一种基于超道集的薄储层烃类检测方法及装置与流程

本发明涉及一种基于超道集的薄储层烃类检测方法及装置，属于石油地球物理勘探技术领域。

背景技术：

随着石油勘探开发的不断深入，油气地球物理勘探与开发的主要目标不断复杂化、隐蔽化，储层预测的目的也从构造化转变为岩性化以及构造-岩性化，导致储层预测的难度越来越大，对预测精度的要求也越来越高。为了适应精细化储层描述的要求，新的物探技术不断更新，发展出了叠前反演技术、各向异性表征技术、属性融合技术等，新技术的应用使得储层预测精度得到大幅提升，同时大大降低了勘探开发的风险。随着勘探程度的深入，老油田开发区薄储层预测逐渐成为主要的研究方向与储量增长点，相对于常规厚储层预测，薄储层因为厚度小，通常小于10米，导致地震分辨率无法满足稳定识别含油气地震响应异常，从而增大了薄储层预测的多解性。

目前针对薄储层预测，常规的方法是对原始地震数据进行拓频处理，然后基于拓频地震数据体进行层序地层划分，以获得薄储层对应地震响应，再基于层序地层格架进行常规属性分析，提取薄储层对应层序界面的各种属性，最后根据井标定优选有利地震属性进行储层预测与烃类检测。上述常规方法通过层序格架划分标定了薄储层地震响应，然后针对性地开展属性分析，在一定程度解决了薄储层烃类检测问题，然而这种方法存在严重缺陷，其中最主要的缺陷在于属性分析对于时窗或者采样点的完备性要求没有得到满足，薄储层在地震数据上的响应通常对应了一个地震轴或者半个地震轴，而为了属性分析的稳定性，提取属性的时窗通常要求包含两个以上完整的波形，这样属性分析的过程才能满足算法的要求，进而获得期望的属性提取结果。

因此，提供一种基于超道集的薄储层烃类检测方法及装置已经成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种基于超道集的薄储层烃类检测方法。

本发明的另一个目的还在于提供一种基于超道集的薄储层烃类检测装置。

本发明的又一个目的还在于提供一种计算机设备。

本发明的再一个目的还在于提供一种计算机可读存储介质。

为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种基于超道集的薄储层烃类检测方法，其中，所述基于超道集的薄储层烃类检测方法包括：

获取研究工区叠后地震数据体；

获取研究工区薄储层顶底层位解释数据；

根据获取得到的叠后地震数据以及薄储层顶底层位解释数据构建超道集地震数据体；

对超道集地震数据体进行频谱分析得到超道集地震数据振幅谱；

根据超道集地震数据振幅谱计算得到低频能量比属性；

根据低频能量比属性进行薄储层烃类检测。

在以上所述的方法中，优选地，获取得到的研究工区叠后地震数据体平面的线道号范围需要包含研究目标区，数据体垂向的时间范围需要包含目的储层。

在以上所述的方法中，优选地，获取研究工区薄储层顶底层位解释数据，包括：针对目标研究工区目的层开展地震层位解释工作，获得目标研究工区范围内的薄储层顶底层位解释数据。

在以上所述的方法中，优选地，根据获取得到的叠后地震数据以及薄储层顶底层位解释数据构建超道集地震数据体，包括：

1)利用薄储层顶底解释层位截取薄储层段地震数据；

2)将所截取的每一道地震数据与其相邻最近的四道地震数据按照东南西北的顺序依次进行串联拼接；

3)再用串联拼接得到的地震数据替换原始中心道地震数据；

4)按照步骤1)-步骤3)所示的处理过程对研究工区内所有数据进行拼接处理从而获得薄储层段超道集地震数据体。

在本发明所获得薄储层段超道集地震数据体中，每一道的数据采样点相当于原始道集的5倍左右，保证了属性分析算法的稳定性，由于参与拼接的是相邻最近的四道地震数据，而一个地下目标体的平面展布范围要远远大于参与拼接的地震数据范围，所以参与拼接的地震数据反映了同一储层目标的地震响应，使得最终获得的薄储层段超道集地震数据既满足了属性分析的数据量要求又保持了地震响应的目标一致性。

