基于近似支持向量机的裂缝分类方法

对广泛存在于各类岩层中的裂缝带进行精细刻画与综合预测是裂缝型油气藏勘探的关键。为了避免多解性问题,学者们通常采用多属性对其进行综合预测,但如何有效地利用众多地震属性与裂缝带发育程度之间的非线性关系对裂缝带发育状况进行准确分类仍是一大难题。将近似支持向量机算法引入裂缝带的分类识别中,建立了3种刻画储层裂缝带的地震属性与井中裂缝发育信息之间的非线性模型,得出了反映裂缝带特征的最佳判别规则,利用该规则对多个属性进行综合判别,克服了单属性的多解性,提高了储层裂缝带的分类精度。实例应用表明,该算法削弱了依靠单一因素识别储层裂缝带的局限性,为储层内裂缝带发育状况的准确分类提供了新的研究思路。     

主成分分析技术在NWKK油田裂缝预测中的应用

单井产能与裂缝的发育程度密切相关,预测裂缝发育带对油田井位部署、井型和井网的选择极为重要。论述了叠后地震资料裂缝预测属性的优选,包括相干、曲度、最大负曲率、最大正曲率等属性;阐述了多属性叠合、多属性融合及主成分分析等地震多属性联合应用的方法;介绍了主成分分析技术在NWKK(西北克孜基亚)油田的应用。裂缝研究结果与油田单井产能具有较好的一致性,说明主成分融合多地震属性预测裂缝发育带技术切实有效。     

基于纵波资料的地震裂缝检测技术综合应用

裂缝发育对致密储层的孔渗性改善具有重大作用,是天然气能否富集、产出和高产的主控因素。不同尺度裂缝地震响应各异,诸多地震裂缝检测技术对不同尺度裂缝的检测能力各不相同,决定了其裂缝检测的针对性亦应当不同,技术配套非常重要。应用宽方位角三维纵波资料,针对川西XC构造须二段裂缝性气藏,采用三维地震相干分析、地震曲率与倾角属性分析、纵波方位各向异性手段,研究制定了裂缝属性(裂缝发育方向、裂缝发育密度)配套预测技术,进行裂缝发育带综合预测,预测结果与钻井吻合,证明该配套技术具有实际应用价值。     

阿姆河右岸H区块致密碳酸盐岩储层裂缝综合预测

针对阿姆河右岸H区块卡洛夫—牛津阶致密碳酸盐岩储层有效裂缝预测问题,综合应用岩心、成像测井、地震及测试资料,在分析裂缝发育特征的基础上,提出了构造应变模拟与地震体曲率属性相结合的有利裂缝带预测方法。首先由三维构造应变模拟揭示受构造应变分布控制的裂缝发育区,经过分析发现应变强度高的褶皱枢纽带、陡前翼及陡后翼部位的裂缝发育程度(密度、长度与开度)明显优于应变强度低的缓后翼部位;然后通过井震标定优选地震体曲率属性并识别裂缝发育带,建立了构造应变与最大正曲率综合预测裂缝发育情况的方法,并指出高应变区的最大正曲率高值带为最有利的裂缝发育带,可形成优质裂缝型储层;最后根据已钻井资料对预测结果进行了验证,验证结果表明高应变区的最大正曲率高值带储层连通性好且生产压差低,单井产气量高且产水低,证明了该预测方法的有效性。     

随机森林回归在地震储层预测中的应用

针对储层预测的复杂非线性及稳定性问题,将随机森林回归算法引入到地震储层预测中,建立地震属性与储层特征参数之间的非线性关系。以多种不同的地震属性为基础,通过构建井旁道地震属性与特征参数的回归森林模型进行储层预测,以预测值与实际值之间的均方根误差值为评价标准,分析随机森林回归算法在地震储层预测中的特点。将本方法应用于某陆地工区的自然电位预测和某海上工区的自然伽马预测,并与支持向量回归机方法的预测结果进对比,结果表明,尽管地震数据受到较强噪声的影响,随机森林方法仍可较好地刻画出储层的三角洲前缘沉积特征,表现出较好的稳定性和较高准确性。     

