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地震屬性敏感分析有效洞察油藏特征

時間:2015-10-26 14:05 來源: 作者:厐靜超
儲層量化是以地震屬性為衡量標準,利用香農信息論將相鄰地震道作為基本計算單元求取信息量的一種方法。  在對儲層預測方法進行研究的過程中,基于地震屬性的預測方法已極為普遍。一般的研究內容均涉及地震屬性,其公共模塊由4 部分組成,是進行儲層量化及儲層預測的前期準備工作。首先,勘探人員通過特定方式獲取地震數據體并  將其保存為SEGY 格式;其次,利用專業地震屬性提取軟件(如VVA)按照解釋層位提取地震屬性;之后,根據當前區塊的特點及數據特征確定一系列敏感地震屬性;最后,利用特定方法對所選地震屬性進行優化以去除冗余信息  并降低計算維度。  
 
地球物理在地質勘探中的基礎作用
 
在地質勘探過程中,由地質專家指導野外作業人員進行信號接收器的部署及采集工作,并根據特定采樣頻率對連續時間地震信號進行采樣,再按照特定格式記錄采樣數據。在地震數據處理過程中,通常采用SEGY 文件格式, 該格式是由國際地球勘探協會(the Society of Exploration  Geophysicists, SEG) 發布的一種地震數據方面的標準文件格式。
 
其前3600 個字節為卷頭,包含文件中記錄的地震道總數、離散采樣間隔、不同地震道離散采樣點個數是否一致、數據格  式、計量系統、數據域(時域、振幅、相位譜)等信息;之后是地震道記錄塊,包括道頭和具體采樣數據,其中道  頭包含當前道的采樣點數、采樣間隔、Common Depth Point Number(CDP  號)、Xline 坐標、Inline 坐標、X 坐  標、Y 坐標及具體采樣數據等。  
 
油田在進行石油鉆井過程中,在鉆  到設計井深后必須進行相應測井部署。通過測井部署,研究人員能夠獲得各種  工程技術資料及石油地質資料,并以此  作為鉆井和開發油田的原始資料。在儲  層量化過程中,測井提供了可供選取的  油氣系統及砂體系統CDP 中心;在儲  層預測過程中,測井以地震道形式抽象成向量,為油藏模型的建立提供了訓練樣本。地震道是指在石油、天然氣的地球物理勘探過程中,利用人工地震的方式  在地下任何固定地點上的接收器接收到的一次激發所產生的震動及經過特定理一起記錄下來的連續時間過程。地震  道是儲層預測過程中研究的基本單位。
 
無論是儲層量化還是基于地震屬性的儲層預測均是將地震道抽象成一個具有維變量的向量,作為當前經過屬性優化后的地震屬性個數。在儲層量化過程中以二維相鄰地震道為基礎進行信息量求解及相關量化研究;在基于地震屬性的儲層預測過程中,監督樣本集及待測樣本  集均是以給定地震道特定時窗內地震屬性的形式展現。  地震屬性是指地震波中所包含的物理信息,由疊前或疊后地震數據經過數學變換而得到的有關地震波的幾何  學、運動學、動力學或統計學特征,同時無其它任何類型數據介入。QuincyChen 等以波的運動學和動力學特征為  依據將地震屬性分為振幅、頻率、相位、能量、波形、衰減、相關和比率等八大類。

從地震屬性的基本定義看,它是表征地震波形態、運動學特征、動力學特征和統計學特征的物理量,有著明確的物理意義。地震屬性有助  于洞察數據,尤其是當其顯示在經解  釋過的空間層位上時。然而,多數有  效的敏感屬性并不獨自存在,而以不  同的方式高耦合地表示幾個有限的基  本屬性。 
 
 圖1 展示了地震數據經VVA 軟件處理后的縱向剖圖,其中橫軸為地震道的CDP 編號,縱軸為采樣時間。從縱  向上看,每個連續波形代表一個地震道  的離散時間振幅采樣經擬合后的結果;從橫向上看,該圖展示了各地震道沿  Inline 方向的變化趨勢。同時由于沉積  作用,在計算確定時窗間隔內的地震屬  性時應嚴格按照解釋層位(紅色矩形框)滑動計算。以油氣藏儲存介質為依據,  可將地震區塊分為巖性及潛山兩種,在上述兩種區塊中均可考慮選用地震屬性作為敏感屬性。
 
