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一种基于波形分类地震相技术预测层厚度的方法

阅读:346发布:2024-02-10

专利汇可以提供一种基于波形分类地震相技术预测层厚度的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 波形 分类 地震 相技术预测 煤 层厚度的方法,适用于 煤层 厚度未揭示前的预测与解释;本发明利用钻孔约束下的波形分类地震相技术,通过提取井旁 地震道 波形作为样本进行地震相识别训练,并建立煤层厚度与地震相的映射关系,基于神经网络识别工区地震相,并将地震相信息转化为煤层厚度信息,指导煤层厚度的预测工作。通过上述方式,能够实现区域性的相同煤层厚度区间的预测与解释工作。,下面是一种基于波形分类地震相技术预测层厚度的方法专利的具体信息内容。

1.一种基于波形分类地震相技术预测层厚度的方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)根据全区的钻孔资料,将煤层厚度划分成N个连续的煤厚区间;
(2)对第n个煤厚区间,选取特征最明显的Rn个钻孔旁边的地震道作为模型道,提取模型道波形,将模型道波形作为训练样本;
(3)利用神经网络学习所有训练样本,得到全区的地震相分布信息,即全区的地震相图
(4)将全区的地震相图解释成对应的煤厚区间,达到预测煤层厚度的目的。
2.根据权利要求1所述的基于波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,其特征在于:
所述步骤(3)具备包括如下步骤:
(31)将步骤(2)提取的全区所有模型道分成两个以上分组,定义待预测煤层厚度位置为目标道,逐道计算所有目标道与所有模型道之间的Manhattan距离,即计算所有目标道波形与各模型道波形样点之间的采样差异值的总和:
其中:A表示模型道,Ai表示模型道A的第i个子波;B表示目标道B,Bi表示目标道B的第i个子波;目标道和模型道均为地震道,每个地震道有G个子波,M表示模型道A和目标道B之间的Manhattan距离;
(32)比较Manhattan距离的值,将目标道划分到Manhattan距离最小的模型道所在的组内,每个目标道和每个模型道均只能分在一个组内,依据这一原则,将所有目标道划分到不同的模型道组内;
(33)对同一组内的目标道进行聚类,形成地震波形平面分布图,即地震相图。
3.根据权利要求1所述的基于波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,其特征在于:
所述步骤(4)具备包括如下步骤:
(41)由于不同煤层厚度具有不同的地震道波形特征,依据钻孔揭露的煤层厚度信息,建立井旁地震道波形与煤层厚度之间的响应关系,并对所有井旁地震波形进行分组;
(42)基于地震道波形分组编织地震相图,因此每种地震相代表着一组地震道波形;
(43)以地震道波形为媒介,建立煤层厚度与地震相之间的映射关系,将地震相信息转化为煤层厚度信息。

说明书全文

一种基于波形分类地震相技术预测层厚度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,属于煤层厚度预测方法。

背景技术

[0002] 地震相这一名词出自石油地震勘探技术,上个世纪七十年代末期石油地震勘探领域中地震地层学的出现,地震相这个概念逐渐被认识并广泛应用。1962年,Sloss L L把“相”定义为一定岩层生成时的古地理环境及其物质表现的总和。1982年,Sheriff指出地震相是由沉积环境(如海相或陆相)所形成的地震特征,地震相也可以理解为沉积相在该地震剖面上表现的总和。在地震层序中理解的地震相是由特定的地震反射参数所限定的三维空间的地震反射单元,它是特定的沉积相或地质体的地震响应,该单元在三维空间的地震反射特征与其相邻单元不同。
[0003] 地震相的划分对油气勘探具有重要意义,地震相参数是划分地震相的依据,也称为地震相标志。在最初划分地震相是手工操作,费时费工,特别当地震剖面上反射属性异常不突出时,此项工作更是困难。传统的地震相划分方法是相对于近几年发展起来的定量地震相分析而言的。传统的地震相分析方法是利用地震反射振幅强弱、连续性好坏、频率高低、反射几何外形和内部结构等属性编制地震相图,进行地震相向井间沉积相的转换。这种方法人为性较大,具有一定的不确定性。
[0004] 地震数据中必然蕴藏煤厚信息,并反映于波形的振幅、连续性和频带宽度等多种波形属性特征之中,而地震道波形是地震响应参数(振幅、相位、频率等)的综合反映,仅仅靠单一属性特征不足以完整表现出目的层的信息。
[0005] 利用地震波形特点进行地震相分类能够消除利用单一地震属性参数分析带来的局限性,在三维工区具有良好的应用前景。波形分类地震相技术的原则是依据波形之间的差异,再进行神经网络的样本训练,达到聚类的目的。波形分类地震相分析采用神经网络和模式识别技术,对某一层段内的实际地震数据道逐道对比其波形特征和地震属性特征,细致刻画其横向变化,从而得到地震异常平面分布规律,即波形分类地震相图。