A油田白垩系碳酸盐岩裂缝型储层综合预测技术研究

扎格罗斯盆地A油田白垩系裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏厚度大于500m,裂缝分布复杂,孔隙受成岩控制,有效储层预测难度大。针对上述难点,研究提出采用地质、测井、地震、油藏工程等多种信息对裂缝型碳酸盐岩储层进行综合预测的思路。首先利用岩心的铸体薄片及实测孔、渗资料从微观上识别出裂缝的发育特征及其控制因素和发育模式,利用常规和成像测井定量解释储层的岩性、物性以及裂缝的产状,为地震预测提供地质和岩石物理模型;然后优选出预测裂缝的敏感叠后地震属性(曲率属性、对称性),利用纵波方位各向异性裂缝识别技术对储层裂缝进行预测;最后借助与地震纵向分辨率相当的试井解释成果、试油提供的流量和生产指数等动态资料,对各属性及多属性融合技术的预测结果进行了验证。研究结果表明:1最大曲率和照明3D(Illuminator 3D,I3D)属性在大尺度断裂及裂缝发育带识别方面具有优势;2纵波方位各向异性(AVAZ)裂缝检测方法能够提供关于裂缝密度及分布范围方面较为详实的信息;3地震多属性融合技术可综合各属性的优点,实现从小尺度裂缝到大尺度裂缝带的预测,刻画白垩系碳酸盐岩裂缝型储层的分布。     

黔北正安区块牛栏组基于叠后地震属性的多尺度裂缝预测

黔北正安地区安场向斜石牛栏组为一套深水陆棚沉积的泥灰岩地层,前期钻探显示,石牛栏组气藏分布与裂缝发育程度密切相关,为典型的裂缝型气藏。为进一步对安场向斜石牛栏组储层的裂缝平面展布规律进行研究,该文通过岩心、成像测井等资料分析目的层的裂缝发育特征,优选裂缝预测敏感地震属性,基于地震像素处理的裂缝增强属性对石牛栏组裂缝分布进行了预测。研究结果表明:利用常规的地震曲率属性预测裂缝识别能力有限,而基于地震像素处理的地震数据能够有效改善小断层及构造形变特征成像,在此基础上开展的裂缝增强属性可大大提高裂缝的识别能力,经实钻井验证,基于叠后地震属性裂缝分布预测方法的结果与钻井泥浆漏失点综合吻合率达83.3%以上,预测结果较为可靠,该研究为石牛栏组区带优选及钻井风险预警提供了技术支撑。     

致密砂岩储层多尺度裂缝地震预测技术——以川西XC地区为例

针对川西XC地区的致密砂岩裂缝预测,研究并形成了一套基于地震叠前与叠后多属性融合的裂缝地震预测方法。将裂缝分成地震可识别的大尺度裂缝与地震难以识别的小尺度裂缝,首先利用信噪比高的叠后地震数据提取与大尺度裂缝相关的几何类地震属性,然后进行多属性融合刻画目的层段大尺度裂缝的分布规律;再结合叠前方位道集数据进行频率依赖各向异性特征预测的目的参数反演,实现对小尺度裂缝的预测;最后,综合大小尺度裂缝预测结果开展目的层裂缝发育规律研究,预测储层裂缝发育有利区。实际数据应用结果表明,利用多尺度裂缝综合预测技术可以很好地实现对裂缝性储层的准确描述,预测结果与实际生产井的油气产出情况吻合率高。     

储层裂缝发育带的地震综合预测

裂缝发育带的准确预测对致密储层的勘探开发具有重要意义。裂缝发育带的多尺度性和岩性变化造成的多解性，增加了储层裂缝发育带的预测难度。文章综合地质、测井、地震等资料进行沉积相分析，预测了储层的空间展布；然后在储层分布区，利用反射强度、边缘检测、相干技术等叠后裂缝检测方法对宏观尺度裂缝发育带进行预测；基于GSM地区的宽方位三维P波地震数据，采用了适用于裂缝检测的分方位处理方法，获得了６个方位的高品质数据，然后利用P波频率属性的方位差异等叠前裂缝检测方法对相对小尺度定向裂缝发育带进行预测。叠前、叠后裂缝检测方法相结合，可以对储层的宏观和微观裂缝发育带作出较好预测，从而降低岩性变化造成的多解性。     

地震层位曲率属性在裂缝预测中的应用研究

地震层位曲率可以用来描述地层的弯曲程度,进而可以表征地层所受的应力大小,因此可以用来预测受应力而形成的裂缝发育带。本文以某工区的实际资料为例,对目的层数据进行插值、二维中值滤波、平滑处理后,然后提取现今常用的13种地震层位曲率及其衍生属性,如最大曲率、最小曲率、最大正曲率、最小负曲率等。在经过综合分析、对比的基础上,找到了适用于该工区裂缝预测的曲率属性,弥补了相干属性在该工区预测裂缝时的不足。实际应用效果表明,层位曲率属性在该工区的裂缝预测结果与实钻吻合度较高,取得了较好的结果,是一种值得深入研究和推广的裂缝预测属性。     

