利用地震资料确定Russell流体因子的方法及系统
阅读说明：本技术 利用地震资料确定Russell流体因子的方法及系统 (Method and system for determining Russell fluid factor by utilizing seismic data ) 是由 张世鑫 杜向东 韩文明 孙林洁 李欣 于 2020-12-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种利用地震资料确定Russell流体因子的方法及系统,其中,所述方法包括以下步骤：1)先进行叠前地震角度道集的解释性处理,再结合地层速度模型进行叠前地震角度道集的分角度叠加,获得小、中、大角度叠加的分角度地震数据体；2)提取小、中、大分角度地震数据体的子波,在地层层位框架约束下构建小、中、大角度的RMD-EI模型,利用低通滤波处理得到参与反演的低频模型,基于小、中、大分角度地震数据体开展RMD-EI反演,最终获得小、中、大角度的RMD-EI的反演结果；3)对获得的小、中、大角度的RMD-EI反演结果进行对数处理,结合测井统计信息构建Russell流体因子的求解方程,求解方程获得最终的Russell流体因子数据体。本发明能够满足实际生产中储层烃类检测的需求,可靠性高。(The invention relates to a method and a system for determining Russell fluid factors by utilizing seismic data, wherein the method comprises the following steps: 1) firstly, performing explanatory processing on a prestack seismic angle gather, and then performing sub-angle stacking on the prestack seismic angle gather by combining a stratum velocity model to obtain a small, medium and large angle stacked sub-angle seismic data volume; 2) extracting wavelets of the small, medium and large differential angle seismic data volumes, constructing small, medium and large angle RMD _ EI models under the constraint of a stratum horizon frame, obtaining low-frequency models participating in inversion by utilizing low-pass filtering processing, carrying out RMD _ EI inversion based on the small, medium and large differential angle seismic data volumes, and finally obtaining the inversion results of the small, medium and large angle RMD _ EI; 3) and carrying out logarithm processing on the obtained RMD _ EI inversion results at small, medium and large angles, constructing a solution equation of the Russell fluid factor by combining logging statistical information, and solving the equation to obtain a final Russell fluid factor data body. The invention can meet the requirement of reservoir hydrocarbon detection in actual production and has high reliability.)
