CN111830558B - 一种断裂带雕刻方法 - Google Patents

Abstract

一种断裂带雕刻方法，包括：确定出待分析区域的断裂带边界，进而得到待分析区域的断裂带轮廓；通过波阻抗反演，确定待分析区域中的洞穴数据；利用断层自动提取技术提取待分析区域中的断层面，确定待分析区域中的断裂数据和裂缝数据；将洞穴数据、断裂数据和裂缝数据与断裂带轮廓进行交会并取交集，分别得到断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体；将断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体根据各自值域范围重新比例，并融合为一个数据体，得到待分析区域的断裂带三维空间雕刻。本方法通过优选敏感属性，采用“三元一体”的方式来实现断裂带雕刻，其能够为知道钻井轨迹部署提供有效、可靠的依据。

Description

一种断裂带雕刻方法

技术领域

本明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种断裂带雕刻方法。

背景技术

塔里木盆地顺北油田不同于塔河地区表生岩溶缝洞型油藏，为断控裂缝-洞穴型油藏。通过钻录测井、地震、测试与生产动态等综合对比，顺北地区奥陶系碳酸盐岩储层基质物性较差，孔隙欠发育，主要储集空间为走滑断裂带内“空腔”型洞穴与裂缝带，主要储层类型为裂缝-洞穴型。

目前顺北地区主干断裂钻井揭示较好油气成果，但是断裂带内部非均质性极强，存在横向和纵向的分段特征，储层空间展布十分复杂。由于缺乏规模储层段测井及取芯资料，目前储层的类型及展布还存在争议，因此尚未建立一个有效的储层地质模式。同时，地球物理上放空漏失级别的优质储层尚未建立明显有效的储层地震响应特征。

钻井部署时往往采用水平井技术横穿断裂带，利用钻头探寻优质储层。该方法可以实现水平方向寻找优质储层，但是断裂带纵向上也存在非均质性，并非垂向上都是好储层，垂向靶点无法标定。同时，在用钻探放空漏失级别储层中，几百米甚至上千米宽的断裂带中优质储层只有几米。所以也就需要从地震数据出发寻找多种敏感属性表征断裂内部各种储层，再通过体融合和三维雕刻，更加直观形象地展现断裂内部结构，从而指导钻井部署和资源量计算。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种断裂带雕刻方法，所述方法包括：

步骤一、对待分析区域进行断裂带边界识别，确定出所述待分析区域的断裂带边界，进而得到所述待分析区域的断裂带轮廓；

步骤二、通过波阻抗反演，确定所述待分析区域中的洞穴数据；

步骤三、利用断层自动提取技术提取所述待分析区域中的断层面，根据所述断层面确定所述待分析区域中的断裂数据和裂缝数据；

步骤四、将所述洞穴数据、断裂数据和裂缝数据与所述断裂带轮廓进行交会并取交集，分别得到所述断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体；

步骤五、将所述断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体根据各自值域范围重新比例，并融合为一个数据体，得到所述待分析区域的断裂带三维空间雕刻。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，通过最大似然属性确定所述待分析区域的最大概率裂缝密集区的包络线，得到所述待分析区域的断裂带边界。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，还运用构造导向滤波，在线方向、道方向和时间上对所述断裂带边界进行平滑，得到所述待分析区域的断裂带轮廓。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，

用小于预设波阻抗阈值的波阻抗数据与张量数据交会，确定所述待分析区域中的洞穴数据。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，确定所述预设波阻抗阈值的步骤包括：

根据测井数据确定所述待分析区域的洞穴储层孔隙度下限；

根据所述洞穴储层孔隙度下限确定对应的测井波阻抗下门槛值；

根据所述测井波阻抗下门槛值，通过模型正演分析确定对应的地震尺度波阻抗门槛值，得到所述预设波阻抗阈值。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，

