一种基于井约束频谱反演方法的地层含油气性预测方法

技术领域

本发明属于油气预测检测技术领域，尤其涉及一种基于井约束频谱反演方法的地层含油 气性预测方法。

背景技术

FID技术研发的动力来自于油气勘探开发的实践，近年来，我国在油气勘探开发工作中， 提出了两类问题需要解决：一是区分溶洞中的油和水，二是薄互层中薄砂岩储层内含油气储 集体的识别与预测，但是，这两个问题直接用弹性波理论求解，难度极大。叠前、叠后反演 的应用条件则是层状介质中的厚层地层，与这两类储集层体的地震地质条件差异甚大，因此，， 现有技术存在实际储集层体含油气性难以预测的问题。

发明内容

本发明提供一种基于井约束频谱反演方法的地层含油气性预测方法，以解决上述背景技 术中提出现有技术存在实际储集层体含油气性难以预测的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于井约束频谱反演方法的地 层含油气性预测方法，包括：

建立实际储集层体的复杂储层初始模型；

通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型；

通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特征的全频谱反 演；

建立实际储集层体的目的层位含流体特征预测模型。

进一步，所述建立实际储集层体的复杂储层初始模型包括：基于实际储集层体，通过随 机介质模型建立复杂储层初始模型；所述随机介质模型包括基于非平稳随机介质理论确定的 包括的地震可检测性分辨率和探测区实际储集层体特征。

进一步，所述通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型包括：基于复杂储层 初始模型，通过全弹性波动方程正演模拟建立弹性波波场的正演模拟模型；所述全弹性波动 方程为：

所述v

所述v

所述τ

所述τ

所述τ

所述λ为一拉梅系数；

所述μ为另一拉梅系数。

进一步，所述通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特 征的全频谱反演包括：

基于正演模拟模型和样本井的含油气性与全频谱特征的相关关系建立含油气性识别模 式；

在含油气性识别模式下，通过差异优选法选择相应的敏感属性及其阈值范围，表征与样 本井的含油气性相关的全频谱特征；

基于目的层段反射波的全频谱特征、样本井的含油气性相关的全频谱特征，通过样本井 优选的相应的敏感属性，在其阈值范围内进行串级交会分析。

进一步，所述全频谱反演具体操作包括：

第一步骤：实际储集层体的目的层位的相应的数据准备；

第二步骤：在给定的目的层位的点谱分析计算；

第三步骤：样本井敏感属性优选及预测模式建立；

第四步骤：三维数据体敏感属性的提取；

第五步骤：多属性串级交会分析；

第六步骤：确定含油气性流体性质的预测值；

第七步骤：输出和显示预测值。

进一步，所述第一步骤：实际储集层体的目的层位的相应的数据准备包括：

按照目的层位的构造特征的分区数据准备；

按样本井含油气性流体性质分类的分类数据准备；

按样本井油气流体产量分级的分类数据准备。

进一步，所述差异优选法包括：

第一步骤：样本井井旁地震道小波变换谱分析；

第二步骤：显示样本井振幅谱叠合曲线图；

第三步骤：样本井井旁道敏感属性初选；

第四步骤：确定样本井敏感属性及其阈值；

第五步骤：建立含油气性预测模式。

进一步，所述第五步骤：建立含油气性预测模式包括：

第一步骤：建立全部样本井井旁道的每个属性的直方图；

第二步骤：基于一个属性直方图通过范围选择确定阈值范围；

第三步骤：在确定阈值范围下，基于选择的敏感属性，通过样本井优选相应的敏感属性。

进一步，所述串级交会分析包括：

第一步骤：通过敏感属性交会分析，确定的交会属性值；

第二步骤：基于交会属性值与第三个敏感属性，通过第三个敏感属性交会分析，确定第 三个敏感属性值；

第三步骤：基于第三个敏感属性值通过逐一交会分析确定全部敏感属性值。

进一步，所述实际储集层体包括复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体；所述样 本井为油气性已知的钻井。

本发明的有益效果为：

本专利采用首先，建立实际储集层体的复杂储层初始模型；其次，通过复杂储层初始模 型的正演模拟建立正演模拟模型；再次，通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含 油气性相关的全频谱特征的全频谱反演；最后，建立实际储集层体的目的层位含流体特征预 测模型，通过上述预测步骤，如(1)基于地震可检测性分辨率是FID技术的理论基础；(2) 基于探测区实际储集层(体)特征是建立FID技术的初始随机模型的依据；(3)以非平稳 随机介质理论制作复杂介质模型，进行弹性波动方程正演模拟，其正演波场是建立适用于探 测区FID技术的基础；(4)复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体是FID的检测目 标；(4)目的层段反射波的全频谱特征作为FID的检测标志；(5)根据样本井(或正演模型)含油气性与全频谱特征的相关关系建立含油气性识别模式；(6)采用差异优选法选择多个敏感属性及其阈值范围，用以表征与样本井含油气性相关的全频谱特征；(7)对三维数据体目的层反射波依照样本井优选的多个敏感属性，在其阈值范围内进行串级交会分析，实现 全频谱反演，完成目的层位含流体特征预测；由于采用基于随机介质模型建立复杂储层初始 模型，进行全弹性波动方程正演模拟，制作弹性波波场，分析波场的频谱特征及其与含油气 性已知的钻井井旁地震数据的反射波频谱进行比对，总结出频谱特征差异与含油气性的相关 关系，在此基础上，创建了频谱反演识别和预测含油气性的技术方法，有效地解决了两类储 集层(体)含油气性预测的难题。