在以上所述的方法中，优选地，所述串联拼接按照下述公式1)进行：

sms＝{sm,se,ss,sw,sn}公式1)；

公式1)中，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，sm为薄储层段某中心道的原始地震数据体，se,ss,sw,sn分别为薄储层段某中心道东、南、西、北四个方向的原始地震数据体，{}表示各道集按顺序依次串联拼接处理运算。

在以上所述的方法中，优选地，对超道集地震数据体进行频谱分析得到超道集地震数据振幅谱，包括：

利用傅里叶变换对超道集地震数据体进行频谱分析，得到如下述公式2)所示的超道集地震数据振幅谱：

公式2)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，j为虚数单位，f为频率，单位为hz，t为时间，单位为s。

在以上所述的方法中，优选地，根据超道集地震数据振幅谱计算得到低频能量比属性，包括：

根据超道集地震数据振幅谱分别计算低频段能量属性、全频段能量属性以及低频能量比属性，计算公式分别如下公式3)-公式5)所示：

公式3)-公式5)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，f为频率，单位为hz，flow1为低频段起始频率，单位为hz，flow2为低频段终止频率，单位为hz，fhigh为高频段终止频率，单位为hz，elow为低频段能量属性，efull为全频段能量属性，rlow为低频能量比属性。

在以上所述的方法中，根据岩石物理理论，当地震波在地下含烃薄储层中传播时由于流体耗散作用会导致地震波低频段能量增强，高频段能量减弱，即“低频共振，高频衰减”效应，而总体能量基本保持不变。低频能量比属性表征了地震波低频段能量在总能量中的占比，反映了储层的含烃性，即，当储层含烃时，由于低频共振效应会得到较大的低频段能量比属性值，而当储层不含烃时，则对应着较小的低频段能量属性值。基于低频段能量属性分布规律以及已钻井标定可以得到研究工区有利含烃储层分布范围，实现薄储层烃类检测的目的。

另一方面，本发明还提供了一种基于超道集的薄储层烃类检测装置，其中，所述基于超道集的薄储层烃类检测装置包括：

地震数据获取模块，用于获取研究工区叠后地震数据体；

层位解释数据获取模块，用于获取研究工区薄储层顶底层位解释数据；

超道集地震数据体构建模块，用于根据获取得到的叠后地震数据以及薄储层顶底层位解释数据构建超道集地震数据体；

频谱分析模块，用于对超道集地震数据体进行频谱分析得到超道集地震数据振幅谱；

低频能量比属性计算模块，用于根据超道集地震数据振幅谱计算得到低频能量比属性；

薄储层烃类检测模块，用于根据低频能量比属性进行薄储层烃类检测。

在以上所述的装置中，优选地，地震数据获取模块获取得到的研究工区叠后地震数据体平面的线道号范围需要包含研究目标区，数据体垂向的时间范围需要包含目的储层。

在以上所述的装置中，优选地，所述层位解释数据获取模块具体用于：针对目标研究工区目的层开展地震层位解释工作，获得目标研究工区范围内的薄储层顶底层位解释数据。

在以上所述的装置中，优选地，所述超道集地震数据体构建模块具体用于：

1)利用薄储层顶底解释层位截取薄储层段地震数据；

2)将所截取的每一道地震数据与其相邻最近的四道地震数据按照东南西北的顺序依次进行串联拼接；

3)再用串联拼接得到的地震数据替换原始中心道地震数据；

4)按照步骤1)-步骤3)所示的处理过程对研究工区内所有数据进行拼接处理从而获得薄储层段超道集地震数据体。

在以上所述的装置中，优选地，所述超道集地震数据体构建模块还包括串联拼接单元，所述串联拼接单元具体用于：按照下述公式1)进行：

sms＝{sm,se,ss,sw,sn}公式1)；

公式1)中，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，sm为薄储层段某中心道的原始地震数据体，se,ss,sw,sn分别为薄储层段某中心道东、南、西、北四个方向的原始地震数据体，{}表示各道集按顺序依次串联拼接处理运算。

