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高精度地震属性储层预测技术研究74875868

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高精度 地震 属性 预测 技术研究 74875868
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第 卷 第 期 天 然 气 工 业 画 翻 翻 目高 精 度 地 震 属 性 储 层 预 测 技 术 研 究张 洪 波 ‘ , 王 纬 顾 汉 明中 国 地 质 大 学 · 北 京 中 原 油 田 勘 探 开 发 科 学 研 究 院 中 国 地 质 大 学 · 武 汉张 洪 波 等 高 精 度 地 震 属 性 储 层 预 测 技 术 研 究 天 然 气 工 业 , 一摘 要 地 震 属 性 技 术 是 储 层 预 测 的 重 要 手 段 , 但 地 震 储 层 预 测 存 在 多 解 性 , 可 靠 性 程 度 低 问 题 , 预 测 出 的 最终 图 件 难 以 进 行 合 理 的 地 质 解 释 , 文 章 基 于 地 震 属 性 与 地 质 属 性 随 时 空 变 化 的 关 系 , 根 据 地 震 属 性 与 储 层 属 性 相关 程 度 , 以 及 地 震 属 性 对 储 层 参 数 敏 感 程 度 来 进 行 地 震 属 性 有 效 性 分 析 然 后 将 搜 索 算 法 与 神 经 网 络 相 结 合 来 实现 地 震 属 性 优 化 , 用 优 化 出 的 地 震 属 性 再 进 行 多 元 储 层 预 测 。 实 际 工 区 的 砂 岩 厚 度 预 测 结 果 表 明 , 上 述 方 法 可 明显 提 高 储 层 预 测 的 精 度 。主 题 词 储 集 层 预 测 精 度 地 震 地 层 解 释 地 质 解 释地 震 属 性 技 术 是 储 层 预 测 的 重 要 手 段 〔 ’ 一 , 许多 地 球 物 理 公 司 在 新 推 出 的 处 理 解 释 软 件 也 包 含 有地 震 信 息 提 取 内 容 , 但 所 采 用 的 方 法 比 较 单 一 , 多 种属 性 只 是 简 单 地 叠 合 , 信 息 综 合 处 理 和 分 析 能 力 低 ,地 震 属 性 的 优 化 和 精 选 方 法 及 智 能 化 方 面 差 , 尤 其地 震 属 性 与 地 质 物 理 参 数 的 关 联 度 不 十 分 明 确 , 在预 测 过 程 中 未 考 虑 地 震 各 类 属 性 对 储 层 预 测 的 敏 感性 程 度 不 同 ‘ , 。 因 而 , 必 须 分 析 地 震 属 性 参 数 之 间的 相 关 性 , 找 出 能 够 反 映 储 层 参 数 本 质 特 征 的 、 相 互之 间 独 立 的 地 震 属 性 参 数 。 本 文 对 地 震 属 性 进 行 有效 性 分 析 然 后 将 搜 索 算 法 与 神 经 网 络 相 结 合 来 实现 地 震 属 性 优 化 并 进 行 多 元 储 层 预 测 。 实 际 工 区 的砂 岩 厚 度 预 测 结 果 表 明 , 上 述 方 法 可 明 显 提 高 储 层预 测 的 精 度 。一 、 地 震 属 性 的 有 效 性 分 析 方 法地 震 属 性 的 有 效 性 分 析 , 它 是 在 已 知 的 地 质 模型 的 基 础 上 , 用 选 定 的 数 值 模 拟 正 演 方 法 得 到 合 成的 地 震 记 录 , 从 合 成 的 地 震 记 录 上 提 取 地 震 属 性 , 用统 计 学 原 理 或 其 它 的 各 种 数 学 手 段 对 提 取 的 属 性 进行 分 析 , 结 合 模 型 , 初 次 优 选 出 有 效 的 地 震 属 性 。 包括 已 知 含 油 气 储 层 层 段 的 地 震 属 性 与 储 层 参 数 关 联分 析 、 地 震 属 性 对 储 层 参 数 敏 感 性 分 析 、 基 于 地 震 正演 的 地 震 属 性 的 有 效 性 分 析 。