基于倾角导向滤波控制的似然属性方法在断裂识别中的定量表征

随着致密气勘探开发的不断深入,断裂对气层的分布以及对储层物性的改造均起到了重要的控制作用。受随机噪声、采集脚印等多种因素的制约,地震资料信噪比低,成像品质较差,常用于识别断层的方差或相干属性的清晰度已不能满足指导微小断层组合的要求。为了解决研究区构造解释的难题,采用倾角导向滤波控制的似然属性方法提高断层识别精度,并基于似然属性体,确定随机噪声与断层的阈值,结合区域地质分析,认为似然属性值<0.3为噪声,≥0.3为断层,最后利用断裂预测结果计算裂缝密度和连通性,可以对断裂发育情况进行半定量—定量描述,能够全方位多角度地认识裂缝在平面、剖面和三维立体空间的展布特征。该方法突破了传统意义上地震解释中的断层识别方法,解决了常规相干呈现杂乱模糊响应及断层、岩相变化无法区分的问题,提高了地震解释的精度及可信度,为水平井轨迹设计及压裂方案优化提供了技术支撑。     

基于非下采样剪切波变换—参数自适应脉冲耦合神经网络的属性融合裂缝预测方法

常用的叠后地震属性主要有相干体(描述波形相似性)、曲率体(表征构造应力引起的地层弯曲程度)、倾角体(刻画地层构造变化特征)等,但仅仅依靠单一属性很难准确地预测地下裂缝分布情况。为此,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)—参数自适应脉冲耦合神经网络(PA-PCNN)的属性融合裂缝预测方法,该方法基于NSST分解算法,将多种属性数据分解为高、低频子带,将融合后的多尺度、多方向高、低频子带进行数据重构,得到最终的多属性融合结果,可进一步提取裂缝的轮廓及细节信息。具体步骤为:①提取描述相同尺度裂缝的多种地震属性(相干、曲率及倾角等属性),通过NSST将多种属性分解为高、低频子带,其中高频子带包含更多的裂缝细节信息,低频子带可更好地刻画裂缝轮廓且具有丰富的能量信息。②对高频子带运用PA-PCNN模型进行融合,无需人工设置参数,得到更全面的高频数据;结合八邻域的改进拉普拉斯算子加权和与局部能量加权方法对低频子带进行融合,使低频数据更好地保留细节及能量信息,以得到丰富的低频数据。③通过逆NSST方法有效地完成属性融合裂缝预测。运用所提方法对M区属性数据进行测试,并对比了不同方法的属性融合裂缝预测结果,证明基于NSST—PAPCNN的属性融合裂缝预测方法能够更有效地预测裂缝。     

基于非下采样剪切波变换—参数自适应脉冲耦合神经网络的属性融合裂缝预测方法

常用的叠后地震属性主要有相干体(描述波形相似性)、曲率体(表征构造应力引起的地层弯曲程度)、倾角体(刻画地层构造变化特征)等,但仅仅依靠单一属性很难准确地预测地下裂缝分布情况。为此,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)—参数自适应脉冲耦合神经网络(PA-PCNN)的属性融合裂缝预测方法,该方法基于NSST分解算法,将多种属性数据分解为高、低频子带,将融合后的多尺度、多方向高、低频子带进行数据重构,得到最终的多属性融合结果,可进一步提取裂缝的轮廓及细节信息。具体步骤为:①提取描述相同尺度裂缝的多种地震属性(相干、曲率及倾角等属性),通过NSST将多种属性分解为高、低频子带,其中高频子带包含更多的裂缝细节信息,低频子带可更好地刻画裂缝轮廓且具有丰富的能量信息。②对高频子带运用PA-PCNN模型进行融合,无需人工设置参数,得到更全面的高频数据;结合八邻域的改进拉普拉斯算子加权和与局部能量加权方法对低频子带进行融合,使低频数据更好地保留细节及能量信息,以得到丰富的低频数据。③通过逆NSST方法有效地完成属性融合裂缝预测。运用所提方法对M区属性数据进行测试,并对比了不同方法的属性融合裂缝预测结果,证明基于NSST—PAPCNN的属性融合裂缝预测方法能够更有效地预测裂缝。     