在以上所述的装置中，优选地，所述频谱分析模块具体用于：

利用傅里叶变换对超道集地震数据体进行频谱分析，得到如下述公式2)所示的超道集地震数据振幅谱：

公式2)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，j为虚数单位，f为频率，单位为hz，t为时间，单位为s。

在以上所述的装置中，优选地，所述低频能量比属性计算模块具体用于：

根据超道集地震数据振幅谱分别计算低频段能量属性、全频段能量属性以及低频能量比属性，计算公式分别如下公式3)-公式5)所示：

公式3)-公式5)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，f为频率，单位为hz，flow1为低频段起始频率，单位为hz，flow2为低频段终止频率，单位为hz，fhigh为高频段终止频率，单位为hz，elow为低频段能量属性，efull为全频段能量属性，rlow为低频能量比属性。

又一方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述基于超道集的薄储层烃类检测方法的步骤。

再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述基于超道集的薄储层烃类检测方法的步骤。

本发明所提供的该基于超道集的薄储层烃类检测方法及装置首先利用超道集串联拼接技术将薄储层时窗范围内的地震数据与相邻最近的四道地震数据进行拼接处理，获得用于薄储层烃类检测的超道集地震数据体，该数据体具有原始地震数据5倍左右的数据采样分析点，保证了属性分析的稳定性，由于选取相邻最近的四道地震数据进行拼接处理，所获得的超道集很好地保持了原有地震数据的响应特征，确保了属性分析的目标一致性，然后在超道集地震数据基础上利用频谱分析技术计算超道集地震数据的振幅能量谱，并基于超道集数据振幅能量谱计算低频能量比属性，最后基于低频能量比属性进行薄储层烃类检测获得有利储层分布规律。相对于常规薄储层预测技术，本发明所提供的方法及装置克服了薄储层地震响应不完备、待分析数据不充足的问题，提高了储层预测的稳定性，降低了属性分析的多解性，提高了薄储层烃类检测的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的基于超道集的薄储层烃类检测方法的流程图。

图2为本发明实施例中超道集地震数据构建方法示意图。

图3为本发明实施例中低频能量比属性计算示意图。

图4为本发明实施例中基于超道集的薄储层烃类检测预测结果图。

图5为本发明实施例所提供的基于超道集的薄储层烃类检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

图1为本发明实施例所提供的基于超道集的薄储层烃类检测方法的流程图，从图1中可以看出，所述方法具体包括以下步骤：

s101：获取研究工区叠后地震数据体；

s102：获取研究工区薄储层顶底层位解释数据；

s103：根据获取得到的叠后地震数据以及薄储层顶底层位解释数据构建超道集地震数据体；

s104：对超道集地震数据体进行频谱分析得到超道集地震数据振幅谱；

s105：根据超道集地震数据振幅谱计算得到低频能量比属性；

s106：根据低频能量比属性进行薄储层烃类检测。

在一实施例中，s101中所获取得到的叠后地震数据体平面的线道号范围要包含研究目标区，数据体垂向的时间范围要包含目的储层。

在一实施例中，s102：获取研究工区薄储层顶底层位解释数据，包括：针对目标区目的层开展地震层位解释工作，获得研究目标区范围内的薄储层顶底层位解释数据。

在一实施例中，s103：根据获取得到的叠后地震数据以及薄储层顶底层位解释数据构建超道集地震数据体，包括：

如图2所示为基于叠后地震数据以及薄储层顶底层位构建超道集地震数据体示意图，图中展示了5个地震道的平面以及垂向分布特征，其中sm为中心道地震数据，在其东、西、南、北方向分别有se、sw、ss和sn四个地震道，首先用薄储层顶底解释层位截取薄储层段地震数据，然后将截取的中心道地震数据sm与其相邻最近的四道地震数据se、sw、ss和sn按照东南西北的顺序依次串联拼接，得到中心道sm对应的超道集地震数据sms，再用超道集地震数据sms替换原始中心道地震数据sm，这样就完成了一道超道集地震数据的构建工作，如图3中c所示，类似地，依次对研究工区内所有数据按照上述过程进行串联拼接处理就可以获得整个研究工区内薄储层段超道集地震数据体。这样得到的超道集地震数据每一道的数据量相当于原始道集的5倍左右，从而保证了属性分析算法的稳定性，由于参与拼接的是相邻最近的四道地震数据，而一个地下目标体的平面展布范围要远远大于参与拼接的地震数据范围，所以参与拼接的地震数据反映了同一储层目标的地震响应，使得最终获得的薄储层段超道集地震数据既满足了属性分析的数据量要求又保持了地震响应的目标一致性。

