基于对应分析的地震属性油气检测方法.pdf

2 0 1 0年 4月 第 2 9卷第 2期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l fie l d De v e l o p me n t i n Da qi ng Ap r ．，2 0 0 9 V0 1 ． 2 9 No ． 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 0 1 0 ． 0 2 ． 0 2 7 基于对 应分析 的地震属 性油气检测方 法 韦 学锐 张洞君 王晓欢 1 ．中国地质大学能源学院 ，北京1 0 0 0 8 3；2 ．大庆油 田有限责任公司勘探开发研究院 ，黑龙江 大 庆1 6 3 7 1 2 3 ．中国石油集 团公 司川庆钻探工程 有限公 司地球物理勘探公司 ，四川 成都6 1 0 2 1 3 ‘ 摘要由于 目前采用的油气检测方法和技术多为定性或半定量，油气检测结果存在多解性和不确定性，因此将 对应分析方法引入油气检测中，研究出一种基于对应分析技术的地震属性油气检测方法。该方法通过把多种地 震 属性变量作线性组合 、变换 得出具有 代表 性 的相互 独立 的新 变量 ，用 以表征 所有 观测变 量变 化 的主要 信息 ， 通过主要变量与已钻井油气显示信息建立对应关系进行油气检测。该方法的应用效果表明，其检测油气符合率 高于现有的其他烃类检测 技术 ，在勘探 阶段 的油气 检测方面具有广泛 的应 用前 景。 关键词 油气检测 ；对应分析 ；地 震属性 ；R型 因子 分析 ；Q型 因子分析 中图分类号P 6 3 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 1 0 0 2 - 0 1 2 7 0 3 CoRRESPoNDENCE ANALYS I S BASED S EI S M I C ATTRI BUTE HYDRoCARBoN DETECTI oN M ETHoD WE I X u e r u i ， Z H A N G D o n g - j u n ，WA N G X i a o h u a n 1 ． F a c u l t y o f E n e r g y ，C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s ， B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ；2 ． E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t R e s e a r c h I n s t i t u t e o fD a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ，D a q i n g 1 6 3 7 1 2 ，C h i n a ；3 ． G e o p h y s i c a l E x p l o r a t i o n C o m p a n y of C N P C C h u a n q i n g E x p l o r a t o r y D r i l l i n g E n g i n e e r i n g C o m p a n y L t d ． ，C h e n g d u 6 1 0 2 1 3 ，C h i n a Abs t r ac t Th e h y d r o c a r bo n d e t e c t i o n me t h o d s a n d t e c h ni q u e s c u r r e n t l y us e d a r e mo s t l y q u a l i t a t i v e o r s e mi q u a n t i t a t i v e o n e s，a nd t h e r e a r e a mbi g u i t y a n d un c e r t a i n t y i n t he h y d r o c a r bo n d e t e c t i o n r e s ul t s ．Fo r t h i s r e a s o n，t h e C O I T e - s po n d e n c e a n a l y s i s me t h o d i s i n du c t e d i n t o h y d r o c a r b o n d e t e c t i o n a nd o n e c mT e s po n de n c e a n a l y s i s ba s e d s e i s mi c a t t r i b u t e h y d r o c a r b o n d e t e c t i o n me t ho d i s e s t a b l i s h e d ． W i t h t he a p p l i c a t i o n o f t hi s me t h o d，ma n y k i n ds