勘探缝洞储层的方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本公开涉及地震勘探技术领域，特别地涉及一种勘探缝洞储层的方法、装置及存储介质。

背景技术

油藏(或油储)地球物理学(Reservoir Geophysics)从上世纪80年代提出到现在，国内外地球物理学家对其广泛关注，成了一个热点研究领域。油藏地球物理学的基础为非均匀介质模型，主要内容就是精细研究油藏(或油储)特征、参数和油气储层，为油气勘探特别是油气开发服务。因为油藏地球物理学与复杂、精细的非均匀介质联系很大，所以用常规方法很难完整描述，因此要提出一种灵活、方便、能完整描述油藏非均匀性的正演模型，由此产生出了随机介质模型理论。

发明内容

本公开提供一种勘探缝洞储层的方法、装置及存储介质，以解决相关技术中地震勘探研究缺少具有方向性特征的三维随机介质建模的技术问题。

为实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种勘探缝洞储层的方法，所述方法包括：

在三维坐标系下构建指数型椭圆自相关函数；

通过对构建的所述指数型椭圆自相关函数进行傅里叶变换，获得随机扰动函数的功率谱函数；

根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数并规范化；

根据规范化后的所述随机扰动函数和缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，构建三维随机介质模型；

在构建的所述三维随机介质模型中输入待勘探的缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，以获得所述待勘探的缝洞储层对应的随机介质模型；

利用所述随机介质模型进行缝洞储层的勘探。

可选地，所述在三维坐标系下构建指数型椭圆自相关函数，包括：

在三维全局坐标系中选取点的三个局部自相关长度；

根据三维局部坐标系与所述三维全局坐标系中的点与点之间的空间偏移量，选取与三个所述局部自相关长度对应的三个旋转角度；

根据三个所述局部自相关长度和三个所述旋转角度，构建指数型椭圆自相关函数。

可选地，设定a(x,y,z)、b(x,y,z)、c(x,y,z)分别为三维全局坐标系OXYZ中(x,y,z)点的三个局部自相关长度；根据三个所述局部自相关长度和三个所述旋转角度，构建的指数型椭圆自相关函数的表达式为：

式(1)中：

式(2)中：D为空间偏移量，α，β，γ为a(x,y,z)、b(x,y,z)、c(x,y,z)对应的旋转角度。

可选地，构建的所述指数型椭圆自相关函数进行傅里叶变换的公式为：

式(3)中：Γ表示空间傅里叶变换算子，φ(k

可选地，所述根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数，包括：

由功率谱函数，根据随机过程的方法产生对应的随机谱序列；

应用随机过程的谱展开公式，获得由构建的所述指数型椭圆自相关函数描述的随机扰动函数。

可选地，规范化所述随机扰动函数，包括：

按随机扰动均值和方差的要求，规范化所述随机扰动函数。

可选地，根据规范化后的所述随机扰动函数和随机介质的背景介质参数，构建的三维随机介质模型的表达式为：

式(3)中：ρ为密度，λ、μ为拉梅参数，ρ

本公开实施例的第二方面，提供一种勘探缝洞储层的系统，所述系统包括：

第一构建模块，被配置成在三维坐标系下构建指数型椭圆自相关函数；

傅里叶变换模块，被配置成通过对构建的所述指数型椭圆自相关函数进行傅里叶变换，获得随机扰动函数的功率谱函数；

第一获得模块，被配置成根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数并规范化；

第二构建模块，被配置成根据规范化后的所述随机扰动函数和缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，构建三维随机介质模型；

第二获得模块，被配置成在构建的所述三维随机介质模型中输入待勘探的缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，以获得所述待勘探的缝洞储层对应的随机介质模型，以利用所述随机介质模型进行缝洞储层的勘探。

本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。

本公开实施例的第四方面，提供一种勘探缝洞储层的装置，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；以及

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。

采用上述技术方案，至少能够达到如下技术效果：

本公开基于随机介质建模理论，开展具有方向特征的三维随机介质模型构建，通过引入自相关角度来表征地层中复杂地层不同的角度，对缝洞型储层进行三维建模，使得构建的模型更加符合实际的缝洞储层地质情况，为缝洞地震响应模式及机理进行研究提供模型数据，更好地为野外实际深层微幅缝洞储层地震响应特征进行标定和识别，提高野外钻井的准确率，为油气增产提供支撑。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的方法流程图。

图2是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的方法包括的步骤中构建指数型椭圆自相关函数的流程图。

图3是本公开一示例性实施例示出的三维局部坐标系与三维全局坐标系之间的关系示意图。

图4是本公开一示例性实施例示出的两个三维局部坐标系之间的关系示意图。

图5是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的方法包括的步骤中获得随机扰动函数的流程图。

图6是本公开一示例性实施例示出的三维幅角示意图。

图7是本公开一示例性实施例示出的一种三维随机介质模型的示意图。

图8是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的系统框图。

图9是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的装置框图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本公开的实施方式，借此对本公开如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本公开的保护范围之内。