附图说明

图1是本发明预测方法的系统流程图；

图2a是本发明预测方法的实施例一的模型示意图；

图2b是本发明预测方法的实施例一的模型参数图；

图2c是本发明预测方法的实施例一的模型正演射波图；

图2d是本发明预测方法的实施例一的积分能力谱图；

图2e是本发明预测方法的实施例一的振幅谱图；

图3a是本发明预测方法的实施例二的包含非规则储集体的四层五界面薄互层模型的正 演合成记录和振幅谱图；

图3b是本发明预测方法的实施例二的钻井旁道产层段的振幅谱图；

图4是本发明预测方法的实施例四的S井区17口样本井储层含油气性及其厚度的示意 图；

图5a是本发明预测方法的实施例四的样本井的储层含油气性及其厚度柱状图；

图5b是本发明预测方法的实施例四的样本井的振幅谱和积分能量谱图；

图5c是本发明预测方法的实施例四的样本井的柱状图；

图6a是本发明预测方法的实施例四的淘汰的非含油气样本井的能量柱状图；

图6b是本发明预测方法的实施例四的样本井的低频能量柱状图；

图6c是本发明预测方法的实施例四的非含油气样本井的样本积分能量柱状图；

图6d是本发明预测方法的实施例四的样本井的主频振幅的柱状图；

图7a是本发明预测方法的实施例四的用于选择敏感属性、确定属性阈值的保留淘汰准则 实施过程图；

图7b是本发明预测方法的实施例四的用于样本井按照保留淘汰原则确定的含油气性预 测模式图；

图8是本发明预测方法的实施例四的S井区样本井敏感属性数值及其按照预测模式淘汰 的非含油气样本井数据图；

图9是本发明预测方法的实施例四的按照油气预测模式确定的敏感属性及其阈值的串级 交会分析结果图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

S101-建立实际储集层体的复杂储层初始模型；

S102-通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型；

S103-通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特征的全 频谱反演；

S104-建立实际储集层体的目的层位含流体特征预测模型；

实施例：

如图1所示，一种基于井约束频谱反演方法的地层含油气性预测方法，包括：

建立实际储集层体的复杂储层初始模型S101；

通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型S102；

通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特征的全频谱反 演S103；

建立实际储集层体的目的层位含流体特征预测模型S104。

由于采用首先，建立实际储集层体的复杂储层初始模型；其次，通过复杂储层初始模型 的正演模拟建立正演模拟模型；再次，通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油 气性相关的全频谱特征的全频谱反演；最后，建立实际储集层体的目的层位含流体特征预测 模型，通过上述预测步骤，如(1)基于地震可检测性分辨率是FID技术的理论基础；(2) 基于探测区实际储集层(体)特征是建立FID技术的初始随机模型的依据；(3)以非平稳 随机介质理论制作复杂介质模型，进行弹性波动方程正演模拟，其正演波场是建立适用于探 测区FID技术的基础；(4)复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体是FID的检测目 标；(4)目的层段反射波的全频谱特征作为FID的检测标志；(5)根据样本井(或正演模型)含油气性与全频谱特征的相关关系建立含油气性识别模式；(6)采用差异优选法选择多个敏感属性及其阈值范围，用以表征与样本井含油气性相关的全频谱特征；(7)对三维数据体目的层反射波依照样本井优选的多个敏感属性，在其阈值范围内进行串级交会分析，实现 全频谱反演，完成目的层位含流体特征预测；由于采用基于随机介质模型建立复杂储层初始 模型，进行全弹性波动方程正演模拟，制作弹性波波场，分析波场的频谱特征及其与含油气 性已知的钻井井旁地震数据的反射波频谱进行比对，总结出频谱特征差异与含油气性的相关 关系，在此基础上，创建了频谱反演识别和预测含油气性的技术方法，有效地解决了两类储 集层(体)含油气性预测的难题。

所述建立实际储集层体的复杂储层初始模型包括：基于实际储集层体，通过随机介质模 型建立复杂储层初始模型；所述随机介质模型包括基于非平稳随机介质理论确定的包括的地 震可检测性分辨率和探测区实际储集层体特征。

由于采用所述建立实际储集层体的复杂储层初始模型包括：基于实际储集层体，通过随 机介质模型建立复杂储层初始模型；所述随机介质模型包括基于非平稳随机介质理论确定的 包括的地震可检测性分辨率和探测区实际储集层体特征，由于基于井约束频谱反演含油气性 预测(FID)技术的理论基础是地震可检测性分辨率。在非平稳随机模型理论指导下，依据实 际储集层体的地震地质条件建立复杂的初始理论模型，在复杂的初始理论模型上进行弹性波 动方程正演，是FID技术理论研究的手段；地震可检测性分辨率认为，地质体反射波的参数 及属性，只要与其所在的背景波场存在差异，就可以循着这种差异检测到这种地质体。这样， 就解决了对厚度小于和远小于1/4波长的储集层(体)的含油气性进行预测的理论问题。