提取AFE数值大于第一预设AFE门槛值的断层面，并将所提取的断层面确定为断裂空间区域，对应得到断裂数据；

提取AFE数值小于或等于第一预设AFE门槛值且大于第二预设AFE门槛值的断层面，并将提取的断层面确定为裂缝储集体范围，对应得到裂缝数据。

根据本发明的一个实施例，确定所述待分析区域的防控漏失所对应的AFE值，得到所述第一预设AFE门槛值；并且/或者，

确定细小裂缝所对应的AFE值，得到所述第二预设AFE门槛值。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤五中，所述断裂数据体的值域范围最高，所述洞穴数据体的值域范围次之，所述裂缝数据体的值域范围最低。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤五中，将值域重新比例后的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体进行合并时，重叠区域按照预设优先级进行数据合并。

根据本发明的一个实施例，所述断裂数据体、洞穴数据体和裂缝数据体的优先级依次递减。

本发明所提供的方法通过优选敏感属性，采用“三元一体”的方式来实现断裂带雕刻。具体地，本方法将断裂带轮廓(一元)、洞穴储层展布(二元)以及断裂和裂缝展布(三元)比例到不同的置于范围，然后将三种数据融合成一个数据提，并利用三维可视化技术进行雕刻。通过实验发现，运用本方法能够实现主干断裂钻井成功率100％，其能够为知道钻井轨迹部署提供有效、可靠的依据。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的“断裂+强串珠”、“断裂+中强串珠”、“断裂+串珠集合体”、“断裂+杂乱弱反射”的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的断裂带雕刻方法的实现流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的断裂似然体的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的待分析区域的断裂带轮廓示意图；

图5是根据本发明一个实施例的溶洞示意图；

图6是根据本发明一个实施例的三种断裂样式的地震剖面以及AFE属性示意图；

图7是根据本发明一个实施例的三维空间雕刻结果示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

近年来，在塔北地区碳酸盐岩主要运用能量体或反演体和蚂蚁属性对断溶体进行刻画，但顺北地区不同于塔河地区，未见明显溶蚀扩大现象，断裂活动也较弱，储层更复杂。同时，顺北地区的普遍埋深超过7500m，并受沙漠地表、二叠系火成岩影响，地震信噪比低，这也就导致在地震剖面上串珠能量弱，不突出，断裂内部结构识别精度更低。故此，急需精度更高的走滑断裂内部结构精细雕刻方法。

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种新的断裂带雕刻方法，该方法尤其适用于对走滑断裂内部结果的精细雕刻。

目前顺北地区大部分钻井以钻到放空或者距离漏失段完井，基本井底对应优质储层的部位。通过对钻井精细标定基本上确立了“断裂+强串珠”、“断裂+中强串珠”、“断裂+串珠集合体”、“断裂+杂乱弱反射”四类。

其中，如图1所示，“断裂+强串珠”和“断裂+中强串珠”类型钻井在断裂带上串珠放空漏失，“断裂+串珠集合体”钻井在串珠的边部放空漏失，而“断裂+杂乱弱反射”上钻井则在弱反射区域放空漏失，整体上可以确定两大类地球物理响应特征，强串珠附近以及弱反射的断裂面为优质储层集中区域，特别是一间房组顶面反射出现空白弱反射基本可确定为断面的位置。

因此，顺北断裂带内部结构刻画需以两类串珠相和裂缝相来分别刻画，通过分析发现，串珠相反映溶洞、裂缝相反映断裂和裂缝，溶洞和断裂空间对应洞穴型储层，与细小裂缝组合构成了裂缝洞穴型储层。

基于上述分析，本发明所提供的断裂带雕刻方法通过优选敏感属性，提出了一种“三元一体”的断裂带雕刻思路，从而实现三维立体雕刻断裂带的空间展布。

图2示出了本实施例所提供的断裂带雕刻方法的实现流程示意图。

如图2所示，本实施例所提供的断裂带雕刻方法首选会在步骤S201中对待分析区域进行断裂带边界识别，确定出待分析区域的断裂带边界。随后，该方法会在步骤S202中根据待分析区域的断裂带边界来得到待分析区域的断裂带轮廓。

