一种井震结合的迭代裂缝预测方法及装置

技术领域

本申请实施例涉及地球物理勘探解释的领域，具体而言，涉及一种井震结合的迭代裂缝预测方法及装置。

背景技术

现阶段的裂缝预测方法主要有两类：一是基于叠后地震属性或优化的裂缝预测方法，主要是相干属性、曲率属性、蚂蚁体、相干加强等属性为主。一类是基于叠前P波各向异性的裂缝预测方法，其核心原理是地震波在不同方位传播过程中，不同方位地震属性存在差异，在一定条件下，我们假设这些差异是由裂缝引起的，通过求取地震波特征(振幅、频率、相位及转化属性)方位各向异性来预测裂缝特征。

基于叠后地震属性或优化的裂缝预测主要解决大尺度裂缝为主，在常规储层中取得了较好的效果，但对于非常规储层，微裂缝是勘探开发比较关心的问题，该类方法应用受限。基于叠前P波各向异性的裂缝预测方法对微裂缝识别有一定改善，但其对数据质量有一定要求(要求尽可能宽的方位)，同时，基于叠前P波各向异性的裂缝预测方法主要是识别高角度缝，该方法在碳酸盐岩等缝洞型储层中取得了较好的效果，但非常规储层主要以水平缝为主，该方法与实际生产需求还存在差距。

前述两种裂缝预测方法主要是三维地震数据为主，其求取的裂缝预测成果主要是地震属性，只要数据不变，其预测成果不会有大的变化。随着非常规油气勘探开发深入及地震地质工程一体化理念普及，要求裂缝预测成果实时的为后续工程技术及生产服务。但现阶段裂缝预测成果只是纯的地震属性裂缝预测成果，远远跟不上非常规油气开发步伐。

发明内容

本申请实施例提供一种井震结合的迭代裂缝预测方法，旨在达到不断更新裂缝预测成果，提高预测精度的效果。

第一方面，本申请实施例提供一种井震结合的迭代裂缝预测方法，包括以下步骤：

获取目标区域内若干口采油井的三维地震资料；

对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性，所述多尺度三维地震裂缝属性包括相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；

获取所述目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数；

基于所述多尺度三维地震裂缝属性、所述张裂缝破裂系数和所述剪切裂缝破裂系数，采用属性比例融合方式，生成地质属性数据体；

基于所述地质属性数据体，开展网格划分，并结合所述三维地震资料建立独立断面，生成裂缝预测模型；所述裂缝预测模型用于表征所述独立断面的空间归位、断层及断层产状；

实时获取所述目标区域中各个采油井在生产中的测井信息，并基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新；所述测井信息包括成像测井、实钻裂缝信息和微地震监测成果。

可选地，所述对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性包括：

获取所述三维地震资料中炮检产生的P波；

利用所述P波的各向异性，获取所述叠前裂缝强度；

对所述P波进行叠加分频处理，得到叠后三维地震数据；

基于所述叠后三维地震数据，获取所述相干属性和所述曲率属性。

可选地，所述利用P波的各向异性，获取叠前裂缝强度，包括：

获取所述P波至少为3个方向上的地震反射特征值；所述地震反射特征包括地震振幅、频率、相位、波阻抗和地震属性；

基于所述P波至少为3个方向上的地震反射特征值，构建方程组求解小尺度裂缝表征公式，获取所述小尺度裂缝表征公式表征椭圆的长轴和短轴；

其中，所述小尺度裂缝表征公式为：

A(β)＝A

式中，A为不同方位的地震反射特征；A

其中，

β＝φ-θ；

式中，φ为炮检观测方位角；θ为裂缝走向方位角；

基于所述椭圆的长轴和短轴，获取所述叠前裂缝强度。

可选地，通过以下公式获取叠前裂缝强度：

式中，γ为叠前裂缝强度；δ

可选地，所述获取目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数包括：

获取所述目标区域的岩心，对所述岩心进行岩心测试，获取所述岩心的剪切强度和内摩擦系数；

获取所述目标区域岩心的最大水平主应力、中间水平主应力和最小水平主应力；

获取目标区域岩心的张拉应力和剪切应力；

通过以下公式，计算张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数：

式中，K是张裂缝破裂系数；R是剪切裂缝破裂系数；σ

其中，

/>

式中，σ

|τ|＝S

式中，μ是内摩擦系数；S

可选地，所述获取目标区域岩心的张拉应力和剪切应力采用格里菲斯准则和库伦－纳维准则。

可选地，通过以下公式，计算生成地质属性数据体：

Fuse＝aA+bB+cC+dD+eE；

式中，Fuse为地质属性数据体，a为相干属性在地质属性数据体中的比例；b为曲率属性在地质属性数据体中的比例；c为叠前裂缝强度在地质属性数据体中的比例；d为张裂缝破裂系数在地质属性数据体中的比例；e为剪切裂缝破裂系数在地质属性数据体中的比例；且a+b+c+d+e＝1；A为相干属性，B为曲率属性，C为叠前裂缝强度，D为张裂缝破裂系数；E为剪切裂缝破裂系数。

