一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法。其该方法按下述步骤进行：应用高斯算法将三维地震体分解成分频能量体；将以上相邻能量体相减分别得到高产能区，中产能区，低产能区，产气区；提取三维地震区目的层沿层以上能量差属性平面图；观察比较目的层相邻能量差属性平面图；对于二维地震区的方法与三维平面图类似，将能量差属性值大小均一化成-100~100之间，并采用红黑两种颜色显示，正为黑色，负为红色。具有快捷、有效、经济、实用、制图方法简便、速度快，成本低的特点。特别适用于砂体普遍发育、沉积微相相同、砂厚变化不大的情况下，对高中低产能区的预测与识别符合设计要求，广泛用于石油及天然气层的勘探。
【专利说明】一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地层中石油勘探预测含气性和产能的方法，特别适用于在生气和储层发育条件下的一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法。
【背景技术】
[0002]频谱分解技术是近年来发展起来的一项基于频率谱分解的特色储层描述技术，目前常见的有傅里叶变换、短时傅里叶变换、小波变换、最大熵等。虽然目前人们应用主频减小和频谱斜率变化等叠后技术预测或检测含气性等，但效果往往不理想，对地层含气后出现的分频能量变化没能有效的揭示出来。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种经济、实用、简便有效的含气性及产能变化的地震预测技术，可提高探井和评价井的钻井成功率和勘探开发的一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法。
[0004]为了实现本发明的目的，发明的技术方案是这样解决的:一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法，其该方法按下述步骤进行:
[0005]一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法，该方法按下述步骤进行:
[0006]a、应用高斯算法将三维地震体分解成5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz、30Hz和35Hz的分频能量体；
[0007]b、提取三维地震区目的层沿层以上能量差属性平面图，采样率为I或2ms，要求目的层储层厚度不小于5m和地震时窗不小于20-25ms ；
[0008]C、将以上相邻能量体相减分别得到 Eiqhz — E5Hz, , E15hz — E10Hz, E20hz — E15Hz, E25hz —E20h, E30hz - E25hz和E35hz - E30h能量体；同时，将能量差属性值大小均一化成-100?100之间，并采用红黑两种颜色显示；
[0009]d、观察比较目的层 E10hz — E511z、E1511z — E10hz、E20hz — E1511z、E2511z — E20hz、E30hz — E2511z和E35Hz - E3cih相邻能量差属性平面图的正负颜色变化，最先出现正转负，即颜色黑变红的平面范围为高产能区；其次出现正转负，即颜色黑变红平面范围为中产能区；最后出现正转负的平面范围为低产能区或不含气区；
[0010]e、分力I」制作 2E1(IHz — (E5Hz+E15Hz)、2E15Hz — (E10Hz+E20Hz)和 2E20Hz — (E15Hz+E25Hz)数值平面图，分别称为第一、第二和第三能量衰减强度平面图。该三张图的数值一般介于-50与+50之间，多数介于-20与+20之间，无量纲。在第一、第二和第三能量衰减强度平面图上数值大于5-10的区域分别为高、中、低产能区。数值越大，代表衰减越强，含气性越好。