地震屬性敏感分析促巖性油氣藏有效探測  

在地球物理學中,巖性油氣藏是比較典型的一種油藏儲層類型。在該類型  地質區塊進行儲層預測過程中,常用的  地震屬性包括均方根振幅、振幅差異分析主頻、波阻抗反演、道積分等。  
 
均方根振幅均方根振幅是通過計算時窗內振幅平方的平均值后經開方求得。由于振幅值在平均前平方,因此,  它對特別大的振幅非常敏感。振幅差異分析每一地震道振幅平方差的求取方法是將時窗內的每個振幅值  減去平均值后累加,用總數除以非零采  樣點數。
 
主頻系列F1、F2、F3 給定時窗  內的每一個輸入道的估算值是由能量  譜中的三個最主要頻率分量組成,這  三個分量即為圖2 中的F1、F2、F3。  其中F1 是低頻段的峰值,F2 是中間  頻段的峰值,F3 是高頻段的峰值。圖 2 所繪的能量譜圖通過對所有地震道進  行快速傅立葉變換后經最大熵法得到。最大熵方法是在有限的時窗內得到可靠估算值的一種方法,是對三個主頻的  數學方法估算值,并且這些估算值可能不總是與實際能量譜上看到的峰值一樣。這三組屬性有助于在數據時窗內確  定主頻特征,在任意或所有主頻系列屬性里側向變化,可能包含由油氣飽和度或斷裂導致的頻率吸收效應的特征,例如油氣飽和的砂體削弱了較高的頻率,這樣會得到較低的一個或所有的主頻。因此通過分析主頻系列F1、F2、F3 特性可以更好地對油氣飽和度或斷裂等特征進行研究。
 
地震道間區別顯示潛山油氣藏特征
 
在地球物理學中,潛山油氣藏是另一種比較典型的油藏儲層類型。在該類型地質區塊中,常用的地震屬性包括相  似類屬性、曲率屬性等。相似類屬性多用于描述地質邊界,如斷層、斷裂、河道邊界和暗礁等???nbsp; 分為波形差異體、簡單差異體及相似體。  
 
其中波形差異體屬性在三維空間中將一個地震道的波形與其它地震道的波形進行比較。簡單差異體屬性是計算最大波  峰和鄰近的波峰振幅,然后將它們相互  比較估計地震波的衰減。相似體屬性是“根據平均數據道的能量與每個數據道的平均能量的比值,對波形相似體的統  計測量進行計算”,計算結果相對于單位值的偏差顯示了地震道間的區別程度,可以顯示地質和地層特征。
 
在計算波形相似體屬性時,通過在Inline 和  Xline 方向上選取參與計算的道數來進行波形差異體比較范圍大小的控制,這就是相似體差異性的尺度變化的顯示。不同的構造背景或是同一構造背景但構造部位不同,常常使計算道數的多少存在較大差異,這就需要進行不同道數的試驗性處理以選取合理的計算道數。一般來說,參與計算的道數少則受局部因素影響較強,參與計算的道數多則更具有區域性特征,同時也使計算量得到成倍增加。在垂向上,合理時窗的選取也是非常重要的。  在傾角控制的條件下,也可以通過指  定合理的時窗來計算波形體在構造傾角控制下的差異性。
 
地震體曲率屬性可以幫助地質學家  解釋地質現象。地質學家可以用曲率屬  性來精確解釋地質體內各界面的細節變化,而這些界面的信息無法直接用于復雜地質現象的解釋,或在解釋中存在困  難曲率屬性體的提取省略了缺乏連續界面地帶的層位拾取,也就避免了層位  拾取過程中不必要的拾取誤差和錯誤。
 
曲率屬性與相似體屬性或其他體屬性相結合,增強和完善了識別潛山地質體的能力,曲率屬性的提取最好在地震資料品質較好、無噪音濾波地震數據體上進行。在地球物理解釋中較常用的曲率屬  性包括平均曲率、高斯曲率、最大/ 最小曲率、最正/ 最負曲率、傾向/ 走向  曲率、形狀指數、彎曲度、等值曲率、朗泊體反射率等。  
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