可选地，基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新，包括：

对所述测井信息进行处理，获取所述测井信息中所包含的相干属性、曲率属性、叠前裂缝强度、张裂缝破裂系数、剪切裂缝破裂系数；

采用插值方法，将所述所述测井信息中所包含的相干属性、曲率属性、叠前裂缝强度、张裂缝破裂系数、剪切裂缝破裂系数插值到地质属性数据体。

可选地，述基于所述地质属性数据体，开展网格划分，包括：

获取所述三维地震资料中炮检的若干炮点；

连接所述炮点和与其距离最近的采油井，作为炮线；

以所述炮线作为网格的长；以相邻两条炮线之间的连线作为网格的宽，得到所划分的网格。

第二方面，本申请实施例提供一种井震结合的迭代裂缝预测装置，包括：

地震资料获取模块，用于获取目标区域内若干口采油井的三维地震资料；

地震资料处理模块，用于对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性，所述多尺度三维地震裂缝属性包括相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；

岩石系数获取模块，用于获取所述目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数；

比例融合模块，用于基于所述多尺度三维地震裂缝属性、所述张裂缝破裂系数和所述剪切裂缝破裂系数，采用属性比例融合方式，生成地质属性数据体；

模型生成模块，用于基于所述地质属性数据体，开展网格划分，并结合所述三维地震资料建立独立断面，生成裂缝预测模型；所述裂缝预测模型用于表征所述独立断面的空间归位、断层及断层产状；

迭代模块，用于实时获取所述目标区域中各个采油井在生产中的测井信息，并基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新；所述测井信息包括成像测井、实钻裂缝信息和微地震监测成果。

有益效果：通过获取目标区域内的若干口采油井的三维地震数据并处理，取三维地震数据中的相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；再结合目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数，比例融合的方式生成裂缝预测模型；并在后续的生产中，持续获取测井信息来对裂缝预测模型进行迭代更新，将前期的裂缝预测成果和后期生产的资料相结合，能够不断更新裂缝预测成果，从而提高裂缝预测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的控制方法的步骤流程图；

图2是本申请一实施例提出的小尺度裂缝表征公式表征的椭圆；

图3是本申请一实施例获取的相干属性的基础数据；

图4是本申请一实施例获取的曲率属性的基础数据；

图5是本申请一实施例提出的裂缝预测模型；

图6是本申请一实施例提出的利用成像测井数据优化后的裂缝预测模型；

图7是本申请一实施例提出的预测装置的功能模块图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在一种实施例中，提供一种井震结合的迭代裂缝预测方法的步骤流程图如图1所示，该预测方法具体可以包括以下步骤：

S101，获取目标区域内若干口采油井的三维地震资料。

在本实施例中，采用炮检的方式，来获得采油井的三维地震资料，三维地震资料是一个波形；通过三维地震资料，能够反馈目标区域内的基本情况，通过对三维地震资料的处理，能够判别目标区域的裂缝的基本情况。

S102，对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性，所述多尺度三维地震裂缝属性包括相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；

其中，叠前裂缝强度是直接在三维地震数据上，利用三维地震数据中的P波各向异性求取的；而相干属性和曲率属性是在叠后三维地震数据上求取的，叠后三维地震数据通过对三维地震数据做叠加分频处理获取。在本实施例中，以相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度作为基础数据。

S103，获取所述目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数。

通过对目标区域内岩石做岩性测试，再利用格里菲斯(Griffith)准则和库伦-纳维准则求取岩石的张拉应力和剪切应力，就能够得到目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数。其中，格里菲斯(Griffith)准则和库伦-纳维准则均为常规技术。

S104，基于所述多尺度三维地震裂缝属性、所述张裂缝破裂系数和所述剪切裂缝破裂系数，采用属性比例融合方式，生成的地质属性数据体。

结合步骤S102和步骤S103中所获得的五个数据，相干属性、曲率属性、叠前裂缝强度、张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数；生成的地质属性数据体能够反应目标区域内裂缝的基本特征。

S105，基于所述地质属性数据体，开展网格划分，并结合所述三维地震资料建立独立断面，生成裂缝预测模型；所述裂缝预测模型用于表征所述独立断面的空间归位、断层及断层产状；

通过进行网格划分和建立独立断面，生成裂缝预测模型后，在通过裂缝预测模型对目标区域进行分析时，能够更清晰的看到裂缝预测模型中目标区域内各采油井附近的裂缝分布情况。

S106，实时获取所述目标区域中各个采油井在生产中的测井信息，并基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新；所述测井信息包括成像测井、实钻裂缝信息和微地震监测成果。