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域，具体是关于一种利用地震资料确定Russell流体因子的方法及系统。
背景技术
流体指示参数是进行地下储层烃类检测的主要判识依据，叠前地震反演是计算流体指示参数的主要技术手段。为了提高烃类检测的精度，学者们一直致力于提高流体指示参数的烃类判识敏感性以及增加其计算方法的可靠性，但受限于地下介质的复杂性以及地震反演方法的病态解等问题，仍有诸多问题亟待解决。
Russell流体因子是Russell等人在2003年基于Biot-Gassmann孔隙弹性介质理论提出的一种流体指示参数，该弹性参数可以较好的降低储层孔隙非均质性造成的油水判识假象，从而较为可靠的指示地下介质含油气性，具有较为敏感的储层烃类判识敏感性。目前，相关业内多以叠前地震为主体，采用AVO同步反演的方法计算纵波速度、横波速度和密度参数，再进一步利用三个弹性参数计算Russell流体因子。随着油气勘探目标逐步转向深层、深水以及岩性目标，常规的Russell流体因子计算方法已经难以满足实际生产的需求，尤其是针对少井条件下的深水、深层目标，该类目标的叠前地震道集资料一般品质较差，加之井资料数目较少等条件的限制，叠前AVO同步反演的纵波速度、横波速度和密度参数精度较低，进一步影响了间接计算的Russell流体因子的可靠性，难以满足实际生产中储层烃类检测的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用地震资料确定Russell流体因子的方法及系统，可靠性高，能够满足实际生产中储层烃类检测的需求。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明所述的利用地震资料确定Russell流体因子的方法，包括以下步骤：
1)获取叠前地震角度道集、地层速度模型数据资料，先进行叠前地震角度道集的解释性处理，再结合地层速度模型进行叠前地震角度道集的分角度叠加，获得小、中、大角度叠加的分角度地震数据体；
2)利用测井曲线数据计算小、中、大角度的RMD_EI参数，并获取小、中、大角度的RMD_EI曲线，提取小、中、大分角度地震数据体的子波，在地层层位框架约束下构建小、中、大角度的RMD_EI模型，利用低通滤波处理得到参与反演的低频模型，基于小、中、大分角度地震数据体开展RMD_EI反演，最终获得小、中、大角度的RMD_EI的反演结果；
3)对获得的小、中、大角度的RMD_EI反演结果进行对数处理，结合测井统计信息构建Russell流体因子的求解方程，求解方程获得最终的Russell流体因子数据体。
所述的利用地震资料确定Russell流体因子的方法，优选地，所述步骤1)包括如下子步骤：
1.1)获取叠前地震角度道集数据、地层速度模型数据的资料；
1.2)对叠前地震角度道集数据进行随机噪音去除、地震同相轴拉平处理；
1.3)开展叠前地震角度道集的分角度叠加处理，获得小、中、大角度的分角度地震数据体。
所述的利用地震资料确定Russell流体因子的方法，优选地，所述步骤1.3)包括如下子步骤：
1.3.1)基于地层速度模型将地震数据由时间域转化为深度域，利用目的层深度与最大偏移距长度进行偏移距与入射角度的转换，转化依据为：偏移距的一半与深度的比值为入射角度的正切数值；
1.3.2)综合分析理论最大入射角度、覆盖次数的多种因素，明确叠前地震角度道集的有效入射角度的区间，将入射角度区间进行三等分，依据由小角度到大角度的顺序，将每个等分范围的中值确定为小角度、中角度和大角度的数值；
1.3.3)将位于小角度入射角等分范围内的叠前地震角度道集对应叠加、将位于中角度入射角等分范围内的叠前地震角度道集对应叠加、将位于大角度入射角等分范围的叠前地震角度道集对应叠加，构成小、中、大角度的分角度地震数据体。
所述的利用地震资料确定Russell流体因子的方法，优选地，所述步骤2)包括如下子步骤：
2.1)利用测井曲线计算小角度、中角度和大角度RMD_EI参数，并获得小角度、中角度和大角度RMD_EI参数曲线；
2.2)获取钻井的时深关系，提取小、中、大分角度地震数据体的地震子波，进行小、中、大分角度地震数据体的时深标定；
