[发明专利]一种利用地震正演模拟研究薄层致密砂岩分布的方法

说明书

本发明提供了一种利用地震正演模拟研究薄层致密砂岩分布的方法，该方法包括：依据研究区域目的层段的地质特征、声波速度和密度特征，建立楔状地质模型和反射系数模型，分析砂岩厚度与地震振幅的关系；通过所述楔状地质模型，将相应的反射系数模型与不同主频的Ricker子波进行反褶积处理，沿砂岩顶面提取振幅信息，得到不同频率的调谐厚度和不同厚度砂岩层的调谐频率分布特征；根据不同相位下地震极性与岩性的对应关系，得到薄层砂岩的分布特征。本发明表明利用振幅信息进行岩性解释时并非是频率越高越好，最佳频率是使目的层内最厚砂岩达到调谐振幅的频率。

技术领域

本发明涉及致密砂岩地质领域，特别是涉及一种利用地震正演模拟研究薄层致密砂岩分布的方法。

背景技术

利用地震信息预测岩性是困难的，这除了资料中存在着干扰外,另一个重要原因就是反射总是受频带限制,而且相互干涉。地震岩性学研究不同岩性的地震响应特征，是目前的热点研究方向之一，是地震沉积学的重要研究内容。目前,已报导了许多方法用于地震岩性预测。基于常规地震剖面上的反射结构识别地层沉积序列,从宏观上分析可能的岩性。通过大量岩石物理试验数据得出岩性速度和密度之间的关系，利用纵波速度的变化来确定砂、页岩比,或者利用纵波速度和衰减系数来推断地下岩性,或者利用纵波速度和泊松比预测岩性。许多学者通过深入研究不同地震动力学参数，如振幅、频率、相位的地质意义，揭示出他们所蕴含的岩性、地层信息。利用数学方法从地震信息衍生出不同地震参数，形成不同的地震属性，可以刻画地层的岩性、物性、含油性及空间分布等特征。许多学者利用更复杂的宽带约束反演算法，振幅与炮检距之间的关系(AVO)预测岩性分布。基于双相介质理论导出的岩石地震应力可区分不同岩石类型，并取得了一定的效果。目前，大量的现代数学方法已应用于地震岩性预测，如地震岩性模拟(SLIM)技术。此外，不同学者还陆续提出了将诸如广义线性反演、蒙特卡洛法、概率神经网络(PNN)等数学方法应用于地震岩性预测。但鄂尔多斯盆地的勘探实践证明，利用上述方法预测致密砂岩效果并不理想。

发明内容

本发明主要以地震正演为手段，对研究区内二叠系致密砂岩厚度与地震振幅，致密砂岩厚度与地震子波频率，致密砂岩与地震子波相位的关系进行分析。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种利用地震正演模拟研究薄层致密砂岩分布的方法，包括以下步骤：

依据研究区域目的层段的地质特征、声波速度和密度特征，建立楔状地质模型和反射系数模型，分析砂岩厚度与地震振幅的关系；

通过所述楔状地质模型，将相应的反射系数模型与不同主频的Ricker子波进行反褶积处理，沿砂岩顶面提取振幅信息，得到不同频率的调谐厚度和不同厚度砂岩层的调谐频率分布特征；

根据不同相位下地震极性与岩性的对应关系，得到薄层砂岩的分布特征。

优选地，所述地质特征为岩层的地震波波长λ。

优选地，当砂岩厚度大于所述地震波波长λ时，来自砂岩顶、底面的地震反射相互分离，不会叠加产生地震叠加干涉，沿砂岩顶面的地震波峰振幅保持恒定，地震波形与砂岩顶、底面对称，能够通过砂岩顶、底面波峰、波谷反射之间的时差确定砂岩厚度；当砂岩厚度小于λ/4时，利用砂岩顶面的地震反射振幅值来确定砂岩厚度。

优选地，基于地震反射特征，定义地震意义上的薄层厚度小于λ/4，来自薄层的地震反射振幅Ad≈4πAb/λ，其中，b为薄层厚度，λ为地震波波长，A为顶、底无干涉时的振幅。

优选地，若所述调谐频率变化，则说明砂体连续分布，若所述调谐频率具有突变现象，则说明砂体厚度有变化，若所述调谐频率成断续或斑状分布，则表明砂体不连续。