一种气藏断层启闭性的确定方法及系统与流程

1.本发明涉及地震勘探技术领域，尤指一种气藏断层启闭性的确定方法及系统。


背景技术：

2.地层在受到外部的作用时会发生变形，由褶皱变成断层；断层面内有两盘地层夹持的破碎带，并且在该断面上持续挤压、摩擦和泥岩涂抹。对断层遮挡形成含气系统而言，断层的侧向启闭性非常重要，如果闭合，有利于气藏的形成。
3.目前，利用主流的sgr法进行地层研究时，仅考虑了断距和泥质含量，而且泥质含量断面主要是井间插值，没有有效的应用地震数据。对此，sgr法主要用于油藏研究，因为油为液体对保存的条件要求相对较低；但是，由于气藏为气体，压力大运移快，现有技术中还并未提出过详细的气藏断层启闭性研究。
4.对此，亟需一种可以利用多方面参数来确定气藏断层启闭性，对气藏研究提供有利支持的技术方案。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提出了一种气藏断层启闭性的确定方法及系统，该方法及系统在确定气藏断层启闭性的过程中，不仅考虑了断距与泥质含量，还考虑了上覆地层压力、密度、泊松比等参数，能够更准确的量化气藏断层的启闭性。
6.对此，本发明提出以下技术方案：
7.第一方面，本发明提出了一种气藏断层启闭性的确定方法，该方法包括：
8.获取地震数据、测井数据、层位及断层资料；
9.根据所述地震数据、测井数据、层位及断层资料，得到断面上每个点的泥质含量；
10.通过地层深度和速度剖面得到断面上每个点的上覆地层压力；
11.通过构造解释得到断层的总断距及每个断移地层的厚度，根据所述断面上每个点的泥质含量、断层的总断距及每个层段断移的厚度得到断泥比；
12.利用叠前地震数据通过测井曲线反演，得到断面上每个点的泊松比；
13.根据所述断泥比、断面上每个点的上覆地层压力及泊松比得到气藏断层启闭性量；
14.根据所述气藏断层启闭性量进行断层启闭性单元的划分。
15.第二方面，本发明提出了一种气藏断层启闭性的确定系统，该系统包括：
16.数据获取模块，用于获取地震数据、测井数据、层位及断层资料；
17.泥质含量计算模块，用于根据所述地震数据、测井数据、层位及断层资料，得到断面上每个点的泥质含量；
18.上覆地层压力计算模块，用于通过地层深度和速度剖面得到断面上每个点的上覆地层压力；
19.断泥比计算模块，用于通过构造解释得到断层的总断距及每个断移地层的厚度，
根据所述断面上每个点的泥质含量、断层的总断距及每个层段断移的厚度得到断泥比；
20.泊松比计算模块，用于利用叠前地震数据通过测井曲线反演，得到断面上每个点的泊松比；
21.气藏断层启闭性量计算模块，用于根据所述断泥比、断面上每个点的上覆地层压力及泊松比得到气藏断层启闭性量；
22.启闭性划分模块，用于根据所述气藏断层启闭性量进行断层启闭性单元的划分。
23.第三方面，本发明提出了一种计算机设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现气藏断层启闭性的确定方法。
24.第四方面，本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现气藏断层启闭性的确定方法。
25.本发明提出的气藏断层启闭性的确定方法及系统在确定气藏断层启闭性的过程中，考虑了断距、泥质含量、上覆地层压力、密度、泊松比等参数，基于该些参数能够更加准确、快速的量化气藏断层的启闭性，为气藏研究提供有利的数据支持。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，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技术的一些实施例，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它的附图。
27.图1是本发明一实施例的气藏断层启闭性的确定方法流程示意图。
28.图2是本发明一具体实施例的确定气藏断层启闭性的数据关系示意图。
29.图3是本发明一实施例的气藏断层启闭性的确定系统架构示意图。
30.图4是本发明一实施例的数据获取模块的详细架构示意图。
31.图5是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
32.下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
33.本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
34.根据本发明的实施方式，提出了一种气藏断层启闭性的确定方法及系统，该方法及系统通过将地震数据在层位及断层的约束控制下，通过计算井上的泥质含量曲线，构建地震数据与泥质含量的线性关系，通过地震数据转换成波阻抗数据再重新搭建泥质含量与他们的关系，挖掘地震的数据属性优势，确定断面上各点的预测泥质含量，其次通过构造解释的结果计算断层的总断距，并计算每个层段断移的厚度，以及前面计算的断层面点上的泥质含量，每个断移距离与断点处的泥质含量的乘积的和除以整体的断距得到断泥比；然