[0011]本发明与现有技术相比，具有快捷、有效、经济、实用、制图方法简便、速度快，成本低，预测效果好的特点。无论是构造圈闭还是非构造圈闭，无论是天然气勘探阶段还是开发阶段的选区评价和，方法均具有可行性和实用性。该方法在鄂尔多斯盆地苏里格盒气田8-山I不同产能区三维地震试验、苏121井二维地震试验、延气2井三维区山2高产能区预测等试验中均取得了成功。特别适用于砂体普遍发育、沉积微相相同、砂厚变化不大的情况下，对高产能区的预测、以及中低产能区的区分与识别较适宜，广泛用于对各种地层石油及天然气层的勘探。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的不同产能的储层能量衰减与主频变化曲线示意图；
[0013]图2为分频能量差与含气产能区平面变化示意图；
[0014]图3为自左向右第3、5 口井为高产能井，第2、4为中产能井，第1、6为低产能井变化示意图；
[0015]图4为过苏48-16-46?苏48-16-45?苏140?苏48-13-44?苏48-13-45?苏48-12-46井地震剖面示意图；
[0016]图5为三维区盒8 —山I段(盒8底±30ms)每隔5Hz分频能量平面示意图；
[0017]图6为三维区盒8—山I段(盒8底±30ms)每隔5Hz不同频率段能量差平面对比示意图；
[0018]图7为三维区三种不同产能区的盒8 —山I时窗内频谱分析图，㈧高产能频谱图，主频约1Hz ； (B)中产能频谱图，主频约15Hz ； (C)低产能频谱图主频约20Hz示意图；
[0019]图8为第一、第二和第三能量衰减强度平面示意图；
[0020]图9为H96377测线两个钻井井旁道分频能量剖面示意图；
[0021]图10为塔里木盆地三道桥三维地震区基岩潜山顶面T50构造图；
[0022]图11为塔里木盆地三道桥三维地震区基岩山顶面T50上下20ms第一能量衰减平面示意图，红色区为高产气区，与背斜高点吻合示意图；
[0023]图12为塔里木盆地三道桥三维地震区基岩山顶面T50上下20ms第二能量衰减平面示意图，红色区为背斜顶部和翼部，为中低产能区示意图；
[0024]图13为塔里木盆地三道桥三维地震区连井剖面对比及试气效果示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的内容作进一步说明:
[0026]参照图1一图9所示，一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法，其该方法按下述步骤进行:
[0027]—种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法，该方法按下述步骤进行:
[0028]a、应用高斯算法将三维地震体分解成5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz、30Hz和35Hz的分频能量体；
[0029]b、提取三维地震区目的层沿层以上能量差属性平面图，采样率为I或2ms，要求目的层储层厚度不小于5m和地震时窗不小于20-25ms ；
[0030]C、将以上相邻能量体相减分别得到 E馳—E5Hz,, E15hz — E10Hz, E20hz — E15Hz, E25hz —E20h, E30hz - E25hz和E35hz - E30h能量体；同时，将能量差属性值大小均一化成-100?100之间，并采用红黑两种颜色显示；
[0031]d、观察比较目的层 E10hz — E511z、E1511z — E10hz、E20hz — E1511z、E2511z — E20hz、E30hz — E2511z和E35Hz - E3cih相邻能量差属性平面图的正负颜色变化，最先出现正转负，即颜色黑变红的平面范围为高产能区；其次出现正转负，即颜色黑变红平面范围为中产能区；最后出现正转负的平面范围为低产能区或不含气区；
[0032]e、分力I」制作 2E1(IHz — (E5Hz+E15Hz)、2E15Hz — (E10Hz+E20Hz)和 2E20Hz — (E15Hz+E25Hz)数值平面图，分别称为第一、第二和第三能量衰减强度平面图。该三张图的数值一般介于-50与+50之间，多数介于-20与+20之间，无量纲。在第一、第二和第三能量衰减强度平面图上数值大于5-10的区域分别为高、中、低产能区。数值越大，代表衰减越强，含气性越好。
