基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，包括：获取方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型；依据获取的方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型，以及预设的页岩储层裂缝及脆性预测模型，得到预测结果；其中，页岩储层裂缝及脆性预测模型的建立过程为：推导含新脆性指示因子和裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程；依据上述关系和贝叶斯AVAZ反演方法，建立页岩储层裂缝及脆性预测模型。本公开有效地避免了参数间接转换过程中的累积误差，提高了页岩储层裂缝及脆性预测精度。脆性预测精度。脆性预测精度。

【技术实现步骤摘要】
基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法及系统


[0001]本公开属于页岩储层反演预测
，尤其涉及基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法及系统。

技术介绍

[0002]页岩储层具有低孔隙度和超低渗透和致密的特点，需要通过压裂改造形成复杂缝网才能获得商业产能。可压裂性定义为页岩储层能够被有效压裂从而获得增产能力的性质，影响可压裂性的主要因素包括页岩脆性和天然裂缝等。通常储层天然裂缝越发育，脆性越好，则可压裂性越好。一般用脆性指数来表示页岩的脆性程度，脆性评价方法主要包括矿物成分法和岩石力学参数法，矿物组分法主要依据页岩中脆性矿物的含量计算脆性指数，而岩石力学参数法主要应用杨氏模量(E)和泊松比(σ)计算脆性指数，页岩储层地震脆性预测一般采用岩石力学参数法，通常页岩杨氏模量越高，泊松比越低，则脆性越好。
[0003]本公开专利技术人发现，现存的对页岩储层进行反演预测的方法存在以下问题：
[0004]1.由于受页岩储层中有机碳含量、孔隙度及流体等因素的影响，在某些情况下杨氏模量不足以表征页岩脆性。此外，传统方法通过反演得到的弹性参数(纵、横波速度及密度)，间接转换为脆性指示因子，因而不可避免地存在累积误差；
[0005]2.传统方法通过反演各向异性参数来指示裂缝发育情况，各向异性参数易受流体影响，不能较好地指示储层裂缝发育情况。