后通过地震处理中的层速度与相关地球物理参数计算上覆地层压力；通过叠前数据，井曲线拟合得到的横波和原有纵波及密度，计算得到泊松比，泊松比一方面确定了岩石的脆性及可塑性，另一方面确定了流体在断面上的分布，可以更确定快速的确定段面的启闭情况。最后，综合以上要素确定了断层的启闭性，实现更准确的量化气藏断层的启闭性。
35.下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
36.图1是本发明一实施例的气藏断层启闭性的确定方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
37.步骤s1，获取地震数据、测井数据、层位及断层资料；
38.步骤s2，根据所述地震数据、测井数据、层位及断层资料，得到断面上每个点的泥质含量；
39.步骤s3，通过地层深度和速度剖面得到断面上每个点的上覆地层压力；
40.步骤s4，通过构造解释得到断层的总断距及每个断移地层的厚度，根据所述断面上每个点的泥质含量、断层的总断距及每个层段断移的厚度得到断泥比；
41.步骤s5，利用叠前地震数据通过测井曲线反演，得到断面上每个点的泊松比；
42.步骤s6，根据所述断泥比、断面上每个点的上覆地层压力及泊松比得到气藏断层启闭性量；
43.步骤s7，根据所述气藏断层启闭性量进行断层启闭性单元的划分。
44.为了对上述气藏断层启闭性的确定方法进行更为清楚的解释，下面结合具体的实施例对每一步进行说明。
45.参考图2，为本发明一具体实施例的确定气藏断层启闭性的数据关系示意图。结合图1及图2，进行气藏断层启闭性的确定的具体过程为：
46.步骤s1，获取地震数据、测井数据、层位及断层资料：
47.获取的地震数据包括：叠前地震数据及叠后成果数据；
48.获取的测井数据包括：声波测井数据、密度和gr曲线。
49.在一个优选的实施例中，地震数据的获取可以通过地震数据系统；该系统是油气勘探的重要数据基础，也是地质勘探的基础和第一个工序，主要包含激发系统、接收系统、记录系统、成像系统、处理系统和成果系统。激发系统在人工的控制下产生强烈的振动，这样在地面以及地下形成强烈的地震波，波在地下传播过程中受到地面的反射传递上来；接收系统主要是由多个检波器组合在一起进行接收，是为了增强接收地震信号的能量，同时能够很好地压制随机噪声，检波器接收来自地下的地震波；记录系统是在仪器车的地震磁带里。成像系统在一个位置有多个来自不同角度入射和反射得到的地震道数据，通常一个坐标点有24或者更多的地震道数据，经处理按照不同的入射角度的次序排列成一组叠前地震数据。成果系统，用于生成叠后成果数据，对叠前多个地震道叠加形成的单个地震道数据，形成的道集就是叠后成果数据。
50.测井数据的获取可以采用仪器下放到井里，通过井壁测量地下地层的岩石物理信息，包括声波测井曲线、密度和gr曲线。测井曲线还需要各种校正后才可使用，测井环境如井径、泥浆密度与矿化度、泥饼、井壁粗糙度、泥浆侵入带、地层温度与压力、围岩以及仪器外径、间隙等非地层因素。
51.步骤s2，根据所述地震数据、测井数据、层位及断层资料，得到断面上每个点的泥
质含量：
52.根据地震数据、测井数据、层位及断层资料，在层位及断层的约束框架下，构建地震数据与井上泥质含量之间的数学关系，并应用于全工区确定不同断面在测井约束下的地震数据预测的泥质含量。
53.利用下式得到断面上每个点的泥质含量：
[0054][0055]
其中，v为地层波速；vsh为泥质含量；v
m
为纯泥岩波速；v
s
为砂岩波速；
[0056]
利用声波测井曲线的数学关系得到泥质含量曲线，计算式如下：
[0057][0058][0059]
其中，v
sh
为泥质含量曲线；gr为目的层自然伽马(无铀伽马)值；gr
max
为纯泥岩层自然伽马值；gr
min
为纯碳酸盐岩地层自然伽马值；g为希尔奇指数，该参数可根据实验室岩心分析资料确定，通常第三系地层g＝3.7，老地层g＝2。
[0060]
结合泥质含量曲线v
sh
对泥质含量vsh进行校正，并利用岩心的化验结果进行标定。
[0061]
基于上述过程，得到的泥质含量vsh包括了地震与泥质曲线之间构建的线性关系，在井插值建模的基础上，也利用地震的属性寻找两者之间的关系，通过井上的约束与调整，进行最优化的合成，模拟合成的数据反映了断面的泥质含量。
[0062]
步骤s3，通过地层深度和速度剖面得到断面上每个点的上覆地层压力：
[0063]
地震在传播过程中，要通过岩石的基质、孔隙的流体和岩石的胶结成分，这些都会影响到地震波的传播速度，因此可以把岩石速度与其它要素相关联：
[0064]
设v是岩石速度，v1岩石结构速度，v2油气水的速度，q是岩石孔隙度，可得到关系式：从该式可知，岩石越致密，地震速度就越大。
[0065]
在本实施例中，利用下式计算断面上每个点的上覆地层压力：
