针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法及相关设备

本公开涉及油气勘探地球物理，尤其涉及一种针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法及相关设备。

背景技术：

1、页岩油气作为重要的非常规油气资源，在全球能源结构中占据着日益重要的地位。在页岩油气勘探开发中，准确预测储层的流体分布（地质甜点）和岩石脆性（工程甜点）对于水平井轨迹设计、压裂施工以及产能评估至关重要。

2、目前，常规的页岩储层流体和脆性预测方法通常存在以下局限性：首先，现有技术通常将流体识别和脆性评价作为独立的过程分别进行。由于流体和脆性在地球物理响应上存在内在的耦合关系，分别预测不仅计算效率较低，且容易受参数多解性的影响，难以满足页岩油气高效评价的需求。其次，页岩储层通常表现为垂直横向各向同性（vti）介质，且地震波在其中传播时具有显著的粘弹性特征（如频散和衰减）。现有的反射系数方程多基于常规纯弹性理论构建，未能充分表征页岩储层复杂的粘弹性特征以及深层岩石骨架的压实效应，导致其在复杂页岩储层中的适用性和预测精度受限。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本申请公开了一种针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法及相关设备，能够提高页岩储层流体和脆性预测精度与可靠性。

2、本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、根据本公开的一个方面，提供了一种针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法，包括：获取研究工区的叠前地震数据；构建垂直横向各向同性介质下的目标反射系数方程，目标反射系数方程由压实解耦流体因子和脆性指示因子直接表征；其中，压实解耦流体因子为引入表征地层压实作用的压实系数进行固液解耦后得到的参数，脆性指示因子为直接基于拉梅参数构建的参数；基于地震波在页岩储层中传播的频散和衰减特征，将目标反射系数方程转化为频变反射系数方程；基于频变反射系数方程和叠前地震数据，构建反演目标函数；对反演目标函数进行优化求解，同步得到页岩储层的压实解耦流体因子和脆性指示因子。

4、在本公开的一个实施例中，压实解耦流体因子的构建过程包括：获取初始流体因子；基于考虑地层压实作用的岩石物理解耦模型，引入压实系数对初始流体因子进行固液解耦处理，得到初始压实解耦流体因子；将初始压实解耦流体因子转换为由拉梅参数表示的压实解耦流体因子。

5、在本公开的一个实施例中，脆性指示因子的构建过程包括：获取饱和岩石的拉梅参数和干岩石的拉梅参数；基于饱和岩石的拉梅参数和干岩石的拉梅参数，构建脆性指示因子。

6、在本公开的一个实施例中，构建垂直横向各向同性介质下的目标反射系数方程，包括：获取以拉梅参数、饱和岩石纵横波速度比以及垂直横向各向同性介质的各向异性参数表示的常规反射系数方程；将压实解耦流体因子和脆性指示因子代入常规反射系数方程中进行变量替换，得到包含压实解耦流体因子和脆性指示因子的系数项的目标反射系数方程。

7、在本公开的一个实施例中，将目标反射系数方程转换为频变反射系数方程，包括：将目标反射系数方程中的弹性参数表示为随频率变化的复数形式；在预设的参考频率处对表示为复数形式的目标反射系数方程进行泰勒展开，提取频率变化项；将展开后的方程减去参考频率处的反射系数方程，得到频变反射系数方程。

8、在本公开的一个实施例中，基于频变反射系数方程和叠前地震数据，构建反演目标函数，包括：基于贝叶斯反演框架，结合频变反射系数方程和叠前地震数据构建似然函数；构建包含压实解耦流体因子、脆性指示因子以及垂直横向各向同性介质的各向异性参数的先验模型约束项；结合似然函数和先验模型约束项，构建反演目标函数。

9、在本公开的一个实施例中，获取研究工区的叠前地震数据，包括：获取研究工区不同中心入射角的部分角度叠加地震剖面；基于小波变换对部分角度叠加地震剖面进行分频处理，得到不同中心入射角下多个主频的分频地震剖面；将分频地震剖面作为叠前地震数据。

10、在本公开的一个实施例中，同步得到页岩储层的压实解耦流体因子和脆性指示因子之后，还包括：同步得到垂直横向各向同性介质的各向异性参数；基于压实解耦流体因子、脆性指示因子和垂直横向各向同性介质的各向异性参数，进行地质甜点与工程甜点的一体化匹配评价。

11、根据本公开的又一个方面，提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储指令；处理器，用于调用所述存储器中存储的指令，实现上述的针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法。

12、根据本公开的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述的针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法。

13、本公开实施例所提供的针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法，通过构建垂直横向各向同性介质下由压实解耦流体因子和脆性指示因子直接表征的目标反射系数方程，并引入地震波频散和衰减特征将其转化为频变反射系数方程，充分契合了页岩储层的各向异性与粘弹性物理本质，显著提升了反演方程的适用性与预测分辨率；通过引入压实系数对流体因子进行固液解耦，并直接基于拉梅参数构建脆性指示因子，有效消除了深层地层压实效应对流体响应的干扰，同时避免了传统多级参数换算带来的累积误差，大幅提高了预测参数的精度与可靠性；基于频变反射系数方程和叠前地震数据构建反演目标函数并进行优化求解，实现了流体与脆性参数的一体化同步预测，克服了传统独立预测易产生多解性的缺陷，有效满足了页岩油气“地质-工程”一体化高效评价的实际需求。

14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

1.一种针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压实解耦流体因子的构建过程包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脆性指示因子的构建过程包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建垂直横向各向同性介质下的目标反射系数方程，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标反射系数方程转换为频变反射系数方程，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述频变反射系数方程和所述叠前地震数据，构建反演目标函数，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取研究工区的叠前地震数据，包括：

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述同步得到所述页岩储层的所述压实解耦流体因子和所述脆性指示因子之后，还包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-8中任意一项所述针对页岩储层流体和脆性的地震同步预测方法。