7d和圖7e分別為本發(fā)明實施例中得到的垂向應(yīng)力效果圖、 縱波時差效果圖、孔隙度效果圖、泥質(zhì)含量效果圖和密度體效果圖；
[0023] 圖8a、圖8b、圖8c和圖8d分別為本發(fā)明實施例中得到的X方向應(yīng)力體效果圖、Y 方向應(yīng)力體效果圖、破裂壓力體效果圖和坍塌壓力體效果圖；
[0024] 圖9為本發(fā)明實施例中實測壓力系數(shù)值與聲波速度、三維地震速度場計算出的三 維地質(zhì)應(yīng)力場中提取的某井點的壓力系數(shù)曲線疊合對比顯示圖；
[0025] 圖10為本發(fā)明實施例中地層壓力與地質(zhì)應(yīng)力平面、剖面、空間體對比分析圖；
[0026] 圖11為本發(fā)明實施例提供的超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖。
【具體實施方式】
[0027] 圖1為本發(fā)明超深碳酸鹽儲層三維地質(zhì)力學(xué)場建立方法實施例的流程圖，本實施 例中，通過將地震資料和測井資料相互融合來推求較為準(zhǔn)確地質(zhì)應(yīng)力場。具體地，如圖1所 示，本實施例提供的所述方法具體包括：
[0028] 步驟101、獲取地震工區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立含有三維坐標(biāo)信息 的地震疊加速度場，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括地震測網(wǎng)資料、地震解釋成果資料、地震速度資料、 鉆測井速度資料和測井資料；
[0029] 其中，疊加速度是根據(jù)速度譜建立的速度，含有三維坐標(biāo)信息的地震疊加速度場 即為具有x、y、z坐標(biāo)的疊加速度場，如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例中得到的地震疊加速 度場示意圖。
[0030] 步驟102、根據(jù)所述地震疊加速度場和從所述地震解釋成果資料中獲得的地震解 釋成果層位數(shù)據(jù)，計算沿層的層速度，并根據(jù)所述層速度確定對應(yīng)的地震平均速度，得到地 震平均速度場；
[0031] 具體地，根據(jù)地震疊加速度場和地震解釋成果層位數(shù)據(jù)，計算沿層的層速度，可以 通過以下方式實現(xiàn)：
[0032] 根據(jù)公式（1)將所述疊加速度校正為均方根速度：
[0033] Vr = Vscos α (1)
[0034] 根據(jù)所述均方根速度，采用公式（2)計算沿層的層速度：
[0035]
[0036] 其中，Vn為第η層層速度；Vm為第η層均方根速度；V&n i為第η-1層以上地層的 均方根速度；tan為第η層旅行時間；tan i為第η-1層旅行時間；Vf為所述均方根速度；1為 所述疊加速度；α為所述地層傾角，其中，所述層位數(shù)據(jù)中包括該地層傾角。
[0037] 得到的地震層速度如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例中得到的地震層速度場示意 圖。
[0038] 其中，根據(jù)層速度確定對應(yīng)的地震平均速度，得到地震平均速度場，如圖4所示， 具體包括：
[0039] 根據(jù)所述地震解釋成果層位數(shù)據(jù)，針對每個所述層速度，采用大層中分小層規(guī)則 獲得小層層速度，獲得與每個所述層速度分別對應(yīng)的小層層速度，并根據(jù)公式（3)確定與 每個所述層速度對應(yīng)的地震平均速度，得到地震平均速度場：
[0040]
[0041] 其中，Vav為地震平均速度；tan為第η層旅行時間；V'為第η層層速度中的小層層 速度；m為所述第η層層速度中包含的小層水平層狀介質(zhì)數(shù)。
[0042] 層速度具有在一定均一環(huán)境下速度比較穩(wěn)定的特性。根據(jù)這一特性，地震層速度 在細(xì)小地層控制下就能夠達(dá)到地層介質(zhì)穩(wěn)定，小層層速度也較為穩(wěn)定，因此，采取地震解釋 層位控制的前提下，采取大的地層層位中再分出小層的規(guī)則，獲得小層層速度。
[0043] 步驟103、根據(jù)所述地震解釋成果層位數(shù)據(jù)和從所述地震測網(wǎng)資料中獲得的地震 工區(qū)測網(wǎng)坐標(biāo)范圍，通過地震解釋層位控制，對所述地震平均速度場進(jìn)行三維數(shù)據(jù)插值計 算，獲得地震三維速度場；
[0044] 其中，所謂層位控制就是利用地震解釋層位作為分界層進(jìn)行控制，使速度劇烈變 化。而地震工區(qū)測網(wǎng)坐標(biāo)范圍則是根據(jù)工區(qū)數(shù)據(jù)分布范圍，利用工具拾取數(shù)據(jù)邊界范圍而 獲得的，位于測網(wǎng)坐標(biāo)范圍之外速度數(shù)據(jù)不計算。
[0045] 簡單說明三維數(shù)據(jù)插值的基本原理：首先給定一組已知空間離散點數(shù)據(jù)，從這些 數(shù)據(jù)中找到一個函數(shù)關(guān)系式，使得該關(guān)系式最好逼近這些已知點的空間數(shù)據(jù)，并根據(jù)該函 數(shù)關(guān)系式推導(dǎo)區(qū)域范圍內(nèi)其他任意點的值為基本三維插值原理，其中三維數(shù)據(jù)插值方法之 一就是逐