一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法與流程
2023-09-15 06:18:12
本
技術實現要素：
涉及陸相河流儲層精細研究範疇，具體涉及一種利用地震聯合測井資料的綜合頻率融合方法，主要利用自然電位低頻分量及電阻率曲線高頻信息綜合應用到儲層預測，以提高儲層刻畫精度。
背景技術：
目前地震反演方法廣泛應用於儲層預測之中，其主要根據地震儲層可識別的波阻抗差異，實現反演成果能夠有效體現儲集層與圍巖邊界。單一測井曲線對陸相碎屑巖儲層與圍巖差異響應具有局限性，難以有效體現兩者地球物理性質差異。採用測井曲線多頻段融合方法構建對儲層特徵敏感的曲線，突出儲集層的地球物理響應，以達到精細儲層刻畫目的。
綜合測井、地震、地質等多種資料開展地震反演工作。最終實現地球物理多信息融合，突出各信息的優勢分量。各種地球物理資料中，聲波阻抗與聲波時差測井曲線起到了關鍵作用。但波阻抗和聲波速度曲線受各種因素限制往往與真實地層條件匹配不好，單一曲線的精度局限性影響到地震反演儲集層的精確分布。自然電位、電阻率等非速度類曲線在實際研究中對巖性識別發揮明顯優勢，雖然與地震資料沒有與地震反射沒有直接對應關係，但可探求一種非速度類測井曲線與速度類測井曲線融合曲線方法，綜合體現地層背景與巖性背景信息，相當於在地震反演過程中加入了豐富的地質先驗信息和巖石物性信息，使得反演結果更加準確。
發明內容
本發明的目的在於解決目前技術中存在的不足，提供一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法，提高地震反演預測的精度。
本發明的技術方案是這樣實現的，一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法，包括如下步驟：
（a）基礎曲線預處理；
（b）地震合成記錄，建立時深關係曲線；
（c）曲線頻譜分析及濾波處理；
（d）多頻率曲線融合；
（e）基於頻率融合曲線的地震反演。
(a1)對聲波時差曲線開展標準化處理，選取全區穩定發育的泥巖段作為標準層，計算標準井標準層段的測井曲線幅度平均值同時計算每口井目的層段測井曲線平均值求出校正差，從測井曲線中減去校正量，即完成校正。校正公式為：
其中，ac標為標準化後測井曲線值；ac為標準化前測井曲線值；為待標準化井標準層測井曲線平均值；為標準井標準層測井曲線平均值。
(a2)對自然電位曲線開展基線校正，選取全區穩定發育、測井響應具有一致性的穩定的泥巖段作為標準層，讀取標準層自然電位曲線平均值作為自然電位曲線基線漂移的基值，選取目的層內各個泥巖層深度及其對自然電位幅值，按照自然電位曲線採樣率進行垂向上線性插值，生成校正基線曲線sp基，對自然電位曲線進行基線校正，利用公式：
其中，為第k個採樣點處基線校正後的自然電位幅度值；spk為第k個採樣點處基線校正前的自然電位幅度值；為第k個採樣點處校正基準曲線幅度值；sp標準為標準泥巖段自然電位平均幅值。
(a3)將步驟(a2)校正結果spnew曲線歸一化到波阻抗曲線量綱範圍內，根據讀取波阻抗曲線開展頻率直方圖統計，得出波阻抗曲線的最大幅值最小幅值由於自然電位幅值極性與波阻抗曲線幅值極性相反，對步驟(a2)校正結果spnew曲線開展反極性求取sp-new＝spnew，並對sp-new曲線進行頻率直方圖統計，統計sp-new曲線最大值和最小值將spnew曲線量綱到波阻抗曲線的範圍之內，均一化公式如下：
其中，為第k個採樣點處均一化後的自然電位幅度值；為第k個採樣點處均一化前的自然電位幅度值；和為波阻抗曲線的最大幅值和最小幅值；和為井待校正自然電位曲線的最大幅值和最小幅值。
(a4)引用步驟(a3)所讀取的波阻抗量曲線最大幅值和最小幅值對步驟(a2)校正結果spnew曲線進行頻率直方圖統計，得出電阻率曲線最大值和最小值將電阻率曲線量綱到波阻抗曲線的範圍之內，均一化公式如下：
其中，為第k個採樣點處均一化後的電阻率幅度值；為第k個採樣點處均一化前的電阻率幅度值；和為波阻抗曲線的最大幅值和最小幅值；和為井待校正電阻率曲線的最大幅值和最小幅值。
通過步驟(a3)和步驟(a4)將完成自然電位曲線和電阻率曲線的歸一化處理，將自然電位曲線和電阻率曲線歸一到波阻抗曲線量綱範圍，以此達到各井曲線的一致性和可對比性。