通过在生产过程中，收集研究采油井相关的裂缝信息，将建立的裂缝预测模型与测井资料相结合；不断的优化更新裂缝预测模型。随着勘探开发深入，测井资料及开发生产资料越来越多，裂缝预测模型也不断更新，预测精度不断提高，达到实时指导非常规油气开发的效果。

本实施例通过获取目标区域内的若干口采油井的三维地震数据并处理，取三维地震数据中的相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；再结合目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数，比例融合的方式生成裂缝预测模型；并在后续的生产中，持续获取测井信息来对裂缝预测模型进行迭代更新，将前期的裂缝预测成果和后期生产的资料相结合，能够不断更新裂缝预测成果，从而提高裂缝预测精度。

在一种实施例中，提供一种井震结合的迭代裂缝预测方法的步骤流程图如图1所示：

S101，获取目标区域内若干口采油井的三维地震资料。

在目标区域内，选取至少3口采油井作为样本井，并采用炮检的方式获取这3口采油井的三维地震资料；在选取样本井时，以能够覆盖最大目标区域范围为标准。

S102，对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性，所述多尺度三维地震裂缝属性包括相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；

对三维地震资料的处理主要是叠加分频处理，且在叠后数据中，主要是为了获取大尺度裂缝的特征，如相干属性和曲率属性。在叠前数据上，利用P波的各向异性获取小尺度裂缝的特征，即叠前裂缝强度。

所述对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性包括：

获取所述三维地震资料中炮检产生的P波；

利用所述P波的各向异性，获取所述叠前裂缝强度；

包括以下步骤：

获取所述P波至少为3个方向上的地震反射特征值；所述地震反射特征包括地震振幅、频率、相位、波阻抗和地震属性；

基于所述P波至少为3个方向上的地震反射特征值，构建方程组求解小尺度裂缝表征公式，获取所述小尺度裂缝表征公式表征椭圆的长轴和短轴。

在本实施例中，构建的方程组具有3个未知数，所以需要三个方向上的地震反射特征值才能够对方程组求解，得到小尺度裂缝关于椭圆的表征公式的解，再通过这个解来求取叠前裂缝强度。

其中，所述小尺度裂缝表征公式为：

A(β)＝A

式中，A为不同方位的地震反射特征；A

其中，

β＝φ-θ；

式中，φ为炮检观测方位角；θ为裂缝走向方位角。

如图2，图2示出了小尺度裂缝表征公式表征的椭圆，其中，A

基于所述椭圆的长轴和短轴，获取所述叠前裂缝强度。

通过以下公式获取叠前裂缝强度：

式中，γ为叠前裂缝强度；δ

通过对上述构建的方程组进行求解，就能够得到小尺度裂缝表征公式表征的椭圆的解，再通过该解，得到椭圆的长轴和椭圆的短轴的值，就能够获取叠前裂缝强度的值。

对所述P波进行叠加分频处理，得到叠后三维地震数据；

基于所述叠后三维地震数据，获取所述相干属性和所述曲率属性。

获得的数据如3和图4所示，其中，图3示出了本实施例中获取到的相干属性的基础数据；图4示出了本实施例中获取到的曲率属性的基础数据；在本实施例中，求取相干属性和曲率属性均采用常规技术手段。

S103，获取所述目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数；

所述获取目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数包括：

获取所述目标区域的岩心，对所述岩心进行岩心测试，获取所述岩心的剪切强度和内摩擦系数；

获取所述目标区域岩心的最大水平主应力、中间水平主应力和最小水平主应力；

获取目标区域岩心的最大水平主应力、中间水平主应力和最小水平主应力采用基于曲率属性的构造应力计算公式，为常规技术手段。

获取目标区域岩心的张拉应力和剪切应力；

所述获取目标区域岩心的张拉应力和剪切应力采用格里菲斯准则和库伦－纳维准则。

通过以下公式，计算张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数：

/>

式中，K是张裂缝破裂系数；R是剪切裂缝破裂系数；σ

其中，

式中，σ

|τ|＝S

式中，μ是内摩擦系数；S

其中，μ和S

S104，基于所述多尺度三维地震裂缝属性、所述张裂缝破裂系数和所述剪切裂缝破裂系数，采用属性比例融合方式，生成地质属性数据体；

通过以下公式，计算生成地质属性数据体：

Fuse＝aA+bB+cC+dD+eE；

式中，Fuse为地质属性数据体，a为相干属性在地质属性数据体中的比例；b为曲率属性在地质属性数据体中的比例；c为叠前裂缝强度在地质属性数据体中的比例；d为张裂缝破裂系数在地质属性数据体中的比例；e为剪切裂缝破裂系数在地质属性数据体中的比例；且a+b+c+d+e＝1；A为相干属性，B为曲率属性，C为叠前裂缝强度，D为张裂缝破裂系数；E为剪切裂缝破裂系数。