[0066][0067]
其中，f
ov
为上覆地层压力；p为地层压力；v
max
为岩石孔隙度为0时的纵波速度；v
min
为岩石刚性为0时的纵波速度；v
n
为第n个地层的速度。在地质领域中，地层压力p实际上是地下某一深度孔隙流体的压强，该数据可以通过步骤s1中的测井数据提供。
[0068]
步骤s4，通过构造解释得到断层的总断距及每个断移地层的厚度，根据所述断面上每个点的泥质含量、断层的总断距及每个层段断移的厚度得到断泥比：
[0069]
应用地震成果数据、测井数据，建立与泥质含量曲线之间的数学关系，在层位、断层数据综合的控制下提取地震中与泥质含量有关的属性信息，这样形成的断面上的每个点
都有预测的泥质含量数据。根据地震剖面中断层的断点在垂直方向上形成的断距、每个断层断移地层的厚度与每段断移地层的泥质含量，计算出每个地震剖面的断层和泥质含量的比值，即断泥比，计算式可以为：
[0070]
步骤s5，利用叠前地震数据通过测井曲线反演，得到断面上每个点的泊松比：
[0071]
泊松比能较好的确定岩性的脆性、可变形性等，而且是流体的敏感检测因子，利用纵横波速度和密度参数可以计算。
[0072]
利用下式计算断面上每个点的泊松比：
[0073][0074][0075]
其中，p、μ、ρ分别为断面的纵波速度、泊松比、密度；r(θ)为随入射角θ变化的纵波反射系数；θ为入射角的角度；δp、δμ、δρ分别为上下地层的纵波速度、泊松比、密度的差值。本步骤是用于求取泊松比μ，其它数据可以通过步骤s1获取到。
[0076]
需要说明的是，地震数据的接收道不同的入射角度下，得到的地震记录是不同的，主要是入射的角度不同，这里会同时产生纵波和横波，可以把入射角、纵横波的速度、密度等建立他们的数学关系。通过这个数学关系，就可以确定泊松比在断面地震数据的值：
[0077][0078]
其中，纵、横波速度与泊松比的关系为：
[0079][0080][0081][0082][0083]
δμ＝μ
2-μ1为泊松比差；其中，μ2为上地层的泊松比，μ1为下地层的泊松比。
[0084]
式(1)表示当入射角θ在一定范围内连续变化时，弹性界面两侧介质的弹性参数的综合影响是有效的。当入射角θ在0
°
到30
°
范围内时，函数tan2α-sin2α趋近于零，即第三项对反射系数无影响，但当入射角θ大于30
°
时，第三项则对反射系数起主导作用。
[0085]
为了研究绝对振幅，将式(1)乘以r0，则得到以绝对振幅表示的zoeppritz近似方程。
[0086]
步骤s6，根据所述断泥比、断面上每个点的上覆地层压力及泊松比得到气藏断层启闭性量：
[0087]
利用下式计算气藏断层启闭性量：
[0088][0089]
其中，q为气藏断层启闭性量；l1是研究工区的调整指数；为断泥比，h
i
为第i层断移地层的厚度；vsh
i
为第i层断移地层的泥质含量，该泥质含量vsh
i
是在步骤s2中经过v
sh
进行校正、标定后所得到的；h为断层的总断距；n为断移地层的总层数；p为地层压力；δ
f
为上覆地层压力f
ov
与地层压力f的差值；μ为泊松比。
[0090]
步骤s7，根据所述气藏断层启闭性量进行断层启闭性单元的划分。
[0091]
根据得到的气藏断层启闭性量q可以确定断面的启闭性，进行断层启闭性单元的划分。在划分过程中既要确定断面的启闭性，还要考虑纵向上的启闭性，防止气藏从地层上部逸散；要确定有稳定大范围的泥岩盖层，而且这些盖层的泥岩塑性好，有利于封闭。
[0092]
在本实施例中，启闭性单元的划分也可以称为范围的划分；在地质上通常选择用地层来划分，将地层的层位线投影在断面上会形成上、下两套盘面的投影，这里主要确定上盘的启闭性重要还是下盘的启闭性重要，这与地层产状有关，如果上盘为主要断面，那么展示的断面封堵性就是上盘，以投影的地层为界确定在该层段是否封闭，这里必须要有泥岩隔层，否则负责这个单元的划分就是不正确的，因为没有泥岩隔层的话，气藏向上会逸散。
[0093]
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0094]
在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图3至图4对本发明示例性实施方式的气藏断层启闭性的确定系统进行介绍。
[0095]
气藏断层启闭性的确定系统的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0096]
基于同一发明构思，本发明还提出了一种气藏断层启闭性的确定系统，如图3所示，该系统包括：
[0097]
数据获取模块310，用于获取地震数据、测井数据、层位及断层资料；
[0098]
泥质含量计算模块320，用于根据所述地震数据、测井数据、层位及断层资料，得到断面上每个点的泥质含量；
[0099]
上覆地层压力计算模块330，用于通过地层深度和速度剖面得到断面上每个点的上覆地层压力；
[0100]
