稀井條件下實鉆井與虛擬井聯合的薄層厚度預測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種能源勘探，特別涉及一種稀井條件下實鉆井與虛擬井聯合的薄層 厚度預測方法。
【背景技術】
[0002] 由于能源的緊缺，地下能源（即石油、天然氣及頁巖氣）的開采是當下科研較為重 要的研究方向。眾所周知，地下儲備有大量的能源，然而，其分布廣，分布不均勻，在開采之 前需要對其實施較為精準的勘探及研究，勘探主要采用鉆井與地球物理的方式實施。而經 過幾十年的發展，目前的油氣勘探轉入精細勘探階段，對薄油氣儲層的預測精度提出了更 高的要求，只有對薄儲層預測精確了，才能準確地判斷該區域的進一步勘探潛力，也即該地 塊是否具有較為豐厚的能源可供開采。
[0003] 然而，薄層厚度預測一直是公認的難題之一，在該區域鉆設過多的鉆井需要耗費 較大的資金，使科研及施工單位無法承受。傳統的預測方式皆是在鉆取少量鉆井的情況下， 對鉆井的數據實施分析及預測，由于鉆井數量少，促使分析時的有效的樣本點貧乏，預測的 結果很難達到精準，使后期的的評價及開采無法達到預期的效果，同時也會浪費較多的人 力及物力。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種在勘探早期鉆井較少的條件下，增 加了有效樣本點數，能夠明顯降低地震薄層預測多解性的方法，能夠明顯提高薄層預測精 度的稀井條件下實鉆井與虛擬井聯合的薄層厚度預測方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：稀井條件下一種結合實鉆井及虛 擬井的薄層厚度預測方法，其特征在于：以多尺度地質資料為基礎，構建地質模型并開展正 演模擬，提取有效虛擬井點樣本，開發出一種稀井條件下實鉆井與虛擬井聯合的薄層地震 預測新技術方法，增加了有效樣本點數，能夠提高薄層預測結果的可信度，減少多解性。步 驟如下：a、根據已有實際鉆井的鉆測井數據和野外露頭測試分析資料，綜合微觀、中觀、宏 觀的多尺度地質、地球物理資料，建立與研究區實際地質特征相吻合，并能夠反映不同薄層 厚度的地質模型；b、將a步驟中的地質模型進行正演模擬，根據正演模擬結果分析薄層厚 度和地震屬性變化的因果關系，并采用子波精細標定將虛擬鉆井與實際鉆井中的模擬地震 記錄與實際地震記錄進行一致性匹配；c、利用步驟b中已建立的地質模型和一致性匹配 后的正演模擬地震記錄為基礎，提取模型中不同薄層厚度及模擬地震記錄中對應的地震屬 性，形成虛擬鉆井的薄層厚度及分別與薄層厚度相對應的地震屬性樣本集。再提取實際鉆 井的薄層厚度及分別與薄層厚度相對應的地震屬性樣本集，然后將虛擬鉆井的樣本集與實 際鉆井的樣本集排列組合；d、根據步驟c中的聯合樣本集進行屬性優選，進行儲層參數與 地震屬性的定量關系擬合，建立薄層厚度與地震屬性的定量映射關系后，提取實際地震資 料的各種屬性，通過該映射關系進行薄層厚度的橫向預測。