具体地，本实施例中，该方法在步骤S201中优选地通过最大似然属性确定待分析区域的最大概率裂缝密集区的包络线，进而得到待分析区域的断裂带边界。

断裂带的边界识别是井位部署和资源量计算的重要参考因素。通过分析发现，无论断裂带内部均质程度高低与否，地震剖面上总有差异，可能弱反射错断，也可能局部强异常。

而本实施例所提供的方法利用最大似然叠后断裂检测技术，并通过在指定的倾角、走向范围内计算每个采样点之间的相似性，通过相似性的截取获得地区断层及断裂发育的可能性，进而生成断层(裂缝)走向、断层(裂缝)倾向、断层(裂缝)最大似然体，达到识别描述断裂带的目的。

如图3所示，本实施例中，沿一定的走向和倾向可以计算得到倾角体、方位角体，通过优化计算可以得出断裂似然体，包括Fault_likelihood(淡黄色)、Thinned_Fault_likelihood(绿色)，具有走向、倾向、级别的特征。其中，Thinned_Fault_likelihood检测的是可能的裂缝信息，而Fault_likelihood反映的则是裂缝密集区的轮廓。

通过上述过程所得到的轮廓过于散乱，针对该问题，本实施例所提供的方法在步骤S202中优选地还会运用构造导向滤波，在线方向、道方向和时间上对步骤S201中所得到的断裂带边界进行平滑，从而得到待分析区域的断裂带轮廓。如图4所示，此时所得到的断裂带轮廓能够更好的反映出轮廓特征。

对于裂缝带内部来说，本方法优选地将裂缝-洞穴型储层进一步细分为三种类型，即：溶洞、断裂和裂缝。结合图1所示的典型井地球物理响应特征可以看出，上述三类储层在地震剖面上为串珠、错段、杂乱反射特征，本方法分别用其各自的敏感属性来雕刻上述三类储层的空间形态。

具体地，如图2所示，本实施例中，该方法还会在步骤S203中通过波阻抗反演，确定待分析区域中的洞穴数据。

通过研究发现，采用波阻抗反演进行体积刻画时，部分隐藏在强界面的下串珠不容易被识别到。如果御用同一的门槛值来雕刻串珠，往往也会将强界面雕刻出来。针对该问题，本实施例提供的方法优选地采用波阻抗与张量属***会的方式来对强界面中的小尺度溶洞信息进行识别。

张量属性对于连续变化的强界面不敏感，而对突变的振幅异常敏感，本实施例中，该方法优选地用小于预设波阻抗阈值的波阻抗数据与张量属性数据交会，通过张量属性和波阻抗体数据交会也就可以检测同时满足强张量值和低波阻抗的区域(即波阻抗小于预设波阻抗阈值且张量值大于预设张量阈值)，这样就可以有效识别出强反射界面中的小尺度溶洞信息，如图5所示。

本实施例中，上述预设张量值的具体取值优选地以能够使得缝洞形态更加突出为原则，其优选地在[30,50]区间内进行取值。

本实施例中，在确定上述预设波阻抗阈值的过程中，该方法优选地首先会根据测井数据确定待分析区域的洞穴储层孔隙度下限，随后根据根据所得到的洞穴储层孔隙度下限来确定对应的测井波阻抗下门槛值，随后根据上述测井波阻抗下门槛值，通过模型正演分析来确定对应的地震尺度波阻抗门槛值，这样也就得到了所需要的预设波阻抗阈值。

