阅读说明：本技术 溶洞结构预测方法及系统 (Karst cave structure prediction method and system ) 是由 朱博华 胡玮 李芦茜 杨江峰 吕秋玲 马永强 陈哲 张薇 于 2018-08-17 设计创作，主要内容包括：公开了一种溶洞结构预测方法及系统。该方法包括：通过测录井信息,建立初始模型；根据初始模型,建立多种垂向结构组合模型道；针对多种垂向结构组合模型道进行正演模拟,得到每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录；进行相关性分析,计算井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数,确定多个垂向结构组合匹配道；针对多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合,计算井旁道的垂向岩性概率,预测井旁道的溶洞垂向结构。本发明通过测录井信息,建立正演模型,通过井旁地震道与正演记录的相关性分析,对井旁道溶洞结构进行有效的预测,模型可靠性高,具有较高的吻合率。(A karst cave structure prediction method and system are disclosed. The method comprises the following steps: establishing an initial model through logging information; establishing a plurality of vertical structure combined model channels according to the initial model; forward modeling is carried out on various vertical structure combination model lanes to obtain forward modeling records corresponding to each vertical structure combination model lane; performing correlation analysis, calculating correlation coefficients of seismic records of well side channels and forward records corresponding to each vertical structure combination model channel, and determining a plurality of vertical structure combination matching channels; and calculating the vertical lithology probability of the well side channel aiming at the vertical structure combination corresponding to the plurality of vertical structure combination matching channels, and predicting the karst cave vertical structure of the well side channel. According to the method, the forward modeling is established through logging information, the well side channel karst cave structure is effectively predicted through correlation analysis of the well side seismic channels and the forward modeling records, the reliability of the model is high, and the coincidence rate is high.)

溶洞结构预测方法及系统

技术领域

本发明涉及地震信号解释性处理领域，更具体地，涉及一种溶洞结构预测方法及系统。

背景技术

碳酸盐岩缝洞型储层是一种重要的储层类型，该类储层具有非均质性强、裂缝发育、埋藏深的特点，利用目前技术手段，储层定量描述还存在着较大的困难。溶洞储层阻抗小于围岩阻抗，在地震剖面表现为明显的“串珠状”特征。当钻井钻遇溶洞时，一般会出现放空漏失现象，钻录井随即终止，这对于溶洞岩性结构的研究是相当不利的。目前主要的方法有岩相分类、地震反演、AVO技术、频谱分解、叠前方位各向异性裂缝检测、地震属性预测等，以上技术对溶洞的整体特征有较好的效果，但是在溶洞结构研究方面缺乏较为深入的研究。由于地震分辨率的问题，很难对溶洞垂向结构进行很好的预测，阻碍了缝洞型储层的进一步勘探与开发。因此，有必要开发一种溶洞结构预测方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种溶洞结构预测方法及系统，其能够通过测录井信息，建立正演模型，通过井旁地震道与正演记录的相关性分析，对井旁道溶洞结构进行有效的预测，模型可靠性高，具有较高的吻合率。

根据本发明的一方面，提出了一种溶洞结构预测方法。所述方法可以包括：通过测录井信息，建立初始模型；根据所述初始模型，建立多种垂向结构组合模型道；针对多种垂向结构组合模型道进行正演模拟，得到每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录；进行相关性分析，计算井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数，确定多个垂向结构组合匹配道；针对所述多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算所述井旁道的垂向岩性概率，预测所述井旁道的溶洞垂向结构。

优选地，所述井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数为：

其中，X为井旁道的地震记录，Y_i为第i个垂向结构组合模型道对应的正演记录，Cov(X,Y_i)为X和Y_i的协方差，Var(X)为X的方差，Var(Y_i)为Y_i的方差。

优选地，所述多个垂向结构组合匹配道为相关系数最大的多个垂向结构组合模型道。

优选地，所述垂向结构组合匹配道的数量为2-5个。

优选地，根据所述多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算每一个深度段中每一种岩性的概率，进而获得岩性概率，并选择所述岩性概率大于50％的岩性作为该深度段的岩性。

根据本发明的另一方面，提出了一种溶洞结构预测系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：通过测录井信息，建立初始模型；根据所述初始模型，建立多种垂向结构组合模型道；针对多种垂向结构组合模型道进行正演模拟，得到每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录；进行相关性分析，计算井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数，确定多个垂向结构组合匹配道；针对所述多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算所述井旁道的垂向岩性概率，预测所述井旁道的溶洞垂向结构。

