基于優(yōu)選區(qū)域的地震屬性融合重構(gòu)技術(shù)

唐世偉, 張向君, 董建萍, 閆慶學(xué)

(1.東北石油大學(xué) 計算機與信息技術(shù)學(xué)院,大慶 163318；(2.大慶物探一公司 物探研究院,大慶 163357)

0 引言

地震屬性是由隱含豐富地質(zhì)信息的地震數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)學(xué)變換而導(dǎo)出的有關(guān)地震波的各種特征，地震屬性技術(shù)是通過提取目的層段內(nèi)一定時窗范圍的各類地震屬性，然后對其進(jìn)行平面分析、可視化顯示和已知性驗證，進(jìn)而預(yù)測和評價儲層的地震勘探技術(shù)[1-3]。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，常用的地震屬性就有幾十種之多，這些地震屬性反映了地下的不同地質(zhì)特征，但每一種地震屬性都只對某些地質(zhì)特征敏感[4]。因此，利用單一地震屬性來預(yù)測儲層會產(chǎn)生多解性，特別是對于構(gòu)造復(fù)雜、儲集體類型多樣的復(fù)雜地區(qū)，單一屬性就很難解決問題[5-6]。目前，在地震屬性儲層預(yù)測研究中，這種多解性問題可以通過多屬性融合技術(shù)加以改善[7-8](多屬性融合曲線重構(gòu)、多屬性加權(quán)融合、概率核地震屬性融合)[9-11]。同時，通過地震屬性優(yōu)選可以提高地震屬性的可信度(少井區(qū)基于模型的地震屬性優(yōu)選方法、利用正演模擬方法研究優(yōu)選地震屬性等)[12-14]。

研究發(fā)現(xiàn)，對于儲層類型多樣的復(fù)雜工區(qū)，單一屬性對全區(qū)的儲層預(yù)測精度很低，但在某些局部區(qū)域，預(yù)測精度卻可能很高?；诖?，筆者提出一種基于優(yōu)選區(qū)域的地震屬性融合重構(gòu)方法，該方法是在同一工區(qū)、同一儲層，對在不同地震屬性上優(yōu)選出的屬性區(qū)域進(jìn)行融合重構(gòu)，既保留了所優(yōu)選區(qū)域儲層預(yù)測符合率高的局部特征，又使融合區(qū)域的邊界過渡自然，形成一種地震屬性重構(gòu)圖，用于全工區(qū)的儲層預(yù)測，提高儲層預(yù)測精度。

1 方法原理

1.1 地震屬性融合重構(gòu)技術(shù)

這里研究的地震屬性重構(gòu)融合，是在同一工區(qū)、同一層位，在不同地震屬性中優(yōu)選出的、具有共同邊界的各地震屬性區(qū)域的融合重構(gòu)。通過地震屬性的融合重構(gòu)，將能反映目的層儲層特征的各地震屬性，重構(gòu)在一起，用于儲層預(yù)測。

以兩個屬性融合重構(gòu)為例，給出研究方案。對于多屬性的情況，可重復(fù)該方案即可。具體研究方案為：

1)記同一工區(qū)、同一層位地震屬性區(qū)域為Ω。其中，在屬性a1中優(yōu)選區(qū)域Ω1，即a1∈Ω1，在屬性a2中優(yōu)選區(qū)域Ω2，即a2∈Ω2，且Ω=Ω1+Ω2，Ω1與Ω2之間的邊界為?Ω，?Ω的寬度可以忽略不計。

2)以?Ω為中線，給定屬性a1、屬性a2之間融合寬度為Δ的融合區(qū)域Δ?Ω，且0<Δ?Ω<Ω，則融合算子為式(1)。

Gi,j=λi,ja1+(1-λi,j)a2

(1)

其中：(i,j)∈Δ?Ω，是區(qū)域Δ?Ω中每一點的坐標(biāo)位置。

(2)

(3)

地震屬性重構(gòu)算子為式(4)。

(4)