2.3)获取地震解释层位，构建层位框架，在层位框架的约束下，利用全局克里金插值算法实现步骤2.1)计算的RMD_EI参数的数据插值，获得相应的RMD_EI模型数据体；
2.4)通过0-10Hz低通滤波器，对步骤2.3)获得的小、中、大角度的RMD_EI模型数据体进行滤波处理，获得参与反演的低频模型；
2.5)利用小角度、中角度、大分角度地震数据体，利用约束稀疏脉冲反演方法进行RMD_EI的弹性阻抗反演，获得小角度、中角度和大角度的RMD_EI反演结果。
所述的利用地震资料确定Russell流体因子的方法，优选地，所述步骤2.1)包括如下子步骤：
2.1.1)利用纵波速度、横波速度和密度测井曲线数据通过公式(1)计算Russell流体因子FR、通过公式(2)计算剪切模量μ；
式中，Vp表示纵波速度；Vs表示横波速度；ρ表示岩石密度；表示干岩石纵横波速度比的平方。
μ＝ρVs 2 (2)
式中，Vs表示横波速度；ρ表示岩石密度；
2.1.2)基于Russell流体因子FR和剪切模量μ，通过公式(3)分别计算小角度、中角度和大角度的RMD_EI参数，并分别获得小、中、大角度的RMD_EI参数曲线：
式中，FR表示Russell流体因子；μ表示剪切模量；ρ表示岩石密度；θ表示入射角度； 表示饱和流体岩石纵横波速度比的平方；FR0、μ0和ρ0分别定义为Russell流体因子、剪切模量和密度参数的平均值；RMD_EI0是标准化因子。
所述的利用地震资料确定Russell流体因子的方法，优选地，所述步骤3)包括如下子步骤：
3.1)对步骤2.5)获得的小、中、大角度RMD_EI反演结果数据进行求对数运算；
3.2)根据公式(4)构建Russell流体因子的求解方程组；
式中，t表示时间；θ1表示小入射角度；θ2表示中入射角度；θ3表示大入射角度；
3.3)求解步骤3.2)构建的方程组，得到结果并对其进行求指数运算，获得最终的Russell流体因子数据。
本发明所述的利用地震资料确定Russell流体因子的系统，包括：
数据输入模块，用于获取高品质角度叠加地震资料，利用解释性预处理技术提高角度道集质量，进行小、中、大角度的角度叠加处理之后，获得三个角度的分角度地震数据体；
RMD_EI反演模块，用于获取小、中、大角度RMD_EI数据，基于测井曲线获取测井尺度RMD_EI曲线，在层位约束下利用全局克里金插值的计算方法获得RMD_EI反演所需的低频模型，提取小、中、大角度的地震子波，进行小、中、大角度的RMD_EI反演，获得大角度、中角度和小角度的RMD_EI数据；
数据输出模块，用于获取Russell流体因子数据，利用大角度、中角度和小角度的RMD_EI数据构建Russell流体因子的求解方程，获得最终的Russell流体因子。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
本发明在利用叠前分角度叠加提高叠前地震AVO表征性的基础上，利用叠前弹性阻抗反演实现了Russell流体因子的直接计算，避免了常规方法先获得纵波速度、横波速度和密度，再间接计算Russell流体因子引入的累计误差，提高了Russell流体因子的计算精度。因此，本发明能够提高复杂地质目标，尤其是少井条件下的深水、深层储层的烃类检测可靠性，为解决复杂储层的烃类检测问题提供技术支持。
附图说明
图1为本发明的利用地震资料计算Russell流体因子方法的流程示意图；
图2为本发明中获得分角度地震数据体的流程示意图；
图3为本发明中获得RMD_EI数据的流程示意图；
图4为本发明中基于RMD_EI获得Russell流体因子的流程示意图；
图5为本发明中Russell流体因子计算系统的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图1所示，本发明提供一种利用地震资料确定Russell流体因子的方法，包括以下步骤：
1)获取叠前地震角度道集和地层速度模型数据等资料，先进行叠前地震角度道集的解释性处理，再结合地层速度模型数据进行叠前地震角度道集的分角度叠加，获得小、中、大角度叠加的分角度地震数据体。
其中，如图2所示，上述步骤1)的具体过程为：
1.1)获取叠前地震角度道集和地层速度模型数据的资料；
1.2)对叠前地震角度道集进行随机噪音去除、地震同相轴拉平等处理；
1.3)开展叠前地震角度道集的分角度叠加处理，获得小、中、大角度的分角度地震数据体，具体过程如下：