[0006] 采用上述技術方案，首先野外露頭巖性、電性、巖石物理測試分析等多尺度資料建 立地質模型，并通過正演模擬得出虛擬鉆井的數據（薄層厚度及地震屬性），再結合實際鉆 井所獲得的數據（薄層厚度及地震屬性）分析相應的因果關系，并對虛擬鉆井所獲得數據 與實際鉆井的數據實施對比，如若虛擬鉆井的數據與實際鉆井的數據存在差異，則在正演 模擬中對虛擬鉆井的數據進行修正，使其與實際鉆井的數據相近或一致；其次對虛擬鉆井 及實際鉆井中的數據采用軟件制作成樣本集，在此過程中，虛擬鉆井和實際鉆井中的薄層 厚度與正演模擬數據和實際數據的地震屬性分別對應，并將虛擬鉆井及實際鉆井的樣本集 實施組合，此處的組合為排列，如傳統的方式在此過程只具有實際鉆井的樣本集，其樣本數 量少，對于后續的分析不能夠全面的反應出所需薄層厚度的預測，然而，在此基礎上添加了 虛擬鉆井的樣本集后，促使后續分析的樣本集的數量增多，并且虛擬鉆井的樣本集是通過 野外露頭巖性、電性、巖石物理性質得出，經過與實際鉆井數據之間的校正，其為有效的樣 本點，能夠準確的反應可實施正確分析的樣本；最后通過特定數學擬合方法對儲層參數與 地震屬性的定量關系擬合及分析后，便可預測出精準的薄層厚度，為后期的開采提供了有 利的條件，使開采過程更為順暢，后期的實際鉆井中所獲得的能源量達到預期的效果，同時 避免了由于薄層厚度預測不準而導致的空鉆井及鉆井后獲得少量的能源，節約了科研及施 工單位的生產成本，為能源的勘探及開采提供了重要且精確的信息。
[0007] 本發明進一步設置為：步驟a、b中以多尺度資料建立地質模型并開展正演模擬， 模擬地震記錄與實際地震記錄進行一致性匹配時需通在正演模擬過程中采用的子波以及 相關參數要與實際地震資料參數一致。
[0008] 采用上述技術方案，該處相關參數保持一致后，便可使虛擬鉆井的數據與實際鉆 井的數據保持一致，為虛擬井樣本點的提取和提高預測精確度奠定基礎。
[0009] 本發明更進一步設置為：步驟d中通過線性、非線性或神經網絡等方法，針對虛擬 井-實鉆井聯合樣本集進行儲層參數與地震屬性的定量關系擬合。
[0010] 采用上述技術方案，儲層參數與地震屬性的定量關系擬合，不僅簡單易行，而且使 薄層厚度的預測更為精準。
[0011] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明實施例中涪陵地區石灰系項面等T0圖；
[0013] 圖2為本發明實施例中chi56井儲層測井響應特征示意圖；
[0014] 圖3為本發明實施例中石炭系及鄰層速度統計直方圖；
[0015] 圖4為本發明實施例中石炭系厚度漸變地質模型示意圖；
[0016] 圖5為本發明實施例中正演米用的地震子波不意圖；
[0017] 圖6為本發明實施例中正演模擬地震剖面示意圖；
[0018] 圖7為本發明實施例中石炭系厚度-地震屬性交會圖及擬合曲線示意圖；
[0019] 圖8為本發明實施例中石炭系厚度平面分布預測圖；
【具體實施方式】
[0020] 本發明的預測方法為：a、根據已有實際鉆井的鉆測井數據和野外露頭測試分析 資料，綜合微觀、中觀、宏觀的多尺度地質、地球物理資料，建立與研究區實際地質特征相吻 合，并能夠反映不同薄層厚度的地質模型；b、將a步驟中的地質模型進行正演模擬，根據正 演模擬結果分析薄層厚度和地震屬性變化的因果關系，并將虛擬鉆井與實際鉆井中的模擬 地震記錄與實際地震記錄進行一致性匹配；在步驟b中需要對虛擬鉆井所獲得數據與實際 鉆井的數據實施對比，如若使虛擬鉆井的數據與實際鉆井的數據存在差異，則在正演模擬 中對虛擬鉆井的數據進行修正，使其與實際鉆井的數據相近或一致，該處的一致性，為后續 薄層預測的精準度提供了必要的準備。并且步驟b中將虛擬鉆井與實際鉆井中的模擬地震 記錄與實際地震記錄進行一致性匹配時需通在正演模擬過程中采用的子波以及相關參數 要與實際地震資料參數一致，且正演模擬可采用射線追蹤法或波動方程法，上述射線追蹤 法及波動方程法可根據實驗效果進行選定。