地震波形分类技术在大情字井地区薄砂体预测中的应用.pdf
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1、第 卷第期 年月物探化探计算技术 收稿日期:基金项目:中国石油“十四五”科研课题()第一作者:王雷(),男,硕士,高级工程师,主要从事地震资料解释及地震地质综合研究工作,:。文章编号:()地震波形分类技术在大情字井地区薄砂体预测中的应用王雷,袁立川,孟庆岩,柯钦,汪存圣,王玉柱,王思宇,刘滨莹(东方地球物理公司研究院 地质研究中心,涿州 ;东方地球物理公司 大庆物探二公司,松原 ;桂林理工大学,桂林 )摘要:受限于地震资料分辨率,薄砂体预测存在不确定性,一个地震波形多是由两期或者多期砂体叠置干涉形成,因此用振幅、频率等常规属性难以准确描述单期砂体平面非均质性特征。这里采用地震波形分类技术,以松
2、辽盆地南部大情字井地区青一段砂组为例,通过分析井震标定合成记录,研究三角洲外前缘相带不同砂体叠置模式下地震波形变化规律,建立研究区四种典型砂体叠置模式,利用自组织神经网络技术,选择合适的时窗,经过多次迭代,确定波形分类总数为种,使每种砂体叠置模式对应两个地震模型道,从而根据时窗内不同地震波形的空间分布,精细描述不同砂体叠置模式的平面非均质性特征。与其他属性和地质统计学反演预测的砂体厚度符合率相对比,波形分类预测符合率远高于振幅类属性和频率类属性,并与井震反演预测符合率相当,说明地震波形分类在三角洲外前缘相带砂体预测中是一种高效准确的技术方法。关键词:神经网络;地震波形分类;薄砂体;叠置模式中图
3、分类号:文献标志码:犇 犗 犐:引言随着勘探开发工作的深入,经济可采储量落实难度日益加大,松辽盆地中浅层剩余资源劣质化严重。剩余资源的勘探重点,已经从三角洲内前缘相带转入到储层相对不发育外前缘相带。青一段是松南中浅层的主要生烃层系,目的层被烃源岩包夹,成藏模式为自生自储型。大情字井地区是松辽盆地南部青一段外前缘相带重要的勘探区带,目前钻遇该勘探区带青一段探井 口,均见油气显示,但都没有获得工业突破,主要原因是储层薄、物性差,因此有利储层是该地区成藏的关键。外前缘相带探井钻遇砂岩统计结果显示,青一段砂组为基本发育两期砂体叠置,单期砂体厚度仅为,在研究区曾采用层间振幅、频率、相位以及小时窗地层切片
4、等属性,效果都不理想。曾洪流等指出,当一个砂体在地震资料上不能表现为一个独立反射时,单岩性层与反射同相轴一般没有一一对应关系,地震振幅极性和强度取决于相邻地震沉积学最小作图单元平均岩性间的波阻抗差大小和方向。因此,不能够简单用一种地震属性识别单期砂体。笔者研究意义在于通过利用地震波形分类技术,建立大情字井地区青一段砂组薄砂体叠置模式与地震波形之间的关系,半定量的识别薄砂体厚度平面分布关系,为青一段岩性油藏井位部署提供依据。地震波形分类技术前人针对薄砂体预测难题探索了许多方法,刘化清等基于地震沉积学方法,通过高精度层序格架、地层切片和振幅频率融合技术实现了薄砂体定性和半定量的预测;侯斌等利用地质
5、统计学反演方法,提高了反演结果与已钻井的符合精度,并通过变差函数,模拟了薄砂体的横向变化;章雄等通过波形指示反演,利用地震波形相似性代替了变差函数,提高了薄砂体横向预测精度。但以上方法多是力求通过提高地震或反演剖面的分辨率来识别单砂体,方法本身或多或少地改变了原始地震波形态,最终导致了薄砂体预测的多解性。地震波形分类是基于原始地震资料进行地震相分析的主要技术方法,该方法基本原理由法国 于 年正式提出,并由法国帕勒代姆公司于 年将该技术应用到商业软件 中。地震波形分类技术发展至今,已经被广泛应用于多物源沉积相带划分、火山岩体、礁滩体、河道砂体识别。采用的地震波形分类技术,是应用 软件平台波形聚类
6、模块。该模块主要是应用自组织映射神经网络()技术对地震道形状(地震信号的总体变化)进行分类。首先划分几种典型的地震道形状,每一实际地震道被赋予一种基于相似性的典型形状;神经网络在给定层段内对实际地震道进行训练,输入样本的每个维度通过权值与网格上的神经元相连,而神经元之间互不相连,通过欧式距离来度量神经元的敏感度,最敏感的神经元作为最佳匹配。假设训练样本狓(狋)的维度为犖,计算犻位置上神经元连接权值犿犻 犼(狋)与训练样本狓犻(狋)之间的欧式距离,即犱(狋)犖犻(狓犻(狋)犿犻 犼(狋)()选择最近的神经元作为最佳匹配单元,学习速率为,领域函数为犺,更新邻近神经元,即犿犻 犼犿犻 犼犺(犿 ,犿
7、犻 犼)(狓犻(狋)犿犻 犼)()以最佳匹配单元为中心,其一定区域内的神经元会受影响,区域外的神经元不会受到影响,领域函数犺可定义为犺,(犻狀)(犼犿)槡狉,(犻狀)(犼犿)槡烅烄烆狉()通过数次迭代后构建合成地震道,并与实际地震道进行对比,通过自适应实验和误差处理修改合成道,最终得到与实际地震道相关性更好的模型道,最后赋予模型道地质意义,建立地震相与沉积相的联系。影响该技术的关键因素主要有:确定分析时窗;建立地质模型与地震波形之间对应关系;确定波形分类数。地震波形分类技术适用于分辨多套薄砂体地质组合,能够快速计算薄砂体平面分布规律,它具有三个优势:较常规属性可描述地质现象更多,每一种典型波形
8、可对应的沉积相地质意义明确;地质规律更接近真实,全程运算不需要井参与,避免由于井分布不均引起的统计性误差;人工参与少,运算速度快,能够迅速及精细的评价储层平面非均质性特征。技术应用 研究区概况大情字井地区位于松辽盆地南部西南物源体系扇三角洲外前缘相带(图),该区构造活动弱,断层相对不发育,地层厚度变化相对较小,青一段砂组处于水进体系域发育期,三角洲外前缘沉积相带较稳定,开展大面积储层预测地质基础好。根据现有地震资料识别单砂体难度大,单砂层厚度小于地震最小分辨厚度,单期砂体厚度仅为,而研究区地震资料最小分辨厚度为(图),单砂体在该地震资料上不能表现为一个独立反射,利用振幅、频率、相位等属性识别薄
9、砂层精度低。采用的波形分类技术将识别单砂层转变为通过地震波形识别砂层组合关系,从而半定量的预测目的层砂岩厚度。实施关键步骤应用基于地震资料波形分类技术预测薄砂体主要有三个关键步骤:精细地震地质标定,确定分析时窗;总结砂体叠置模式,建立地质模型与地震波形之间对应关系;确定波形分类数。时窗选取合适的时窗是利用波形分类技术达到真实描述地质体分布的重要参数之一,若选择时窗层段太大,则目的层可能包含太多相序,计算的结果将无法解释;若时窗层段太小,则不能真实地反映相变引起的波形变化,成果图件颜色也会发生畸变。时窗选取的关键是首先应该了解地质体所在的大致深度、发育厚度及此深度对应的速度。经精细地震地质标定和
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