一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法

1.本发明涉及页岩储层厚度计算技术领域，特别是涉及一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法。


背景技术：

2.目前在油气开采中，通常按照页岩储层的品质，将页岩储层分为i类、ii类和iii类，其中，i类代表优质页岩储层，是目前国内页岩气开发的主力产层，为了保障水平井靶点的精准性，在开采前需要对其分布进行探测，而页岩储层的厚度是其重要指标之一，而超薄i类页岩厚度一般只有几米，现有技术对该类页岩储层的计算方法存在计算量大、参数获取困难、精准度不高等问题。
3.中国公开专利cn111487692a，提供了一种盐间页岩油韵律层地震响应特征及储层厚度预测方法，提取工区范围内的地震数据和15口井测井数据，对数据进行分析，统计所有井的纵波速度、密度、总波阻抗、目标层厚度以及反射系数，对工区内目标层韵律地震数据进行分析，设计目标层韵律的地质地球物理模型，求取目标层实际地震反射波形与模型空间中地震波形的最佳匹配，并将该模型对应的厚度参数作为输出，上述方法基于数据建模进行厚度预测，参数获取工作量大；中国公开专利cn113267809a，提供一种i类页岩储层预测方法，获取待测区域的三维叠前时间偏移数据、三维地震叠前道集数据和地质测井资料；根据所述地质测井资料和所述三维叠前时间偏移数据，得到待测区域的时间域地层反射层位和断层位置，进行地震波形差异反演，得到弹性参数反演体岩薄层厚度的空间分布，该方法计算量偏大，其对页岩储层的厚度计算精度有待进一步验证。