关 联 分 析 可 以 尽 量 避 免 采 用 与 储 层 无 关 或 基 本无 关 的 属 性 , 尤 其 考 虑 地 震 属 性 与 地 质 属 性 随 时 空变 化 的 关 系 , 根 据 地 震 属 性 与 储 层 属 性 相 关 拟 合 程度 , 确 定 工 区 内 地 质 内 涵 比 较 明 显 并 与 储 层 关 系 密切 的 地 震 属 性 。 包 括 地 震 属 性 与 储 层 关 系 沿 横 向空 间 变 化 分 析 模 块 , 地 震 属 性 与 储 层 关 系 沿 纵 向时 间 一 深 度 变 化 分 析 模 块 , 地 震 属 性 与 储 层 属 性关 联 分 析 。地 震 属 性 对 储 层 敏 感 性 分 析 基 本 步 骤 为 ① 建立 储 层 地 震 一 地 质 模 型 ② 基 于 褶 积 模 型 合 成 地 震记 录 ③ 对 每 一 储 层 参 数 计 算 的 地 震 正 演 模 拟 结 果 ,提 取 每 一 时 窗 的 地 震 属 性 一 系 列 数 据 , 即 储 层 时间 深 度 、 振 幅 类 、 频 率 类 、 吸 收 系 数 类 、 波 形 特 征 类 等属 性 ④ 计 算 每 种 地 震 属 性 与 某 种 储 层 属 性 变 化 的敏 感 程 度 , 即 计 算 某 种 地 震 属 性 随 某 一 储 层 属 性 相对 变 化 量 ⑤ 综 合 分 析 、 判 断 所 有 地 震 属 性 与 某 种 储层 属 性 变 化 的 敏 感 程 度 ⑥ 舍 去 那 些 对 储 层 敏 感 性低 的 地 震 属 性 。二 、 基 于 搜 索 算 法 和 网 络 结 合 的地 震 属 性 优 化 方 法在 根 据 地 震 属 性 与 储 层 属 性 相 关 拟 合 程 度 , 确定 工 区 内 地 质 内 涵 比 较 明 显 并 与 储 层 关 系 密 切 的 地震 属 性 的 基 础 上 以 及 在 基 于 各 类 地 震 属 性 对 储 集 层的 敏 感 程 度 , 初 步 选 择 用 于 储 层 预 测 的 地 震 属 性 的基 础 上 , 基 于 地 震 属 性 优 选 技 术 〔 书 一 二 , 优 化 地 震 属 性及 地 震 属 性 计 算 参 数 。搜 索 算 法 是 一 种 常 用 的 地 震 属 性 选 择 方 法 , 既作 者 简 介 张 洪 波 , 年 生 , 高 级 工 程 师 , 在 读 博 士 研 究 生 年 毕 业 于 郑 州 大 学 , 现 主 要 从 事 地 震 勘 探 方 法 综 合 研究 。 地 址 北 京 市 海 淀 区 学 院 路 中 国 地 质 大 学 北 京 能 源 学 院 。 电 话 。 一天 然 气 工 业 年 月可 用 于 模 式 识 别 法 储 层 预 测 中 的 地 震 属 性 优 化 , 也可 用 于 函 数 逼 近 法 储 层 预 测 中 的 地 震 属 性 优 化 。 本文 是 将 搜 索 算 法 ‘ 书 」 和 人 工 网 络 模 式 识 别 〔 〕 结 合的 地 震 属 性 优 化 方 法 。将 增 减 厂 法 一 法 搜 速 算 法 与 网 络 模式 识 别 结 合 起 来 进 行 地 震 属 性 优 化 , 首 先 要 选 择 目标 函 数 。 网 络 目 标 函 数 可 通 过 以 下 方 式 产 生 对于 训 练 好 的 网 络 , 如 果 将 训 练 样 本 集 再 次 输 入到 网 络 得 到 的 输 出 函 数 记 为 “ 一 , , … ,。 如 果 从 中 有 种 不 同 的 地 震 属 性 选 取种 不 同 的 地 震 属 性 构 成 一 个 新 的 样 本 集 ‘ , 并 将 ’逐 个 输 人 到 已 训 练 好 的 网 络 中 进 行 计 算 , 设其 输 出 函 数 为 ‘ ‘ 一 , , … , , 则 , ,与 , 之 间 的 总 的 误 差 目 标 函 数 可 定 义 为相 关 性 不 好 的 去 除 , 图 为 低 频 带 通 能 量 百 分 比 与砂 岩 厚 度 关 联 性 分 析 图 。 最 后 利 用 属 性 优 化 算 法 选出 最 大 峰 值 振 幅 、 低 频 带 通 能 量 百 分 比 、 频 谱 对 称胜 、 频 谱 斜 率 这 四 种 地 震 属 性 进 行 储 层 厚 度 预 测 。