[發(fā)明專利]基于改進(jìn)橢圓擬合的疊前裂縫密度估算方法

有效

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• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113419280B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何文淵
• 申請（專利權(quán)）人: 大慶油田有限責(zé)任公司;中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23115
• 代理人: 馬微

本發(fā)明涉及一種基于改進(jìn)橢圓擬合的疊前裂縫密度估算方法，包括以下步驟：取疊前道集一個時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，分別取方位角和振幅為橢圓擬合的坐標(biāo)，利用拉依達(dá)法則剔除異常值，建立正演坐標(biāo)點(diǎn)與實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)之間的最小平方差和的目標(biāo)函數(shù)，同時利用最小二乘線性擬合算法計算橢圓擬合系數(shù)，作為改進(jìn)高斯牛頓優(yōu)化迭代算法的初始值，利用迭代算法得到最優(yōu)橢圓擬合系數(shù)，據(jù)此計算裂縫密度，完成整個疊前道集的裂縫密度估算。本發(fā)明估算方法具有計算效率高、擬合精度高、對噪聲的魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，有效解決了現(xiàn)有基于線性估計最小二乘方法不能達(dá)到最優(yōu)解，使用存在一定局限性問題。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種疊前裂縫密度估算方法，尤其是涉及一種基于改進(jìn)橢圓擬合的疊前裂縫密度估算方法。

背景技術(shù)：

隨著油氣勘探技術(shù)的提高，裂縫性油氣藏已經(jīng)成為了一個重要的勘探新領(lǐng)域，儲層裂縫的識別與裂縫的準(zhǔn)確描述與預(yù)測是裂縫性儲層勘探開發(fā)的關(guān)鍵。

目前，按照資料類型可以將裂縫預(yù)測技術(shù)分為兩大類，一類是疊后預(yù)測技術(shù)，另外一類是疊前預(yù)測技術(shù)。目前疊后裂縫預(yù)測技術(shù)有相干分析技術(shù)、圖像處理技術(shù)、曲率分析技術(shù)、傾角檢測技術(shù)、盈利分析技術(shù)等。它們通常以疊后地震資料為基礎(chǔ)輸入，研究的是整個網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)中那些較大尺度的裂縫，從預(yù)測效果上看預(yù)測是網(wǎng)狀斷裂系統(tǒng)的骨架和輪廓，在平面上呈線性分布，數(shù)量較少；而對較小的尺度、數(shù)量更龐大的小型或者微裂縫系統(tǒng)，疊后裂縫預(yù)測技術(shù)效果不好。

疊后裂縫預(yù)測的精度受限于疊后地震資料的信息量較小，缺乏偏移距和方位角的信息，而疊前地震資料具有數(shù)據(jù)量大、信息量大的特點(diǎn)，可以用以檢測包含疊前觀測方位-偏移距二維時空域中的微斷裂的地震響應(yīng)信息來檢測斷裂體系。目前，疊前裂縫檢測主要是基于縱波反射波資料。在均勻各向同性介質(zhì)中，振幅等地震波動力學(xué)及運(yùn)動學(xué)屬性均無方向和方位變換，在振幅方位角平面內(nèi)的擬合圖形是圓形。當(dāng)存在裂縫性氣藏時，由于裂縫油氣藏以及裂縫的存在，使得介質(zhì)具有各向異性，其平面屬性擬合圖形呈橢圓圖形，因此可以通過方位角振幅屬性進(jìn)行橢圓擬合來進(jìn)行裂縫預(yù)測。

目前常見的橢圓擬合算法是基于最小全局誤差的最小二乘方法，該算法基于擬合預(yù)測坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的最小方差建立目標(biāo)函數(shù)，該算法原理簡單，計算效率快的優(yōu)點(diǎn)，最小二乘法是線性估計,已經(jīng)默認(rèn)了是線性的關(guān)系,并不能達(dá)到最優(yōu)解，因此使用具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于改進(jìn)橢圓擬合的疊前裂縫密度估算方法，所述方法包括以下步驟：

(1)取工區(qū)疊前道集一個時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，分別取方位角和振幅為橢圓擬合的坐標(biāo)，

建立以方位角為X軸，以振幅為Y軸的笛卡爾二維坐標(biāo)系，將笛卡爾坐標(biāo)系變換至極坐標(biāo)系中，變換式如下：

其中，上面兩個式子表示一個點(diǎn)的極坐標(biāo)變換式，x₁,x₂分別是原笛卡爾坐標(biāo)系的值，z₁,z₂是橢圓的中心坐標(biāo)，r是極坐標(biāo)半徑，是坐標(biāo)夾角；

(2)利用拉依達(dá)法則剔除異常值：

地震振幅數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，符合拉依達(dá)法則剔除異常值的應(yīng)用范圍，采用拉依達(dá)法則可以剔除大的振幅異常點(diǎn)，3σ準(zhǔn)則又稱為拉依達(dá)準(zhǔn)則，其中σ是標(biāo)準(zhǔn)差，拉依達(dá)法則先假設(shè)一組觀測數(shù)據(jù)只含有隨機(jī)誤差，對其進(jìn)行計算處理得到標(biāo)準(zhǔn)偏差，按一定概率確定一個區(qū)間，超過3倍的標(biāo)準(zhǔn)差的誤差點(diǎn)，就屬于大的誤差觀測點(diǎn)，含有該誤差的數(shù)據(jù)應(yīng)予以剔除；

(3)建立正演坐標(biāo)點(diǎn)與實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)之間的最小平方差和的目標(biāo)函數(shù)：

其中，m為數(shù)據(jù)組數(shù)，a為橢圓的短軸，b為橢圓長軸，α為坐標(biāo)變換的旋轉(zhuǎn)角度，每個觀測點(diǎn)的坐標(biāo)夾角是g是橢圓正演坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的誤差；