c、利用步驟b中已建立的地質模型和一致性匹 配后的正演模擬地震記錄為基礎，提取模型中不同薄層厚度及模擬地震記錄中對應的地震 屬性，形成虛擬鉆井的薄層厚度及分別與薄層厚度相對應的地震屬性樣本集。再提取實際 鉆井的薄層厚度及分別與薄層厚度相對應的地震屬性樣本集，然后將虛擬鉆井的樣本集與 實際鉆井的樣本集排列組合；在此步驟中，如若實際鉆井為兩口，即實際鉆井的數據具有兩 組，而虛擬鉆井的數據可為多組，具體數量可根據實際需要而定，下面以數值對該處的實際 鉆井數據及虛擬鉆井數據進行說明。虛擬井薄層厚度、地震屬性樣本集建立：以建立的地質 模型和一致性匹配后的正演模擬地震記錄為基礎，提取模型中不同薄層厚度及模擬地震記 錄中對應的地震屬性，形成虛擬井的薄層厚度、地震屬性樣本集，如RVl是第i口虛擬井的 薄層厚度，A\n是第i口虛擬井點處的第n個地震屬性，i為虛擬井的序號，n為提取的地震 屬性序號；{RVl、AVlil、Av12- ? ?Avln} {Rv2nAv2jnAv2j2- ? ?Av2jn}......{Rv"Av^ "Avii2. ? ?Aviin}。 虛擬井-實鉆井聯合樣本集的建立：首先，對實際地震資料也提取井點處的薄層厚度與相 應的地震屬性，形成實鉆井的薄層厚度、地震屬性樣本集{Rh、Atul、Atli2.. .Atlin}，{Rt2、 At2_n At2j2. . . At2_n}......{Rtj、Atu、Atj，2. ? ? Atj，J。其中Rtj是第j口實鉆井的薄層厚度， At]in是第j口虛擬井點處的第n個地震屬性，j為實鉆井的序號，n為提取的地震屬性序 號；然后，將虛擬井和實鉆井的薄層厚度、地震屬性樣本集合并，形成一個新的聯合樣本集， {RvnAv^Av12-? ?Avln}, {Rv2nAv2jAv2j2-? ?Av2 n}? {Rt^ ^At12-? ?Atln}, {Rt2NAt2ilN At2j2. . .At2_n}......{RvpAvmAvii2...Aviin}，{RtPAtu、Atj,n}。該樣本集的樣本點 共有i+j個，相比僅j□實鉆井的情況來說，增加了i個樣本點。最后，d、根據步驟c中的 聯合樣本集進行屬性優選，進行儲層參數與地震屬性的定量關系擬合，建立薄層厚度與地 震屬性的定量映射關系后，提取實際地震資料的各種屬性，通過該映射關系進行薄層厚度 的橫向預測。在步驟d中通過線性或非線性或神經網絡等方法來進行儲層參數與地震屬性 的定量關系擬合。
[0021] 上述預測方法為后期的開采提供了有利的條件，使開采過程更為順暢，后期的實 際鉆井中所獲得的能源量達到預期的效果，同時避免了由于薄層厚度預測不準而導致的空 鉆井及鉆井后獲得少量的能源，節約了科研及施工單位的生產成本，為能源的勘探及開采 提供了重要且精確的信息。
[0022] 下面本發明以四川盆地涪陵地區石炭系為例，建立虛擬井_實鉆井聯合樣本集， 開展石炭系厚度預測，以說明該方法的應用。
[0023] 四川盆地涪陵地區的地質概況：涪陵地區位于四川盆地東部，構造上屬于川東褶 皺帶萬縣復向斜礁石壩~茍家場~黃泥塘斜列背斜帶，在其周邊的高峰場、大池干等氣田 均在石炭系產出工業氣流。涪陵地區部署有一塊747km2的三維地震，處于背斜夾持的向斜 構造區，三維覆蓋區內僅有兩口鉆井feng9井、bxl井鉆遇石炭系，勘