基于深度学习的地震岩相反演方法

复杂岩性预测是地震储层预测的难题,基于机器学习的非线性反演是识别岩性的有效手段。常规方法多以测井特征曲线(伽马曲线等)为学习目标,利用BP神经网络建立非线性映射预测岩性体,但这种方法存在两个问题,一是井震分辨率不匹配,二是BP神经网络在反演过程中存在局部收敛、效果不稳定以及非线性表征能力弱的问题。为解决这些问题,一是通过引入地震岩相概念解决井震分辨率不匹配问题,二是将深度学习引入到地震岩相反演中,经过优化样本采样、抽取相控伪井解决大样本集的构建问题,采用增量学习的策略进一步提高预测模型的精度和稳定性。以分频地震数据作为预测模型的输入,井岩相曲线为反演目标,实现了基于深度学习的地震岩相反演,有效解决了复杂岩性预测的难题。将该方法应用于海上某深水陆坡水道沉积研究区(该区发育灰岩、钙质砂岩、砂岩和泥岩4种岩相,岩石物理规律复杂,区分困难)岩性预测,结果表明,基于深度学习的地震岩相反演结果与井资料吻合,与地质认识相符。与叠前反演方法和BP神经网络学习岩相反演方法相比,基于深度学习的地震岩相反演方法准确度和分辨率更高,证明该方法是复杂岩性预测的有效手段。     

利用先验信息约束的深度学习方法定量预测致密砂岩“甜点”

鄂尔多斯盆地东缘LX区块二叠系石盒子组发育河流相致密砂岩储层，高产气层具有孔隙度大于12%、渗透率大于1 mD、含气饱和度大于50%等特征，寻找高产“甜点”亟需开展储层参数定量评价。基于传统地震反演间接预测孔隙度等参数的方法精度低。LX区块地震数据与测井曲线对应关系不一致，存在大量矛盾样本，导致常规卷积神经网络难以应用。为此，在常规卷积神经网络模型的基础上增加一个全连接网络结构。地震数据与测井数据之间通过托布里兹局部网络结构连接，用于解决储层参数与地震数据不直接相关问题。全连接网络结构通过引入线(道)号、层位、地震相等先验信息，可以解决矛盾样本问题。通过引入地层格架、地震相等先验约束信息，构建了适用于致密储层的深度学习网络模型，形成了地质导向的样本井优选方法，从而定量预测储层参数、刻画了高产气层“甜点”平面展布。实际应用结果表明，孔隙度、渗透率、含气饱和度预测结果与井数据吻合度高，新部署的5口钻井测试无阻流量均超过1万m³/d,有力推动了致密气高效开发。     

基于井控多属性机器学习的缝洞型储层预测方法

碳酸盐岩缝洞体具有强非均质性特征,单一地震属性预测和常规地震属性融合方法未考虑钻井过程中放空、漏失等信息,预测误差较大。基于实钻井井震标定,将放空漏失点属性特征作为约束条件,提出基于井控多属性机器学习的缝洞型储层预测方法,实现缝洞体精细预测。首先根据实钻井井震标定结果,提取漏失点位置的不同敏感地震属性值作为数据输入数组,根据漏失点特征定义的储层类型作为输出数组,形成训练集数据;然后基于支持向量机（support vector machines,SVM）方法,对训练集数据进行模型训练,得到符合先验信息的井震一致的预测模型;最后将该模型应用于塔里木盆地顺北地区奥陶系缝洞型储层预测。结果表明该方法能很好地反映真实储层类型特征,与钻井特征有很高的吻合度。     

卷积神经网络在岩性识别中的应用

深度学习是人工智能中的一个重要部分,卷积神经网络作为深度学习一个分支,用多层非线性计算单元可以表达高度非线性和高变度函数。提出将卷积神经网络应用于判别储层岩性的方法,构建了一个双层的卷积神经网络模型,样本回判准确率为99%。通过把卷积神经网络方法与岩石物理相方法和支持向量机方法进行对比,分析卷积神经网络方法准确率高、速度快,岩性预测具有实时性。由此证明卷积神经网络在储层岩性识别中的适用性,且准确率较高。     