例如，通过测井数据可以确定洞穴型储层孔隙度门槛值为5.2％。顺北纯灰岩速度为6100m/s，密度为2.7g/cm³左右，通过时间平均方程，可以计算出孔隙度门槛值5.2％所对应的理论波阻抗为1.365*10⁷m/s·kg/m³。但是由于地震数据(反演数据)的频带宽度只有0-80Hz左右，因此在反演雕刻时不能直接采用该波阻抗作为门槛值，而需要对测井曲线进行80Hz高截滤波，所得到的对应的模型正演上理论波阻抗为1.365*10⁷m/s·kg/m³。在10m大小洞穴地质模型上，在地震尺度上对应的波阻抗是1.52*10⁷m/s·kg/m³。因此也就可以采用1.52*10⁷m/··kg/m³作为波阻抗反演的门槛值(即预设波阻抗阈值)

本实施例中，采用地质统计学反演能够使得分辨率显著提高，高截滤波范围也要扩大(具体需要根据反演波阻抗体的频带宽度来调整)。

当然，在本发明的其他实施例中，该方法还可以采用其他合理方式来通过波阻抗反演来确定待分析区域的洞穴数据，本发明不限于此。

再次如图2所示，本实施例中，该方法还会在补助S204中利用断层自动提取技术提取出待分析区域中的断层面，并在步骤S205中根据步骤S204中所得到的断层面确定待分析区域中的断裂数据和裂缝数据。

从实钻井统计上看，顺北地区绝大部分井在断裂带中主断裂面上放空漏失，但是很多主断裂面在剖面上肉眼很难识别，因此也就需要运用地球物理数学运算方法来进行判别。本实施例中，该方法优选地会采用断层自动提取(AFE)的方式来对三维地震相干体数据或者是不连续属性体数据进行处理(线性增强及断层增强两步)以自动提取断层线，从而得到断层面。

通过采用断层自动提取技术，本方法所得到的断裂数据和雷锋数据可以比较清晰地反映断裂信息，其相比相干属性横向分辨率更高，与钻井放空漏失段吻合较好。

图6示出了三种断裂样式的地震剖面以及AFE属性，分别标注了钻井漏失位置。从图6所示的地震剖面可以看出断裂特征并不明显，很难确定几米宽的主断裂面的位置，串珠的中心并非一定都是储层有利发育区。旁边右侧是与地震剖面相对应的AFE属性的剖面，从剖面上看AFE属性刻画的断裂面的位置与放空漏失位置匹配很好。

本实施例中，该方法在步骤S205中优选地会提取AFE数值大于第一预设AFE门槛值的断层面，并将所提取的断层面确定为断裂空间区域，对应得到断裂数据。该方法还会提取AFE数值小于或等于第一预设AFE门槛值且大于第二预设AFE门槛值的断层面，并将提取的断层面确定为裂缝储集体范围，对应得到裂缝数据。

本实施例中，断裂门槛值(即第一预设AFE门槛值)和裂缝门槛值(即第二预设AFE门槛值)主要通过钻井标定得到。

例如，统计目前顺北1号断裂带和5号断裂带上12口完钻井，采用AFE数值大于201.2为断裂空腔区域，80％钻井放空漏失与此吻合，细小裂缝通过成像测井及录井资料和AFE属性对比，油气发育位置与AFE裂缝吻合较好，通过标定选取28为门槛值，介于201.2和28之间为裂缝储集体范围。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，该方法还可以采用其他合理方式来确定待分析区域中的断裂数据和裂缝数据，本发明不限于此。

如图2所示，本实施例中，在得到待分析区域的断裂带轮廓、洞穴数据、断裂数据和裂缝数据后，该方法会在步骤S206中将上述洞穴数据、断裂数据和裂缝数据与断裂带轮廓进行交会并取交集，分别得到断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体。

随后，该方法会在步骤S207中将上述断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体根据各自值域范围重新比例，并融合为一个数据体，从而得到待分析区域的断裂带三维空间雕刻。