技术实现要素：

4.为解决现有技术存在的问题，寻求一种简单有效、误差小的页岩储层厚度的计算方法，本发明提供一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法。
5.所述方法具体包括以下步骤：步骤s1，建立页岩储层地震波频率反演模型，获得页岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系。
6.页岩储层与周围岩石的成分具有差异性，地震波在通过页岩储层时，会引起频率、相位和振幅的变化。
7.进一步的，步骤s1中岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系：若地震波函数为，页岩储层的脉冲响应为，则能够得出页岩储层反射波与地震波函数和页岩储层脉冲响应之间的对应关系：
8.步骤s2，将所述对应关系在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分。
9.进一步的，将所述岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系在其一阶近似条件
进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分；对于超薄优质页岩储层来说，在其一阶近似条件下：
10.其中，为页岩储层顶底板反射系数的绝对值。
11.进一步的，将其一阶近似条件下的对应关系函数取傅里叶变换后，再进行积分变换，得到反射波的频谱积分函数：
12.其中，为储层厚度，为地震波在页岩储层的纵波速度，为地震波一阶频谱积分，为反射波一阶频谱积分。
13.步骤s3，计算反射系数，带入储层厚度计算公式进而得出计算结果。
14.进一步的，由所述反射波的频谱积分函数推到出的页岩储层厚度h的计算式为：
15.其中，页岩储层顶底板反射系数r的计算式为：
16.式中，k为常数，其值与地震波在页岩储层和页岩储层周围介质中的传播速度的比值有关，为入射角，即地震波从周围介质传播至页岩储层界面时与水平方向的夹角，为gassmann流体项、为剪切模量，为储层介质密度，为页岩储层和页岩储层周围介质gassmann流体项的差值，为页岩储层和页岩储层周围介质储层介质密度的差值，为页岩储层和页岩储层周围介质的密度差值。
17.进一步的，常数的计算公式为：
18.和分别是地震波在页岩储层周围介质中传播时的纵波速度和横波速度；和别是地震波在页岩储层中传播时的纵波速度和横波速度。
19.进一步的，将反射系数r带入页岩储层厚度h的计算式，即可求解得到储层厚度h。
20.本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明通过建立页岩储层地震波频率反演模型，将模型函数在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分，最后再计算反射系数，将反射系数带入储层厚度计算公式进而得出计算结果，整个方法计算模型简单，涉及的参数容易获取，在计算1-20m厚度的页岩储层时，准确率高、误差小，在超薄优质页岩储层的开发中十分实用。
附图说明
21.图1为本发明的一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法的流程图。
具体实施方式
22.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下。
23.为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.如图1所示，为本发明的一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法流程图，包括以下步骤：步骤s1，建立页岩储层地震波频率反演模型，获得页岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系。
25.页岩储层与周围岩石的成分具有差异性，地震波在通过页岩储层时，会引起频率、相位和振幅的变化，因此一些地震属性与页岩储层的厚度之间具有统计关系，借助这些地震属性参数可以表征页岩储层的厚度。对于超薄优质页岩储层来说，由于储层厚度很薄，其地震反射波是页岩储层的储层顶和储层底部的反射波叠加后的复合波，而反射波叠加后的复合波可以用入射地震子波的微分形式表示。
26.步骤s1中岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系：若地震波函数为，页岩储层的脉冲响应为，则能够得出页岩储层反射波与地震波函数和页岩储层脉冲响应之间的对应关系：
27.需要说明的是，在研究目标区域页岩储层厚度时，通常基于叠后地震剖面反应反射波能量在目标区域之间的变化，地震反射能量在不同的构造区域都呈现显著的变化，页岩薄层的纵波速度、密度、纵波阻抗、厚度、以及计算得到的盐岩/页岩界面的地震反射系数都会反应在在地震剖面上；页岩纵波速度具有较大的变化范围（3.6-4.5 km/s），而密度变化范围不大（2.5-2.7 g/cm3），因此，相应的纵波阻抗具有较大的变化范围（8.5-12.3 km/s
×
g/cm3），页岩界面的地震反射系数主要取决于页岩波阻抗的变化。
28.步骤s2，将所述对应关系在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分。
29.将所述岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分；对于超薄优质页岩储层来说，在其一阶近似条件下：
30.其中，为页岩储层顶底板反射系数的绝对值。
31.然后，将其一阶近似条件下的对应关系函数取傅里叶变换后，再进行积分变换，得到反射波的频谱积分函数：
32.其中，为储层厚度，为地震波在页岩储层的纵波速度，为地震波一阶频谱积分，为反射波一阶频谱积分。
33.步骤s3，计算反射系数，带入储层厚度计算公式进而得出计算结果。
34.由所述反射波的频谱积分函数推到出的页岩储层厚度h的计算式为：
35.其中，由于干涉、调谐现象的存在，来自页岩储层的反射地震波呈现复合波型，因此，计算页岩储层顶底板反射系数r时，应当考虑入射角、流体项和剪切模量等因素，r的计算式为：
36.式中，k为常数，其值与地震波在页岩储层和页岩储层周围介质中的传播速度的比值有关，为入射角，即地震波从周围介质传播至页岩储层界面时与水平方向的夹角，为gassmann流体项、为剪切模量，为储层介质密度，为页岩储层和页岩储层周围介质gassmann流体项的差值，为页岩储层和页岩储层周围介质储层介质密度的差值，为页岩储层和页岩储层周围介质的密度差值。
37.常数的计算公式为：
38.和分别是地震波在页岩储层周围介质中传播时的纵波速度和横波速度；和别是地震波在页岩储层中传播时的纵波速度和横波速度。
39.将反射系数r带入页岩储层厚度h的计算式，即可求解得到储层厚度h。
40.基于本实施例的方法计算的页岩储层厚度和实际探测的厚度对比，对于1-20m范围的超薄页岩储层，其误差不超过2.5%，部分实验数据如下表所示：
41.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤s1，建立页岩储层地震波频率反演模型，获得页岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系；步骤s2，将所述对应关系在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分；步骤s3，计算反射系数，带入储层厚度计算公式进而得出计算结果。2.根据权利要求1所述的确定超薄优质页岩储层厚度的方法，其特征在于，页岩储层与周围岩石的成分具有差异性，地震波在通过页岩储层时，会引起频率、相位和振幅的变化；步骤s1中岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系：若地震波函数为，页岩储层的脉冲响应为，则能够得出页岩储层反射波 与地震波函数和页岩储层脉冲响应之间的对应关系：。3.根据权利要求2所述的确定超薄优质页岩储层厚度的方法，其特征在于，将所述岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分；对于超薄优质页岩储层来说，在其一阶近似条件下：，其中，为页岩储层顶底板反射系数的绝对值；将其一阶近似条件下的对应关系函数取傅里叶变换后，再进行积分变换，得到反射波的频谱积分函数：，其中，为储层厚度，为地震波在页岩储层的纵波速度，为地震波一阶频谱积分，为反射波一阶频谱积分。4.根据权利要求3所述的确定超薄优质页岩储层厚度的方法，其特征在于，由所述反射波的频谱积分函数推到出的页岩储层厚度h的计算式为：，其中，页岩储层顶底板反射系数r的计算式为：，式中，k为常数，其值与地震波在页岩储层和页岩储层周围介质中的传播速度的比值有关，为入射角，即地震波从周围介质传播至页岩储层界面时与水平方向的夹角，为gassmann流体项、为剪切模量，为储层介质密度，为页岩储层和页岩储层周围介质gassmann流体项的差值，为页岩储层和页岩储层周围介质储层介质密度的差值，为页岩储层和页岩储层周围介质的密度差值；常数的计算公式为：
，和分别是地震波在页岩储层周围介质中传播时的纵波速度和横波速度；和别是地震波在页岩储层中传播时的纵波速度和横波速度；将反射系数r带入，即可求解得到储层厚度h。

技术总结
本发明提供一种确定超薄优质页岩储层厚度的方法，通过建立页岩储层地震波频率反演模型，获得页岩储层反射波函数与地震波函数的对应关系，将所述对应关系在其一阶近似条件进行傅里叶变换，得到反射波的频谱积分，最后再计算反射系数，将反射系数带入储层厚度计算公式进而得出计算结果，该方法计算模型简单，涉及的参数容易获取，在计算1-20m厚度的页岩储层时，准确率高、误差小，在超薄优质页岩储层的开发中十分实用。发中十分实用。发中十分实用。


技术研发人员：蓝宝锋 董大忠 姜海申 洪峰 甘利灯 陈建平 高世葵 倪云燕 张延玲
受保护的技术使用者：贵州能源产业研究院有限公司 中国石油大学（北京）
技术研发日：2023.08.30
技术公布日：2023/10/5