1.2 屬性特征區(qū)域優(yōu)選

這里提出的屬性特征區(qū)域優(yōu)選，是在同一區(qū)塊、同一層位上，在不同的地震屬性中選取對井符合率高的區(qū)域(圖1、圖2)。表1是該區(qū)塊FⅠ3油層組13口井的砂巖厚度與井位置處的均方根振幅屬性幅值強度符合情況統(tǒng)計表，砂巖厚度大于3 m時屬性值較強、砂巖厚度小于3 m(不包括3 m)屬性值較弱視為符合，否則視為不符合。圖1所示的均方根振幅屬性對井符合率為69.2%。表2是該區(qū)塊FⅠ3油層組13口井的砂巖厚度與井位置處的最大波峰振幅屬性強度符合情況統(tǒng)計表，圖2最大波峰振幅屬性對井符合率為69.2%。均方根振幅屬性和最大波峰振幅屬性均不能滿足砂體預(yù)測的需要。

圖1 FⅠ3油層組均方根振幅平面圖

圖2 FⅠ3油層組最大波峰振幅平面圖

表1 均方根振幅對井符合情況統(tǒng)計表

表2 最大波峰振幅對井符合情況統(tǒng)計表

通過分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)Ⅰ3油層組均方根振幅屬性對井符合率較高的區(qū)域集中在Ω1區(qū)域，對井符合率為83.3%(圖3)。FⅠ3油層組最大波峰振幅屬性對井符合率較高的區(qū)域集中在Ω2區(qū)域，對井符合率為85.7%(圖4)。均方根振幅屬性圖上的Ω1區(qū)域、最大波峰振幅屬性圖上的Ω2區(qū)域，就是我們優(yōu)選的屬性特征區(qū)域。

圖4 區(qū)域優(yōu)選后的FⅠ3油層組最大波峰振幅平面圖

1.3 融合區(qū)域Δ?Ω的確定方法

區(qū)域Ω1的地震屬性與區(qū)域Ω2的地震屬性在Δ?Ω區(qū)域內(nèi)融合，區(qū)域Δ?Ω的形狀及大小直接影響著屬性融合的效果。筆者采用圖形變換的方法[15]確定Δ?Ω的邊界。

(5)

(6)

(7)

通過向量積法計算每個三角形的面積為式(8)。

(8)

2 應(yīng)用實例

由于各種地震屬性值數(shù)量級各不相同，不同地震屬性的數(shù)值差別可能很大，實際應(yīng)用中，需對參與重構(gòu)地震屬性進(jìn)行值域變換，這種變換應(yīng)不改變各屬性本身的相對變化特征，將不同的地震屬性數(shù)值規(guī)范到某一值域范圍內(nèi)。本文實例中地震屬性數(shù)值規(guī)范在0—2 000之間。

A區(qū)塊FⅠ3油層組，其均方根振幅屬性和最大波峰振幅屬性全區(qū)對井符合率都不高，但優(yōu)選出的均方根振幅屬性Ω1區(qū)域和最大波峰振幅屬性Ω2區(qū)域?qū)下瘦^高，如圖3、圖4所示。利用本文的屬性重構(gòu)技術(shù)，將均方根振幅屬性的Ω1區(qū)域和最大波峰振幅屬性的Ω2區(qū)域融合重構(gòu)，如圖5所示是融合重構(gòu)的FⅠ3油層組地震屬性。圖5中，融合區(qū)域過渡自然，沒有突變現(xiàn)象，表3是該區(qū)塊FⅠ3油層組13口井的砂巖厚度與井位置處的重構(gòu)屬性強度符合情況統(tǒng)計表，通過統(tǒng)計分析，重構(gòu)地震屬性全區(qū)對井符合率為84.6%，高于圖1、圖2的對井符合率，可以用于FⅠ3油層組砂巖厚度預(yù)測，提高預(yù)測精度。

圖5 FⅠ3油層組重構(gòu)屬性平面圖

表3 重構(gòu)屬性對井符合情況統(tǒng)計表

3 結(jié)論

1)地震屬性反映了大量的儲層特征信息，是地震儲層預(yù)測的重要方法技術(shù)，但地震屬性與所預(yù)測的儲層之間關(guān)系復(fù)雜，儲層特征不同，其地震屬性的敏感性是有差異的。

2)對于構(gòu)造復(fù)雜、儲層類型多樣的復(fù)雜工區(qū)，單一屬性對全區(qū)的儲層預(yù)測精度很低，但在某些局部區(qū)域，預(yù)測精度卻可能很高。

3)地震屬性融合重構(gòu)技術(shù)，可以在同一工區(qū)、同一儲層，對在不同地震屬性上優(yōu)選出的屬性區(qū)域進(jìn)行融合重構(gòu)，形成一種地震屬性重構(gòu)圖，用于全工區(qū)的儲層預(yù)測，提高儲層預(yù)測精度。