[0033]实施例1
[0034]图3所示，苏里格西区盒8段为辫状河三角洲平原沉积，普遍发育黄绿色和灰绿色的粗砂岩、中砾粗砂岩、岩屑质石英砂岩等，单层厚度多在5 — 15m之间，盒8下砂岩最发育，次为盒8上和山1，砂岩以低自然伽玛箱形曲线为特征。砂岩含气较普遍，含气砂岩的电阻率和声波时差值略高于非含气砂岩，但某些气层这一特征并不明显，所以利用测井曲线也难以区分含气砂岩与非含气砂岩以及确定哪一口井产能高。过苏48-16-46?苏48-16-45?苏140?48-13-44?苏48-13-45?苏48-12-46井连井剖面图。盒8 —山I砂岩微相相同、厚度接近，但产能不同。自左向右第3、5 口井为高产能井，第2、4为中产能井，第1、6为低广能井。
[0035]图4 所不，过苏 48-16-46 ?苏 48-16-45 ?苏 140 ?苏 48-13-44 ?苏 48-13-45 ?苏48-12-46井地震剖面图。
[0036]图3中标注了三维地震区6 口井的盒8、山I段的测井解释气层厚度、射孔井段和试气结果。根据日产气量将这些井的产能分为饱含气的高产能井:日产气>5X 104m3，如苏48-13-45和苏140 ;中含气中产能井:日产气在2?5 X 104m3，如苏48_13-44、48-16_45 ;低含气低产能井:日产气〈2 XlO4Hi3Jn 48-16-46和48-12-46。
[0037]从工区三维连井地震剖面上可以看出，山2底是一个强反射标志层波峰(黑色)下包络面(+/ —零拐点)，山I底标定在该波峰上包络面(一 /+零拐点)，盒8底标定在一个其上相邻弱振幅波谷反射最小值。沿盒8底向上30ms内插得到盒7底界(图4)。
[0038]应用短时窗傅里叶变换频谱成像技术，对3D工区开展地震数据体频谱分解，以5Hz为间隔，分解成5Hz、1Hz、15Hz、20Hz、25Hz的一系列地震体。对不同频率的地震体沿盒8山一 I段(盒8底上下30ms时窗)提取反射强度平面图，得到盒8—山I目的层不同频率的能量(图5)。
[0039]由图3可以看出，在三维区西侧中部的不同分频能量平面图上均存在一个南北长约4km东西宽约2km的高能区，低产能井苏48-16-46位于高能区南缘。其它井无论是高产井、中产井还是低产井井均位于黄红色低能区。在不同频率的分频能量平面图上看不出不同井有什么差异。
[0040]将相邻两个分频的能量相减，分别得出AlOHz - A5Hz、A15Hz 一 AlOHz, A20Hz 一A15Hz、A25Hz — A20Hz的能量平面图(图6)。
[0041]不同产能的井在该图上呈现较有规律的变化:高产能井苏140和苏48 — 13 — 45在10 — 5Hz能量平面图上位于正值范围区，并在15 -1OHz能量平面图上转负；中产能井苏48 — 13 — 44和苏48 - 16 - 45位于15 — 1Hz的正值范围区，并在20 — 15Hz能量平面图上转负；低产能井苏48 - 12 - 46位于20 — 15Hz能量平面图上正值范围内，并在25 - 20Hz能量平面图上转负；苏48 — 16 — 46产能最低，在相邻频率能量差平面图上没有出现负转正变化(图6)。
[0042]在图6指示的高、中、低产能区分别选A、B、C三个矩形区域的道线号开展盒8—山I时窗内的频谱分析，得到图7。
[0043]图7所示，可以看出，高、中、低三个产能区的目的层主频分别为10、15和20Hz，说明产能越高，衰减越强，主频越低。
[0044]图8为分别第一、第二和第三能量衰减强度平面示意图。第一能量衰减强度大于10的范围则为高产能区；第二能量衰减强度大于10的区域则为中产能区；第三能量衰减强度大于10的区域则为低产能区。第一、二衰减强度指示的中高产能区与图6反映的结果一致，但第三衰减强度指示的低产能区与图6稍有不同。说明在该方法在指示中高产能方面效果较稳定。
[0045]实施例2