本公开发明人经研究发现，相关技术中，随机介质建模主要是基于二维情况，要合理地表征缝洞储层及地震响应特征应该在三维条件下进行，而针对三维随机介质建模技术的研究比较少，且没有发现涉及到缝洞储层不同的倾角因素的三维随机介质建模的研究，因此，本公开提供了一种勘探缝洞储层的方法，为实际储层地震响应的研究打下基础。

实施例一

图1是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的方法流程图，以解决相关技术中地震勘探研究缺少具有方向性特征的三维随机介质建模的技术问题。如图1所示，本实施例示出的勘探缝洞储层的方法可以包括以下步骤：

S11，在三维坐标系下构建指数型椭圆自相关函数。

S12，通过对构建的所述指数型椭圆自相关函数进行傅里叶变换，获得随机扰动函数的功率谱函数。

S13，根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数并规范化。

S14，根据规范化后的所述随机扰动函数和缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，构建三维随机介质模型。

S15，在构建的所述三维随机介质模型中输入待勘探的缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，以获得所述待勘探的缝洞储层对应的随机介质模型；

S16，利用所述随机介质模型进行缝洞储层的勘探。

如图2所示，步骤S11，即在三维坐标系下构建指数型椭圆自相关函数，可以包括以下步骤：

S111，在三维全局坐标系中选取点的三个局部自相关长度。

S112，根据三维局部坐标系与所述三维全局坐标系中的点与点之间的空间偏移量，选取与三个所述局部自相关长度对应的三个旋转角度。

S113，根据三个所述局部自相关长度和三个所述旋转角度，构建指数型椭圆自相关函数。

在步骤S111中，假设三维全局坐标系OXYZ中点(x,y,z)的三个局部自相关长度为a(x,y,z)、b(x,y,z)、c(x,y,z)。x′

式(5)D为空间偏移量。进而可以通过坐标旋转方法来构造坐标转换矩阵，如式(2)所示。

其中，如图4所示，三维局部坐标系O'X

进而根据选取的自相关长度a(x,y,z)、b(x,y,z)、c(x,y,z)和旋转角度α(x,y,z)、β(x,y,z)、γ(x,y,z)，构建的指数型椭圆自相关函数的表达式可以为：

式(1)中：

构建好指数型椭圆自相关函数后，可以执行步骤S12，通过对构建的所述指数型椭圆自相关函数进行傅里叶变换，获得随机扰动函数的功率谱函数。

构建的所述指数型椭圆自相关函数

式(3)中：Γ表示空间傅里叶变换算子，φ(k

获得功率谱函数后，则可以执行步骤S13，根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数并规范化。如图5所示，所述根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数，可以包括以下步骤：

S131，由功率谱函数φ(k

S132，应用随机过程的谱展开公式，获得由构建的所述指数型椭圆自相关函数

获得随机扰动函数σ(x,y,z)后，按随机扰动均值和方差的要求，将随机扰动函数σ(x,y,z)规范化。其中，规范随机扰动函数数值的均值等于0，并且其方差为一定的数值(一般为背景值扰动的百分数来取值，如0.01，那么设置的扰动值满足均值为零，方差为0.01即可)，其规范化的过程为数学方面的公知技术，为了说明书的简洁，在此不具体展开。

规范化获得的随机扰动函数σ(x,y,z)后，执行步骤S14，根据规范化后的所述随机扰动函数和缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，构建随机介质模型。

相关技术中，随机介质可以理解为在大尺度均匀背景下分布着小尺度非均匀扰动的理论模型，其构建理论可以描述为以下表达式：

m(X)＝m

式(6)中：m

各向同性弹性介质可以由密度ρ和拉梅参数λ、μ确定，当m(X)包含ρ，λ，μ时，式(6)可以表示为：

式(7)中：ρ

由于式(6)和式(7)没有考虑到方向性特征，比如缝洞储层不同的倾角因素，因此对于复杂地层构造的随机介质模型并不准确。本公开在建模过程中加入了方向性特征进去，在规范化获得的随机扰动函数σ(x,y,z)后，可以得到所要构造的以

式(4)中：ρ为密度，λ、μ为拉梅参数，ρ

三维随机介质模型构建完成后，执行步骤S15，在构建的所述三维随机介质模型中输入待勘探的缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，以获得所述待勘探的缝洞储层对应的随机介质模型，进而，利用所述随机介质模型进行缝洞储层的勘探。由于实际介质情况是含有非均质体，导致地下介质速度表现为一定的随机性，并且非均质体在地下介质的空间展布各式各样，本公开增加了随机介质空间的方向性，更能合理构建不同情况下的随机介质模型，通过不同随机介质产状的模型进行波场模拟，分析剖面波场特征，利用室内分析结果和经验指导野外实际地震勘探，为野外实际深层微幅缝洞储层地震响应特征进行标定和识别，提高野外钻井的准确率，为油气增产提供数据支撑。

