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    基于梯度結構張量的碳酸鹽巖溶洞刻畫方法研究

    范欣然  
    【摘要】:我國碳酸鹽巖縫洞型油氣藏的勘探開發屬油氣地球物理勘探前沿,國內對碳酸鹽巖儲層的石油資源含量預估為150×10~8t,其中,塔河油田中深部的碳酸鹽石油資源儲量預估規模達到13.2×10~8t。塔河油田的縫洞型碳酸鹽巖具備極強的開發和研究潛力。但碳酸鹽巖儲層一方面非均質性強,另一方面碳酸鹽巖油氣藏埋藏深度達到4000多米,縫洞反射特征復雜,難于定量檢測。因此,由于縫洞發育特征的分塊性、尺度大小的差異性、分布范圍的有限性以及介質的非均勻性,都為溶洞的識別刻畫和評價提出了巨大挑戰。針對上述問題,論文以地質建模正演響應特征為基礎,首先探討了基于疊后屬性的溶洞檢測方法,然后重點研究了基于局部梯度結構張量的溶洞描述技術,在此基礎上完成構建一系列基于孔洞標記法進行溶洞刻畫及定量描述參數,并運用于實際研究區碳酸鹽巖儲層溶洞檢測,取得了良好的應用效果,為精確、定量化評價溶洞型碳酸鹽儲層打下良好基礎。本論文主要取得以下幾方面的成果:(1)通過數值模擬和實際地震資料對碳酸鹽溶洞的地震響應特征進行分析,建立不同溶洞模型的地震響應特征,明確了地震波“串珠狀”反射特征是塔里木盆地奧陶系碳酸鹽巖溶洞儲集層識別的主要反射特征標志。(2)系統梳理了梯度結構張量圖像紋理描述理論及在地震屬性分析的應用框架,在此基礎上,結合碳酸鹽巖溶洞儲層雜亂反射特征和“串珠狀”反射特征,構架基于梯度結構張量的溶洞識別屬性,并與常規溶洞識別屬性比較,是一種能有效地將酸鹽巖溶洞儲層雜亂反射和“串珠狀”反射特征與其它地質體的地震響應特征分離的優選屬性。(3)在梯度結構張量的溶洞識別屬性的基礎上,利用濾波、灰度增強、圖像分割、孔洞標定等圖像處理技術,對溶洞目標體進行更精細的定位和測量,獲得更加準確的溶洞位置參數(溶洞質心坐標、包絡矩形或包絡立方體角點坐標)、尺寸參數(溶洞像素體積、截面積、高度)、溶洞發育程度參數(扁平度)。設計使用溶洞位置與尺寸參數計算溶洞的空間分布非均值性參數(面孔率、聚集程度)。(4)利用上述的基于梯度結構張量的溶洞檢測屬性和孔洞標定等圖像處理技術對塔河油田某工區奧陶系中深層溶洞進行定量刻畫分析,識別出有效的目標溶洞體221個,完成所有溶洞體的位置與規模參數和面孔率的計算,通過結合鉆井產能驗證了方法有效性及實用性。由此完成對碳酸鹽巖儲層溶洞體的發育規模與儲層非均質性進行定量描述與評價。本論文在利用GST構造溶洞檢測算子以及溶洞多定量評價參數設計上具有一定創新性,并在生產實踐中取得良好的應用效果,證明了方法設計的合理性和成果的可靠性。具有較好的理論設計與應用推廣價值。


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