[0046]鄂尔多斯盆地中央古隆起东侧存在盒8和马五5两套含气层。苏345和苏112井位于同一条测线H96377上，两井相距24.6km,前者盒8砂厚10m，不含气；后者盒8累加砂厚18m，日产气4.2万方。将该二维地震剖面开展分频分析，把目的层地震剖面离散成以5Hz为间隔的1Hz、15Hz、20Hz、25Hz、30Hz等一系列频率的能量体，把以上两口井的井旁道的不同频率能量剖面图并列在一起形成图9。由该图可以看出，盒8含气的苏112井在(1Hz)能量最强，不含气的苏345井则在15Hz能量最强，含气比不含气的调谐频率低5Hz。
[0047]H096377测线地震剖面下古生界碳酸盐岩地层对应频谱能量集中在20Hz左右，苏345马五5白云岩厚24m,其中含气白云岩10.3m,日产气11.7万方，；苏112井马五5白云岩和灰云岩互层，厚13m,无工业气流。苏345井马五5含气白云岩和苏112井马五5非含气云灰岩在1Hz时均表现为弱能量，未达到调谐振幅。苏345井在15Hz时能量增强为中能量；在20Hz时能量最强，达到调谐振幅；25Hz时能量减弱。苏112井在15Hz时为弱能量没有增强；20Hz时能量增强为中能量；在25Hz时能量最强，30Hz时能量开始衰减。苏345井马五5含气白云岩比苏112井马五5非含气灰云岩约提前5Hz达到调谐振幅(图9)。由此可以得出相同地层含气与不含气调谐能量出现的频率相差约5Hz或5Hz以上。
[0048]实施例3
[0049]塔里木盆地桥古三维地震区存在四个背斜含气构造(图10)，应用上述能量衰减的方法预测的高产能区与背斜高点范围完全吻合，第一衰减强度大于10的区域为高产区(图11)，中低产能区与背斜翼部范围吻合，第二衰减强度大于10的区域为中低产区(图12)。地层含气后，对高频能量吸收，造成高频地震能量衰减。含气层越厚，或产能越高的地区，衰减强度越大。第一衰减强度异常区一般指示高产能区；第二衰减强度异常一般指示中低产能区。在地质背景变化不大的情况下，用衰减强度大小预测含气性和产能。衰减强度越大，产能越高。
[0050]图10为塔里木盆地三道桥三维地震区基岩潜山顶面T50构造图；
[0051]图11为塔里木盆地三道桥三维地震区基岩山顶面T50上下20ms第一能量衰减平面示意图，红色区为高产气区，与背斜高点吻合示意图；图12为塔里木盆地三道桥三维地震区基岩山顶面T50上下20ms第二能量衰减平面示意图，红色区为背斜顶部和翼部，为中低产能区示意图；图13为塔里木盆地三道桥三维地震区连井剖面对比及试气效果示意图。
【权利要求】
1.一种利用分频能量的衰减预测含气性和产能的方法，该方法按下述步骤进行: a、应用高斯算法将三维地震体分解成5Hz、1Hz、15Hz、20Hz、25Hz、30Hz和35Hz的分频能量体； b、提取三维地震区目的层沿层以上能量差属性平面图，采样率为I或2ms，要求目的层储层厚度不小于5m和地震时窗不小于20-25ms ；
C、将以上相邻能量体相减分别得到 E10hz — E5Hz,，E15hz — E10Hz, E20hz — E15Hz, E25hz — E20h,E30hz - E25hz和E35hz - E3cih能量体；同时，将能量差属性值大小均一化成-100?100之间，并采用红黑两种颜色显示；
d、观察比较目的层E10hz — E5Hz、E1511z — E10hz、E20hz — E1511z、E2511z — E2011z、E30hz — E2511z 和E35hz - E3cih相邻能量差属性平面图的正负颜色变化，最先出现正转负，即颜色黑变红的平面范围为高产能区；其次出现正转负，即颜色黑变红平面范围为中产能区；最后出现正转负的平面范围为低产能区或不含气区；
e、分别制作2Eiqhz — (E5Hz+E15Hz)、2E15hz — (E10Hz+E20Hz)和 2E2qhz — (E15Hz+E25Hz)数值平面图，分别称为第一、第二和第三能量衰减强度平面图；该三张图的数值一般介于-50与+50之间，多数介于-20与+20之间，无量纲；在第一、第二和第三能量衰减强度平面图上数值大于5-10的区域分别为高、中、低产能区；数值越大，代表衰减越强，含气性越好。
【文档编号】G06F19/00GK104318106SQ201410578901
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】蒲仁海, 徐鹏晔, 蒲宣睿 申请人:西北大学