断层封堵性分析方法及装置与流程

1.本发明涉及地质研究技术领域，特别涉及一种断层封堵性分析方法及装置。


背景技术：

2.断层的演化过程分为活动期与静止期，活动期一般都是短暂的，断层主要为静止期。断层形成期或活动期为开启状态，可以作为油气运移的通道。断层封闭性和启闭性能评价主要针对处于静止期的断层，确定断层对油气是启闭还是封闭。断层封闭性评价历经了定性与定量两个阶段，20世纪50年代后主要通过分析断层封闭的形成机理，提出了砂泥对接、泥岩涂抹、成岩特征等均可产生封闭条件，使用“封闭”与“不封闭”定性描述断层的封闭能力；断层启闭性定量地分析方法的提出和应用始于上世纪80年代末，目前主要评价方法包括多层泥岩涂抹系数(sgr，shale gouge ratio)、页岩涂抹系数(ssf，shale smear factor)、allen图解法上下盘关系、断面正应力等。
3.虽然目前针对断层平面封堵性定量地分析的方法有很多，但是存在一定局限性，如页岩涂抹系数(ssf)方法，仅考虑了断距和泥岩层厚度，没有考虑不同位置泥岩涂抹量不同，且页岩涂抹系数(ssf)的计算公式过于简单化，无法真正反映泥岩沿断层的纵向涂抹情况；再如allen图解法，分析上下盘关系时，需要对断层上下盘的构造形态进行恢复，在构造复杂的情况下比较困难。断面正应力需要分析计算断面处的地层压力、断层倾角和垂直应力等，是比较困难的。而多层泥岩涂抹评价方法(sgr) 是目前接受程度最高、使用最为广泛的断层封堵性评价方法，但目前的方法多集中与单剖面或者多个单剖面的评价中，通常直接利用自然伽马曲线进行泥岩含量反演，不能准确地对断层封堵性进行定量地分析。
4.综上所述，虽然目前针对断层封堵性定量地分析的方法有很多，但并未存在一种可准确地对断层封堵性进行分析的方法。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种断层封堵性分析方法，用以准确地对断层封堵性进行定量分析，该方法包括：
6.根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；
7.根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；
8.在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；
9.根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；
10.结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析。
11.本发明实施例还提供了一种断层封堵性分析装置，用以准确地对断层封堵性进行定量分析，该装置包括：
12.工区三维构造模型建立模块，用于根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；
13.相控数据体建模模块，用于根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；
14.泥质含量模型建模模块，用于在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；
15.泥岩涂抹系数计算模块，用于根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；
16.断层封堵性分析模块，用于结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析。
17.本发明实施例还提供了一种计算机设备，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计算机程序时实现上述所述方法。
18.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
19.本发明实施例中，根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析，从而在工区相控数据体约束下，建模得到泥质含量模型，与现有技术对比，对泥岩分布有了以相控数据体实现的地质约束，可更加真实地以泥质含量模型反映泥岩的实际展布，可准确地对断层封堵性进行定量地分析。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例提供的一种断层封堵性分析方法的流程示意图；
22.图2是本发明实施例提供的一种断层封堵性分析方法的实例的流程示意图；
23.图3是本发明实施例提供的一种断层封堵性分析方法的流程示意图；
24.图4是本发明实施例提供的一种断层封堵性分析方法的流程示意图；
25.图5是本发明实施例提供的一种断层封堵性分析装置的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.目前针对断层封堵性定量地分析的方法有很多，但并未存在一种可准确地对断层封堵性进行分析的方法。而在本发明实施例中，提供了一种断层封堵性分析方法，用以准确
地对断层封堵性进行定量分析，如图1所示，该方法包括：
28.步骤101：根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；
29.步骤102：根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；
30.步骤103：在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；
31.步骤104：根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；
32.步骤105：结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析。