本实施例中，优选地，断裂数据体的值域范围最高，洞穴数据体的值域范围次之，裂缝数据体的值域范围最低。在将值域重新比例后的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体进行合并时，这些数据很可能会存在重叠区域，对于这些重叠区域，该方法优选地按照预设优先级进行数据合并。

具体地，本实施例中，对于数据重叠区域，断裂数据体、洞穴数据体和裂缝数据体的优先级依次递减。也就是说，当断裂数据体与洞穴数据体存在重叠时，该方法会将断裂数据体作为有效数据体；当洞穴数据体与裂缝数据体存在重叠时，该方法会将洞穴数据体作为有效数据体。

需要指出的是，本实施例中，根据实际需要，该方法在步骤S207中还可以根据不同数据的值域范围来编制色标，从而得到断裂带的彩色三维空间雕刻，如图7所示。

同时，还需要指出的是，本发明并不对确定断裂带轮廓、洞穴数据、断裂数据以及裂缝数据的先后顺序进行限定。在发明的其他实施例中，根据实际需要，确定上述参数的具体顺序还可以采用其他合理顺序。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的方法通过优选敏感属性，采用“三元一体”的方式来实现断裂带雕刻。具体地，本方法将断裂带轮廓(一元)、洞穴储层展布(二元)以及断裂和裂缝展布(三元)比例到不同的置于范围，然后将三种数据融合成一个数据提，并利用三维可视化技术进行雕刻。通过实验发现，运用本方法能够实现主干断裂钻井成功率100％，其能够为知道钻井轨迹部署提供有效、可靠的依据。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (8)

1.一种断裂带雕刻方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、对待分析区域进行断裂带边界识别，确定出所述待分析区域的断裂带边界，进而得到所述待分析区域的断裂带轮廓；其中，通过最大似然属性确定所述待分析区域的最大概率裂缝密集区的包络线，得到所述待分析区域的断裂带边界；

步骤二、通过波阻抗反演，确定所述待分析区域中的洞穴数据；

步骤三、利用断层自动提取技术提取所述待分析区域中的断层面，根据所述断层面确定所述待分析区域中的断裂数据和裂缝数据；

步骤四、将所述洞穴数据、断裂数据和裂缝数据与所述断裂带轮廓进行交会并取交集，分别得到所述断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体；

步骤五、将所述断裂带轮廓范围内的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体根据各自值域范围重新比例，并融合为一个数据体，得到所述待分析区域的断裂带三维空间雕刻；其中，所述断裂数据体的值域范围最高，所述洞穴数据体的值域范围次之，所述裂缝数据体的值域范围最低。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，还运用构造导向滤波，在线方向、道方向和时间上对所述断裂带边界进行平滑，得到所述待分析区域的断裂带轮廓。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，

用小于预设波阻抗阈值的波阻抗数据与张量数据交会，确定所述待分析区域中的洞穴数据。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，确定所述预设波阻抗阈值的步骤包括：

根据测井数据确定所述待分析区域的洞穴储层孔隙度下限；

根据所述洞穴储层孔隙度下限确定对应的测井波阻抗下门槛值；

根据所述测井波阻抗下门槛值，通过模型正演分析确定对应的地震尺度波阻抗门槛值，得到所述预设波阻抗阈值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，

提取AFE数值大于第一预设AFE门槛值的断层面，并将所提取的断层面确定为断裂空间区域，对应得到断裂数据；

提取AFE数值小于或等于第一预设AFE门槛值且大于第二预设AFE门槛值的断层面，并将提取的断层面确定为裂缝储集体范围，对应得到裂缝数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

确定所述待分析区域的防控漏失所对应的AFE值，得到所述第一预设AFE门槛值；并且/或者，

确定细小裂缝所对应的AFE值，得到所述第二预设AFE门槛值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤五中，将值域重新比例后的洞穴数据体、断裂数据体和裂缝数据体进行合并时，重叠区域按照预设优先级进行数据合并。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述断裂数据体、洞穴数据体和裂缝数据体的优先级依次递减。

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