基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法與流程

本發(fā)明屬于地震資料解釋領(lǐng)域，具體涉及一種基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法。

背景技術(shù)：

河流相儲集層一般具有單層厚度薄、橫向變化快、儲層預(yù)測難的特點，利用地震資料準(zhǔn)確識別河道砂體，對于工區(qū)勘探開發(fā)具有重要的意義。模式識別的目的是將對象(樣本)進行分類，因此也被稱作模式分類，模式識別認(rèn)為所有可用的信息都包含在訓(xùn)練樣本集中，考慮的出發(fā)點是特征空間中若干類別樣本的最佳分類劃分，此方法解決了很多問題，并在多個領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用，為科學(xué)發(fā)展和社會進步做出了巨大貢獻。在研究河流相儲層時，區(qū)域內(nèi)的薄砂體具有典型的反射特征，并且在特征點處地震反射呈雙峰特征。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法，在河流相儲集層薄砂體特征提取與表征時引入模式識別方法，以達到對河道進行自動識別的目的，從而為尋找油氣提供有效的依據(jù)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法，具體按以下步驟進行：

a首先，根據(jù)已知井，在砂體發(fā)育的連井剖面上設(shè)置特征點；然后，讀取靶區(qū)內(nèi)的最大振幅與最小振幅，計算它們的幅值比并估算波峰、波谷時差；

b接著，制作薄層的單道合成地震記錄和楔形體模型，分析時差特征，提取精確的單道波形時差和調(diào)諧時間厚度；

c根據(jù)步驟a確定預(yù)測砂體的幅值特征模式，根據(jù)步驟b確定時差特征的模式，進行砂體范圍與厚度計算的算法設(shè)計；

d最后，對整個三維工區(qū)進行應(yīng)用，得到砂體三維預(yù)測圖。

上述步驟c中，所述算法設(shè)計包括以下部分：c1數(shù)據(jù)收索策略考慮計算時窗大小設(shè)置、滑動時窗步長設(shè)置及層位約束控制；c2薄層厚度依據(jù)自動提取的波峰波谷差即相對振幅進行計算；c3井點厚度與相對振幅的關(guān)系，采用多道計算來提高約束精度；c4對頂?shù)讜r差、波峰/波谷比、最大振幅、最小振幅、時窗長度、滑動步長等6個應(yīng)用參數(shù)，做參數(shù)效果對比分析。

本方法即基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法可以在模式約定的條件下，高效、自動地識別出薄砂體，為尋找油氣提供依據(jù)。

本方法中薄砂體的提取及解釋方法和層位約束策略為：

提出了波峰/波谷比、時差、最小和最大振幅多因素控制的薄砂體解釋新模式，可實現(xiàn)薄砂體定量化的全三維的自動提取功能；設(shè)計了層位約束數(shù)據(jù)搜索策略，可控制砂層組縱向范圍，節(jié)省運算時間，并避免非儲集層預(yù)測結(jié)果的混入。

本發(fā)明方法針對砂泥巖儲集層研究中具有的典型的反射特征，沿砂體發(fā)育帶截取任意測線發(fā)現(xiàn)具有特征點，在特征點處顯示有明顯的雙峰特征，且波峰、波谷幅值比約為-1；制作理論模型，對比實際資料，發(fā)現(xiàn)二者完全吻合；在保證幅值特征與時差特征的情況下進行模式識別與厚度計算，能夠在地震記錄上高效、自動地識別出薄砂體，以解決利用地震資料準(zhǔn)確識別河道砂體的問題，為尋找油氣提供依據(jù)，對于工區(qū)勘探開發(fā)具有重要的意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中一種基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明實例中沿河道截取的任意測線圖。

圖3為沿靶點切得任意測線上實際河道反射特征圖。

圖4為特征點處河道砂體正、負(fù)極性幅值對比圖。

圖5a和圖5b為采用雷克子波制作的合成地震記錄提取的波形顯示圖；其中：圖5a為單道波形顯示圖；圖5b為重復(fù)多道波形變密度顯示圖。

圖6a和圖6b為單道數(shù)據(jù)提取策略與井點多道組合方式示意圖，其中：圖6a為單道數(shù)據(jù)搜索及特征提取策略示意圖；圖6b為井點多道組合方式示意圖。