所述通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型包括：基于复杂储层初始模型， 通过全弹性波动方程正演模拟建立弹性波波场的正演模拟模型；所述全弹性波动方程为：

所述v

所述v

所述τ

所述τ

所述τ

所述λ为一拉梅系数；

所述μ为另一拉梅系数。

由于采用所述通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型包括：基于复杂储层 初始模型，通过全弹性波动方程正演模拟建立弹性波波场的正演模拟模型，由于采用基于非 平稳随机介质理论建立初始随机模型，进行全弹性波动方程正演模拟，代替复杂介质的波动 方程理论研究中繁难的数学推演，解决了复杂地震地质条件中的储集层(体)反演的理论研 究问题。这样，就可对溶洞和薄互层中薄砂岩储层内含油气储集体等复杂介质的弹性波场特 征进行研究，使之不受层状介质理论的局限，避免了将建立在单界面反射波特征基础上的反 演技术简单地套用于薄互层中薄层和非规则体等复杂介质波场的反演，解决了反演方法技术 因应用条件和理论基础之间的差异而出现的应用效果差强人意的问题。

所述通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特征的全频 谱反演包括：

基于正演模拟模型和样本井的含油气性与全频谱特征的相关关系建立含油气性识别模 式；

在含油气性识别模式下，通过差异优选法选择相应的敏感属性及其阈值范围，表征与样 本井的含油气性相关的全频谱特征；

基于目的层段反射波的全频谱特征、样本井的含油气性相关的全频谱特征，通过样本井 优选的相应的敏感属性，在其阈值范围内进行串级交会分析。

由于采用所述通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特 征的全频谱反演包括：基于正演模拟模型和样本井的含油气性与全频谱特征的相关关系建立 含油气性识别模式；在含油气性识别模式下，通过差异优选法选择相应的敏感属性及其阈值 范围，表征与样本井的含油气性相关的全频谱特征；基于目的层段反射波的全频谱特征、样 本井的含油气性相关的全频谱特征，通过样本井优选的相应的敏感属性，在其阈值范围内进 行串级交会分析，由于储集层(体)中含流体性质(含油气性)差异，其反射波的频谱特征 也会出现差异。如果用弹性波动方程进行理论推演，特别是复杂地震地质条件，将是一个极 为繁难的过程，而用正演模拟研究，则可使研究工作大为简化。根据实际储集层(体)的地 震地质条件，制作与实际储集层(体)类似的复杂随机模型，用弹性波动方程进行正演模拟 试验，得到弹性波场，对这种复杂波场特征进行频谱分析，总结归纳出其变化规律。

所述全频谱反演具体操作包括：

第一步骤：实际储集层体的目的层位的相应的数据准备；

第二步骤：在给定的目的层位的点谱分析计算；

第三步骤：样本井敏感属性优选及预测模式建立；

第四步骤：三维数据体敏感属性的提取；

第五步骤：多属性串级交会分析；

第六步骤：确定含油气性流体性质的预测值；

第七步骤：输出和显示预测值。

由于采用所述全频谱反演具体操作包括：第一步骤：实际储集层体的目的层位的相应的 数据准备；第二步骤：在给定的目的层位的点谱分析计算；第三步骤：样本井敏感属性优选 及预测模式建立；第四步骤：三维数据体敏感属性的提取；第五步骤：多属性串级交会分析； 第六步骤：确定含油气性流体性质的预测值；第七步骤：输出和显示预测值，由于利用目的 层因含油气性差异其反射波振幅谱出现差异，在样本井约束下利用差异优选法选择多个敏感 属性并确定其阈值范围，多个敏感属性在其阈值范围内进行串级交会分析，完成频谱反演， 实现含流体性性质(含油气性)的识别与预测。FID技术方法及系统，包括一套频谱反演的 技术路线，及一套由FID功能软件、管理软件和用户平台组成的频谱反演实用软件系统组成， 按照频谱反演技术路线在该软件系统上即可快速、便捷实现含流体类型或含油气性预测结果。 该方法实现步骤如下。

步骤(1)：数据准备：包括输入样本井含油气性、产量资料和井位坐标资料，目的层位 地震构造解释资料，目的层河道和扇体(砂体)分布资料，研究区地理及三维地震数据，目 的层段岩石的岩性及物性资料；

步骤(2)：点谱分析：在给定的目的层，对样本井井旁道地震数据用小波变换进行点谱 分析，计算提取多种时频域属性；

步骤(3)：样本井敏感属性优选及预测模式建立：采用差异优选法从时频域属性中优选 敏感属性并确定其阈值范围，用以表征样本井产层段因含流体性质(含油气性)的差异产生 的频谱特征差异，确定样本井目的层含油气性与井旁道相应层位反射波的频谱特征差异的相 关关系，以此建立含油气性识别预测模式；