具体操作过程如下公式1)所示：

sms＝{sm,se,ss,sw,sn}公式1)；

公式1)中，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，sm为薄储层段某中心道的原始地震数据体，se,ss,sw,sn分别为薄储层段某中心道东、南、西、北四个方向的原始地震数据体，{}表示各道集按顺序依次串联拼接处理运算。

在一实施例中，s104：对超道集地震数据体进行频谱分析得到超道集地震数据振幅谱，包括：利用常规的傅里叶变换对超道集地震数据体进行频谱分析，得到超道集地震数据振幅谱，如图3所示，图3中展示了一道超道集地震数据的振幅谱分布情况，其中x轴为频率，y轴为振幅，黑色实线为振幅能量包络线；

超道集地震数据振幅谱计算公式如下公式2)所示：

公式2)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，sms为薄储层段一道超道集地震数据体，j为虚数单位，f为频率，单位为hz，t为时间，单位为s。

在一实施例中，s105：根据超道集地震数据振幅谱计算得到低频能量比属性，包括：根据超道集地震数据振幅谱分别计算低频段能量属性elow、全频段能量属性efull以及低频能量比属性rlow，计算公式分别如下公式3)-公式5)所示：

公式3)-公式5)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，f为频率，单位为hz，flow1为低频段起始频率，单位为hz，flow2为低频段终止频率，单位为hz，fhigh为高频段终止频率，单位为hz。

图3展示了低频段能量比属性计算过程中的参数分布情况，图3中flow1为低频段起始频率，即振幅能量为0时对应的最小频率值，flow2为低频段终止频率，一般取随着频率增大振幅能量包络线第一个拐点的位置，如图3中圆圈位置所示，fhigh为高频段终止频率，即振幅能量为0时对应的最大频率值。在本实施例中，各参数取值如下所示：

flow1＝1.5hz，flow2＝10hz，fhigh＝95hz。

elow为低频段能量属性值，表征了频率从flow1到flow2振幅能量包络线与频率轴所围区域的面积，即图3中阴影部分在flow2左侧的面积，类似地，efull为全频段能量属性，即图3中整个阴影部分的面积。rlow为低频能量比属性，其表征了低频段能量占全频段能量的比重，当储层中含烃时，由于“低频共振”效应导致低频能量属性增大，而全频段能量属性基本保持不变，最终低频能量比属性增大。

在一实施例中，s106中，当地震波在地下含烃储层中传播时由于流体耗散作用会导致地震波低频段能量增强，高频段能量减弱，即“低频共振，高频衰减”效应，而总体能量基本保持不变。低频能量比属性表征了地震波低频段能量在总能量中的占比，反映了储层的含烃性，即当储层含烃时，由于低频共振效应会得到较大的低频段能量比属性值，而当储层不含烃时，则对应着较小的低频段能量属性值。基于低频段能量属性分布规律以及已钻井标定可以得到研究工区有利含烃储层分布范围，实现薄储层烃类检测的目的。

如图4所示为本实施例中基于超道集的薄储层烃类检测预测结果图，图4中颜色深浅代表了低频能量比属性的大小，其中深色区域为低频能量比属性高值，浅色区域为低频能量比属性低值，在研究工区范围内有三口已钻井，根据钻井以及试油数据，w-1和w-3在薄储层段为高产油井，w-2在薄储层段为水井，通过对比分析可以看出钻井实际情况与低频能量比属性吻合很好。分析低频能量比属性分布规律以及与已钻井标定对比，表明基于超道集地震数据提取的低频能量比属性能够准确刻画薄储层含烃分布范围，验证本发明所提方法的有效性。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于超道集的薄储层烃类检测装置，由于该装置解决问题的原理与基于超道集的薄储层烃类检测方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“模块”或者“单元”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。以下实施例所描述的装置较佳地以硬件来实现，但是软件或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5为本发明实施例所提供的基于超道集的薄储层烃类检测装置的结构示意图，如图5所示，所述基于超道集的薄储层烃类检测装置包括：

