一种基于时频旋回的沉积演化分析方法

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，特别是一种基于时频旋回的沉积演化分析方法。

背景技术

油气田勘探开发过程中，不同尺度的沉积相研究精度对寻找有利储层发育区具有至关重要的作用，间接影响油田的勘探开发生产效益。

常规的沉积演化分析方法通常是基于岩心观察的岩石组合、沉积结构构造、沉积序列以及测井响应等方面开展研究。例如旋回对比法是应用较为广泛的一种方法。地壳周期性升降运动引起了地壳上海水进退和沉积环境相似重复的变化，导致岩石性质在纵向上有规律的变化，反映在地层剖面上，岩性呈有规律重复出现的现象就叫做沉积岩的旋回性，旋回由大到小可以划分为若干级。具体的，旋回对比法通过测井曲线来反映泥质含量，泥质含量的增加与减少反应沉积物能量的大小，进而划分正反旋回，然后，可以根据旋回的正反级次来划分地层。但现有技术中直接基于测井数据反映的泥质含量来进行正反旋回的划分，进而进行地层划分处理的只能适用于砂泥岩变化明显的地层的划分，对于储层厚度薄、横向变化快、连通性差，地层对比特征不明显的区域，测井响应区分度低，无法准确划分地层，而且往往受人的主观意识影响，分析的难度大。尤其在钻井资料较少的井区，分析结果的准确度大大降低。因此，在油田生产工作中，如何在这类钻井资料少，储层横向变化快的井区提高沉积演化分析结果的精度是我国许多勘探程度低的陆相盆地中亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于时频旋回的沉积演化分析方法，用以解决现有技术精度较低的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于时频旋回的沉积演化分析方法，包括以下步骤：

1)，采用多道频率扫描技术进行多口单井目的层段的时频分析；

2)，结合钻井资料进行连井时频旋回对比，确定层系各个砂组之间界面，从而建立等时地层对比格架；

3)，综合多口单井资料建立不同沉积环境对应的时频旋回模型；

4)，根据未钻井处的地震时频旋回图，分区块匹配目的层段所对应的沉积模型，进行未钻井处的纵向沉积演化分析，然后横向上连片对比多口已钻井和未钻井区域处沉积演化规律，完成多级旋回控制下的平面沉积演化分析。

基于时频旋回的沉积演化分析可以有效的利用地震资料在旋回对比中的横向控制作用，通过地震道不同尺度的时频旋回特征分析古水动力变化及沉积演化规律。从而提高沉积演化的分析精度，为油田的勘探开发寻找到有利储层发育区。

本发明提出的基于时频旋回的沉积演化分析，将地震资料的频率特征与实际地质体相结合，利用地震资料的频率特征在空间上的变化规律来反映实际地质体的结构关系。此方法可以有效的利用地震资料在旋回对比中的横向控制作用，通过分析地震道不同尺度的时频旋回特征分析水动力变化及沉积演化。提高沉积演化的分析精度，为油田的勘探开发寻找到有利储层发育区，是油田勘探开发生产过程中一种实用高效的技术方法。这种方法解决了钻井资料少、储层横向变化快的井区沉积演化分析结果准确度低的问题。

进一步的，步骤1)所应用的时频分析方法为小波变换。

进一步的，步骤3)所应用的时频分析方法为小波变换。

进一步的，所述不同沉积环境对应的时频旋回模型包括：进积型、退积型和加积型的时频旋回模型。

附图说明

图1是本发明方法具体实施的技术路线图；

图2是本发明实施例中井1的单井时频旋回分析图；

图3是本发明实施例中井1-井2的连井地层对比格架示意图；

图4是本发明实施例中探区不同沉积环境对应的时频旋回模型图。

具体实施方式

下面结合附图和实例具体说明基于时频旋回的沉积演化分析方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)，采用多道频率扫描技术进行多口单井目的层段的时频分析。

首先对探区内的多口单井进行时频分析。如图2所示，以井1的白垩系地层为例。目标工区白垩系地层，整体岩性较细，以泥岩和粉砂岩互层为主，主要的沉积类型为近岸发育扇三角洲，远岸发育辫状河三角洲，三角洲末端发育滩坝。根据多口钻井资料的岩性组合及测井曲线特征我们将白垩系内部自下而上相应划分为五个砂组：Ⅰ砂组(K1)、Ⅱ砂组(K2)、Ⅲ砂组(K3)、Ⅳ砂组(K4)、Ⅴ砂组(K5)。从过该井的地震道时频旋回图中可以看出，白垩系表现为一个完整的水进-水退旋回。其中白垩系Ⅰ砂组-Ⅳ砂组为水进时期，表现为退积型的正旋回特征；至Ⅳ砂组沉积末期为最大湖泛面时期；白垩系Ⅴ砂组为水退时期，表现为进积型的反旋回特征。

时频分析的原理是利用地震资料的频率特征在空间上的变化规律来反映实际地质体的结构关系。本发明应用小波变换方法采用多道频率扫描技术进行时频分析，能够使一维的时间域地震波信号拓展到二维的时间—频率域。采用的三角滤波器既可突出扫描区域的优势频率同时可兼顾频率特征的渐变性。

