[发明专利]协同异变蚂蚁体的页岩储层断裂识别方法及系统

说明书

本发明提出了一种协同异变蚂蚁体的页岩储层断裂识别方法及系统，通过利用变模态分解、Hilbert变换、倾角扫描及相干体技术形成自适应变模态相干体技术，提高了相干检测的精度；还通过相干属性、边缘属性及曲率属性构成多属性融合启发因子，结合协同异变的迭代方式的智能蚂蚁算法形成协同异变蚂蚁体技术，实现页岩储层多尺度断裂系统智能一体化识别，在识别大尺度断裂的同时提高小尺度断裂测检测精度，进而指导页岩储层油气的勘探与开发。

技术领域

本发明涉及地震几何属性解释技术领域，尤指一种协同异变蚂蚁体的页岩储层断裂识别方法及系统。

背景技术

目前国内外石油工作的重心之一页岩油气的勘探与开发。地下的复杂的断裂系统对页岩油气的形成、运移、成藏起着重要的控制作用，其分布和形态直接影响油气藏的识别和描述，因此，精确预测断裂展布形态对页岩油藏勘探非常重要。

在三维地震勘探中，对断裂的精细刻画主要借助于相干体技术和蚂蚁体技术。相干体技术是由Amoco石油公司于1995年提出，其是利用相邻道地震信号之间的相干性来描述地层、岩性等的横向非均匀性，特别对识别断裂以及了解与储集层特征密切相关的砂体展布等方面非常有效。当遇到地下存在断裂或某个局部区域地层不连续变化时，一些地震道的反射特征就会与其附近地震道的反射特征出现差异，导致地震道局部的不连续性。这样，通过检测各地震道之间的相干程度，即可检测出断裂或不连续变化的信息。

蚂蚁体技术是由Schlumberger公司推出的一种基于蚁群算法的断裂、裂缝自动分析和识别的智能系统。蚂蚁体技术大大提高了断裂解释的效率和精度，它是基于数据体本身进行分析，减少了人为主观因素对断裂解释结果的影响，克服了解释者对断裂解释的主观性。运用蚂蚁自动追踪技术进行构造精细解释，解释结果更加符合地质实际情况，能够对地下构造有客观的认识，大大减少了常规解释的时间。

地震相干体技术从20世纪90年代开始推广使用，是目前用于地震断裂和裂缝检测非常有用的属性之一，相干体技术原理是在三维地震数据体中，对每一道每一样点求得与周围数据相关性，相干值较低的点反映了反射波波形不连续性，与地质上的断裂或地层边界有关。

相干体技术至今主要有三代算法：

第一代(C1)算法是计算主测线、联络测线方向的相关系数，合成主联方向相关系数；

第二代(C2)算法是对任意多道地震数据计算相干，是一种基于水平切片或层位上一定时窗内计算方法；

第三代(C3)算法是本征值相干算法，它把多道地震数据组成协方差矩阵，应用多道特征分解技术求得多道数据之间的相关性。目前使用最多、效果较好的是C3相干算法，其计算流程如下：

首先，沿采样点所在位置抽取附近的道的数据组成一个以计算点所在道为中心的D矩阵，如式(1-1)所示：

其中，d_ij是地震道(i，j)的数据，i＝1,2,…,N为Line，j＝1,2,…,M为Crossline。针对实际需要，数据点长度N大于一个波长。

其次，计算矩阵D的协方差矩阵Cov，计算公式如式(1-2)所示：

最后，对协方差矩阵Cov求特征向量，找出其中最大的特征值λ_max，并利用式(1-3)计算相干值：

其中，C为C3相干算法的相干值，λ_max为协方差矩阵Cov最大的特征值，λ为协方差矩阵Cov所有的特征值。