步骤(4)：三维数据体敏感属性的提取：按照由样本井建立的含油气性预测模式，对全 区每一个点的地震道数据，沿目的层进行小波变换分析，提取每一道数据的多个敏感属性；

步骤(5)：多属性串级交会分析：将优选出的三维数据体的多个敏感属性，按照预测模 式所确定的阈值范围，进行串级交会分析。首先任选二个敏感属性，在其阈值范围内进行交 会分析；将交会分析结果与第三个敏感属性进行交会分析；依此类推类推，完成全部敏感属 性的串级交会分析；每一次交会分析过程中，在给定的阈值范围内的点，交会得到的属性值 (交会属性值)保留原属性的非零的数值，在给定的阈值范围外的点，交会属性值赋值为零；

步骤(6)：流体性质(含油气性)预测值：预测模式中选定的全部属性逐一交会分析完 成之后的交会属性值，即为该目的层的含油气性预测值。含油气性预测值为非零值的点即为 含油气的点，预测值为零的点即为非含油气的点；非零预测值是一种敏感属性的数值，其数 值的大小变化，不表征含油气性的变化，仅表征该点为含油气点，因此也可以用一个非零常 数值代替大小不同的原属性数值；

步骤(7)：输出和显示：得到的全区内同一目的层每一点的预测值数据集，输出预测值 数据集，同时绘制彩色平面图，得到该目的层含油气有利区分布平面图。

井约束全频谱反演含油气性预测的实现步骤：以差异优选法和多个敏感属性串级交会分 析为核心的含油气性识别预测步骤如下：

(1)样本井井旁道点谱分析。实钻样本井或模型样本井的井旁道产层段地震数据的小波 变换频谱分析；

(2)按照差异优选法选择确定多个敏感属性及其阈值，其准则是，保证全部含油气样本 井都在所选择的每一个敏感属性的阈值范围之内，同时必须使至少有一口非含油气样本井在 每一个敏感属性的阈值之外；选择多个敏感属性保证使所有含油气样本井都在这些敏感属性 的阈值之内，所有非含油气样本井在一个和/或多个敏感属性的阈值之外；

(3)含油气性预测模式的建立：所选择的多个敏感属性及其相应的阈值范围即为含油气 性预测模式；

(4)全区地震数据敏感属性分析：根据预测任务确定预测的储层，以储层的地震解释层 位上每一点位为中心，对三维地震数据的每一道进行小波变换分析，提取由样本井含油气性 预测模式确定的多个敏感属性。

(5)串级交会分析得到油气预测值：对每一道的多个敏感属性，按照其阈值，逐一进行 串级交会分析得到储层在该道的油气预测值。

(6)对全区每一点进行预测得到全区每一个点位的油气预测值。

(7)输出该层位预测数据，显示有利于油气预测区的平面图。

所述第一步骤：实际储集层体的目的层位的相应的数据准备包括：

按照目的层位的构造特征的分区数据准备；

按样本井含油气性流体性质分类的分类数据准备；

按样本井油气流体产量分级的分类数据准备。

由于采用所述第一步骤：实际储集层体的目的层位的相应的数据准备包括：按照目的层 位的构造特征的分区数据准备；按样本井含油气性流体性质分类的分类数据准备；按样本井 油气流体产量分级的分类数据准备，由于一、含油气性预测数据的准备：用于含油气性预测 的数据包括：地震偏移叠加数据，样本井储层含油气性资料，以及预测目的储层的地震解释 层位；其技术方案包括二大部分，即数据准备和频谱反演主体；如图N所示，频谱反演实现 含油气性预测技术总体方案：

(1)分区预测的数据准备：按照构造、河道、砂体、扇体等平面分布特征特征，将三维 数据体在平面上划分为若干子区，子区平面分布边界可以是任意形状的封闭边界。将三维数 据体按照子区边界划分为子数据体。三维区内的含油气性样本井，按照实际位置相应地分配 到各子区内，用于相应子区频谱反演的约束井。分区预测得到的各子区预测结果。将各子区 预测结果合并为一个完整的全区预测数据体。

(2)分级预测的数据准备：实现分级预测的重点是含油气样本井分级。在油气预测中， 按照任务要求，可将样本井按产量高低分为2～4个级别，比如油气井、非油气井2类，或高 产、中产、低产和非油气井4类，每一级别的产量高低由预测目标确定。在煤田砂岩含水性 预测中，将样本井分为含水砂岩和干砂岩2级，或高含水砂岩、低含水砂岩和干砂岩3级等。 在完成样本井分级以后，分别以每一个级别的样本井作为约束条件，对该层位的全部数据分 别进行频谱反演，实现每一个级别的预测，得到每一个级别的含油气(或含水)特征值，得 到不同级别预测结果数据。分级预测的结果也可以合并为一个完整的全区分级预测数据体。

(3)样本井数据准备：可以通过两个途径获得含油气性已知的样本井资料。开发区的样 本井。在钻井较多的油气田开发区，选择部分产层段含油气性已知的实钻井作为样本井，分 析目的层段含油气性及油气产量数据作为分区、分级预测的依据。样本井数量应在15口以 上，但是，需要保留一部分钻井(盲井)作为验证井，用于预测效果的检验。缺少样本井的 调查区。可以借助邻区钻井中储层段岩石岩性、物性资料，制作多个不同含油气性层段的样 本井地质模型剖面，包括不同厚度的多个薄层和储集体，以基于随机介质模型的全弹性波动 方程正演模拟软件制作合成地震记录，作为模型样本井的井旁地震道数据。仅有少量钻井的 勘探区。可以借助少量钻井中岩石物性资料，制作多个不同含油气性层段的样本井地质模型 剖面，包括不同厚度的多个薄层和储集体，以基于随机介质模型全弹性波动方程正演模拟软 件制作合成地震记录，作为模型样本井的井旁地震道数据。

