直接提取流體因子的新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種直接提取流體因子的新方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 目前，流體因子在儲(chǔ)層流體識(shí)別中具有非常重要的意義，而疊前地震反演是流體 識(shí)別最有效的手段。傳統(tǒng)的作法是首先反演縱波速度、橫波速度和密度三個(gè)數(shù)據(jù)，然后用這 三個(gè)數(shù)據(jù)間接地計(jì)算Ap、iip、Russell流體因子等流體信息，這種作法的不足之處是會(huì) 帶來(lái)累計(jì)誤差。針對(duì)這一問(wèn)題，很多學(xué)者開(kāi)展了基于疊前反演的流體因子直接提取方法，其 優(yōu)勢(shì)在于能夠減小累計(jì)誤差，因此結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。
[0003]Smith和Gidlow等提出用加權(quán)疊加方法得到縱橫波速度相對(duì)變化量，并從反演結(jié) 果估算流體因子和檢測(cè)氣層的方法。Fatti用權(quán)疊加的方法得到了縱波阻抗的相對(duì)變化量 和橫波阻抗的相對(duì)變化量。Goodway通過(guò)反演得到Ap和yp等數(shù)據(jù)體，用于描述儲(chǔ)層的 巖性和含流體性質(zhì)，要比用縱波阻抗和橫波阻抗更直觀。Gray(2002)改進(jìn)了Goodway方法， 從疊前數(shù)據(jù)中反演出了A和y，消去了密度的影響，可以更好地描述巖性和流體。Russell 在前任研究的基礎(chǔ)上，得到了流體飽和條件下的流體因子，稱為Russell流體因子，并通過(guò) 疊前反演的方法間接的獲得了該流體因子。在國(guó)內(nèi)方面，也有很多專家學(xué)者進(jìn)行了疊前流 體因子提取方面的研究，并取得了較好的應(yīng)用效果。但是這些方法大都是通過(guò)兩步法實(shí)現(xiàn) 的，即首先反演得到縱橫波速度、密度等信息，然后再簡(jiǎn)介計(jì)算流體因子（如Gassmann流體 項(xiàng)），因此往往會(huì)有較大的提取誤差。為此我們發(fā)明了一種新的直接提取流體因子的新方 法，解決了以上技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)提取與油、氣、水等流體之間相關(guān)的流體因子，來(lái)實(shí) 現(xiàn)不同流體的有效區(qū)分的直接提取流體因子的新方法。
[0005]本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：直接提取流體因子的新方法，該直接 提取流體因子的新方法包括：步驟1，輸入疊前道集和地震子波數(shù)據(jù)；步驟2,輸入Gassmann 流體項(xiàng)近似方程；步驟3,建立目標(biāo)函數(shù)并求解目標(biāo)函數(shù)；以及步驟4,輸出Gassmann流體 項(xiàng)結(jié)果，用于進(jìn)一步的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體的識(shí)別。
[0006]本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] 在步驟1中，輸入的疊前道集為疊前共成像點(diǎn)道集，或是部分疊加的角道集。
[0008] 在步驟1中，利用聲波測(cè)井和密度測(cè)井資料采用確定性子波提取方法提取地震子 波數(shù)據(jù)，或是采用統(tǒng)計(jì)性子波提取方法提取地震子波數(shù)據(jù)。
[0009]在步驟2中，Gassmann流體項(xiàng)近似方程如公式（1)所示，
[0010]
[0011] 其中，Rpp( 0)表示不同角度的地震反射系數(shù)，F(xiàn)g表示介質(zhì)的Gassmann流體項(xiàng)，li 表不剪切模量，P表不密度，zly和ri分別表不干燥巖石和飽和流體巖石的縱橫波速度平方 比平均值的平方，該公式包含了介質(zhì)的Gassmann流體項(xiàng)、剪切模量和密度信息，是直接提 取Gassmann流體項(xiàng)的基礎(chǔ)。
[0012] 在步驟3中，以貝葉斯反演框架為基礎(chǔ)，將似然函數(shù)、先驗(yàn)信息以及Gassmann流 體項(xiàng)近似方程相結(jié)合，得到初始的目標(biāo)函數(shù)；其次，進(jìn)一步在初始目標(biāo)函數(shù)中加入點(diǎn)約束信 息，并得到最終的目標(biāo)函數(shù)。
[0013]在步驟3中，假定地震數(shù)據(jù)的噪聲服從正態(tài)分布，且獨(dú)立，待估計(jì)的參數(shù)服從柯西 分布，用公式（1)將似然函數(shù)、先驗(yàn)分布以及正演公式結(jié)合起來(lái)，就得到初步的目標(biāo)函數(shù)， 在反演過(guò)程中加入可變數(shù)量的點(diǎn)約束來(lái)達(dá)到穩(wěn)定反演結(jié)果、提高反演結(jié)果的客觀性、準(zhǔn)確 性的目的，將目標(biāo)函數(shù)的每一項(xiàng)對(duì)參數(shù)求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為零，最終可以得到下面的方程組， 即最終的目標(biāo)函數(shù)：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 直接提取流體因子的新方法，其特征在于，該直接提取流體因子的新方法包括： 步驟1，輸入疊前道集和地震子波數(shù)據(jù)； 步驟2,輸入Gassmann流體項(xiàng)近似方程； 步驟3,建立目標(biāo)函數(shù)并求解目標(biāo)函數(shù)；以及 步驟4,輸出Gassmann流體項(xiàng)結(jié)果，用于進(jìn)一步的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體的識(shí)別。