基于卷积门控循环单元网络的储层参数预测方法

储层参数是储层评价的一项重要内容。针对传统储层预测方法难以摆脱线性方程的束缚及预测精度不高的问题,将卷积神经网络与门控循环单元网络相结合,提出了卷积门控循环单元网络模型。该模型不仅具备卷积神经网络局部感知的特性,还具备门控循环单元网络长期记忆的功能,从而具有表达数据时空特征的能力。基于某井区A井已知井段测井资料建立卷积门控循环单元网络孔隙度预测模型,预测该井区未知深度段的孔隙度,并提出变学习率训练方法。实验证明,与单一的卷积神经网络模型、门控循环单元网络模型相比,卷积门控循环单元网络模型能够更有效地提取数据特征,预测精度更高,可为储层参数的预测提供新的思路。     

河流相储层结构地震响应分析与预测

河流相储层纵向多期叠置切割,横向变化快,具有较强的空间非均质性。受限于海上大井距与地震资料分辨率,河流相储层描述与结构表征存在不确定性。本文针对河流相储层砂体发育特征,构建了反映砂体厚度变化、多期叠置与夹层发育的四类储层结构模式,基于地震正演分析了四类结构模式的地震响应特征与敏感属性,提出了河流相储层结构样式滑块模型,并建立了反映河流相储层结构主因素变化的砂岩厚度与泥质夹层数量及夹层空间位置变化的地震敏感属性响应模板。最后,利用概率神经网络算法实现了模型数据与实际Q油田储层结构预测,选取29口井作为检验井,储层结构预测的吻合率为86%。本文研究可为油田开发的井位设计与优化提供有效的技术支持。     

多属性神经网络地震反演在NB油田水平井钻探中的应用

NB油田位于渤海海域,为新近系河流相稠油油田,储层横向分布不稳定,砂体厚度薄、连通性较差,油水关系复杂,开发设计部署了大量水平井。选择神经网络反演方法,建立地震属性与储层参数的非线性关系,进而根据其关系反演得到储层参数数据体,利用该数据体沿层切片提取储层预测信息,研究储层发育规律,指导该油田水平井的部署和钻探,取得了较好的效果,降低了钻探风险。用神经网络地震反演方法进行储层预测研究,指导水平井钻探,在渤海海域尚属首次。     

地震属性融合技术及其在储层描述中的应用

针对陡坡带砂砾岩体具有非均质性强、物性变化快的特点,阐述了地震属性融合的必要性,建立了属性融合的算法和技术思路,依据井震关系和相关性分析优选属性并确定其权重,形成属性融合体。在多元回归法属性预测和叠前反演基础上,构建了地震叠后、叠前等信息联合识别和描述砂砾岩体储层的技术方法,精细刻画储层相带、厚度、物性的敏感变化,实现该类油藏由定性预测到定量评价的跨越,减少了勘探风险。     

地震反演、地质协同约束储层精细建模研究

针对强非均质油藏,需要综合运用多尺度信息来进行精细描述,以提高井间及外围预测模型的精度和确定性。以红柳泉地区E13油藏为例,分别探讨了单纯变差函数、相控、地震属性体约束建模的优、缺点,确定了多信息协同约束综合建模的研究思路。以测井相为井点数据,以反演砂体厚度图为平面约束,刻画沉积微相的平面展布|同时以测井解释数据为硬数据,采用沉积微相控制、地震反演协同体约束建立储层的泥质含量模型,进一步利用阈值离散化得到岩相模型。多信息协同约束综合建模利用了地震资料横向连续性好,测井资料纵向分辨率高,沉积微相反映地质沉积规律等优点,弥补了变差函数多解性强、地震数据纵向分辨率低、井间预测对数据密度要求苛刻、相控模拟沉积模式化严重等缺陷,在实际应用中取得了较好的预测效果,可作为解决储层表征难题的重要策略。     