“断缝体”概念、地质模式及其在裂缝预测中的应用——以四川盆地川西坳陷新场地区须家河组二段致密砂岩气藏为例

裂缝是致密油气藏“甜点”形成的关键要素。由于裂缝尺度和地震资料信息承载尺度之间的巨大差异,以及对规模有效裂缝地质发育模式认识的不足,不同的裂缝预测方法在实践中的应用成效非常有限。在梳理近年来致密油气地质研究领域“断缝体”概念的基础上,对“断缝体”的内涵进行了归纳,建立了四川盆地新场地区须家河组二段致密砂岩气藏“断缝体”地质发育模式,以此模式为指导,分析了“断缝体”组构单元及背景围岩的地球物理响应特征,计算和筛选了基于梯度结构张量的混沌属性和最大似然属性进行“断缝体”的预测,形成了新场地区须二段致密砂岩气藏“断缝体”预测技术方案。在方案实施过程中,利用人工断层解释结果及电成像裂缝解释结果确定了相应的地震属性阈值,用最大似然属性（>0.15）刻画断层滑动面,用混沌属性的不同阈值范围刻画滑动破碎带（0.18~1.00）和诱导裂缝带（0.05~0.18）。通过该方案的实施,获取了新场地区须二段致密砂岩气藏主要目的层段的断层滑动面、滑动破碎带及诱导裂缝带数据体及相应的裂缝预测成果。从预测结果和电成像测井解释结果对照分析来看,由于预测过程考虑了“断缝体”的地质发育模式,预测结果的地质意义较为明晰,与实际情况吻合度较高,表明“断缝体”概念及其地质模式在地震裂缝预测实践中具有重要的应用价值。     

静校正误差和噪声对瞬时属性影响的定量分析

由属性计算以及地震资料本身等因素引起的误差，会影响地震属性预测的效果，降低预测的可信度。在属性提取过程中，影响地震资料品质的静校正误差和噪声是应该注意的问题。为此，设计了随机给定静校正误差和噪声的理论模型。对目的层瞬时属性进行了提取，并定量分析了利用瞬时属性进行储层预测时静校正误差和随机噪声对预测精度的影响。结果表明，三瞬属性的相对误差随静校正误差和随机噪声的增加而增大，静校正误差对三瞬属性的影响要大于随机噪声的影响。     

依托物理模型的叠后裂缝敏感地震属性优选与应用

在更关注中小尺度裂缝构造的现阶段,大尺度裂缝研究不可或缺。预测大尺度裂缝的常用方法是地震属性分析,因此寻找并选用对（不同尺度）裂缝敏感的地震属性成为关键。基于多裂缝参数地震物理模型,开展叠后属性分析,研究地震属性对裂缝参数的敏感性,然后优选敏感属性进行多属性融合。结果表明：在单一属性裂缝预测中,倾角约束分频相干属性具有明显优势,但难以识别三维空间某一方向尺度小于λ/4的裂缝带;频率衰减梯度属性对裂缝带尺度敏感,谱分解相位调谐体属性对裂缝密度敏感,振幅属性对裂缝方位和缝面倾角敏感;曲率等几何属性、相干属性和物理属性的融合不仅能突出大断裂,还能降低多解性。     

基于likelihood地震属性的致密气藏断裂预测——以四川盆地川西坳陷新场地区须二段为例

传统地震断裂预测属性难以满足致密砂岩气藏勘探开发中对不同尺度断裂精细刻画的需求。将likelihood属性引入四川盆地须家河组致密砂岩气藏断裂识别,建立了基于likelihood属性及其衍生属性的地震断裂预测方法体系,提出基于Otsu阈值分割方法和成像测井约束下的断层发育区、裂缝带发育区和断裂欠发育区的空间分类,实现了对新场地区须家河组二段断裂精细预测。研究表明：经细化处理的likelihood属性可以体现最可能发育断裂的位置及其概率,断裂密度属性则有效反映了断裂发育强度特征,该属性对产量具有一定预测性。基于likelihood地震属性的断裂预测方法有效提升了新场地区须二段致密气藏断裂地震预测效果,对于其他裂缝型储层断裂预测具有一定借鉴意义。     

多元地震属性分析提高薄储层预测精度

针对叠后地震属性预测薄储层信息时存在属性单一、多解性及定性表征等问题,文中提出了基于主成分分析-支持向量机算法(PCA-SVR)对多种地震属性进行定量表征预测薄储层的方法。以松辽盆地某井区葡I4层为例,利用主成分分析法对9种地震属性进行降维分析,优选累计贡献率大于90%的3种主成分,利用支持向量回归机算法,建立了薄储层预测模型。对井区内葡I4层砂岩厚度进行预测,预测结果与实际钻遇砂岩厚度吻合程度较好。研究结果表明,预测结果与实际钻遇砂岩厚度的相对误差,与目的层段内砂岩发育层数相关,随着发育砂岩的层数增多,平均相对误差逐渐增大。