一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法及系统，包括：获取目标区域的地震剖面图；根据地震剖面图，建立与目标区域实际地层情况相匹配的目标区域结构信息；对目标区域结构信息进行预处理；获取预处理后的目标区域结构信息，基于此，对目标区域进行裂缝预测，得到针对目标区域的裂缝可能性指数特征。本发明专利技术能够可靠地从地震剖面中预测出裂缝的空间展布量化特征信息，为油气储层预测和预防钻井工程事故提供依据，满足现代油气勘探的需求。需求。需求。

A fracture prediction method and system based on formation rotation structure tensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油勘探与开发领域，尤其是涉及一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法及系统。

技术介绍

[0002]地下裂缝对油气资源具有重要的意义。储层岩石中的微裂隙是油气资源的储集空间；尺度相对较大的裂缝，又是油气资源从生油岩运移到储层的运移通道，比如断层等。因此，在油气资源勘探中，裂缝预测便成为储层预测的重要环节。同时，油气资源的开采需要依靠钻井技术。钻井过程是沿着设计的井轨迹向目标储层钻进，井轨迹上可能遇到裂缝。但裂缝在钻井过程中可能引起井眼塌陷、卡钻、埋钻和钻井液丢失等钻井工程事故，这些事故通常会导致钻井周期增加、经济损失增加。因而，针对地下裂缝的预测技术尤为重要。
[0003]在油气勘探和开发环节中所关心的裂缝，通常深埋于地下数千米的深度，因此，无法直接探知其空间位置。借助地震勘探方法进行裂缝预测是目前可行性较高的途径。裂缝预测实际是在地震图像中识别裂缝。
[0004]另外，结构张量方法是图像处理中广泛应用的方法，它可获取图像的结构信息。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现传统结构张量方法是以直角坐标系为基础，对实际地层适应性较低，不能获得高质量的裂缝预测结果，无法解决针对实际地层情况的问题。
[0005]因此，现有技术中，需要提供一种能够适用于实际地层情况的裂缝预测方案。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法，包括：地震剖面输入步骤、获取目标区域的地震剖面图；结构信息生成步骤、根据地震剖面图，建立与目标区域实际地层情况相匹配的目标区域结构信息；预处理步骤、对所述目标区域结构信息进行预处理；裂缝预测步骤、获取预处理后的所述目标区域结构信息，基于此，对目标区域进行裂缝预测，得到针对目标区域的裂缝可能性指数特征。
[0007]优选地，在所述结构信息生成步骤中，包括：根据所述地震剖面图，确定目标区域的实际地层倾角与直角坐标系下的地层倾角的差值、以及地层方位角的差值；根据地层倾角差值和方位角差值，将直角坐标系转换为相应的地层坐标系；基于所述地层坐标系，并根据目标区域对应的地震数据，构建所述目标区域结构信息。
[0008]优选地，在所述裂缝预测步骤中，包括：对预处理后的目标区域结构信息进行特征值分解处理；根据分解后的多个特征值，计算表征发育裂缝的可能性的裂缝指示因子，以获得所述裂缝可能性指数特征。
[0009]优选地，在所述预处理步骤中，包括：对所述目标区域结构信息的各元素进行旋转方向标定，基于此，结合目标区域内各待预测点的位置信息，利用各向异性高斯函数，滤除目标区域地震剖面内各个待预测点的不稳定信息。
[0010]优选地，分别利用如下表达式构建所述地层坐标系及所述目标区域结构信息：
[0011][0012][0013][0014][0015][0016]其中，θ表示所述地层倾角差值，表示所述方位角差值，x、y、z表示直角坐标系中各点位置坐标，x'、y'、z'表示地层坐标系中各点位置坐标，S
r
表示所述目标区域结构信息，u表示所述地震数据。
[0017]优选地，利用如下表达式计算所述裂缝指示因子：
[0018][0019]其中，ε表示误差常量，f表示所述裂缝指示因子，λ1、λ2分别表示所述预处理后的目标区域结构信息进行特征分解后得到的多个特征值。
[0020]优选地，利用如下表达式对所述目标区域结构信息进行预处理：
[0021][0022][0023][0024][0025]d
x
＝x
‑
x0[0026]d
y
＝y
‑
y0[0027]d
z
＝z
‑
z0[0028]其中，g
s
表示预处理后的目标区域结构信息内的元素，x、y、z表示直角坐标系中各点位置坐标，x'、y'、z'表示地层坐标系中各点位置坐标，g
i
表示元素标定后的目标区域结构信息内的元素i的值，x0、y0、z0分别表示目标区域内待预测点对应的位置坐标，σ
x'
、σ
y'
、σ
z'
分别表示待预测点沿x'、y'、z'方向对应的标准方差，x
win
、y
win
、z
win
分别表示待预测点沿x、y、z方向对应的预处理窗口半径。