碳酸盐岩岩溶储层次生孔隙发育带预测

碳酸盐岩岩溶储层非均质性和各向异性强,采用井震联合方法对储层次生孔隙度进行了预测。首先利用成像测井数据评价碳酸盐岩储层次生孔隙参数,然后运用模糊神经网络技术建立次生孔隙参数与井旁道地震属性之间的关系模型,进而预测全工区储层次生孔隙度分布。采用井震联合方法预测的次生孔隙发育带与钻遇优质储层的井点吻合,预测结果在研究区块有一定的可用性。     

地震相控预测技术及其在QHD32-6油田的应用

地震反演参数地质意义的多解性以及分辨率的限制给利用地震反演预测河流相储层单砂体带来很大困难。研究发现,地层的纵波速度、密度和波阻抗等参数随深度的变化符合一定的数学规律,且这些规律受沉积微相的控制;据此提出了针对砂体预测的"地震相控预测"技术,将地震反演结果转化为反映储层沉积微相特征的参数剖面,通过预测砂体发育的优势沉积微相实现对单砂体的预测,为地震反演资料能够应用于面向油藏开发的单砂体预测和沉积微相研究开辟了新的途径,具有重要的理论创新意义和推广应用价值。该项技术在QHD32-6油田应用结果与井点符合率达到90%,预测可信度高。     

边际油田河流相储集层表征关键技术

为了确定边际油田储集层的分布和特征、有效开发海上边际油田,以渤海湾盆地Q33-1油田新近系明化镇组下段河流相储集层为例,综合地震、地质、测井等资料,研究边际油田河流相储集层表征关键技术。通过河流相砂体井震标定、三维地震精细解释和边界精细刻画,雕刻河流相储集层砂体外部形态,描述其内部非均质性;根据高分辨率三维地震资料,利用井点外推宽度法、变差函数分析法建立河流相储集层地质知识库;结合类比密井网油田储集层分布特征,提出了侧向相变对比模式、叠置砂体对比模式、河道下切对比模式等3种河流相储集层井间对比模式。综合以上3种储集层表征技术,确定了Q33-1油田储集层分布的最可能模式,并以此模式为依据设计油田开发方案,取得了较好的经济效益。     

饶阳凹陷中北部沙三—东一段沉积特征及储集性能

根据岩心、测井、地震等资料,分析认为饶阳凹陷中北部沙三—东一段主要发育河流、辫状河三角洲和湖泊等沉积相,并将其细分为若干亚相和微相。在此基础上系统总结出不同沉积类型储集体的物性特征,发现储层在东营组以中高孔、中高渗为主,在沙一、沙二段以中孔中渗为主,到沙三段逐渐变为中低孔中低渗储层。储层受沉积作用控制非常显著,优质储层一般分布于较高能量下的沉积环境,河流相中的河道砂体、辫状河三角洲相的分流河道和河口坝砂体以及湖泊相中的滩坝砂体,具有较好的储集物性,是有利的储集相带。     

多种勘探技术在飞雁滩油气藏研究中的综合运用

运用以地震信息为主的相分析、地震属性分析、测井约束反演三维可视化、聚类分析等技术对飞雁滩地区馆陶组河流相砂体开展了勘探和滚动勘探研究，取得了较好效果。应用合成地震记录标定和测井约束反演技术进一步对砂体进行了描述，使用聚类分析技术判断了砂体的含油性；利用相分析技术发现了埕118-34、埕118-40块，振幅值对砂体的追踪预测表明埕118-21等３口井表现为薄层、低阻，其他井同样钻遇了该套层系，这进一步验证了储层预测的准确性。研究还发现一种技术只能解决油气勘探中的某一个方面的问题，对于该区曲流河砂岩储层，综合运用多种技术是研究馆陶组河流相砂体的有效手段。理论试验和实际应用表明，地震属性参数提取和测井约束反演技术在该类砂体的描述中最为成熟，多种技术的综合运用提高了勘探的精度和储层预测的准确性，具有较高的推广价值。     