上述一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法，在步驟(b)中：
(b1)製作地震合成記錄，建立時深關係曲線，利用步驟(a1)標準化的聲波曲線和密度曲線，根據公式：
其中，rk為第k個採樣點處換算反射係數值；ρk為第k個採樣點處密度曲線幅度值；vk為第k個採樣點處速度曲線幅值，其大小為
換算出反射係數。並選用合適頻率的雷克子波δ，將反射係數曲線與子波褶積得到合成記錄：
其中，xi為第i個採樣點合成記錄值；δk為第k個採樣點處子波值；ri為第i個採樣點處反射係數；m1、m2分別為子波的起始樣點和末尾樣點序號。
以合成記錄為基礎，建立地震數據的時間域與測井深度域之間的對應關係。
（b2）應用步驟（b1）所建立地震數據的時間域與測井深度域之間的對應關係，將步驟（a3）中所得到splog曲線轉換為地震反射時間與自然電位幅值相對應的sptime曲線。
（b3）應用步驟（b1）所地震數據的時間域與測井深度域之間的對應關係，將步驟（a3）中所得到rlldlog曲線轉換為地震反射時間與電阻率幅值相對應的rlldtime曲線。
上述一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法，在步驟(c)中：
(c1)對步驟(b1)中的得到sptime曲線進行快速傅立葉變換(fft)，得到sptime曲線頻率譜h(f)sp，利用低通濾波器公式：
h(f)splow＝c(f)×h(f)sp
其中，c(f)為低通濾波函數；f為頻率；fl為低通濾波器的截止頻率；h(f)sp為自然電位曲線頻譜函數；h(f)splow為自然電位曲線低頻部分。
通過低通濾波處理得到低頻分量頻譜曲線h(f)splow。
(c2)對步驟(b2)中的得到rlldlog曲線進行快速傅立葉變換(fft)得到rlldtime曲線頻譜h(f)rlld，根據高通濾波器公式：
h(f)rlldhigh＝c(f)×h(f)rlld
其中，c(f)為高通濾波函數；f為頻率；fh為高通濾波器的截止頻率；h(f)rlld為自然電位曲線頻譜函數；h(f)rlldhigh為電阻率曲線高頻部分。
通過高通濾波處理得到高頻分量頻譜曲線h(f)rlldhigh。
截止頻率fl和fh的選取為地震反演所應用到的地震數據的有效頻帶的最高值。
上述一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法，在步驟(d)中：
通過融合技術將步驟(c2)得到的自然電位低頻分量頻譜曲線h(f)splow和步驟(c3)得到的電阻率高頻分量頻譜曲線h(f)rlldhigh進行融合生成頻譜曲線h(f)ip。針對頻譜曲線h(f)ip開展反傅立葉變換，即得到基於頻率融合的擬波阻抗曲線ip擬合。
上述一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法，在步驟(e)中：將步驟(d)所得頻率融合擬聲波阻抗曲線ip擬合應用於地震反演運算過程。
本發明的有益效果是：
本發明利用「低頻補償高頻恢復」的思路開展曲線頻率融合，能夠更好的識別薄厚不同的砂巖，突破單一因素的局限性。根據測井曲線的不同頻率尺度反映不同的地質與沉積特徵的特點，採用自然電位曲線的低頻分量與電阻率曲線高頻分量相融合，融合出擬波阻抗曲線。融合後的擬波阻抗曲線對砂巖和泥巖的區分較之前有很大改進，對薄厚不同尺度砂巖響應非常敏感，可提高地震反演儲層橫向預測精度。
附圖說明
圖1a為x4-3-b602井標準井標準層選取圖。
圖1b為杏北東部過渡帶地區聲波時差曲線校正前直方圖。
圖1c為杏北東部過渡帶地區聲波時差曲線校正後直方圖。
圖2a為x4-4-b431井基線校正前曲線自然電位曲線圖。
圖2b為x4-4-b431井基線校正前曲線自然電位曲線圖。
圖3為杏北東部過渡帶地區波阻抗曲線直方圖。
圖4a為x4-4-b431井均一化校正後自然電位曲線圖。
圖4b為x4-4-b431井均一化校正後電阻率曲線圖。
圖5為x4-4-b431井合成記錄圖。
圖6為依據x4-4-b431井合成記錄所求時深轉換關係公式圖。
圖7a為時深轉化後x4-4-b431井時間域自然電位曲線圖。
圖7b為時深轉化後x4-4-b431井時間域電阻率曲線圖。