1.3.1)基于地层速度模型将地震数据由时间域转化为深度域，利用目的层深度与最大偏移距长度进行偏移距与入射角度的转换，转化依据为偏移距的一半与深度的比值为入射角度的正切数值；
1.3.2)综合分析理论最大入射角度、覆盖次数等多种因素，明确叠前地震角度道集的有效入射角度的区间，将入射角度区间进行三等分，依据由小角度到大角度的顺序，将每个等分范围的中值确定为小角度、中角度和大角度的数值；
1.3.3)将位于小角度入射角等分范围内的叠前地震角度道集对应叠加、将位于中角度入射角等分范围内的叠前地震角度道集对应叠加、位于大角度入射角等分范围的叠前地震角度道集对应叠加，构成小、中、大角度的分角度地震数据体。
2)利用测井曲线数据计算小、中、大角度的RMD_EI参数，并获取小、中、大角度的RMD_EI参数曲线，提取小、中、大角度的分角度地震数据体的子波，在地层层位框架约束下构建小、中、大角度的RMD_EI模型，利用低通滤波处理得到参与反演的低频模型，基于小、中、大角度的分角度地震数据体开展RMD_EI反演，最终获得小、中、大角度的RMD_EI的反演结果；
其中，如图3所示，上述步骤2)的具体过程为：
2.1)利用测井曲线数据计算小角度、中角度和大角度的RMD_EI参数，并获得小角度、中角度和大角度的RMD_EI参数曲线，具体过程如下：
2.1.1)利用纵波速度、横波速度和密度测井曲线数据通过公式(1)和(2)分别计算Russell流体因子FR和剪切模量μ：
式中，Vp表示纵波速度；Vs表示横波速度；ρ表示岩石密度；表示干岩石纵横波速度比的平方；
μ＝ρVs 2 (2)
式中，Vs表示横波速度；ρ表示岩石密度；
2.1.2)基于Russell流体因子FR和剪切模量μ，通过公式(3)分别计算小角度、中角度和大角度的RMD_EI参数，并分别获得小、中、大角度的RMD_EI参数曲线：
其中，θ表示入射角度； 表示饱和流体岩石纵横波速度比的平方；FR0、μ0和ρ0分别定义为Russell流体因子、剪切模量和密度参数的平均值；RMD_EI0是标准化因子。
2.2)获取钻井的时深关系，提取小、中、大角度的分角度地震数据体的地震子波，进行小、中、大角度的分角度地震数据体的时深标定；
2.3)获取地震解释层位，构建层位框架，在层位框架的约束下，利用全局克里金插值算法实现步骤2.1)计算的RMD_EI参数的数据插值，获得相应的RMD_EI模型数据体；
2.4)通过0-10Hz低通滤波器，对步骤2.3)获得的小、中、大角度的RMD_EI模型数据体进行滤波处理，获得参与反演的低频模型；
2.5)根据小角度、中角度、大角度的分角度地震数据体，利用约束稀疏脉冲反演方法进行RMD_EI的弹性阻抗反演，获得小角度、中角度和大角度的RMD_EI反演结果。
步骤3)对获得的小、中、大角度的RMD_EI反演结果进行对数处理，结合测井统计信息构建Russell流体因子的求解方程，求解方程获得最终的Russell流体因子数据体。
其中，如图4所示，步骤3)的具体过程为：
3.1)对步骤2.5)获得的小、中、大角度RMD_EI反演结果数据进行求对数运算；
3.2)根据公式(4)构建Russell流体因子的求解方程组；
式中，t表示时间；θ1表示小入射角度；θ2表示中入射角度；θ3表示大入射角度。
3.3)求解步骤3.2)构建的方程组，对结果进行求指数运算，获得最终的Russell流体因子数据。
本发明还提供一种利用地震资料计算Russell流体因子的系统，包括：
数据输入模块，用于获取高品质角度叠加地震资料，利用解释性预处理技术提高角度道集质量，进行小、中、大角度的角度叠加处理之后，获得三个角度的分角度地震数据体；
RMD_EI反演模块，用于获取小、中、大角度RMD_EI数据，基于测井曲线获取测井尺度RMD_EI曲线，在层位约束下利用全局克里金插值的计算方法获得RMD_EI反演所需的低频模型，提取小、中、大角度的分角度地震数据体的地震子波，进行小、中、大角度的RMD_EI反演，获得大角度、中角度和小角度的RMD_EI数据；
数据输出模块，用于获取Russell流体因子数据，利用大角度、中角度和小角度的RMD_EI数据构建Russell流体因子的求解方程，获得最终的Russell流体因子。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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