33.本发明实施例中，根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析，从而在工区相控数据体约束下，建模得到泥质含量模型，与现有技术对比，对泥岩分布有了以相控数据体实现的地质约束，可更加真实地以泥质含量模型反映泥岩的实际展布，可准确地对断层封堵性进行定量地分析。
34.具体实施时，先根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型。实施例中，预反演的工区相对阻抗数据体，可以按如下方式反演：对加载到反演及建模系统的多种地震数据，利用波阻抗反演，得到工区相对阻抗数据体；所述多种地震数据包括岩相数据，地震解释数据，测井数据及分层数据等其中之一或任意组合。
35.实施例中，可以先统计整理单井岩相数据，多种地震数据可以包括统计整理后的岩相数据、地震解释数据、测井数据及分层数据的其中之一或任意组合。将多种地震数据加载到反演及建模系统，利用波阻抗反演，获得工区相对阻抗数据体。在一实施例中，工区相对阻抗数据体可为反演波阻抗数据体。
36.具体实施时，在建立工区三维构造模型后，根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体，实施例中可以包括：根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模中的岩相建模，得到工区相控数据体。
37.举一例，如图2所示，图2是本发明实施例提供的一种断层封堵性分析方法的实例的流程示意图，包括：
38.步骤201：基于工区若干单井声波数据、密度数据，以及工区三维地震资料，通过常规宽方位、稀疏脉冲反演等方式可得到工区波阻抗数据；
39.步骤202：基于工区若干单井测井解释数据、录井数据、岩性描述数据等可得到单井岩相数据，分别通过代码1、2、3分别表示泥岩、砂岩、灰岩等；
40.步骤203：基于建模系统或软件，以在波阻抗数据为约束下，将得到的岩相数据进行建模，最终得到相控模型，继而得到相控数据体。
41.具体实施时，在得到工区相控数据体后，在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型，实施例中可以包括：在工区相控数据体约束下，对泥质含量曲线进行地质统计学建模中的自然伽马地质统计学建模，得到泥质含量模型。
42.泥质含量数据可包括泥质含量vsh(shale volume)数据曲线，和/或自然伽马 gr(natural gamma ray)数据曲线。在工区相控数据体约束下，利用泥质含量数据，基于地质统计学概念实现自然伽马地质统计学建模，并最终获得准确的泥质含量模型。与现有技术对比，目前断层封堵性分析方法中，通常直接利用自然伽马曲线进行泥岩含量反演得到泥质含量模型，未考虑沉积地质背景的控制，而本发明实施例中以工区相控数据体作为约束体，建模得到泥质含量模型，很好地实现了相控，对泥岩分布有了地质约束，可更加真实的反映泥岩的实际展布。
43.具体实施时，根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数的方法有多种，下面给出其中一个实施例。
44.在一实施例中，根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数，如图3 所示，包括：
45.步骤301：根据泥质含量模型，计算断层每一层的泥岩厚度和断移地层厚度；
46.步骤302：根据断层每一层的泥岩厚度和断移地层厚度，计算断层每一层的泥岩涂抹系数。
47.实施例中，根据泥质含量模型计算出工区断层的泥岩涂抹系数中，对于任意断层，可截取过目的层的上盘泥质含量模型和下盘泥质含量模型，从而针对目的层的断层封堵性进行评价，举一例，如截取过目的层的以上下盘顶底为边界，上下额外各截取所建工区模型总厚度1/4大小的泥质含量模型。
48.实施例中，可以按如下公式，计算断层每一层的泥岩厚度：
49.p
n
＝v
sh
×
δz
n
50.其中，p
n
表示断层地震剖面第n层的泥岩厚度，v
sh
为泥质含量模型，δz
n
表示地震剖面第n层的地层厚度。
51.具体实施时，所述根据泥质含量模型，计算断层每一层的断移地层厚度的方法有多种，下面给出其中一个实施例。
52.在一实施例中，根据泥质含量模型，计算断层每一层的断移地层厚度，如图4 所示，包括：
53.步骤401：根据泥质含量模型，获取断层每一层地震剖面的时间厚度，地层速度，以及断层倾角；
54.步骤402：根据断层每一层地震剖面的时间厚度和地层速度，计算断层每一层地震剖面的垂直断距；
55.步骤403：根据断层每一层地震剖面的垂直断距和断层倾角，计算断层每一层地震剖面的断移地层厚度。
56.实施例中，可以按如下公式，计算断层每一层地震剖面的断移地层厚度：
[0057][0058]
其中，t
n
表示断层第n层地震剖面的断移地层厚度，t
n
表示断层第n层地震剖面的时间厚度，v表示断层地震剖面的地层速度，θ表示断层地震剖面的断层倾角。
[0059]
实施例中，可以按如下公式，计算断层每一层的泥岩涂抹系数：
[0060][0061]
其中，sgr
n
为断层每n层的泥岩涂抹系数，t
n
表示断层第n层地震剖面的断移地层厚度，p
n
表示断层地震剖面第n层的泥岩厚度，θ表示断层地震剖面的断层倾角，δz
n
表示地震剖面第n层的地层厚度。
[0062]
实施例中，根据泥质含量模型，可以针对每个小层进行断层泥岩涂抹系数评价，也可以同时评价小层内多条断层泥岩涂抹系数。
[0063]
具体实施时，在计算出工区断层的泥岩涂抹系数后，结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析。
[0064]
实施例中，结合区域地质数据可以分别评价研究区任意目的层多条断层封堵性，从而对断层封堵性进行分析，实现了对断层封堵性的定量分析。
[0065]
本发明实施例中，根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析，从而在工区相控数据体约束下，建模得到泥质含量模型，与现有技术对比，对泥岩分布有了以相控数据体实现的地质约束，可更加真实地以泥质含量模型反映泥岩的实际展布，可准确地对断层封堵性进行定量地分析。