o f s e i s mi c a t t r i b u t e v a r i a bl e s a r e c o mb i n e d l i n e a r l y a n d t h e n t he r e p r e s e n t a t i v e a n d mu t ua l i n d e pe nd e n t n e w v a r i a b l e s wi l l be g o t t o c h a r a c t e r i z e t he ma i n i n f o r ma t i o n a b o ut t he c ha n g e s o f a l l t h e o bs e r v e d v a r i a b l e s ．Ba s e d o n t he c o r r e l a t i o n e s t a b l i s he d b e t we e n t h e ma i n v a r i a b l e s a n d t he h y d r o c a r bo n i n f o r ma t i o n c o l l e c t e d f o r m t h e d r i l l e d we l l s t h e h y d r o c a r b o n c a n b e de t e c t e d ．Th e a p p l i c a t i o n o f t h i s me t h o d t o Xi n g x i a r e a i n n o r t h S o n g l i a o b a s i n i n d i c a t e s t h a t t he h y d r o c a r b o n de t e c t i o n c o i n c i de n c e r a t e i s h i g he r t h a n t h a t o f o t he r a v a i l a b l e hy d r o c a r b o n d e t e c t i o n t e c h ni qu e s ． Th i s me t h o d c a n b e wi d e l y us e d t o h y d r o c a r b o n d e t e c t i o n． Ke y w o r d s h y d r o c a r b o n d e t e c t i o n ；c o r r e s p o n d e n c e a n a l y s i s ；s e i s mi c a t t r i b u t e ；R f a c t o r a n a l y s i s ；Q f a c t o r a na l y s i s 收稿 日期 作者简介 2o 09一 O8 1 9 韦学锐，男 ，1 9 6 4年生 ，在读博士， E 一,n a i l w e i x r p e t r o c h i n a ． C O r g i ． c n 高级工程师，从事油气勘探研究工作。 l 2 8 大庆石油地质 与开发 2 0 1 0在 近年来 ，先后 出现了以灰色理论分析方法 、数 理统计方法 、模糊聚类方法 、神经网络方法 、双相 介质理论为基础的油气检测方法 J 。这些判别方 法的油气检测结果存在多解性和不确定性。而采用 对应分析的方法进行油气检测时充分利用了地震 、 测井、录井、试油等信息 ，具有预测精度高 、见效 快等特点。该方法以地震属性和实际试油结果为正 演基础 ，所建立的油 、水判别方法适用于勘探程度 较高的地区，实测样本越多 ，图版精度及判别符合 率越高，在勘探阶段研究 区内探井较少的情况下也 具有较好 的适用性。此外 ，对 于复杂地质条件地 区，结合人工经验对参数进行各种组合变换 ，调解 组合的新参数适应油气运移规律 ，可以提高油气检 测精度。因此 ，应用对应分析方法进行地震属性油 气检测便于进行地质解释和油气判别。 1对应分析原理 对应分析是将大量 的观测资料进行分析并做 出 合理解释 的一种多变量统计方法 。该 方法通过 把数 目较多的变量作线性组合 ， 组合 出主要且相互 独立的新变量 ， 用以代表所有观测变量变化 的主要 信息， 实现对大量观测数据的系统分析 ， 其计算步骤 包括 ① 建立原始数据矩 阵； ② 计算 列和 、 行和 、 总 和 ； ③求取标准化矩阵 ； ④R型因子分析； ⑤Q型 因 子分析 。R型因子分析和 Q型 因子分析都可 以 用少数几个公因子提取研究对象的绝大部分信息 ， 不仅简化了原有的观测系统 ， 抓住 了控制原有观测 数据的主要矛盾 ， 而且通过研究公 因子的特征较容 易揭示研究对象在成 因或空间上 的联系 ， 便 于直接 进行地质解释和逻辑推断。但是 ， R型因子分析和 Q型因子分析把变量和样品孤立起来分析 ， 割断 了 其间的联系 ， 因此会漏掉许多有用的地质信息。 