圖8a為x4-4-b431井自然電位曲線低頻分量曲線圖。
圖8b為x4-4-b431井電阻率曲線高頻分量曲線圖。
圖8c為x4-4-b431井曲線融合成果圖。
圖9a為基於頻率融合曲線的地震反演過井剖面。
圖9b為基於模型的地震波阻抗反演過井剖面。
圖10為本發明所述方法的流程圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,下面結合附圖對本發明做進一步的說明：
本實施例一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法在杏北東部過渡帶地區薩爾圖油層進行試驗：
一、試驗背景介紹：
大慶油田杏北開發區東部過渡帶位於杏樹崗背斜構造北部的東翼，是指葡ⅰ內油水邊界至薩ⅱ外油水邊界地區，包括四個條帶，總面積31.6km2，原始地質儲量3175.6×104t。共發育薩爾圖、葡萄花兩套油層，5個油層組、15個砂巖組、36個小層、51個沉積單元。油層埋藏深度900～1200m左右，砂泥質交互分布，非均質嚴重。東部過渡帶薩爾圖油層位於坳陷期姚家組沉積時期，該時期以三角洲外前緣沉積為主，主要是席狀砂與泥巖的薄互層，層位相對穩定。巖性以細砂巖、粉砂巖和泥質粉砂巖為主，滲透率較低，巖石顆粒較細。分流河道砂相對較發育，儲層中表內薄層和表外儲層主要以局部變差和鑲邊搭橋形式充填於大面積分布的表內厚層之間，其中表內層鑽遇率較高，在80%以上。區域沉積的砂體分選好、砂質純、密度低，砂巖以薄互層發育為主，因此將杏北東部過渡帶地區確定為目標區。
二、試驗步驟
(a)基礎曲線預處理
(a1)如圖1所示對杏北東部過渡帶地區薩爾圖油層聲波時差曲線開展標準化處理，選取全區穩定發育的泥巖段s1-s2夾層作為標準層(圖1a)，計算標準井x4-3-b602井標準層的聲波時差曲線平均幅值為同時計算區內各井在標準層段聲波時差曲線平均值求出校正差，從測井曲線中減去校正量，即完成校正。校正公式為：
其中，ac標為標準化後測井曲線值；ac為標準化前測井曲線值；為待標準化井標準層測井曲線平均值；為標準井標準層測井曲線平均值。
通過上述公式完成杏北東部過渡帶地區薩爾圖油層聲波時差曲線標準化處理，通過對比聲波時差曲線校正前後直方圖即圖1b、圖1c，可知各井標準化處理後曲線正態分布，則說明各井聲波時差曲線已經校正到同一刻度水平上。
(a2)如圖2所示對x4-4-b431井自然電位曲線開展基線校正，選取全區穩定發育、測井響應具有一致性的穩定的s1-s2夾層作為標準層，如圖2a讀取標準層段自然電位曲線平均值sp基＝22.2716mv作為自然電位曲線基線漂移的基值，選取薩爾圖油層內各個泥巖層深度及其對應自然電位幅值，按照自然電位曲線採樣率進行垂向上線性插值，生成校正基線曲線sp基圖2a中紅色曲線，對自然電位曲線進行基線校正，利用公式：
其中，為第k個採樣點處基線校正後的自然電位幅度值；spk為第k個採樣點處基線校正前的自然電位幅度值；為第k個採樣點處校正基準曲線幅度值；sp標準為標準泥巖段自然電位平均幅值。
完成了如圖2b所示x4-4-b431井自然電位曲線基線校正，將薩爾圖油層內各個泥巖層位置校正到相同基線位置，消除了自然電位曲線由於水淹等影響產生的基線偏移現象，增強了單井自然電位曲線對砂泥巖的區分能力。
(a3)如圖3杏北東部過渡帶地區波阻抗曲線直方圖所示，將步驟(a2)校正所得spnew曲線歸一化到波阻抗曲線量綱範圍內，根據讀取波阻抗曲線開展頻率直方圖統計，得出波阻抗曲線的最大幅值最小幅值由於自然電位幅值極性與波阻抗曲線幅值極性相反，對步驟(a2)校正結果spnew曲線反極性求取sp-new＝spnew，並對sp-new曲線進行頻率直方圖統計，統計sp-new曲線最大值和最小值將spnew曲線量綱到波阻抗曲線的範圍之內，均一化公式如下：
其中，為第k個採樣點處均一化後的自然電位幅度值；為第k個採樣點處均一化前的自然電位幅度值；和為波阻抗曲線的最大幅值和最小幅值；和為井待校正自然電位曲線的最大幅值和最小幅值。
完成了如圖4a所示x4-4-b431井量綱化校正後自然電位曲線成果。
(a4)如圖4b所示將x4-4-b431井電阻率曲線量綱到波阻抗範圍內，對電阻率曲線進行頻率直方圖統計，得出電阻率曲線最大值和最小值利用步驟(a3)所讀取的波阻抗量曲線最大幅值和最小幅值將電阻率曲線量綱到波阻抗曲線的範圍之內，均一化公式如下：