2)，结合钻井资料进行连井时频旋回对比，确定层系的界面建立等时地层对比格架。

根据多口已钻井的过井地震道时频旋回图结合井资料进行横向对比，确定层系之间各个砂组之间的界面从而建立起区域白垩系的地层格架。并分析其主要对应的岩性结构特点和地震反射特征(图3)。该区域白垩系Ⅴ砂组主要发育大套灰色、杂色泥岩夹薄层灰色粉砂岩，沿地层尖灭线附近局部发育褐灰色、灰色砂砾岩夹薄层绿色泥岩；地震剖面上表现为中连续性的中等振幅特征。白垩系Ⅳ砂组主要发育灰色、杂色泥岩和粉砂岩互层，沿地层尖灭线附近局部发育大套浅灰色含砾细砂岩夹灰绿色泥岩；地震剖面上表现为较连续的中强振幅特征。白垩系Ⅲ砂组主要发育灰色、杂色泥岩和粉砂岩互层，沿地层尖灭线附近局部发育大套灰褐色、灰色含砾细砂岩、砂砾岩夹薄层灰绿色泥岩，在地震剖面上表现为弱连续的中等振幅特征。白垩系Ⅱ砂组主要发育灰色、杂色泥岩和粉砂岩互层，在地震剖面上表现为弱连续的弱振幅特征。白垩系Ⅰ砂组主要发育灰绿色泥岩和粉砂岩互层，局部发育薄层深灰色砂砾岩，在地震剖面上表现为弱连续的中等振幅特征。

3)，综合多口单井资料，分析不同沉积模型所对应的地震信号时频图的变化规律，分别建立时频旋回模型。

不同的沉积环境决定了岩石结构变化趋势的差异性，总结起来有进积、退积和加积三种主要的沉积模式。建立时频旋回模板能够利用时频图中能量团的移动方向具有与岩石结构变化趋势一致的特征，实现不同沉积模型与时频旋回特征之间的对应关系。由此我们根据时频旋回图中振幅能量团的变化，建立起与沉积模型之间的关系。从而得到工区内主要的三种沉积环境下的时频旋回模型。如图4所示(a)(b)(c)(d)分别为为退积型、进积-退积型、退积-进积型、加积型的时频旋回特征。

当分析频率从左到右由低频到高频变化时，每个沉积周期内的振幅能量团逐渐向右边高频移动，代表该沉积时期地层厚度自下而上逐渐变薄，反应正韵律的沉积旋回，代表水动力条件由强到弱，沉积物粒度由粗到细的过程。当分析频率从左到右由高频到低频变化时，每个沉积周期内的振幅能量团逐渐向右边低频移动，代表该沉积时期地层厚度自下而上逐渐变厚，反应反韵律的沉积旋回，代表水动力条件由弱到强，沉积物粒度由细到粗的过程。

步骤1)，步骤3)中，时频变换应用了小波变换技术，主要是由于它克服了傅里叶时频域局部性差和时频分辨率固定的缺点，能够在多尺度、多分辨率条件下对信号进行时频分析。从而在频谱图中更清楚的刻画沉积体内部的旋回结构特征。在整个主旋回中亦存在振荡性的次级旋回过程。

4)，根据未钻井处的地震时频旋回图，分区块匹配目的层段所对应的沉积模型，进行未钻井处的纵向沉积演化分析，然后横向上连片对比多口已钻井和未钻井区域处沉积演化规律，完成多级旋回控制下的平面沉积演化分析。

白垩系沉积时期，区域开始快速沉降，湖泊范围逐渐扩大。Ⅰ砂组以湖泊相沉积为主，西部发育扇三角洲沉积，东北部发育小型辫状河三角洲沉积，其余在沿岸发育小型滩坝沉积，砂体走向平行于湖岸线分布。到Ⅱ砂组和Ⅲ砂组时期，湖泊范围继续扩大，东部辫状河三角洲范围扩大。Ⅳ砂组时期湖泊范围达到最大，主要发育有三个扇三角洲朵体和一个辫状河三角洲朵体，东北部发育扇三角洲，东部和南部发育辫状河三角洲，波及范围一直到南部水下古隆起区。Ⅴ砂组沉积时期，湖盆范围开始萎缩，水下古隆起消失，西北部的两个扇体范围进一步扩大，西南部的扇三角洲朵体向东部推进。由此发现探区南部在白垩系Ⅲ砂组时期为有利储层发育区，结合物探技术识别出滩坝砂沉积类型的岩性圈闭，后期部署钻探的三口井均在这套目的层获得高产工业油流。

本发明解决了钻井资料少、储层横向变化快的井区沉积演化分析结果准确度低的问题。通过有效的利用地震资料在旋回对比中的横向控制作用提高沉积演化的分析精度，可为油田的勘探开发寻找到有利储层发育区，提供井位部署依据。