[0066]
本发明实施例操作简单、实用性高，结果准确，与现有技术相比，利用岩相数据进行相控泥质含量建模，可获得全工区泥质含量模型，使得泥质含量模型更加精确且符合区域地质认识，可为后续断层泥岩涂抹势计算提供可靠的数据，又可简化计算流程。
[0067]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种断层封堵性分析装置，如下面的实施例所述。由于断层封堵性分析装置解决问题的原理与断层封堵性分析方法相似，因此断层封堵性分析装置的实施可以参见断层封堵性分析方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0068]
图5是本发明实施例的断层封堵性分析装置的一种结构框图，如图5所示，包括：
[0069]
工区三维构造模型建立模块01，用于根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；
[0070]
相控数据体建模模块02，用于根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；
[0071]
泥质含量模型建模模块03，用于在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；
[0072]
泥岩涂抹系数计算模块04，用于根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；
[0073]
断层封堵性分析模块05，用于结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，
对断层封堵性进行分析。
[0074]
在一实施例中，工区三维构造模型建立模块具体用于：按如下方式反演工区相对阻抗数据体：
[0075]
对加载到反演及建模系统的多种地震数据，利用波阻抗反演，得到工区相对阻抗数据体；所述多种地震数据包括岩相数据，地震解释数据，测井数据及分层数据的其中之一或任意组合。
[0076]
在一实施例中，相控数据体建模模块，具体用于：根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模中的岩相建模，得到工区相控数据体。
[0077]
在一实施例中，泥质含量模型建模模块，具体用于：在工区相控数据体约束下，对泥质含量曲线进行地质统计学建模中的自然伽马地质统计学建模，得到泥质含量模型。
[0078]
在一实施例中，泥岩涂抹系数计算模块，具体用于：根据泥质含量模型，计算断层每一层的泥岩厚度和断移地层厚度；
[0079]
根据断层每一层的泥岩厚度和断移地层厚度，计算断层每一层的泥岩涂抹系数。
[0080]
在一实施例中，泥岩涂抹系数计算模块，具体用于：按如下公式，计算断层每一层的泥岩厚度：
[0081]
p
n
＝v
sh
×
δz
n
[0082]
其中，p
n
表示断层地震剖面第n层的泥岩厚度，v
sh
为泥质含量模型，δz
n
表示地震剖面第n层的地层厚度。
[0083]
在一实施例中，泥岩涂抹系数计算模块，具体用于：根据泥质含量模型，获取断层每一层地震剖面的时间厚度，地层速度，以及断层倾角；根据断层每一层地震剖面的时间厚度和地层速度，计算断层每一层地震剖面的垂直断距；根据断层每一层地震剖面的垂直断距和断层倾角，计算断层每一层地震剖面的断移地层厚度。
[0084]
在一实施例中，泥岩涂抹系数计算模块，具体用于：按如下公式，计算断层每一层地震剖面的断移地层厚度：
[0085][0086]
其中，t
n
表示断层第n层地震剖面的断移地层厚度，t
n
表示断层第n层地震剖面的时间厚度，v表示断层地震剖面的地层速度，θ表示断层地震剖面的断层倾角。
[0087]
在一实施例中，泥岩涂抹系数计算模块，具体用于：按如下公式，计算断层每一层的泥岩涂抹系数：
[0088][0089]
其中，sgr
n
为断层每n层的泥岩涂抹系数，t
n
表示断层第n层地震剖面的断移地层厚度，p
n
表示断层地震剖面第n层的泥岩厚度，θ表示断层地震剖面的断层倾角，δz
n
表示地震剖面第n层的地层厚度。
[0090]
本发明实施例还提供了一种计算机设备，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计算机程序时实现上述所述方
法。
[0091]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
[0092]
本发明实施例中，根据预反演的工区相对阻抗数据体，建立工区三维构造模型；根据工区三维构造模型，对单井岩相数据进行属性建模，得到工区相控数据体；在工区相控数据体约束下，对泥质含量数据进行地质统计学建模，得到泥质含量模型；根据泥质含量模型，计算出工区断层的泥岩涂抹系数；结合区域地质数据，根据工区断层的泥岩涂抹系数，对断层封堵性进行分析，从而在工区相控数据体约束下，建模得到泥质含量模型，与现有技术对比，对泥岩分布有了以相控数据体实现的地质约束，可更加真实地以泥质含量模型反映泥岩的实际展布，可准确地对断层封堵性进行定量地分析。
[0093]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等) 上实施的计算机程序产品的形式。
[0094]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0095]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0096]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0097]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。