一种缝洞型储层地震数值模型建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气地球物理技术领域，具体地说，涉及一种缝洞型储层地震数值模 型建立方法。
【背景技术】
[0002] 地震波场模拟是地震勘探和地震学的基础。地震波场模拟就是在假定地下介质结 构模型和相应物理参数已知的情况下，模拟研究地震波在地下介质中的传播规律，并计算 在地面或地下各个观测点所应观测到的地震数值的一种地震模拟方法。地震波场模拟不 但在石油、天然气、重金属和非金属等矿产资源及工程，W及环境地球物理中有着广泛地应 用，而且在地震灾害预测、地震区带划分W及地壳构造和地球内部结构研究等方面，也起着 十分重要的作用。
[0003] 建立可W反映结构特征的数学模型是进行复杂介质地震波场模拟的前提，因此研 究人员提出了多种模型来描述地下的不同储层。
[0004] 裂缝型储层是一种大量存在的油气储层类型，为此许多学者对裂缝进行了大量的 研究。哈德森将裂缝看成是W-个个非常扁的楠球体，并用弹性扰动理论推导出裂缝等效 各向异性介质的弹性系数与各向同性背景介质的弹性系数、裂缝参数之间的关系，并给出 了裂缝中不同充填物对弹性常数的影响。励伯格和塞耶斯将裂缝看成是具有线性滑动边界 条件的柔性边界，推导出了裂缝等效各向异性介质的柔性矩阵。随后很多学者运用该两种 等效介质理论来建立模型，并通过波场模拟研究了地震波在裂缝储层中的传播特点。孔洞 型储层也是一种广泛存在的油气储层类型，许多学者对地层中不规则孔洞也做了大量研究 工作。
[0005] 现有技术中，对单独的裂缝型储层和孔洞型储层已经做了许多研究，并建立了对 应的数学模型。然而在实际地层中，地质结构往往不是单一的。例如海相碳酸盐岩储层中， 由于地质作用，裂缝、孔洞同时存在。当前的裂缝或孔洞的波场模拟建模方法并不能准确 描述裂缝、孔洞结构并存的缝洞型储层，使得在进行地震波场模拟无法得到准确、可靠的数 据。
[0006] 基于上述情况，亟需一种能够准确地建立缝洞型储层的地震数值模型的方法。
【发明内容】
[0007] 为解决上述问题，本发明提供了一种缝洞型储层地震数值模型建立方法，所述方 法包括：
[0008] 孔洞分布模型建立步骤，基于随机介质理论建立待分析缝洞型储层的孔洞分布模 型，其包括背景介质区域和孔洞区域；
[0009] 裂缝弹性参数确定步骤，根据所述待分析缝洞型储层的裂缝的几何参数，确定所 述待分析缝洞型储层的裂缝弹性参数；
[0010] 缝洞型储层模型建立步骤，将所述裂缝弹性参数赋予所述背景介质区域，将已知 的孔洞包含物的弹性参数赋予所述孔洞区域，得到所述待分析缝洞型储层的地震数值模 型。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述孔洞分布模型建立步骤包括：
[0012] 确定所述待分析缝洞型储层中各点的相对扰动；
[0013] 根据各点的相对扰动，计算所述待分析缝洞型储层中各点的空间分布参数；
[0014] 将各点的空间分布参数与预设参数阔值进行比较，根据比较结果建立所述待分析 缝洞型储层的孔洞分布模型。
[0015] 根据本发明的一个实施例，
[0016] 当所述待分析缝洞型储层的介质空间中一点处的的空间分布参数大于所述预设 参数阔值时，判断该点处为背景介质区域，否则判断该点处为孔洞区域。
[0017] 根据本发明的一个实施例，确定各点相对扰动的步骤包括：
[0018] 根据预设的空间分布参数的自相关函数，确定随机过程的功率谱函数；
[0019] 基于所述功率谱函数和预设随机场，根据随机谱函数模型计算所述随机过程的随 机谱函数；
[0020] 对所述随机谱函数进行逆傅里叶变换变换，得到所述随机过程的随机扰动；
[0021] 计算所述随机扰动的均值和方差，并根据所述随机扰动的均值和方差对所述随机 扰动进行规范化，得到所述待分析缝洞型储层中各点的相对扰动。
[0022] 根据本发明的一个实施例，根据如下公式计算所述待分析缝洞型储层中各点的相 对扰动： 么'
[0023] 〇(-、-，Z) 之）-('] a
[0024] 其中，0 (X，Z)表示待分析缝洞型储层中（X，Z)点处的相对扰动，e表示规范化后 的标准差，C和d分别表示（X，Z)点处随机扰动￥ (X，Z)的均值和标准差。
[00巧]根据本发明的一个实施例，所述自相关函数包括W下所列项中的任一项：