断泥比计算模块340，用于通过构造解释得到断层的总断距及每个断移地层的厚度，根据所述断面上每个点的泥质含量、断层的总断距及每个层段断移的厚度得到断泥比；
[0101]
泊松比计算模块350，用于利用叠前地震数据通过测井曲线反演，得到断面上每个点的泊松比；
[0102]
气藏断层启闭性量计算模块360，用于根据所述断泥比、断面上每个点的上覆地层压力及泊松比得到气藏断层启闭性量；
[0103]
启闭性划分模块370，用于根据所述气藏断层启闭性量进行断层启闭性单元的划分。
[0104]
在一实施例中，参考图4，为本发明一实施例的数据获取模块的详细架构示意图。如图4所示，数据获取模块310包括：
[0105]
地震数据获取单元311，用于获取地震数据，其中包括：叠前地震数据及叠后成果数据；
[0106]
测井数据获取单元312，用于获取测井数据，其中包括：声波测井数据、密度和gr曲线；
[0107]
资料获取单元313，用于获取层位及断层资料。
[0108]
在一实施例中，所述泥质含量计算模块320具体用于：
[0109]
根据地震数据、测井数据、层位及断层资料，在层位及断层的约束框架下，构建地震数据与井上泥质含量之间的数学关系，并应用于全工区确定不同断面在测井约束下的地震数据预测的泥质含量。
[0110]
具体的，可以利用下式得到断面上每个点的泥质含量：
[0111][0112]
其中，v为地层波速；vsh为泥质含量；v
m
为纯泥岩波速；v
s
为砂岩波速；
[0113]
利用声波测井曲线的数学关系得到泥质含量曲线，计算式如下：
[0114][0115][0116]
其中，v
sh
为泥质含量曲线；gr为目的层自然伽马值；gr
max
为纯泥岩层自然伽马值；gr
min
为纯碳酸盐岩地层自然伽马值；g为希尔奇指数；
[0117]
结合泥质含量曲线v
sh
对泥质含量vsh进行校正，并利用岩心的化验结果进行标定。
[0118]
在一实施例中，所述上覆地层压力计算模块330具体用于：
[0119]
利用下式计算断面上每个点的上覆地层压力：
[0120][0121]
其中，f
ov
为上覆地层压力；p为地层压力；v
max
为岩石孔隙度为0时的纵波速度；v
min
为岩石刚性为0时的纵波速度；v
n
为第n个地层的速度。
[0122]
在一实施例中，所述泊松比计算模块350具体用于：
[0123]
利用下式计算断面上每个点的泊松比：
[0124][0125][0126]
其中，p、μ、ρ分别为断面的纵波速度、泊松比、密度；r(θ)为随入射角θ变化的纵波反射系数；θ为入射角的角度；δp、δμ、δρ分别为上下地层的纵波速度、泊松比、密度的差值。
[0127]
在一实施例中，所述气藏断层启闭性量计算模块360具体用于：
[0128]
利用下式计算气藏断层启闭性量：
[0129][0130]
其中，q为气藏断层启闭性量；l1是研究工区的调整指数；为断泥比，h
i
为第i层断移地层的厚度；vsh
i
为第i层断移地层的泥质含量；h为断层的总断距；n为断移地层的总层数；f为地层压力；δ
f
为上覆地层压力f
ov
与地层压力p的差值；μ为泊松比。
[0131]
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了气藏断层启闭性的确定系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
[0132]
基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出了一种计算机设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，所述处理器520执行所述计算机程序530时实现前述气藏断层启闭性的确定方法。
[0133]
基于前述发明构思，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现气藏断层启闭性的确定方法。
[0134]
本发明提出的气藏断层启闭性的确定方法及系统在确定气藏断层启闭性的过程中，考虑了断距、泥质含量、上覆地层压力、密度、泊松比等参数，基于该些参数能够更加准确、快速的量化气藏断层的启闭性，为气藏研究提供有利的数据支持。
[0135]
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。
[0136]
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。
[0137]
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。
[0138]
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。
[0139]
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。