一 艺 一 ‘ 川目 标 函 数 定 义 好 以 后 , 通 过 搜 索 算 法 , 从 个 不同 的 地 震 属 性 中 选 取 个 贡 献 较 大 的 地 震 属 性 , 就是 从 后 个 组 合 中 选 取 一 个 目 标 函 数 最 小 对 应 的 地震 属 性 组 合 作 为 被 优 选 的 对 象 。三 、 采 用 多 元 地 质 统 计 综 合 储 层 预 测 图 主 测 线 地 展 剖 面 及 属 性‘」,‘地 震 属 性 与 储 层 之 间 存 在 复 杂 的 依 赖 关 系 , 通常 情 况 下 , 目 的 层 储 层 类 别 与 任 一 井 旁 地 震 属 性 之间 不 存 在 一 一 映 射 关 系 。 因 此 , 只 有 选 用 多 个 地 震属 性 , 用 某 种 模 式 识 别 方 法 建 立 地 震 属 性 与 油 气 类别 之 间 的 关 系 才 能 达 到 确 定 储 层 类 别 及 提 高 判 别 准确 率 的 目 的 。四 、 应 用 实 例 分 析我 们 对 白 庙 油 气 田 块 地 震 保 幅 数 据 进 行 预测 横 向 预 测 , 该 区 有 口 钻 井 资 料 , 我 们 利 用 该 区口 声 波 时 差 资 料 , 制 作 了 井 旁 合 成 记 录 , 我 们 分 别 从该 合 成 记 录 中 提 取 种 地 震 属 性 见 图 。 图 一为 主 测 线 地 震 剖 面 , 图 一 为 该 剖 面 沿 层位 拾 取 的 属 性 并 列 图 , 该 图 显 示 出 许 多 属 性 在 很 大程 度 上 具 有 相 关 性 , 因 此 , 必 须 对 属 性 进 行 筛 选 。我 们 用 前 面 介 绍 的 地 震 属 性 有 效 性 分 析 方 法 和地 震 属 性 优 化 方 法 对 这 种 地 震 属 性 进 行 分 析 , 首先 进 行 地 震 属 性 相 关 性 分 析 , 根 据 相 关 系 数 的 大 小 ,我 们 将 地 震 属 性 之 间 相 关 性 较 好 的 仅 保 留 其 中 一种 , 图 为 最 大 峰 谷 振 幅 属 性 与 频 谱 对 称 性 相 关 性分 析 图 。 然 后 , 进 行 地 震 属 性 与 储 层 属 性 关 联 性 分析 , 根 据 相 关 系 数 的 大 小 , 而 对 地 震 属 性 与 储 层 厚 度图 最 大 峰 谷 振 幅 属 性 与 频 谱 对 称 性 相 关 性 分 析 图,杭图 低 频 带 通 能 比 属 性 与 砂 岩 厚 度 关 联 性 分 析 图为 了 检 验 优 选 出 的 地 震 属 性 实 际 预 测 效 果 本工 区 中 有 口 井 、 、 、 、 、 、井 , 用 前 口 井 作 为 样 本 训 练 学 习 集 , 另 外 口 井 用来 测 试 实 际 预 测 效 果 。第 “ 卷 第 期 天 然 气 工 业 唾 翻 翔 留我 们 从 井 旁 地 震 记 录 对 应 的 储 层 段 , 提 取 已 优化 的 属 性 最 大 峰 值 振 幅 、 低 频 带 通 能 量 百 分 比 、 频谱 对 称 性 、 频 谱 斜 率 分 别 利 用 线 性 回 归 方 法 和 人 工神 经 网 络 方 法 进 行 样 本 学 习 。 然 后 我 们 用 学 习 结 果对 井 进 行 测 试 , 测 试 结 果 表 明 , 用 优 选 后 的 地 震属 性 进 行 储 层 厚 度 预 测 , 在 用 于 测 试 的 井 位 处 其 绝对 误 差 小 于 , 预 测 结 果 的 精 度 比 较 高 。在 此 基 础 上 , 我 们 再 对 工 区 内 的 孔 下 储 层 进 行横 向 预 测 , 彩 插 图 版 为 线 性 回 归 方 法 预 测 砂 岩 等厚 度 图 , 彩 插 图 版 为 人 工 神 经 网 络 预 测 砂 岩 等 厚度 图 。 通 过 比 较 可 以 得 出 , 砂 岩 平 面 变 化 总 体 趋 势比 较 相 似 , 但 在 细 节 上 有 较 大 的 差 异 。的 地 震 属 性 及 其 组 合 , 一 般 说 来 , 预 测 砂 体 厚 度 应 选用 振 幅 类 和 频 率 类 而 预 测 含 油 气 性 时 , 选 取 频 谱类 、 吸 收 系 数 类 等 会 有 较 好 的 效 果 同 时 , 地 震 属 性个 数 及 其 组 合 也 会 随 工 区 不 同 而 改 变 。