[0026] 指数型楠圆自相关函数、高斯型楠圆自相关函数、冯卡口自相关函数。
[0027] 根据本发明的一个实施例，所述空间分布参数包括密度。
[0028] 根据本发明的一个实施例，根据如下公式计算所述待分析缝洞型储层中各点的密 度：
[0029] P(x,z) =P〇 ? (1+K?0(x,z))
[0030] 其中，P(x，z)表示待分析缝洞型储层中（x，z)点处的密度，P。表示背景介质区 域的密度，K表示比例常数，0 (x，z)表示待分析缝洞型储层中（x，z)点处的相对扰动。
[0031] 根据本发明的一个实施例，裂缝弹性参数确定步骤包括：
[0032] 基于待分析缝洞型储层的地质参数，根据预设裂缝模型计算弹性参数中间量；
[0033] 根据所述弹性参数中间量，计算裂缝介质的修正量；
[0034] 基于所述裂缝介质的修正量，根据哈德森理论计算所述待分析缝洞型储层的含定 向分布裂缝介质的等效各相异性介质的弹性参数，作为所述待分析缝洞型储层的裂缝弹性 参数。
[00巧]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：
[0036] 地震波场模拟步骤，对所述地震数值模型进行波动方程的数值模拟，获取所述地 震数值模型中各点的震动参数，并根据所述震动参数建立所述待分析缝洞型储层的地震波 场。
[0037] 本发明提供的缝洞型储层地震数值模型建立方法所建立的地震数值模型既具有 裂缝介质的各向异性特征，还具有随机孔洞的散射特征。相较于现有的缝洞型储层的地震 数值模型建立方法，本发明提供的方法能够更加完整、准确地描述裂缝、孔洞结构并存的缝 洞型储层，对于缝洞型储层的研究分析W及油气勘探具有十分重要的意义。
[0038] 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W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0039] 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：
[0040] 图1是根据本发明的一个实施例的缝洞型储层模型建立方法的流程图；
[0041] 图2是根据本发明的一个实施例的建立孔洞分布模型的流程图；
[0042] 图3是根据本发明的一个实施例的计算待分析孔洞型模型随机扰动的流程图；
[0043] 图4是根据本发明的一个实施例的缝洞型储层的地震数值模型图；
[0044] 图5a是根据本发明的一个实施例的缝洞型储层X方向位移的地震波场快照图；
[0045] 图化是根据本发明的一个实施例的缝洞型储层y方向位移的地震波场快照图；
[0046] 图5c是根据本发明的一个实施例的缝洞型储层Z方向位移的地震波场快照图；
[0047] 图6是根据本发明的一个实施例的某双层缝洞型储层的地震数值模型图；
[0048] 图7a是根据本发明的一个实施例的双层地震数值模型X方向位移的地震记录；
[0049] 图化是根据本发明的一个实施例的双层地震数值模型y方向位移的地震记录；
[0050] 图7c是根据本发明的一个实施例的双层地震数值模型Z方向位移的地震记录。
【具体实施方式】
[0051] W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W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W及各实施例中的各个特征可W相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0052] 图1示出了本实施例中缝洞型储层地震数值模型建立方法的流程图。
[0053] 如图1所示，首先在孔洞分布模型建立步骤S101中基于随机介质理论确定带分析 缝洞型储层的背景介质区域和孔洞区域，建立待分析储层的孔洞分布模型。本实施例中，W 碳酸盐矿作为待分析储层的背景介质，但本发明不限于此。
[0054] 建立缝洞型储层地震数值模型首先需要确定缝洞型储层中孔洞的位置，现有拘束 中往往采用确定性的方法来描述孔洞在空间的位置。近年来随着随机介质理论的发展，随 机介质理论也逐渐被应用到油气地球物理技术领域。由于实际储层中孔洞是随机分布的， 所W用随机介质理论中空间随机分布的方法进行孔洞位置确定更为合理。
[00巧]图2示出了本实施例