圖7為砂體描述算法流程圖。

圖8a至圖8d為模型制作與預(yù)測結(jié)果對比圖，其中：圖8a為實際地震剖面圖；圖8b為按以上特征抽象的地質(zhì)模型圖；圖8c為子波參數(shù)不變的模擬合成地震記錄圖；圖8d為運用本發(fā)明方法，選擇合適參數(shù)得到的預(yù)測砂體的合成地震記錄圖。

圖9a至圖9d為應(yīng)用參數(shù)測試及效果對比圖，其中：圖9a為按本發(fā)明進行模式識別與厚度計算情況下選擇合適參數(shù)得到的合成地震記錄圖；圖9b為不設(shè)幅值門檻值時得到的合成地震記錄圖；圖9c為頂?shù)讜r窗間隔范圍為0-20ms時得到的合成地震記錄圖；圖9d為放寬波峰/波谷比至0.75-1.5時得到的合成地震記錄圖。

圖10為實際工區(qū)資料中得到的三維效果圖。

具體實施方式

本發(fā)明的基本思想是：首先根據(jù)地震解釋的初步結(jié)果，在砂體發(fā)育的測線上找到特征點，進一步讀取靶區(qū)內(nèi)的最大振幅與最小振幅，計算它們的幅值比；然后制作理論模型并進行分析：采用雷克子波，制作薄層的合成地震記錄，并提取單道波形顯示和重復(fù)多道波形變密度顯示；對薄砂體模式進行幅值特征分析，時差特征分析；進行算法設(shè)計及方法實現(xiàn)；最后進行模型檢驗及參數(shù)討論以選取合適的參數(shù)對沿測線的河道可以有效地自動識別，并最終為尋找油氣服務(wù)。

下面結(jié)合附圖以及具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明：

結(jié)合圖1所示，基于地震特征參數(shù)模式識別的薄砂體表征方法，按以下步驟進行：

a首先，根據(jù)已知井，在砂體發(fā)育的連井剖面上設(shè)置特征點，通過對砂泥巖儲層中薄砂體的反射特征的分析，獲取測線上的特征點，對特征點進行分析(通過分析發(fā)現(xiàn)其具有雙峰特征，其中上面為波峰，下面為波谷)。然后讀取靶區(qū)內(nèi)的最大振幅與最小振幅，計算它們的幅值比(幅值比有規(guī)律，在-1附近)并估算波峰、波谷時差。

b接著，制作薄層的單道合成地震記錄和楔形體模型，分析時差特征，提取精確的單道波形時差和調(diào)諧時間厚度。

c根據(jù)步驟a確定預(yù)測砂體的幅值特征模式，根據(jù)步驟b確定時差特征的模式，進行砂體范圍與厚度計算的算法設(shè)計：c1數(shù)據(jù)收索策略考慮計算時窗大小設(shè)置、滑動時窗步長設(shè)置及層位約束控制；c2薄層厚度依據(jù)自動提取的波峰波谷差即相對振幅進行計算；c3井點厚度與相對振幅的關(guān)系，采用多道計算來提高約束精度；c4對頂?shù)讜r差、波峰/波谷比、最大振幅、最小振幅、時窗長度、滑動步長等6個應(yīng)用參數(shù)，做參數(shù)效果對比分析。對砂體表征進行分析，通過井點厚度計算方法得出砂體厚度，根據(jù)薄層調(diào)諧原理，厚度與相對振幅呈線性關(guān)系，進行單一井、雙井和多口井統(tǒng)計：