其中，為第k個採樣點處均一化後的電阻率幅度值；為第k個採樣點處均一化前的電阻率幅度值；和為波阻抗曲線的最大幅值和最小幅值；和為待校正電阻率曲線的最大幅值和最小幅值。
通過步驟（a3）和步驟（a4）將完成自然電位曲線和電阻率曲線的均一化處理，將自然電位和電阻率歸一到波阻抗曲線量綱範圍，增加了各井曲線的一致性和可對比性。
(b)地震合成記錄，建立時深關係曲線
(b1)如圖5x4-4-b431井合成記錄圖所示，利用步驟(a1)標準化的聲波曲線和密度曲線利用公式：
其中，rk為第k個採樣點處換算反射係數值；ρk為第k個採樣點處密度曲線幅度值；vk為第k個採樣點處速度曲線幅值，其大小為
換算出反射係數。並選用合適頻率的雷克子波δ，將反射係數曲線與子波褶積得到合成記錄：
其中，xi為第i個採樣點合成記錄值；δk為第k個採樣點處子波值；ri為第i個採樣點處反射係數；m1、m2分別為子波的起始樣點和末尾樣點序號。
以合成記錄為基礎，建立圖6依據x4-4-b431井合成記錄所求時深轉換關係公式圖，確定地震數據的時間域與測井測量深度域之間的對應關係。
（b2）應用圖6所建立時深關係，將步驟（a3）中所得到splog曲線轉換為如圖7a所示地震反射時間與自然電位幅值相對應的sptime曲線。
（b3）應用圖6所建立時深關係，將步驟（a4）中所得到rlldlog曲線轉換為如圖7b所示地震反射時間與電阻率幅值相對應的rlldtime曲線。
(c)曲線頻譜分析及濾波處理
(c1)對步驟(b1)中的得到sptime曲線進行快速傅立葉變換(fft)得到sptime曲線頻率譜h(f)sp，分析地震反演所應用到的地震數據有效頻帶分布，選取fl＝80hz作為低通濾波器截止頻率；利用低通濾波器公式：
h(f)splow＝c(f)×h(f)sp
其中，c(f)為低通濾波函數；f為頻率；fl為低通濾波器的截止頻率；h(f)sp為自然電位曲線頻譜函數；h(f)splow為自然電位曲線低頻部分。
通過低通濾波處理得到低頻分量頻譜曲線h(f)splow，對h(f)splow進行反傅立葉變換得到圖8a所示x4-4-b431井自然電位曲線低頻分量曲線splog。
(c2)對步驟(b2)中的得到rlldlog曲線進行快速傅立葉變換(fft)得到rlldtime曲線頻譜h(f)rlld，分析地震反演所應用到的地震數據有效頻帶分布，選取fh＝80hz作為高通濾波器截止頻率，根據高通濾波器公式：
h(f)rlldhigh＝c(f)×h(f)rlld
其中，c(f)為高通濾波函數；f為頻率；fh為高通濾波器的截止頻率；h(f)rlld為自然電位曲線頻譜函數；h(f)rlldhigh為電阻率曲線高頻部分。
通過高通濾波處理得到高頻分量頻譜曲線h(f)rlldhigh，對h(f)rlldhigh進行反傅立葉變換得到圖8b所示x4-4-b431井自然電位曲線低頻分量曲線rlldlog。
(d)多頻率曲線融合
通過融合技術將步驟(c2)得到的自然電位低頻分量頻譜曲線h(f)splow和步驟(c3)得到的電阻率高頻分量頻譜曲線h(f)rlldhigh進行融合生成頻譜曲線h(f)ip。針對頻譜曲線h(f)ip開展反傅立葉變換，即得到如圖8c所示既具有地層背景的低頻信息又能反映地層巖性變化的頻率融合擬波阻抗曲線ip擬合。
(e)基於頻率融合曲線的地震反演
應用步驟(d)所得頻率融合擬波阻抗曲線ip擬合約束下應用稀疏脈衝反演方法開展杏北東部過渡帶地區薩爾圖油層儲層預測。
三、實驗效果分析
從預測效果來看，應用圖8a基於頻率融合的反演方法預測儲層結果，較圖8b基於模型的地震波阻抗反演預測相比，儲層與測井鑽遇儲層一致性更好，薄差儲層識別精度更高，儲層與非儲層之間差異明顯，有效地提高薄儲層預測精度，增加反演預測可信度。表明了一種應用於陸相盆地儲層反演的曲線頻率融合方法的技術先進性和實用性。
上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明創造所作的舉例，而並非對本發明創造具體實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造權利要求的保護範圍之中。