参 考 文 献五 、 结 论 和 建 议从 地 震 资 料 中 可 以 导 出 数 百 种 地 震 属 性 , 但大 部 分 属 性 具 有 较 大 程 度 的 相 关 性 , 如 何 选 定 最 有效 的 、 最 能 反 映 储 层 特 征 的 地 震 属 性 , 必 须 进 行 地 震属 性 有 效 性 分 析 。储 层 地 震 属 性 的 优 化 组 合 可 以 明 显 提 高 储层 预 测 精 度 , 将 自 下 而 上 的 增 减 搜 索 算 法 进 行 搜索 , 使 目 标 函 数 误 差 值 最 小 的 算 法 是 地 震 属 性 优 化组 合 的 行 之 有 效 的 方 法 。在 储 层 预 测 中 , 必 须 根 据 预 测 对 象 选 取 不 同, 一一,, 一周 守 信 徐 严 波 , 李 士 伦 等 致 密 泥 质 砂 岩 储 层 的 物 性 预测 方 法 及 应 用 天 然 气 工 业 , 一李 学 义 利 用 地 震 资 料 作 储 层 预 测 需 注 意 的 问 题 天 然 气工 业 ,陈 遵 德 地 震 数 据 油 气 预 测 中 的 属 性 优 化 方 法 石 油 物探 , 一一 一一, 一顾 汉 明 地 震 特 征 空 间 到 储 层 特 征 空 间 的 非 线 性 映 射 石油 地 球 物 理 勘 探 , 一收 稿 日 期 一 一 编 辑 韩 晓 渝上 接 第 页 了 新 途 径 , 既 是 最 优 变 换 , 又 是 最 大相 关 变 换 。利 用 变 换 处 理 声 波 速 度 和 物 性 参 数 ,提 高 了 相 关 系 数 , 有 利 于 精 确 求 取 和 分 析 参 数 , 对 确定 岩 石 声 学 参 数 有 重 要 作 用 。参 考 文 献,乔 文 孝 杜 光 升 孔 隙 度 、 泥 质 含 量 、 饱 和 度 对 岩 石 声 波 的影 响 测 井 技 术 , 一沈 联 蒂 史 拇 岩 性 、 含 油 气 性 、 有 效 覆 盖 压 力 对 纵 、 横 波速 度 的 影 响 地 球 物 理 学 报 一史 漪 等 岩 性 、 含 油 气 性 、 声 波 动 力 学 特 征 规 律 的 研 究 石油 学 报 , 一张 银 海 等 声 波 参 数 识 别 含 气 砂 岩 地 层 实 验 研 究 测 井 技术 ,李 亚 林 等 气 层 和 异 常 高 压 带 地 震 特 征 的 超 声 波 实 验 研究 天 然 气 工 业李 艳 华 , 楚 泽 涵 含 气 层 纵 波 声 速 与 孔 隙 度 、 泥 质 含 量 和含 水 饱 和 度 的 关 系 测 井 技 术 ,一收 稿 日 期 一 一 编 辑 韩 晓 渝图 版 时 的 函 数 形 状 图 赵 宪 生 ,图 版 线 性 回 归 方 法 砂 岩 厚 度 预 测 平 面 图张 洪 波 ,图 版 人 工 神 经 网 络 方 法 砂 岩 厚 度 预 测 平 面 图张 洪 波 ,〔 ,一 一 一, ,一 , 日 一、 。 , ,〔 ’ 、’ ’ ’一 ,、 、 、 , 、 、 一’ 、 〔 、 , 二 、 、、 。 , 一一 , 一 ,一 、 , ,〔 一、 “ 、 、 〔、 , , 一, , 一, ,, , 一 , 一, ,, , ,,,、 ,于 、 一, ,一 一一 〔 一、 一一一 , 一 〔 。〕 一 ,,、 一 一 、、 旧 、 一 ,, 一 ,一, ,分 、 一 , , 一 一 ,, ,,, 一 ,一、,一一 ,一,,、, 一一一 一 , 一一,, ,。 忍 、 、 , ,一 一 ,, 一 , 、 , ,一 ,一’ · ,〔 ,,,,,, ,〔 艰 , , 一 ,一,一、亡,一一 功艺, ,, ,, ,,生一, , ,一〔 “” , 一一 一一, 一汇,, 右则, ,一 ,,,,士 一, ,, ,, ,,〔 、 介 、 ,,, , ,一, , , 一 ,’ , , , ‘ ,, ,,,,,, , 一〔 叹,一〔 服 , , , , ,一 , 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