所述差异优选法包括：

第一步骤：样本井井旁地震道小波变换谱分析；

第二步骤：显示样本井振幅谱叠合曲线图；

第三步骤：样本井井旁道敏感属性初选；

第四步骤：确定样本井敏感属性及其阈值；

第五步骤：建立含油气性预测模式。

由于采用所述差异优选法包括：第一步骤：样本井井旁地震道小波变换谱分析；第二步 骤：显示样本井振幅谱叠合曲线图；第三步骤：样本井井旁道敏感属性初选；第四步骤：确 定样本井敏感属性及其阈值；第五步骤：建立含油气性预测模式。由于其具体步骤为：

步骤(1)：样本井井旁地震道小波变换谱分析：在样本井井旁地震道，按照地震解释确 定的目的层层位点，作为频谱分析中心点，使用频谱反演实用软件系统进行小波变换谱分析；

步骤(2)：显示样本井振幅谱叠合曲线图：若无需分区、分级预测，将全部样本井的振 幅谱，显示在同一幅叠合曲线图上；若需分区预测，将不同子体范围内的样本井的振幅谱按 分区分别显示在分区叠合曲线图上；若需分级预测，将不同级别的样本井的振幅谱分别显示 在分级叠合曲线图上；在叠合曲线图上，用不同颜色的谱线表示每一口井的不同流体性质(含 油气性)；

步骤(3)：样本井井旁道敏感属性初选：在振幅谱叠合曲线图上，根据振幅谱曲线选择 若干不同样本井数值差异较大的时频属性，作为初选的敏感属性；

步骤(4)：样本井敏感属性及其阈值的确定：采用差异优选法根据多个初选的时频域属 性确定样本井的敏感属性及其阈值。

步骤(5)：预测模式的建立。

所述第五步骤：建立含油气性预测模式包括：

第一步骤：建立全部样本井井旁道的每个属性的直方图；

第二步骤：基于一个属性直方图通过范围选择确定阈值范围；

第三步骤：在确定阈值范围下，基于选择的敏感属性，通过样本井优选相应的敏感属性。

采用建立含油气性预测模式包括：第一步骤：建立全部样本井井旁道的每个属性的直方 图；第二步骤：基于一个属性直方图通过范围选择确定阈值范围；第三步骤：在确定阈值范 围下，基于选择的敏感属性，通过样本井优选相应的敏感属性；

所述差异优选法的实施，包括以下步骤：

步骤(1)：制作全部样本井井旁道的每个属性的直方图；

步骤(2)：在一个属性直方图上，选择阈值，使全部含油气样本井的该属性值都在这个 阈值范围之内而予以保留，同时至少有一口非含油气井的属性值在该阈值范围之外，而被淘 汰；

步骤(3)：选择足够多的敏感属性，按照步骤(2)，在保证样本井中全部含油气井保留下来的条件下，全部非含油气样本井至少有一个属性将其淘汰。

所述串级交会分析包括：

第一步骤：通过敏感属性交会分析，确定的交会属性值；

第二步骤：基于交会属性值与第三个敏感属性，通过第三个敏感属性交会分析，确定第 三个敏感属性值；

第三步骤：基于第三个敏感属性值通过逐一交会分析确定全部敏感属性值。

由于采用所述串级交会分析包括：第一步骤：通过敏感属性交会分析，确定的交会属性 值；第二步骤：基于交会属性值与第三个敏感属性，通过第三个敏感属性交会分析，确定第 三个敏感属性值；第三步骤：基于第三个敏感属性值通过逐一交会分析确定全部敏感属性值。 由于需用自主研发的频谱反演实用软件系统中串级交会分析软件，按以下步骤实现：

步骤(1)：在一个地震道上，选择任意两个敏感属性进行交会分析，在阈值范围内，交 会得到的属性值(交会属性值)保留为其中一个属性的数值，在阈值范围外，交会属性值赋 值为零；

步骤(2)：将交会属性值与第三个敏感属性进行交会，在第三个属性的阈值范围内，保 留为交会属性值，在第三个属性的阈值范围外，属性值赋值为零；

步骤(3)：按照步骤(2)，完成全部敏感属性的逐一交会分析。

所述实际储集层体包括复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体；所述样本井为油 气性已知的钻井。

由于采用所述实际储集层体包括复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体；所述样 本井为油气性已知的钻井，由于实际储集层体复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体 是FID的检测目标，同时规定样本井为油气性已知的钻井。