基于水平井信息的辫状河岩相单元与砂体定量研究——以委内瑞拉奥里诺科重油带MPE3区块为例

采用直井信息进行砂体定量研究时,往往由于井间对比的不确定性,导致对砂体规模的认识存在较大的不确定性。水平井对储层砂体横向预测具有重要参考价值,这是常规直井难以达到的。因为水平井可以揭示砂体横向变化,从而为我们在砂体定量表征、岩相单元划分等定量化地质研究方面提供帮助。针对研究区辫状河储层特点,结合直井岩心、直井与水平井的测井信息,首先确定出4类岩相单元,进行直井与水平井岩相单元划分;然后结合直井与水平井信息,进行砂体定量研究,确定了心滩和辫状河道砂体的形态及发育规模,进而建立了心滩长宽比、心滩与河道宽度比、夹层与心滩宽度比等定量关系;随后以水平井钻遇砂体信息为约束,进行储层地震波阻抗反演;最后结合砂体定量表征与波阻抗反演结果,进行岩相单元的预测。研究结果表明：基于水平井信息可以精细刻画储层内部岩相分布特征,提高储层砂体定量研究与内部非均质性描述的精度;水平井段信息增加了参与地震储层反演的样点数量,从而减小了井间储层预测的不确定性,可以明显提高储层内部地震反演精度和可靠性,并可以提供更为可靠的储层岩相模型。     

渤海湾盆地新滩油田垦东32—33块隐蔽油气藏研究

渤海湾盆地新滩油田垦东32—33块已进入隐蔽油气藏勘探阶段,薄层河流相砂岩的地震预测是本区滚动勘探开发的关键。为此,应用尚未广泛推广的Conseis系统对研究区进行小波分频域高分辨率处理、测井曲线重构和构造—测井约束非线性反演储层预测,对薄砂层进行有效识别,预测砂体平面分布,结合油水分布特征,指导油气滚动勘探开发。经钻井证实,具有很高的成功率。      

岩性油藏薄窄砂体地震精细处理解释技术

大庆西部外围地区岩性油藏砂体厚度薄、横向变化快,井位部署及滚动钻井难度大,储层条件制约了已探明储量资源的有效有序开发。为此,在已有地震地质认识的基础上,开展井震结合储层预测实践,精细刻画薄窄砂体展布特征,配套形成了"高分辨率保幅处理、正反演信息融合"目标砂体地震处理解释技术。应用该成果指导按砂体部署井位、滚动钻井,取得了较好效果,可为同类特征油藏开发提供借鉴。     

陆相盆地破碎断块区储层预测方法研究

陆相盆地破碎断块区具有砂体单层厚度薄、横向连续性差、地震反射紊乱等特征，采用常规的储层预测方法很难得到好的预测效果。针对这一问题，进行了储层预测综合方法研究：①采用高分辨率层序地层分析方法和相干体技术建立高精度地层约束模型；②采用地质约束的测井归一化处理、多道记录自相关统计、精确的井震标定等手段建立精确的测井约束模型；③利用沉积相约束反演过程，地质因素约束储层解释过程，使预测结果更符合地质规律。利用以上方法在东濮凹陷某三维地震工区进行了储层预测，预测的砂体分布趋势与沉积微相的解释结果相关程度较高，符合该区的地质规律。     

再论川西坳陷须家河组二段气藏地震相特征

川西坳陷深层须家河组二段蕴含着丰富的天然气资源,但储层致密化严重,成藏机理复杂,气藏以岩性和成岩圈闭为主,具有较大的隐蔽性,勘探难度大,有利目标预测困难。为此,通过分析层序地层格架、地震相及有利沉积相分布特征,结合裂缝预测技术,预测和描述油气富集带。研究结果表明,新场地区和大邑地区的须家河组二段河口坝及其下方的前缘砂体顶部为有利油气富集相带,是最有利的勘探目标区。根据预测结果,在德阳向斜部署了一口探井。     

地震约束地质建模技术在松辽盆地古537区块储层预测中的应用

松辽盆地古537区块勘探目的层的沉积相为三角洲前缘亚相,储层砂体薄、相变快、规律性差,精确预测困难。地震约束地质建模技术能有效地预测储层分布和物性特征,方法原理是,以地质资料和地震解释层位数据为基础构建构造模型,在测井数据控制下,以地震岩性反演数据为约束,采用序贯高斯同位协同模拟方法建立储层岩性模型,进行储层描述。在古537区块,利用该方法进行了储层砂体展布和厚度预测,结果与井点的储层特征基本吻合。