地震数据获取模块101，用于获取研究工区叠后地震数据体；

层位解释数据获取模块102，用于获取研究工区薄储层顶底层位解释数据；

超道集地震数据体构建模块103，用于根据获取得到的叠后地震数据以及薄储层顶底层位解释数据构建超道集地震数据体；

频谱分析模块104，用于对超道集地震数据体进行频谱分析得到超道集地震数据振幅谱；

低频能量比属性计算模块105，用于根据超道集地震数据振幅谱计算得到低频能量比属性；

薄储层烃类检测模块106，用于根据低频能量比属性进行薄储层烃类检测。

在一实施例中，地震数据获取模块101获取得到的研究工区叠后地震数据体平面的线道号范围需要包含研究目标区，数据体垂向的时间范围需要包含目的储层。

在一实施例中，所述层位解释数据获取模块102具体用于：针对目标研究工区目的层开展地震层位解释工作，获得目标研究工区范围内的薄储层顶底层位解释数据。

在一实施例中，所述超道集地震数据体构建模块103具体用于：

1)利用薄储层顶底解释层位截取薄储层段地震数据；

2)将所截取的每一道地震数据与其相邻最近的四道地震数据按照东南西北的顺序依次进行串联拼接；

3)再用串联拼接得到的地震数据替换原始中心道地震数据；

4)按照步骤1)-步骤3)所示的处理过程对研究工区内所有数据进行拼接处理从而获得薄储层段超道集地震数据体。

在一实施例中，所述超道集地震数据体构建模块103还包括串联拼接单元，所述串联拼接单元具体用于：按照下述公式1)进行：

sms＝{sm,se,ss,sw,sn}公式1)；

公式1)中，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，sm为薄储层段某中心道的原始地震数据体，se,ss,sw,sn分别为薄储层段某中心道东、南、西、北四个方向的原始地震数据体，{}表示各道集按顺序依次串联拼接处理运算。

在一实施例中，所述频谱分析模块104具体用于：

利用傅里叶变换对超道集地震数据体进行频谱分析，得到如下述公式2)所示的超道集地震数据振幅谱：

公式2)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，sms为薄储层段某中心道的超道集地震数据体，j为虚数单位，f为频率，单位为hz，t为时间，单位为s。

在以上所述的装置中，优选地，所述低频能量比属性计算模块105具体用于：

根据超道集地震数据振幅谱分别计算低频段能量属性、全频段能量属性以及低频能量比属性，计算公式分别如下公式3)-公式5)所示：

公式3)-公式5)中，a(f)为超道集地震数据振幅谱，f为频率，单位为hz，flow1为低频段起始频率，单位为hz，flow2为低频段终止频率，单位为hz，fhigh为高频段终止频率，单位为hz，elow为低频段能量属性，efull为全频段能量属性，rlow为低频能量比属性。

本发明实施例所提供的该基于超道集的薄储层烃类检测方法及装置首先利用超道集串联拼接技术将薄储层时窗范围内的地震数据与相邻最近的四道地震数据进行拼接处理，获得用于薄储层烃类检测的超道集地震数据体，该数据体具有原始地震数据5倍左右的数据采样分析点，保证了属性分析的稳定性，由于选取相邻最近的四道地震数据进行拼接处理，所获得的超道集很好地保持了原有地震数据的响应特征，确保了属性分析的目标一致性，然后在超道集地震数据基础上利用频谱分析技术计算超道集地震数据的振幅能量谱，并基于超道集数据振幅能量谱计算低频能量比属性，最后基于低频能量比属性进行薄储层烃类检测获得有利储层分布规律。相对于常规薄储层预测技术，本发明实施例所提供的方法及装置克服了薄储层地震响应不完备、待分析数据不充足的问题，提高了储层预测的稳定性，降低了属性分析的多解性，提高了薄储层烃类检测的精度。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。