技术实现思路

[0006]本公开为了解决上述问题，提出了一种基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法及系统，本公开首先推导了含新脆性指示因子及裂缝密度的HTI(Horizontal Transversely Isotropy)介质纵波方位反射系数近似方程；其次，在贝叶斯框架下发展了一种柯西约束及平滑模型约束正则化的AVAZ(Amplitude Variation with Azimuth)反演方法，用于实现页岩气储层裂缝密度及新脆性指示因子同步反演预测；最后，利用模型测试及实际应用验证了本专利技术在页岩气储层裂缝及脆性地震预测方面的有效性；有效地避免了参数间接转换过程中的累积误差，提高了页岩储层裂缝及脆性预测精度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]第一方面，本公开提供了一种基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，包括：
[0009]获取方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型；
[0010]依据获取的方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型，以及预设的页岩储层裂缝及脆性预测模型，得到预测结果；
[0011]其中，页岩储层裂缝及脆性预测模型的建立过程为：推导含新脆性指示因子和裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程；依据上述关系和贝叶斯AVAZ反演方法，建立页岩储层裂缝及脆性预测模型。
[0012]进一步的，所述新脆性指示因子设置为杨氏模量与第一拉梅常数的比值。
[0013]进一步的，含新脆性指示因子和裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程推导过程包括：
[0014]将杨氏模量、泊松比及密度表征的纵波反射系数近似方程带入饱和HTI介质中的孔隙流体项和干裂缝弱度解耦的纵波反射系数近似方程，得到中间方程；
[0015]依据裂缝密度与干裂缝弱度之间的关系、新脆性指示因子与泊松比的关系和所述中间方程，得到由杨氏模量、新脆性指示因子、密度及裂缝密度表征的HTI介质纵波方位反射系数近似方程。
[0016]进一步的，进行反演时，考虑地震子波的影响，将所述HTI介质纵波方位反射系数近似方程改写为矩阵形式。
[0017]进一步的，采用贝叶斯AVAZ反演方法。
[0018]进一步的，模型参数的先验分布采用柯西分布。
[0019]进一步的，反演时，通过后验分布最大化，推导得到初始反演目标函数，利用测井资料补充反演结果中缺失的低频信息；加入初始模型低频约束，得到最终的反演目标函数，作为页岩储层裂缝及脆性预测模型。
[0020]第二方面，本公开还提供了一种基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测系统，包括数据采集模块和预测模块；
[0021]所述数据采集模块，被配置为：获取方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型；
[0022]所述预测模块，被配置为：依据获取的方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型，以及预设的页岩储层裂缝及脆性预测模型，得到预测结果；
[0023]其中，页岩储层裂缝及脆性预测模型的建立过程为：推导含新脆性指示因子和裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程；依据上述关系和贝叶斯AVAZ反演方法，建立页岩储层裂缝及脆性预测模型。
[0024]第三方面，本公开还提供了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了第一方面所述的基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法的步骤。
[0025]第四方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法的步骤。
[0026]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0027]1.本公开有效地避免了参数间接转换过程中的累积误差，提高了页岩储层裂缝及脆性预测精度；
[0028]2.本公开中，首先，推导了含新脆性指示因子及裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程；其次，在贝叶斯框架下发展了一种柯西约束及平滑模型约束正则化的AVAZ反演方法，用于实现页岩气储层裂缝密度及新脆性指示因子同步反演预测；最后，利用模型测试及实际应用验证了本专利技术在页岩气储层裂缝及脆性地震预测方面的有效性。
附图说明
[0029]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0030]图1为本公开实施例1的页岩储层裂缝密度及新脆性指示因子预测流程图；
[0031]图2为本公开实施例1的A井数据；
[0032]图3为本公开实施例1的合成的无噪声的方位角道集；
[0033]图4为本公开实施例1的合成的信噪比为2的方位角道集；
[0034]图5为本公开实施例1的无噪声情况下反演的模型参数(实线表示真实值，虚线表示反演结果)；
[0035]图6为本公开实施例1的信噪比为2情况下反演的模型参数(实线表示真实值，虚线表示反演结果)；
[0036]图7为本公开实施例2的方位部分角度叠加地震数据在小角度下的纵波阻抗(实线表示纵波阻抗)；
[0037]图8为本公开实施例2的方位部分角度叠加地震数据在中角度下的纵波阻抗(实线表示纵波阻抗)；
[0038]图9为本公开实施例2的方位部分角度叠加地震数据在大角度下的纵波阻抗(实线表示纵波阻抗)；
[0039]图10为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，其特征在于，包括：获取方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型；依据获取的方位部分角度叠加地震数据、方位地震子波及模型参数低频模型，以及预设的页岩储层裂缝及脆性预测模型，得到预测结果；其中，页岩储层裂缝及脆性预测模型的建立过程为：推导含新脆性指示因子和裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程；依据所述近似方程和贝叶斯AVAZ反演方法，建立页岩储层裂缝及脆性预测模型。2.如权利要求1所述的基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，其特征在于，所述新脆性指示因子设置为杨氏模量与第一拉梅常数的比值。3.如权利要求1所述的基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，其特征在于，含新脆性指示因子和裂缝密度的HTI介质纵波方位反射系数近似方程推导过程包括：将杨氏模量、泊松比及密度表征的纵波反射系数近似方程带入饱和HTI介质中的孔隙流体项和干裂缝弱度解耦的纵波方位反射系数近似方程，得到中间方程；依据裂缝密度与干裂缝弱度之间的关系、新脆性指示因子与泊松比的关系和所述中间方程，得到由杨氏模量、新脆性指示因子、密度及裂缝密度表征的HTI介质纵波方位反射系数近似方程。4.如权利要求3所述的基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，其特征在于，进行反演时，考虑地震子波的影响，将所述纵波方位反射系数近似方程改写为矩阵形式。5.如权利要求1所述的基于贝叶斯反演的页岩储层裂缝及脆性预测方法，其特征在于，采用贝叶斯AVAZ反演方法。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，张广智，陈康，印兴耀，张佳佳，王保丽，周游，王腾飞，韩钊，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：