优选地，所述井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数为：

其中，X为井旁道的地震记录，Y_i为第i个垂向结构组合模型道对应的正演记录，Cov(X,Y_i)为X和Y_i的协方差，Var(X)为X的方差，Var(Y_i)为Y_i的方差。

优选地，所述多个垂向结构组合匹配道为相关系数最大的多个垂向结构组合模型道。

优选地，所述垂向结构组合匹配道的数量为2-5个。

优选地，根据所述多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算每一个深度段中每一种岩性的概率，进而获得岩性概率，并选择所述岩性概率大于50％的岩性作为该深度段的岩性。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的

具体实施方式

中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的溶洞结构预测方法的步骤的流程图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的地震剖面的示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的初始模型的示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的多种垂向结构组合模型道的示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的多种垂向结构组合模型道对应的正演记录的示意图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的井旁道的地震记录的示意图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的井旁道地震记录与每一个垂向结构组合模型道随影的正演记录的相关系数的折线图。

图8示出了根据本发明的一个实施例的3个垂向结构组合匹配道的示意图。

图9示出了根据本发明的一个实施例的预测的岩性概率的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的溶洞结构预测方法的步骤的流程图。

在该实施例中，根据本发明的溶洞结构预测方法可以包括：步骤101，通过测录井信息，初步确定垂向上储层的厚度和岩性的组合关系，建立初始模型；步骤102，根据初始模型，建立多种垂向结构组合的模型道；步骤103，针对多种垂向结构组合的模型道进行正演模拟，得到每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录；步骤104，进行相关性分析，计算井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数，确定多个垂向结构组合匹配道；步骤105，针对多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算井旁道的垂向岩性概率，预测井旁道的溶洞垂向结构。

在一个示例中，井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数为：

其中，X为井旁道的地震记录，Y_i为第i个垂向结构组合模型道对应的正演记录，Cov(X,Y_i)为X和Y_i的协方差，Var(X)为X的方差，Var(Y_i)为Y_i的方差。

在一个示例中，多个垂向结构组合匹配道为相关系数最大的多个垂向结构组合模型道。

在一个示例中，垂向结构组合匹配道的数量为2-5个。

在一个示例中，根据多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算每一个深度段中每一种岩性的概率，进而获得岩性概率，并选择所述岩性概率大于50％的岩性作为该深度段的岩性。

具体地，根据本发明的溶洞结构预测方法可以包括：针对所要研究的井，通过该井测录井信息，初步确定该井储层段垂向结构特征，包括该井溶洞位置储层段的长度，以及每种储层的长度与位置，建立初始模型；根据初始模型，具有多种不同溶洞结构组合，考虑岩性的不同发育位置和岩性厚度的不同组合方式，在保证储层厚度不变、单一岩性总厚度不变的情况下，改变岩性的组合关系，包括岩性的厚度变化和岩性的组合变化，建立多种垂向结构组合的模型道；根据多种垂向结构组合的速度与密度，针对多种垂向结构组合的模型道，利用褶积方法选用雷克子波进行正演模拟，得到每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录；进行相关性分析，通过公式(1)计算井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型道对应的正演记录的相关系数，确定相关系数最大的2-5个垂向结构组合模型道为2-5个垂向结构组合匹配道；针对多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算井旁道的每一个深度段中每一种岩性的概率，进而获得垂向岩性概率，并选择所述岩性概率大于50％的岩性作为该深度段的岩性，预测井旁道的溶洞垂向结构。

本方法通过测录井信息，建立正演模型，通过井旁地震道与正演记录的相关性分析，对井旁道溶洞结构进行有效的预测，模型可靠性高，具有较高的吻合率。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

在西北某探区，主要的研究目标是缝洞型储层，溶洞是研究的重点目标。所以需要开展针对溶洞垂向结构细致研究与分析。

图2示出了根据本发明的一个实施例的地震剖面的示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的初始模型的示意图。

首先通过西北某探区A井测录井信息，建立初始模型。A井过井地震剖面如图2所示，表现为明显的“串珠状”响应特征。通过前期综合认识，大致确定该井溶洞位置储层段共30m，从上到下分别是5米灰岩储层、5米泥质充填隔层、5米灰岩储层、5米泥质充填隔层，10米灰岩储层，从而确定储层组合为20m灰岩储层+10m泥质充填隔层的组合，初始模型如图3所示。