通过属性比例融合方式生成的地质属性数据体具有所有基础数据中所包含的特征，能够反应目标区域的裂缝特征，为下一步构建裂缝预测模型做好基础。

S105，基于所述地质属性数据体，开展网格划分，并结合所述三维地震资料建立独立断面，生成裂缝预测模型；所述裂缝预测模型用于表征所述独立断面的空间归位、断层及断层产状。

在基于所述地质属性数据体，开展网格划分时，按照下述步骤开展：

获取所述三维地震资料中炮检的若干炮点；

炮点即在进行三维地震资料采集时，炮检所在的位置。

连接所述炮点和与其距离最近的采油井，作为炮线；

通过以炮点与其距离最近的采油井作为炮线，则在进行网格划分时，能够保证在每一个网格中，均有一个采油井。

以所述炮线作为网格的长；以相邻两条炮线之间的连线作为网格的宽，得到所划分的网格。

通过将多条炮线连接，把地质属性数据体划分为多个网格，多个网格覆盖在目标区域上，将目标区域分作多个网格，以便于在后续的研究中，对裂缝在目标区域上的哪一块进行定位。

图5示出了本实施例所获取的裂缝预测模型，图5中，倾斜粗线即为裂缝断裂面。

在划分网格后，再结合三维地震资料，将地质属性数据体剖开，剖开之后，首尾相连即形成了一个独立断面；该独立断面能够更加清晰清楚的表示目标区域的裂缝预测模型；通过对独立断面的观察，能够在裂缝预测模型上迅速的找到目标区域内存在的裂缝，以及裂缝的走向和强度。

S106，实时获取所述目标区域中各个采油井在生产中的测井信息，并基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新；所述测井信息包括成像测井、实钻裂缝信息和微地震监测成果。

图6示出了本实施例中，利用成像测井数据优化后的裂缝预测模型，能够通过该裂缝预测模型观察到目标区域中裂缝的走向及强度。

本实施例通过前期的基础资料建立裂缝预测模型，再结合后期在生产中获取的测井信息来对裂缝预测模型进行迭代更新，其中，测井信息能够反应目标区域地下真实的裂缝情况；通过不断的迭代更新，使得裂缝预测模型能够不断的趋近于现实情况，为裂缝预测模型的预测带来更加准确、精度更高的预测结果。

其中，基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新，包括：

对所述测井信息进行处理，获取所述测井信息中所包含的相干属性、曲率属性、叠前裂缝强度、张裂缝破裂系数、剪切裂缝破裂系数；

采用插值方法，将所述所述测井信息中所包含的相干属性、曲率属性、叠前裂缝强度、张裂缝破裂系数、剪切裂缝破裂系数插值到地质属性数据体。

在进行插值时，将从测井信息中获取到的，而裂缝预测模型中没有的部分信息插入到裂缝预测模型中；通过不断的获取到测井信息和插值，则裂缝预测模型能够越来越接近于真实的情况；当测井信息达到一个极大值时，裂缝预测模型能够直接反应目标区域的裂缝情况。

本实施例通过获取目标区域内的若干口采油井的三维地震数据并处理，取三维地震数据中的相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；再结合目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数，比例融合的方式生成裂缝预测模型；并在后续的生产中，持续获取测井信息来对裂缝预测模型进行迭代更新，将前期的裂缝预测成果和后期生产的资料相结合，能够不断更新裂缝预测成果，从而提高裂缝预测精度。

在一种实施例中，提供一种井震结合的迭代裂缝预测装置的功能模块图如图7所示，包括：

地震资料获取模块，用于获取目标区域内若干口采油井的三维地震资料；

地震资料处理模块，用于对所述三维地震资料进行处理，获取多尺度三维地震裂缝属性，所述多尺度三维地震裂缝属性包括相干属性、曲率属性和叠前裂缝强度；

岩石系数获取模块，用于获取所述目标区域内岩石的张裂缝破裂系数和剪切裂缝破裂系数；

比例融合模块，用于基于所述多尺度三维地震裂缝属性、所述张裂缝破裂系数和所述剪切裂缝破裂系数，采用属性比例融合方式，生成地质属性数据体；

模型生成模块，用于基于所述地质属性数据体，开展网格划分，并结合所述三维地震资料建立独立断面，生成裂缝预测模型；所述裂缝预测模型用于表征所述独立断面的空间归位、断层及断层产状；

迭代模块，用于实时获取所述目标区域中各个采油井在生产中的测井信息，并基于所述测井信息，对所述裂缝预测模型进行迭代更新；所述测井信息包括成像测井、实钻裂缝信息和微地震监测成果。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。