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接提取流體因子的新方法，其特征在于，在步驟1中，輸入 的疊前道集為疊前共成像點(diǎn)道集，或是部分疊加的角道集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接提取流體因子的新方法，其特征在于，在步驟1中，利用 聲波測(cè)井和密度測(cè)井資料采用確定性子波提取方法提取地震子波數(shù)據(jù)，或是采用統(tǒng)計(jì)性子 波提取方法提取地震子波數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接提取流體因子的新方法，其特征在于，在步驟2中， Gassmann流體項(xiàng)近似方程如公式（1)所示，
其中，Rpp(9 )表示不同角度的地震反射系數(shù)，F(xiàn)g表示介質(zhì)的Gassmann流體項(xiàng)，ii表示 剪切模量，P表不密度，仏和（分別表不干燥巖石和飽和流體巖石的縱橫波速度平方比 平均值的平方，該公式包含了介質(zhì)的Gassmann流體項(xiàng)、剪切模量和密度信息，是直接提取Gassmann流體項(xiàng)的基礎(chǔ)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的直接提取流體因子的新方法，其特征在于，在步驟3中，以 貝葉斯反演框架為基礎(chǔ)，將似然函數(shù)、先驗(yàn)信息以及Gassmann流體項(xiàng)近似方程相結(jié)合，得 到初始的目標(biāo)函數(shù)；其次，進(jìn)一步在初始目標(biāo)函數(shù)中加入點(diǎn)約束信息，并得到最終的目標(biāo)函 數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的直接提取流體因子的新方法，其特征在于，在步驟3中，假定 地震數(shù)據(jù)的噪聲服從正態(tài)分布，且獨(dú)立，待估計(jì)的參數(shù)服從柯西分布，用公式（1)將似然函 數(shù)、先驗(yàn)分布以及正演公式結(jié)合起來(lái)，就得到初步的目標(biāo)函數(shù)，在反演過(guò)程中加入可變數(shù)量 的點(diǎn)約束來(lái)達(dá)到穩(wěn)定反演結(jié)果、提高反演結(jié)果的客觀性、準(zhǔn)確性的目的，將目標(biāo)函數(shù)的每一 項(xiàng)對(duì)參數(shù)求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)為零，最終可以得到下面的方程組，即最終的目標(biāo)函數(shù)：
其中，g冗和gV描述實(shí)際疊前道集與合成疊前道集間的擬合程度；eQ用來(lái)約束解的
入：為稀疏約束的權(quán)系數(shù)，e為實(shí)際疊前道集與反演合成的 疊前道集間的誤差，<為協(xié)方差，Q是一個(gè)斜對(duì)角加權(quán)矩陣；和即為參數(shù)點(diǎn)約束 項(xiàng)，a為點(diǎn)約束的權(quán)系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接提取流體因子的新方法，其特征在于，在步驟3中，采用 反復(fù)重加權(quán)最小二乘法（IRLS)求解目標(biāo)函數(shù)，即公式（2)，通過(guò)求解該方程，以直接地提取 出Gassmann流體因子。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種直接提取流體因子的新方法，該直接提取流體因子的新方法包括：步驟1，輸入疊前道集和地震子波數(shù)據(jù)；步驟2，輸入Gassmann流體項(xiàng)近似方程；步驟3，建立目標(biāo)函數(shù)并求解該目標(biāo)函數(shù)；以及步驟4，輸出Gassmann流體項(xiàng)結(jié)果，用于進(jìn)一步的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體的識(shí)別。該直接提取流體因子的新方法可以有效地提高儲(chǔ)層流體預(yù)測(cè)精度和可靠程度，提高實(shí)際應(yīng)用的針對(duì)性，為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供穩(wěn)定的、準(zhǔn)確的、高分辨率的流體信息。
【IPC分類】G01V1-28
【公開(kāi)號(hào)】CN104714249
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410641261
【發(fā)明人】楊培杰, 王長(zhǎng)江, 劉昌毅, 張娟, 張景濤, 顏世翠, 張志敬, 王慶華, 賈玉茹, 屈冰, 董立生, 劉華夏
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年11月7日