[0029]另一方面，本专利技术还提供了一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测系统，包括：地
震剖面输入模块，其配置为获取目标区域的地震剖面图；结构信息生成模块，其配置为根据地震剖面图，建立与目标区域实际地层情况相匹配的目标区域结构信息；预处理模块，其配置为对所述目标区域结构信息进行预处理；裂缝预测模块，其配置为获取预处理后的所述目标区域结构信息，基于此，对目标区域进行裂缝预测，得到针对目标区域的裂缝可能性指数特征。
[0030]优选地，所述结构信息生成模块，包括：旋转差值生成单元，其配置为根据所述地震剖面图，确定目标区域的实际地层倾角与直角坐标系下的地层倾角的差值、以及地层方位角的差值；地层坐标系生成单元，其配置为根据地层倾角差值和方位角差值，将直角坐标系转换为相应的地层坐标系；区域结构信息生成单元，其配置为基于所述地层坐标系，并根据目标区域对应的地震数据，构建所述目标区域结构信息。
[0031]优选地，所述裂缝预测模块，包括：分解处理单元，其配置为对预处理后的目标区域结构信息进行特征值分解处理；预测结果生成单元，其配置为根据分解后的多个特征值，计算表征目标区域发育裂缝的可能性的裂缝指示因子，以获得所述裂缝可能性指数特征。
[0032]与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
[0033]本专利技术公开了一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法及系统。该方法及系统首先利用目标区域的地层结构信息，构建地层旋转结构张量；然后，利用旋转各向异性高斯函数，对地层旋转结构张量进行预处理，从而提高其稳定度；最后，对预处理后的地层旋转结构张量矩阵进行特征值分解，并利用分解后的多个特征值构建裂缝指示因子，从而实现对目标区域的裂缝预测量化结果。本专利技术所提供的以地层旋转处理后的结构张量为基础的地震裂缝预测方法，能够可靠地从地震剖面中预测出裂缝的空间展布量化特征信息，为油气储层预测和预防钻井工程事故提供依据，满足现代油气勘探的需求，对油气勘探和开发具有重要的作用，从而解决了常规提取图像结构信息的手段在应用于地震剖面中，所存在的与实际地层构造特征不匹配的问题，能够适应地下层位的变化。
[0034]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0035]附图用来提供对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地层旋转结构张量的裂缝预测方法，包括：地震剖面输入步骤、获取目标区域的地震剖面图；结构信息生成步骤、根据地震剖面图，建立与目标区域实际地层情况相匹配的目标区域结构信息；预处理步骤、对所述目标区域结构信息进行预处理；裂缝预测步骤、获取预处理后的所述目标区域结构信息，基于此，对目标区域进行裂缝预测，得到针对目标区域的裂缝可能性指数特征。2.根据权利要求1所述的裂缝预测方法，其特征在于，在所述结构信息生成步骤中，包括：根据所述地震剖面图，确定目标区域的实际地层倾角与直角坐标系下的地层倾角的差值、以及地层方位角的差值；根据地层倾角差值和方位角差值，将直角坐标系转换为相应的地层坐标系；基于所述地层坐标系，并根据目标区域对应的地震数据，构建所述目标区域结构信息。3.根据权利要求1或2所述的裂缝预测方法，其特征在于，在所述裂缝预测步骤中，包括：对预处理后的目标区域结构信息进行特征值分解处理；根据分解后的多个特征值，计算表征发育裂缝的可能性的裂缝指示因子，以获得所述裂缝可能性指数特征。4.根据权利要求3所述的裂缝预测方法，其特征在于，在所述预处理步骤中，包括：对所述目标区域结构信息的各元素进行旋转方向标定，基于此，结合目标区域内各待预测点的位置信息，利用各向异性高斯函数，滤除目标区域地震剖面内各个待预测点的不稳定信息。5.根据权利要求2所述的裂缝预测方法，其特征在于，分别利用如下表达式构建所述地层坐标系及所述目标区域结构信息：层坐标系及所述目标区域结构信息：层坐标系及所述目标区域结构信息：层坐标系及所述目标区域结构信息：层坐标系及所述目标区域结构信息：其中，θ表示所述地层倾角差值，表示所述方位角差值，x、y、z表示直角坐标系中各点
位置坐标，x'、y'、z'表示地层坐标系中各点位置坐标，S
r
表示所述目标区域结构信息，u表示所述地震数据。6.根据权利要求3所述的裂缝预测方法，其特征在于，利用如下表达式计算所述裂缝指示因子：其中，ε表示误差常量，f表示所述裂缝指示因子，λ1、λ2分别表示所述预处理后的目标区域结构信息进行特征分解后得到的多个特征值。7.根据权利要求4所述的裂缝预测方法，其特征在于，利用如下表达式对所述目标区域结构信息进行预处理：结构信息进行预处理：结构信息进行预处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：路保平，袁多，侯绪田，吴超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：