單一控制井直接按下式求?。?/p>

h₀為井點厚度，x₀為井點相對振幅；

若研究區(qū)有兩口控制井，則采用線性擬合法得到厚度與相對振幅關(guān)系：

h＝ax+b，其中

h₁,h₂為井點厚度，x₁,x₂為井點相對振幅；

對于多口控制井，可采用最小二乘法擬合得到厚度與相對振幅關(guān)系：

h＝ax+b，其中

為h,x的均值；

d最后，對整個三維工區(qū)進行應(yīng)用，得到砂體三維預(yù)測圖。即基于模式識別的薄砂體特征提取及表征方法可以在模式約定的條件下，高效、自動地識別出薄砂體，得到砂體三維預(yù)測圖，為尋找油氣提供依據(jù)。

經(jīng)對比研究可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法能夠有效地自動識別薄砂體，對砂泥巖儲層油氣的勘探開發(fā)有很大幫助。

下面以一個具體應(yīng)用實例進一步詳細(xì)闡述本發(fā)明方法：

將本發(fā)明應(yīng)用于新疆某河流相儲層的工區(qū)，該區(qū)薄砂體具有典型的反射特征，根據(jù)已知井，在砂體發(fā)育的連井剖面上設(shè)置特征點，建立“波谷+波峰”薄砂體模式，利用模式識別的方法，讀取靶區(qū)內(nèi)的最大振幅與最小振幅，計算它們的幅值比并估算波峰、波谷時差。接著，建立井點厚度與相對振幅關(guān)系，制作薄層的單道合成地震記錄和楔形體模型，分析時差特征，提取精確的單道波形時差和調(diào)諧時間厚度；由模型道提取薄層時間分辨率，根據(jù)確定預(yù)測砂體的幅值特征模式和確定的時差特征模式，進行砂體范圍與厚度計算的算法設(shè)計：1)數(shù)據(jù)收索策略考慮計算時窗大小設(shè)置、滑動時窗步長設(shè)置及層位約束控制；2)薄層厚度依據(jù)自動提取的波峰波谷差即相對振幅進行計算；3)井點厚度與相對振幅的關(guān)系，采用多道計算來提高約束精度；4)對頂?shù)讜r差、波峰/波谷比、最大振幅、最小振幅、時窗長度、滑動步長等6個應(yīng)用參數(shù)，做參數(shù)效果對比分析；最后，進行理論模式測試以及對整個三維工區(qū)進行應(yīng)用，基于模式識別的薄砂體特征提取及表征方法在模式約定的條件下，高效、自動地識別出薄砂體，得到砂體三維預(yù)測圖。圖2為本發(fā)明實例中沿河道截取的任意測線圖。圖3為沿靶點切得任意測線上實際河道反射特征圖。圖4為特征點處河道砂體正、負(fù)極性幅值對比圖。圖5a至圖5b為采用雷克子波制作的合成地震記錄提取的波形顯示圖，其中：圖5a為單道波形顯示圖；圖5b為重復(fù)多道波形變密度顯示圖。圖6a至圖6b為單道數(shù)據(jù)提取策略與井點多道組合方式示意圖，其中：圖6a為單道數(shù)據(jù)搜索及特征提取策略示意圖；圖6b為井點多道組合方式示意圖。圖7為砂體描述算法流程圖，是對砂體范圍及厚度計算算法的設(shè)計。圖8a至圖8d為模型制作與預(yù)測結(jié)果對比圖，其中：圖8a為實際地震剖面圖；圖8b為按以上特征抽象的地質(zhì)模型圖；圖8c為子波參數(shù)不變的模擬合成地震記錄圖；圖8d為運用本發(fā)明方法，選擇合適參數(shù)得到的預(yù)測砂體的合成地震記錄圖。圖9a至圖9d為應(yīng)用參數(shù)測試及效果對比圖，其中：圖9a為按本發(fā)明進行模式識別與厚度計算情況下選擇合適參數(shù)得到的合成地震記錄圖；圖9b為不設(shè)幅值門檻值時得到的合成地震記錄圖；圖9c為頂?shù)讜r窗間隔為0-20ms時得到的合成地震記錄圖；圖9d為放寬波峰/波谷比至0.75-1.5時得到的合成地震記錄圖。圖10為實際工區(qū)資料中得到的三維效果圖。

當(dāng)然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實施例。應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本發(fā)明的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護。