基于獨立分量分析的碳酸鹽巖儲層預測技術研究

1、    基于獨立分量分析的碳酸鹽巖儲層預測技術研究    魏芳 王維強【摘要】為提高分頻解釋預測海相碳酸鹽巖層的精度和效率，提出了基于獨立分量分析與廣義s變換的巖層預測技術。通過獨立分量分析技術，分離出單頻數(shù)據(jù)中能夠反映油氣儲層特征的有效頻率成分，達到儲層預測的目的。通過理論分析及實際資料的應用，該方法的巖層識別效果較好，有效性高?！娟P鍵詞】獨立分量分析；廣義s變換；儲層預測1 引言在碳酸鹽巖油氣藏儲層預測工作中，由于其儲層成藏機理復雜，為查明碳酸鹽巖儲層的孔、縫、洞中油氣介質所引起的地球物理異常（地震信息異常） 1 2，表現(xiàn)為地震波的振幅與頻率差異，故

2、通過分頻解釋技術提取地震波的單頻數(shù)據(jù)來確定儲層異常體，本文利用時頻分辨率較高的廣義s變換技術，提取出地震數(shù)據(jù)中的多個單頻數(shù)據(jù)體來識別儲層特征，這就需要從多個單頻數(shù)據(jù)中來識別儲層，為使儲層識別的工作更加準確、簡便，利用獨立分量分析算法，從單頻數(shù)據(jù)中提取出反映儲層特征的高階統(tǒng)計分量，對儲層進行識別。下面通過理論分析和實際應用來說明這種方法的理論可行性與實際應用的有效性。2 方法原理2.1獨立分量分析獨立分量分析技術（以下簡稱ica）是一種盲源分離技術3，其模型為一個統(tǒng)計學模型，在該模型中觀測數(shù)據(jù)為潛在變量的線性組合。這些潛在變量假設是非高斯的并且是相互獨立的，目的是弄清楚潛在的變量和變量的混合過程

3、，本文使用的ica模型為：x=as，其中x為觀測的隨機向量，s為統(tǒng)計獨立的混合變量，a為常量混合矩陣。在下列基本約束條件下，該模型是可識別的：獨立分量s至多只有一個是高斯性的，且矩陣a必須是列滿秩的。2.2 廣義s變換廣義s變換的表達式為：（2-1）其中當 時，廣義s變換便為s變換。其逆變換公式為：（2-2）上式中的 為可以通過地震信號的波形特點進行自由調節(jié)，從而就避免了基本小波不再是固定的限制，獲得更好的時頻分辨率，從而更加符合其在實際中的應用。廣義s變換已經(jīng)成功應用于地球物理勘探中的各個領域中。3實例分析研究區(qū)處于某大型斷階構造帶，該構造帶為富氣聚集區(qū)，目的儲氣層位于上侏羅統(tǒng)的xvp和xv

4、ac小層，該目的層裂隙發(fā)育，巖性以顆?；?guī)r為主，本節(jié)利用該區(qū)段中的地震數(shù)據(jù)，從有利構造圈閉中提取出單頻數(shù)據(jù)體，對目的儲層進行識別。首先從地震數(shù)據(jù)體中提取出有利圈閉區(qū)目的層的平均絕對振幅沿層切片如圖3-1所示，然后通過分頻技術即廣義s變換，將地震數(shù)據(jù)變換到時頻域，從時頻域中選取16個單頻數(shù)據(jù)體（20-80hz），再通過獨立分量分析技術，從這些單頻數(shù)據(jù)體，提取出3個反映儲層信息的高階統(tǒng)計分量如圖3-2、3-3、3-4所示。綜合地震地質資料可以看出，第二個高階統(tǒng)計分量最能有效反映儲層異常信息，且通過對比圖3-1及圖3-3可以看出，該高階統(tǒng)計分量準確反映出了碳酸鹽巖儲氣層的分布與范圍（如圖黃色實線所包

5、含區(qū)域，紅色為低值區(qū)，藍色表示高值區(qū)，生物礁發(fā)育地區(qū)，常表現(xiàn)為內部反射空白、斷續(xù)或者弱反射，即低振幅值的特點），確定的兩處含氣儲層區(qū)與預測的構造圈閉相吻合，且通過實際鉆探結果：y-iii-1、y-iii-2、y-ii-1井均為氣井，其它為水井。圖3-1目標層vp-vac的平均絕對振幅沿層切片 圖3-2 從時頻體中分離出的第一個分量圖3-3 從時頻體中分離出的第二個分量 圖3-4 從時頻體中分離出的第三個分量4結論本方法成功實現(xiàn)了海相碳酸鹽巖的儲層識別，ica算法將有效的反映高階統(tǒng)計特征的頻段分量從眾多的單頻數(shù)據(jù)體中分離了出來，提高了儲層預測的效率及精度。需要說明的是，該方法涉及到選擇對油氣反映敏感的獨立分量，這就需要結合地質、測井及鉆井的已知信息進行優(yōu)選，從而使得預測工作更加可靠。參考文獻1 羅平，張靜，劉偉，等.中國海相碳酸鹽巖油氣儲層基本特征j.地學前緣，2008，15（1）：36-402 中國石油勘探與生產(chǎn)分公司.碳酸鹽巖儲層地震勘探關鍵技術及應用m.北京：石油工業(yè)出版社，2009：1-103 楊福生.獨立分量分析的原理與應用m.北京：清華大學出版社，2005建筑工程技術與設計2015年8期建筑工程技術與設計的其它文章城市綜合體外部空間