实施例一：

其中，通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型S102包括：

如图2a～2e所示，碳酸盐岩储层中溶洞型储集体中含油水差异的频谱特征的正演模拟：

充填油和水的非规则溶洞，不是层状介质，而且，无论是油和水，其中横波速度均为零， 因此，用现有叠前弹性反演区分油和水，不具备应用条件。

依据随机介质理论，建立起不同规模、不同充填物的非规则体模型，用弹性波动方程进 行正演模拟。

如图所示，给出了溶洞模型，其平均宽度50m，平均高度10m，充填物水和油的性质和 弹性参数列于表中。三种充填物的正演合成地震记录都是形态极其相似的典型的串珠。显然， 仅用串珠特征是难以区分洞穴中的油和水。

为了区分这些串珠表征的溶洞是油洞还是水洞，对这些串珠数据进行了谱分析。如图所 示，充油洞和充水洞的振幅谱呈现了明显的差异。在0～65Hz频率范围内，充水洞振幅大于 充油洞；但高于65Hz频率范围内，充油洞振幅大于充水洞。频谱的这种差异为辨识溶洞中 充填的流体是油还是水，提供了依据。

正演模拟得到这样特征的结果，图2e给出了某油田碳酸盐岩洞缝型储层20口钻井井旁 道数据的振幅谱。图中红色谱线表示溶洞油井，蓝色谱线表示溶洞水井，黑色谱线表示非溶 洞干井。这些谱线的特征表明，利用主频振幅难以将水洞与油洞区分开，但是利用频带宽度 和高频振幅增大的特点，可以区分油洞井和水洞井。

正演模拟和实际资料出现类似的特征，表明利用频谱特征差异辨识溶洞型储集体中的油 和水是可行的，由此初步形成基于频谱特征差异的含油气性预测技术。

实施例二：

其中，通过复杂储层初始模型的正演模拟建立正演模拟模型S102包括：

如图3a～3b所示，砂泥岩薄互层中薄储层内非规则储集体含油气性的反射波频谱特征的 正演模拟；

由于叠前、叠后反演在单界面反射的理想模型基础上建立的技术方法，因此应用于薄互 层中薄储集层(体)的预测效果不佳。

是四层五个界面的薄互层模型，深色表示低速地层，浅色是高速地层。黑色低速地层表 示形成强反射的煤层，白色表示高速的砂岩层。砂岩层参数：vP＝4200m/s，vS＝2940m/s， ρ＝2.45g/cm3，含油气非规则储集体参数：vP＝3990m/s，vS＝2940m/s，ρ＝2.40g/cm3。 非规则储集体是砂岩的一部分，厚度小于砂岩储层，平均厚度为10m，横向尺度为1/4波长 到1/2波长。因为含油气，储集体纵波速度和密度低于砂岩，而横波速度不变。制作了储集 体纵波速度分别是砂岩的95％和90％的两套模型。

四层地层内反射波双程旅行时总共为65ms，其反射波是完整的复合反射波。

复合反射波的振幅谱图中，红色谱线是非规则储集体中心的地震道数据的振幅谱，蓝色 是非规则储集体之间地震道数据的振幅谱，黑色是背景反射的振幅谱，蓝色和黑色谱线都是 背景波场的振幅谱。可以看到，在频率为0～45Hz之间，含油气储集体的振幅在主频部分低 于背景振幅，而在频率为45～70Hz之间储集体的振幅高于背景振幅。储集体速度与砂岩层速 度差异加大，振幅谱的差异变大。

实际薄互层储层反射波的振幅谱如图所示。图中为S井区17口钻井井旁道产层段的振 幅谱图，其中红色线表示油气层，黄色线表示差油气层，蓝色线表示水层，黑色线表示干层。

可以看出两个特点，一是振幅谱特征与含油气性之间的关系无明显的规律性，二是四种 性质的油气层的振幅谱彼此存在差异，表明可以用频谱特征差异预测含油气性。

实施例三：

其中，通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含油气性相关的全频谱特征的全 频谱反演包括：

如图3所示，基于样本井约束全频谱反演的含油气性识别与预测技术

对碳酸盐岩溶洞型储集体和砂泥岩薄互层中砂岩薄储层内的非规则储集体的频谱分析， 可以得出以下重要特点。

(1)频谱特征本身与含油气性之间没有特定的规律性，这是由储集层(体)形态、规模、 流体(油气)性质、围岩特征等客观条件的差异所致。

(2)因此，不同类型的油气储层(体)，含油气或非含油气时，其频谱特征都存在差异， 差异的存在，为识别和预测不同流体(油气)打下了基础。

频谱特征与含油气性之间没有特定的规律性，使用单一地震属性预测含油气性十分困难。

曾经流传的低频强振幅、高频振幅变化率(衰减梯度)预测含油气，从图2e的振幅谱上， 都只能得到否定的结果。即使使用多个属性，也会遇到很大困难。因此用单一地震属性、单 一反演参数来预测含油气性是有局限性的。