图4示出了根据本发明的一个实施例的多种垂向结构组合模型道的示意图。

在初始模型基础上，考虑可能出现的岩性组合变化，建立多种垂向结构组合模型。针对上述20m灰岩储层+10m泥质充填隔层的组合，考虑岩性的不同发育位置和岩性厚度的不同组合方式，建立了9种不同溶洞结构的组合的模型道，如图4所示。

图5示出了根据本发明的一个实施例的多种垂向结构组合模型道对应的正演记录的示意图。

针对上述多种垂向结构组合模型道开展正演模拟，得到相应的正演记录。灰岩储层的速度为3600m/s，密度为2.2g/cc，泥质充填隔层的速度为5000m/s，密度为2.5g/cc。选用30Hz雷克子波进行正演模拟，得到相应溶洞结构组合模型道的正演记录，如图5所示。

图6示出了根据本发明的一个实施例的井旁道的地震记录的示意图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的井旁道地震记录与每一个垂向结构组合模型道随影的正演记录的相关系数的折线图。

图8示出了根据本发明的一个实施例的3个垂向结构组合匹配道的示意图。

将井旁道与正演记录进行相关性分析，确定若干道相关系数较大的垂向结构组合匹配道。采用波形相关性(相关系数)准则进行垂向结构组合匹配道的确定。提取过井地震波形，如图6所示，与得到的正演记录进行波形相关性分析，通过公式(1)计算相关系数，如图7所示。选取3道相关系数较大的模型道作为垂向结构组合匹配道，分别为第1、2、5道，相关系数分别为0.74228、0.65845、0.67823。图8为第1、2、5道溶洞垂向结构组合的示意图。

图9示出了根据本发明的一个实施例的预测的岩性概率的示意图。

针对垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算井旁道的每一个深度段中每一种岩性的概率，进而获得垂向岩相概率，预测溶洞垂向结构。预测的溶洞岩性概率如图9所示，每一个深度段为5m，通过与如图3所示的初始模型的对比可以看到，200m-205m预测灰岩储层的概率为100％，205m-210m预测泥质充填隔层的概率为66.7％，210m-215m预测灰岩储层的概率为33.3％，215m-220m预测泥质充填隔层的概率为66.7％，220m-230m预测灰岩储层的概率为100％，与实钻井具有较高的吻合度。通过本方法预测的溶洞垂向结构与实际溶洞垂向结构具有很高的相似性和匹配度，说明该方法具有很好的预测效果，可在其他溶洞位置进行推广应用。

综上所述，本发明通过测录井信息，建立正演模型，通过井旁地震道与正演记录的相关性分析，对井旁道溶洞结构进行有效的预测，模型可靠性高，具有较高的吻合率。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

根据本发明的溶洞结构预测系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：通过测录井信息，建立初始模型；根据初始模型，建立多种垂向结构组合模型道；针对多种垂向结构组合模型进行正演模拟，得到每一个垂向结构组合模型对应的正演记录；进行相关性分析，计算井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型对应的正演记录的相关系数，确定多个优化垂向结构组合模型；针对多个优化垂向结构组合模型所对应的垂向结构组合，计算井旁道的垂向岩性概率，预测井旁道的溶洞垂向结构。

在一个示例中，井旁道的地震记录与每一个垂向结构组合模型对应的正演记录的相关系数为：

其中，X为井旁道的地震记录，Y_i为第i个垂向结构组合模型对应的正演记录，Cov(X,Y_i)为X和Y_i的协方差，Var(X)为X的方差，Var(Y_i)为Y_i的方差。

在一个示例中，多个优化垂向结构组合模型为相关系数最大的多个垂向结构组合模型。

在一个示例中，优化垂向结构组合模型的数量为2-5个。

在一个示例中，根据多个垂向结构组合匹配道所对应的垂向结构组合，计算井旁道的每一个深度段中每一种岩性的概率，进而获得岩性概率，并选择所述岩性概率大于50％的岩性作为该深度段的岩性。

本系统通过测录井信息，建立正演模型，通过井旁地震道与正演记录的相关性分析，对井旁道溶洞结构进行有效的预测，模型可靠性高，具有较高的吻合率。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。