[發(fā)明專利]一種巖石物理約束儲(chǔ)層物性參數(shù)反演方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811127346.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110954948B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白俊雨;劉衛(wèi)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）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石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發(fā)明提供了一種巖石物理約束儲(chǔ)層物性參數(shù)反演方法及系統(tǒng)，屬于石油地球物理勘探中的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域。該方法利用巖石物理模型由物性參數(shù)正演得到彈性參數(shù)，利用物性參數(shù)和彈性參數(shù)構(gòu)建訓(xùn)練樣本集，利用訓(xùn)練樣本集對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練得到優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后利用優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)物性參數(shù)。本發(fā)明避免了常規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)孔隙度和泥質(zhì)含量中僅僅考慮單因素的問(wèn)題，以完全非線性的方式同時(shí)對(duì)孔隙度和泥質(zhì)含量進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)精度高且適用于復(fù)雜地質(zhì)條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油地球物理勘探中的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種巖石物理約束儲(chǔ)層物性參數(shù)反演方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地震勘探方法是利用地震波在地下不同介質(zhì)中傳播的速度、振幅、頻率、相位、波形等參數(shù)的變化來(lái)分析、預(yù)測(cè)油氣儲(chǔ)層分布范圍及儲(chǔ)層物性特征的一種地球物理學(xué)方法，是目前地球物理勘探中應(yīng)用最為廣泛的方法。隨油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，常規(guī)油氣勘探已由原來(lái)的尋找構(gòu)造油氣藏轉(zhuǎn)向?qū)ふ規(guī)r性油氣藏和隱蔽油氣藏，非常規(guī)(煤層氣、頁(yè)巖氣和致密砂巖氣等)油氣勘探開(kāi)發(fā)逐漸受到人們的重視，而這類油氣儲(chǔ)層通常是波阻抗差異小且非均質(zhì)性強(qiáng)烈，利用傳統(tǒng)的波阻抗反演方法不能有效地實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。

儲(chǔ)層物性參數(shù)，如孔隙度和泥質(zhì)含量，作為儲(chǔ)層參數(shù)中的重要參數(shù)，是定性、定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層屬性的重要參數(shù)。它們與地震波速度之間的關(guān)系對(duì)于揭示地震信息與巖石物性參數(shù)的關(guān)系意義重大，對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)含油氣遠(yuǎn)景區(qū)、儲(chǔ)量估計(jì)及生產(chǎn)開(kāi)發(fā)具有重要的意義。然而地震波在巖石中的傳播速度與巖石的孔隙度、孔隙的幾何形狀、巖石的礦物組分、巖石顆粒的膠結(jié)程度等有關(guān)，也與孔隙流體的飽和狀態(tài)、環(huán)境的溫度、壓力有關(guān)，還與波本身的頻率有關(guān)。在考察泥質(zhì)含量與地震波速度復(fù)雜關(guān)系的同時(shí)，不可避免地要分析孔隙度對(duì)其的影響。現(xiàn)在主要的技術(shù)手段還以實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本分析為主，得到不同孔隙度、不同飽和度、不同泥質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)室?guī)r石波速值，再經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)平均得到經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)用于實(shí)踐。泥質(zhì)含量的計(jì)算通常跟孔隙度的計(jì)算是不可分割的，目前求泥質(zhì)含量主要采用測(cè)井方法。然而測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)雖然具有較高分辨率，但是探區(qū)內(nèi)往往鉆井?dāng)?shù)量較少，插值得到的泥質(zhì)含量剖面橫向分辨率無(wú)法保證。使得泥質(zhì)含量以及孔隙度參數(shù)在應(yīng)用中受到限制。

現(xiàn)有技術(shù)中利用彈性參數(shù)和巖石物理理論進(jìn)行孔隙度反演，需要對(duì)復(fù)雜的巖石物理目標(biāo)函數(shù)求取微分，解析解難以獲取，而有限差分法計(jì)算梯度的精度難以滿足現(xiàn)有最優(yōu)化方法要求，導(dǎo)致該種物性參數(shù)預(yù)測(cè)方法應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的精度低及難以適用復(fù)雜地質(zhì)條件的不足，提供一種巖石物理約束儲(chǔ)層物性參數(shù)反演方法及系統(tǒng)，利用巖石物理正演數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，然后對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練，最后將訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物性參數(shù)橫向預(yù)測(cè)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種巖石物理約束儲(chǔ)層物性參數(shù)反演方法，所述方法利用巖石物理模型由物性參數(shù)正演得到彈性參數(shù)，利用物性參數(shù)和彈性參數(shù)構(gòu)建訓(xùn)練樣本集，利用訓(xùn)練樣本集對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練得到優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后利用優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)物性參數(shù)。

所述方法包括：

(1)，利用研究目標(biāo)區(qū)的巖石物理模型由物性參數(shù)正演計(jì)算得到彈性參數(shù)，然后對(duì)物性參數(shù)和彈性參數(shù)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理得到預(yù)處理后的物性參數(shù)和彈性參數(shù)；

(2)將所述步驟(1)得到的預(yù)處理后的物性參數(shù)和彈性參數(shù)依次排列，構(gòu)成訓(xùn)練樣本集；

(3)利用步驟(2)得到的訓(xùn)練樣本集對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

(4)利用步驟(3)得到的優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)三維地震資料進(jìn)行物性參數(shù)預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)孔隙度和預(yù)測(cè)泥質(zhì)含量；

(5)將步驟(4)得到的預(yù)測(cè)孔隙度和預(yù)測(cè)泥質(zhì)含量的數(shù)量級(jí)標(biāo)定到測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)量級(jí)，得到孔隙度和泥質(zhì)含量。