2对应分析的计算步骤 设有 几个样 品 根据线号 、C D P号确定 ，每 个样品有 m个地震属性值 ，其原始观测值为 X X l l 1 2 X2[X 2 2 m1 Xm2 其 中， 第 n个样品的第 m个地震属性 值 ， ≥0 i 1 ，2 ，⋯，m； 1 ，2 ，⋯，n 每一行 、每一行列中至少有一个不为 0的值。 2 ． 1求 z矩阵 通过矩阵变换 ，把原始数据矩 阵 变换 为 矩阵，变换公式为 xt i i1 ， 2 ， ⋯， m； 1 ， 2 ， ⋯， n 2 其中， 代表数据矩阵 第 i 行元素之和； ． 代表数据矩阵 X第 列元素之和； ． ； ； T 。 2 ． 2 R型因子 分析 求变量协方差矩阵 Sz z 的特征值 ，A ≥A ≥⋯≥A ，按其累计百分比 A ／ 王A i8 5 取 前 p个特征值 A ，A ，⋯，A ，并计算 与其对应 的单位特征 向量 。 ， ，⋯， ，得 R型因子载 荷矩阵为 2 位 ⋯ p p ⋯ ／ A p ⋯ 忡 p 3 在因子平面上做变量的散点图时，以因子载荷 为坐标把变量点在因子轴平面上表示出来。 2 ． 3 Q型因子分析 由线性代数可知 ，矩阵 z z 和 z z 有相同的非 零特征值 A ≥A ≥⋯≥A 。 P ≤m ，对其 中的 每个 A ， 1 ≤ ≤p 所对应的 是 Z Z 的单位特征 向量 ，则有 z 4 、 在 R型因子载荷的基础上 ，根据式 4 求出 的 Q型因子载荷公式为 v ／ √ 在因子平面上做样 品散点图时，在 R型因子 分析的因子平面上 以 Q型因子载荷 为坐标把样 品 点表示 出来。 3对应分析油气检测方法的应用效果 杏西三维地震工区位于大庆长垣西侧杏西鼻状 构造 的倾没部位 。区内共有探井 4 9口， 有 3 4口 井试油 ， 展示出该区以葡萄花油层为主力油层 、 多个 含油层位叠合的良好的勘探前景。 选取杏西工区 2 1 口井作为样本 ， 计算得到葡萄花油层厚度为 3 3～ 9 0 ， ＼、●● ●●●●●●●● ／ ； 加 切 第2 9卷第 2期 韦学锐等基于对应分析的地震属性油气检测方法 1 2 9 F n ， 平均为 5 9 m， 并根据测井解释 、 试油成果分砂层 组对 目的层段 的含油特征进行标定 。葡萄花油层可 以划分为葡 I 1 、 葡 I 2 、 葡 I 3砂层组 预测主要针 对葡 I 1 、 葡 I 2砂层组 。对葡 I 1 、 葡 I 2砂层组 ， 优选出平均瞬时振 幅、 瞬时主频 、 平均 振幅 、 平均能 量 、 均方根振幅 、 弧线长度 6种属性进行对应分析计 算 ， 判别结果 表 明第 一 主 因子 F 1 、 第 二 主 因子 累计方差贡献大于 8 0 ％， 完全可 以代表整个数 据矩阵。根据 F 1 、 主因子建立 的葡 I 1 、 葡 I 2砂 层判别图版如图 1 、 2所示 ， 其中粉色代表含油区域 ， 灰色代表不含油 。 f 2 图1葡 I l 油层组判别图版 F i g ． 1 T h e d i s c r i m i n a t i o n c h a r t o f PI 1 o i l l a y e r s g r o up ， 2 图2葡 I 2 油层组判别图版 F i g ． 2 T h e d i s c r i m i n a t i o n c h a r t o f P I 2 o i l l a y ers g r o u p 根据判别 图版对全 区进 行预测 ，所得 葡 I l 、 葡 I 2砂层油气分布预测见 图 3、图 4，其 中红 色 代表含油区，蓝色代表不含油 区。对 比图 3 、图 4 可知 ，葡 I 2砂层 的含油性 明显好于 葡 I 1砂层 ， 葡 I 】砂层油气主要分布于工区西北部 ，东南部也 有分布 ，葡 I 2砂层油气主要分布于工 区中部 ，具 有明显的条带性。根据油气检测成果并综合该区构 造 、沉积特征 ，在杏西 地 区部 署 了杏 9 5、杏 9 7 、 杏 9 8 、杏 9 9等 4口探井 ，均于葡 I 1 、葡 I 2见较 好的油气显示 ，预测精度为 1 0 0 ％。 4结 论 1 基于对应 分析的地震属性 油气 检测方法 具有严密的数理依据 ，是一种行之有效 的油气预测 方法 。 图3 葡 I l 油层组油气分布预测 F i g ． 3 H y d r o c a r b o n di s t r i b u t i o n p re d i c t i o n o f P I 1 oi l l a y e r s g r o u p 图4 葡 I 2 油层组油气分布预测 F i g ． 4 H y d r o c a r b o n di s t r i b ut i o n p r e d i ct i o n 0 f P I 2 o i l l a y e r s g r o u p 2 该方法具有实施 速度快 、运行成本低 的 特点 ，预测精度较高。 参考文献 [ 1 ]赵旭 东 ．石油数学地质概念 [ M] ．北京 石油工业出版社 ， 1 9 9 1 ． [ 2 ] 尚林 阁， 潘保芝应用模糊 数学统 识别 花岗岩古潜 山裂缝 的 方法与效果 [ J ] ．长春地质学 院学报 ，1 9 8 6， 4 6 4 4 2 - 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