频谱特征出现差异给预测含油气性带来希望，是实现样本井约束全频谱反演的关键。

如何利用频谱特征差异实现频谱反演、预测含油气性？

全频谱反演的实现基本思路是，

计算已知样本井井旁道储层段地震反射波的振幅谱，根据样本井含油气性与振幅谱的相 关关系分类；

对全区每一个点储层段反射波进行谱分析；

将每一点的振幅谱与油气样本井产层段振幅谱逐一进行比对，从中找出至少与一口油气 样本井相同或相似度很高的振幅谱，该点即为预测含有油气的点位，实现了频谱反演

可见，全频谱反演的基础是振幅谱的差异，而确定振幅谱的含油气性，不是在理想化的 假设模型上进行数学推导得到的参数、属性，而是研究区内实际钻遇的油气层反射波的振幅 谱特征，避免了简化的理想模型与实际油气储层的地震地质条件的差异导致的反演效果不理 想的问题。

但是，频谱反演具体现时，并不是计算出每一个点的振幅谱，将其与样本井振幅谱逐一 比对，而是采用差异优选法，比照样本井产层段振幅谱与含流体性质的相关性，选择确定多 个在各自阈值范围内的时频域的属性，表征振幅谱的差异，再由多个属性按各自的阈值范围 进行串级交会分析，得到表征流体性质的特征值，实现频谱反演，完成流体的识别与预测。

因此，按照差异优选法确定一定阈值范围内的多个属性，将其进行串级交会分析，是实 现频谱反演的核心步骤。

经过艰苦的探索，循着这样的技术思路，成功研发出一套新的基于频谱特征差异实现井 约束频谱反演的含流体识别与预测(FID)方法额相应的软件系统。整个研发过程过程反映了 难题攻关、认识深化、技术进步的艰苦创新的过程。

本专利技术方法从开始的科研型软件，进化到在统一在系统软件平台基础之上的软件系 统和整体技术，形成了“预测技术思路+功能全面的实用软件+便捷灵活的用户界面”的三位 一体的方法技术系统。

基于井约束全频谱反演的含油气性识别预测技术与现有反演技术的差异

基于样本井约束频谱反演的含油气性识别与预测技术与现有反演技术的基本差异是：

叠后波阻抗反演和叠前弹性反演利用反射波动力学特征中的振幅特征进行反演，在建立 的简化理想层状模型的基础上，根据声波波动方程或弹性波波动方程推演得到物理参数，再 利用测井岩石物性与物理参数的相关关系，将地震反演得到的物理参数转换为岩石物性参数。

井约束频谱反演含油气性预测(FID)则是利用反射波的频谱特征进行反演，以研究区实 际地震地质条件作为初始模型，以实钻井中含油气性与反射波频谱的相关性作为约束条件， 实现含油气性预测，本技术不局限于层状地层模型，更适用于薄互层中薄储层和横向尺度有 限的二度和三度体，以及碳酸盐岩中非均匀分布的大小规模的风规则缝洞体。

因此，本专利的技术方法的理论基础更与我国油气田的地震地质特征条件相符合，是一 种立足于我国油气田勘探开发的创新技术方法。

实施例四：

某井区的含油气性预测：

如图4所示，以塔河油田开发区S井区的含油气性预测为例，说明本发明的实现的技术 步骤。

一、含油气性预测数据准备

S井区为塔河油田开发区，有大量钻井穿过储层，由委托方给出样本井。

附图4是S井区的含油气性样本井。在340km2的三维地震区内，给出了17口样本井，其中油气井7口，非油气井10口。储层(包括含油气层)厚度最小2m，最大12m。

如图5a～5c、图6a～6d、图7a～7b、8所示，二、采用差异优选法建立含油气性识别模 式

(1)点谱分析

取样本井井旁道产层段地震数据，以储层地震解释的层位点为中心，进行小波变换频谱 分析，得到振幅谱和积分能量谱。将全部样本井的振幅谱显示在同一幅图上，并用不同颜色 标识样本井的含油气性，如附图5所示。

从图上分析因含油气性的差异而产生的频谱特征差异。以此为依据，初步选择能够表征 频谱特征差异的时频域属性。

(2)差异优选法选择确定多个敏感属性及其阈值

在样本井井旁道产层段数据上，以储层地震解释层位点为中心，进行小波变换分析，提 取多个时频域属性。

按照差异优选法选择敏感属性，确定其阈值。差异优选准则实施步骤如下。

第一，单个属性的差异优选范围的确定。在一个属性上选择属性数值范围，保证全部含 油气样本井的属性值都在这个数值范围之内，同时至少有一口非含油气样本井的属性值不在 所选择的数值范围内而被淘汰，则此属性可以选择为敏感属性，所确定的数值范围则为该敏 感属性的阈值。这样，用所选择的这个属性及其阈值，可以使全部含油气样本井和一部分非 含油气样本井保留下来，而使至少一口非含油气样本井淘汰。

第二，选择多个敏感属性，确定每一个属性的阈值，在保证全部含油气井的属性值都在 每个属性阈值范围之内的前提下，使所有非含油气井至少有一个不在其阈值范围之内属性。 这样的多个敏感属性的应用，会将非含油气井全部淘汰，而将全部含油气井保留下来。

可见每一个敏感属性选择及其阈值范围的确定，需要保证全部含油气井都在所确定的月 至范围内，同时至少必须淘汰一口非油气井，选择的多个敏感属性在保证全部含油气井都在 选择的阈值范围内的条件下，淘汰所有非油气井，这就是敏感属性选择和敏感属性阈值确定 的保留淘汰的差异统计准则。