下面通过一个实例，把具有方向特征的三维随机模型整个建立过程进行展示。以下为实例中三维随机模型参数：

模型大小：Nx＝100，Ny＝100,Nz＝100；

网格间距：dx＝1m，dy＝1m，dz＝1m；

速度均值：v

速度扰动标准差：10％；

自相关长度：a＝3m，b＝10m，c＝20m；自相关角度：α＝0°，β＝0°，γ＝75°；

指数型椭圆自相关函数采用式(1)进行，首先按照给出的模型范围，完成指数椭圆函数傅里叶变换需要的幅角，幅角范围在0-2π之间并且呈随机特征变化，截取的一个二维剖面展示如图6所示，再结合变换函数完成扰动功率谱的实现，根据扰动均值和方差值进一步完成扰动量的求取，结合背景速度场，根据式(4)完成最后的含有自相关角度的三维随机介质模型，如图7所示。利用图7构建的三维随机介质模型，就可以将待勘探的缝洞储层内的随机介质的背景介质参数输入该模型中，获得待勘探的缝洞储层对应的随机介质模型。

本公开基于随机介质建模理论，开展具有方向特征的三维随机介质模型构建，通过引入自相关角度来表征地层中缝洞型储层不同的角度，对缝洞型储层进行三维建模，使得构建的模型更加符合实际地质情况，为缝洞地震响应模式及机理进行研究提供模型数据，更好地为野外实际深层微幅缝洞储层地震响应特征进行标定和识别，提高野外钻井的准确率，为油气增产提供支撑。

值得说明的是，对于图1所示的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本公开所必须的。

实施例二

图8是本公开一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的系统，如图8所示，所述勘探缝洞储层的系统300包括：

第一构建模块310，被配置成在三维坐标系下构建指数型椭圆自相关函数；

傅里叶变换模块320，被配置成通过对构建的所述指数型椭圆自相关函数进行傅里叶变换，获得随机扰动函数的功率谱函数；

第一获得模块330，被配置成根据所述功率谱函数，获得随机扰动函数并规范化；

第二构建模块340，被配置成根据规范化后的所述随机扰动函数和缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，构建随机介质模型；

第二获得模块350，被配置成在构建的所述三维随机介质模型中输入待勘探的缝洞储层内的随机介质的背景介质参数，以获得所述待勘探的缝洞储层对应的随机介质模型，以利用所述随机介质模型进行缝洞储层的勘探。

可选地，第一构建模块310还被配置成：在三维全局坐标系中选取点的三个局部自相关长度；根据三维局部坐标系与所述三维全局坐标系中的点与点之间的空间偏移量，选取与三个所述局部自相关长度对应的三个旋转角度；根据三个所述局部自相关长度和三个所述旋转角度，构建指数型椭圆自相关函数。

可选地，设定a(x,y,z)、b(x,y,z)、c(x,y,z)分别为三维全局坐标系OXYZ中(x,y,z)点的三个局部自相关长度；根据三个所述局部自相关长度和三个所述旋转角度，第一构建模块310构建的指数型椭圆自相关函数的表达式为：

式(1)中：

式(2)中：D为空间偏移量，α，β，γ为a(x,y,z)、b(x,y,z)、c(x,y,z)对应的旋转角度。

可选地，傅里叶变换模块320进行傅里叶变换的公式为：

式(3)中：Γ表示空间傅里叶变换算子，φ(k

可选地，获得模块340还被配置成：由功率谱函数，根据随机过程的方法产生对应的随机谱序列；应用随机过程的谱展开公式，获得由构建的所述指数型椭圆自相关函数描述的随机扰动函数。

可选地，获得模块340还被配置成包括：按随机扰动均值和方差的要求，规范化所述随机扰动函数。

可选地，第二构建模块350构建的随机介质模型的表达式为：

式(3)中：ρ

关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例三

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项可选实施例所述的勘探缝洞储层的方法步骤。

其中，在所述处理器上运行的勘探缝洞储层的方法的计算机程序被执行时所实现的方法可参照本公开勘探缝洞储层的方法的具体实施例，此处不再赘述。

所述处理器可以是一种集成电路芯片，具有信息处理能力。所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等。

实施例四

本公开还提供一种勘探缝洞储层的装置，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；以及

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述任一项可选实施例所述的勘探缝洞储层的方法步骤。

图9是根据一示例性实施例示出的一种勘探缝洞储层的装置400的框图。如图9所示，该装置400可以包括：处理器401，存储器402，多媒体组件403，输入/输出(I/O)接口404，以及通信组件405。

其中，处理器401用于控制该装置400的整体操作，以完成上述的三维随机介质模型的构建方法中的全部或部分步骤。存储器402用于存储各种类型的数据以支持在该装置400的操作，这些数据例如可以包括用于在该装置400上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器402可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件403可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器402或通过通信组件405发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口404为处理器401和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件405用于该装置400与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件405可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，装置400可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的勘探缝洞储层的方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，例如包括程序指令的存储器402，上述程序指令可由装置400的处理器401执行以完成上述的勘探缝洞储层的方法。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。