发明内容

[0006] 发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,通过波形建立煤厚与地震相的联系,达到预测煤层厚度的目的。
[0007] 技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0008] 一种基于波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,包括如下步骤:
[0009] (1)根据全区的钻孔资料,将煤层厚度划分成N个连续的煤厚区间;
[0010] (2)对第n个煤厚区间,选取特征最明显的Rn个钻孔(选取的钻孔越多,划分得越精细)旁边的地震道作为模型道,提取模型道波形,将模型道波形作为训练样本;
[0011] (3)利用神经网络学习所有训练样本,得到全区的地震相分布信息;具体包括如下步骤:
[0012] (31)将步骤(2)提取的全区所有模型道分成两个以上分组,定义待预测煤层厚度位置为目标道,逐道计算所有目标道(非模型道)与所有模型道之间的Manhattan距离,即计算所有目标道波形与各模型道波形样点之间的采样差异值的总和:
[0013]
[0014] 其中:A表示模型道,Ai表示模型道A的第i个子波;B表示目标道B,Bi表示目标道B的第i个子波;目标道和模型道均为地震道,每个地震道有G个子波,M表示模型道A和目标道B之间的Manhattan距离;
[0015] (32)比较Manhattan距离的值,将目标道划分到Manhattan距离最小的模型道所在的组内,每个目标道和每个模型道均只能分在一个组内,依据这一原则,将所有目标道划分到不同的模型道组内;
[0016] (33)对同一组内的目标道进行聚类,形成地震波形平面分布图,即地震相图;
[0017] (4)将全区的地震相图解释成对应的煤厚区间,达到预测煤层厚度的目的。
[0018] 优选的,所述步骤(4)具备包括如下步骤:
[0019] (41)分析地震道波形的属性与煤层厚度之间的响应关系;不同煤厚反映的地震道波形必然不同,这种现象往往通过某些波形属性特征可以表征,例如反射波振幅的调谐效应,反射波振幅在煤层厚度H为0≤H<λ/4之内呈正相关关系,λ为地震波波长;但是单一属性特征不足以完整表现出目的层信息;
[0020] (42)分析地震道波形的形状与地震相之间的关系;地震道波形是地震数据的基础,是地震信息的总体特征,利用地震道波形分类地震相技术可以充分挖掘波形中蕴含的所有定性和定量信息,通过波形分类地震相分分析,不同形状的波形必然会分类于不同的地震相,但是地震相技术不能直接预测煤厚信息;
[0021] (43)以地震道波形为媒介,建立煤层厚度与地震相图之间的映射关系;对钻孔揭示的井旁地震道波形作为训练样本进行神经网络学习并编织地震相图,判断相同地震相区域为相同煤层厚度等级区域。
[0022] 有益效果:本发明提供的波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,与现有技术相比,具有如下优势:1、与单一属性预测煤厚信息相比,本发明综合考虑了波形中各种属性特征,提高了预测的精度;2、本发明以钻孔揭露信息为约束,将传统的地震相定性分析细划为定量分析,创造性地将地震相信息间接解释为煤厚信息。附图说明
[0023] 图1为本发明的实施流程图
[0024] 图2为三维楔形煤层地质模型图;
[0025] 图3为从三维楔形煤层地质模型中提取的部分地震道波形;
[0026] 图4为三维楔形煤层地质模型煤厚平面图;
[0027] 图5为基于本发明预测的煤厚平面图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0029] 一种基于波形分类地震相技术预测煤层厚度的方法,包括如下步骤:
[0030] (1)根据全区的钻孔资料,将煤层厚度划分成N个连续的煤厚区间;
[0031] (2)对第n个煤厚区间,选取特征最明显的Rn个钻孔(选取的钻孔越多,划分得越精细),提取这些钻孔的井旁地震道波形作为模型道训练样本;
[0032] (3)利用神经网络学习所有模型道训练样本,得到全区的地震相分布信息;具体包括如下步骤:
[0033] (31)将步骤(2)提取的全区所有模型道分成两个以上分组,定义待预测煤层厚度位置为目标道,逐道计算所有目标道与所有模型道之间的Manhattan距离,即计算所有目标道波形与各模型道波形样点之间的采样差异值的总和:
[0034]
[0035] 其中:A表示模型道,Ai表示模型道A的第i个子波;B表示目标道B,Bi表示目标道B的第i个子波;目标道和模型道均为地震道,每个地震道有G个子波,M表示模型道A和目标道B之间的Manhattan距离;完全相同的两个模型道训练样本的Manhattan距离为0;
[0036] (32)比较Manhattan距离的值,将目标道划分到Manhattan距离最小的模型道所在的组内,每个目标道和每个模型道均只能分在一个组内,依据这一原则,将所有目标道划分到不同的模型道组内;即按照相似度对所有目标道进行分类;
[0037] (33)对同一组内的目标道进行聚类,形成具有明显地质意义的地震波形平面分布图,即地震相图;
[0038] (4)将全区的地震相图解释成对应的煤厚区间,达到预测煤层厚度的目的。
[0039] 下面结合实例对本发明做出进一步说明。
[0040] 步骤一:图2所示的三维楔形煤层地质模型共1000m,设置100条Inline线;经分析得知煤层位于400m处,厚度变化为0~5m,密度1.41g/cm3,纵波速度1820m/s。基于煤层确定时窗,时窗需要包含煤层顶板和底板信息。
[0041] 步骤二:煤层厚度0m线性递增至5m,划分为0-0.7、0.7-1.4、1.4-2.0、2.0-2.6、2.6-3.2、3.2-3.8、3.8-4.4、4.4-5.0八个连续的煤厚区间,共提取24个样本作为模型道,标记各自的煤厚信息并提取出其波形。
[0042] 步骤三:逐道计算模型道和全区目标道的Manhattan距离值,以最小距离原则对波形分成八类,得到具有八类地震相的平面图,如图3所示。
[0043] 步骤四:结合步骤二的分类标准,将这八类地震相解释为八个煤厚区间,最后地震相图转化为煤厚信息分布图,如图4、图5所示。
[0044] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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