储层频相特征提取与智能识别框架。
技术介绍
储层频相特征提取与智能识别技术主要包括三个部分：一是频相特征提取，抽取研究区实际井及井旁地震道，应用最小二乘时频分析提取地震道的频相信息，通过图像处理融合频相信息，结合测井数据制作数据标签对；二是深度学习，将融合后的频相信息看作一副彩色图像，反演目标为连续的地层参数，构建卷积-回归型深度网络，并用制作的数据标签对训练深度网络；三是频相智能反演，提取待反演地震数据体的频相信息，将频相信息融合并输入训练好的深度网络模型，即可得到三维频相智能反演结果。
□贾玉涛 代俭科 杨培杰
胜利油田经过60多年的勘探，勘探目标越来越复杂，呈现“薄、小、碎、深”的特点，特别是优质规模储层的寻找难度更大。传统寻找优质储层的方法已经很难适应当前的需求，亟须从新的领域和方向开展地震数据处理和解释方面的研究，研发更加高效、准确的识别技术。
不同岩性、物性的变化会引起地震反射波形的变化，当反射波形相近时，就需要依靠振幅和地震波反射的不同时间点，即相位的不同来分辨，也就是近年来国内外应用的频率域相位信息处理与解释技术。胜利油田勘探开发研究院科研人员深度开发应用相位信息，与人工智能有效结合，形成了“储层频相特征提取与智能识别”技术系列，提高了地震资料的分辨率及储层岩性和物性描述的准确度。
如何从地震数据中有效地提取相位信息并应用，是该方法研究的难点。相位是描述信号波形变化的度量，就好像心电图上起伏变化的曲线，找到了特征就会明晰病灶所在。
“以前常用的提取相位方法，在提取的精度和分辨率方面都不尽如人意。”胜利油田勘探开发研究院首席专家罗红梅说，“我们只能开展新的研究。”
由于是国内首次开展相位分解与重构的研究，参考资料缺乏，科研人员只能借助少量的英文文献，不断建立数学模型，再通过代码调试反复试验。
经过深入研究，科研人员将反问题求解思路和傅里叶变换相结合，研发了新的时频分析技术，有效提高了时频分析结果的分辨率和可靠性，为相位信息的准确分解打下基础。2019年，胜利油田首次在国内实现了地震数据的相位分解与重构。
科研人员趁热打铁，在相位分解重构的基础上，针对复杂地质体相变快、储层薄的问题，进一步开发地震频率拓频技术，提高地震资料的主频、拓宽频带，解决了地震资料分辨率低的问题，大幅提高了对河道砂、滩坝砂、浊积岩等薄互层的识别能力。
为了进一步提高储层识别精度与效率，他们在此基础上尝试与人工智能相结合，但国际上没有相关的研究可借鉴。
经过近6年自主技术攻关，科研人员从图像处理、信号处理、人工智能、地震反演等领域入手开展研究，最终研发了储层频相特征提取与智能识别方法，实现了储层智能预测的突破，可以将地震资料的主频提高10~20赫兹，频带拓宽20~40赫兹。与传统的方法相比，反演结果分辨率和准确度均提高10个百分点左右。截至目前，该技术系列已获国家发明专利授权两项，发表核心期刊文章4篇。
专家点评
胜利油田高级专家 王长江：
储层频相特征提取与智能识别技术系列首次实现了地震频相信息的有效提取与应用，通过进一步结合人工智能，以及研发了频相智能地震反演方法，有效提高了反演结果的分辨率和准确度，不断学习优化不同储层的地震反射特征，最终实现自动识别优质储层。
该技术系列在胜利油田东部探区多个工区进行了广泛的应用，取得了显著的应用效果，经济效益和社会效益显著。在碎屑岩、致密油、页岩油等类型复杂地质体储层预测中均具有广阔的推广前景。
新闻会客厅
胜利油田勘探开发研究院
首席专家 罗红梅
问：“储层频相特征提取与智能识别方法”是如何利用人工智能技术进行储层特性识别的？这种方法的优势在哪里？
答：方法原理是在相位分解与重构的基础上，将地震频相信息（振幅谱、相位谱）融合，并进一步与人工智能相结合，实现了更为精细的岩性、孔隙度等储层参数地震反演。应用这种方法可以将原始地震资料的分辨能力提高35%左右，而将频相信息与人工智能相结合，反演结果分辨率和准确度均提高10个百分点左右。
问：该项研究在提升油气勘探成功率方面有哪些具体成效？
答：相位分解与重构技术在埕岛和孤岛地区的河道砂、牛庄地区浊积岩等类型的储层预测中进行了应用，处理后的地震数据比原始地震的分辨率提高了36%左右，可以有效识别5米左右的砂体。在埕岛208井区馆陶组上段上报石油探明储量1114.68万吨、石油经济可采储量220.86万吨；在埕北斜601块东营组一段上报石油探明储量130.1万吨、石油经济可采储量24.24万吨。
频相智能反演技术在济阳坳陷惠民凹陷的大芦家-田家、江家店瓦屋等地区，以及胜利滩海地区埕岛油田进行了广泛应用。2021~2022年，在大芦家-田家等地区，协助部署井位5口，智能反演结果和测井曲线的吻合度达到85%。在埕岛油田馆上段进行了相位分解与频相智能波阻抗反演，解决了准确刻画河道砂体横向叠置、纵向互层的难题，在埕岛油田的埕北48区块上报探明储量712.16万吨。
问：未来，该领域还有哪些值得探索的方向或潜在的技术突破点？
答：该领域的研究还可以在基于现代信号处理方法，进一步挖掘地震数据相位信息的潜力，实现对储层边界、厚度的精细描述，以及采用更先进的人工智能网络架构，提高频相智能反演对于岩性和物性描述的准确度和分辨率等方向进一步探索，通过深入研究形成国际领先、具有完全自主知识产权的相位域储层预测技术系列。