在S井区，按照差异优选准则，选择了7个敏感属性，包括64Hz谐波振幅、低频/高频能量比、低频能量、40-60Hz积分能量、主频振幅、25Hz谐波振幅、40Hz谐波振幅，并确 定了敏感属性的阈值，如附图5所示。

(3)建立含油气性预测模式

确定了敏感属性及其阈值，将二者组合形成了含油气性预测模式。

如S井区，将选择的7个敏感属性，以及每个属性的阈值，组成了含油气性预测模式， 如附图6所示。

附图6是样本井7个敏感属性值列表，表中，粉色表示含油气井，蓝色表示非含油气井， 黑色表示用某个属性淘汰了的样本井。

按照这样的含油气预测模式，17口样本井中，S11～S17七口含油气样本井全部保留下 来，10口非含油气样本井中全部被淘汰，被1个属性淘汰的是S5、S6井，被2个属性淘汰的是S2、S3、S4、S9、S10井，被3个属性淘汰的是S7井，被4个属性淘汰的是S1、S8 井。这样全部含油气样本井都保留下来，全部非含油气样本井都被淘汰。

如图9所示，三、含油气性预测的实现

(1)三维地震数据敏感属性提取

在三维测区内的每一个点，以储层地震解释的层位点为中心，对地震数据采用小波变换 分析，按照含油气预测模式提取附图9所示的反射波的7个敏感属性。

(2)敏感属性的串级交会分析得到含油气性预测值

在三维数据中的每一道，对多个敏感属性按照预测模式所确定的敏感属性阈值逐一交会。 交会时，同时在两个敏感属性阈值范围内的点保留下来，只要在其中一个敏感属性阈值范围 之外的点被淘汰。保留点的值为非零数值，其数值分别为两个属性的原属性值；被淘汰的点 则赋值为零，由此形成零和非零的交会数据体。交会数据体再与第三个敏感属性按照该属性 的阈值进行交会。如此下去，完成所有敏感属性的串级交会，最终得到三维数据体每一个点(即三维面元)的油气预测值。

附图9所示的S井区的7个敏感属性的交会分析示意图，其敏感属性及其阈值如图8所 示。

四、含油气性的确定

全部敏感属性交会分析完毕之后，得到以某一敏感属性(非零)数值和零值的形式表示 每一点的含油气性。油气预测值不为零的点为含油气的点，油气预测值为零的点为非含油气 的点。含油气的点上，保留了一个敏感属性值(附图9中为64Hz振幅属性值)，这个不为 零的数值仅表示含油气，其大小不表示含油气性的特征变化。

(4)含油气性预测结果的数据体及含油气性预测平面图的生成

储层含油气性预测得到的三维预测值中全部非零值点位的集合，即为该储层含油气平面 分布，绘制成含油气有利区预测图。

在形成预测数据体时，可以将储层含油气性预测得到的三维预测值中的非零的敏感属性 值，赋值为单一的不为零的常数值，这样就得到由非零常数值和零值表示的全区该储层的含 油气性预测结果，形成仅有指示含油气性的“是”和“非”的数据体。

附图9是两个井区分别用两种显示方案的有利含油气区预测平面图，图中多色或单色的 彩色部分为含油气分布有利区。在局部放大图上，“马赛克”小方块即为一个含油气点位(即 一个矩形面元)。

工作原理：

本专利通过首先，建立实际储集层体的复杂储层初始模型；其次，通过复杂储层初始模 型的正演模拟建立正演模拟模型；再次，通过正演模拟模型频谱特征分析或表征与样本井含 油气性相关的全频谱特征的全频谱反演；最后，建立实际储集层体的目的层位含流体特征预 测模型，通过上述预测步骤，如(1)基于地震可检测性分辨率是FID技术的理论基础；(2) 基于探测区实际储集层(体)特征是建立FID技术的初始随机模型的依据；(3)以非平稳 随机介质理论制作复杂介质模型，进行弹性波动方程正演模拟，其正演波场是建立适用于探 测区FID技术的基础；(4)复杂、隐蔽的薄储集层和小尺度非规则储集体是FID的检测目 标；(4)目的层段反射波的全频谱特征作为FID的检测标志；(5)根据样本井(或正演模型)含油气性与全频谱特征的相关关系建立含油气性识别模式；(6)采用差异优选法选择多个敏感属性及其阈值范围，用以表征与样本井含油气性相关的全频谱特征；(7)对三维数据体目的层反射波依照样本井优选的多个敏感属性，在其阈值范围内进行串级交会分析，实现 全频谱反演，完成目的层位含流体特征预测；由于采用基于随机介质模型建立复杂储层初始 模型，进行全弹性波动方程正演模拟，制作弹性波波场，分析波场的频谱特征及其与含油气 性已知的钻井井旁地震数据的反射波频谱进行比对，总结出频谱特征差异与含油气性的相关 关系，在此基础上，创建了频谱反演识别和预测含油气性的技术方法，有效地解决了两类储 集层(体)含油气性预测的难题，本发明解决了现有技术存在实际储集层体含油气性难以预 测的问题，具有有效地解决了两类储集层(体)含油气性预测的难题的有益技术效果。

利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似 的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。