本发明涉及油气勘探，特别是涉及到一种基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法。
背景技术：
1、沉积相是沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和，在地质研究和油气勘探领域中沉积相分析是一项重要的基础工作，其可靠性甚至直接决定了油气勘探的成败。
2、为了获取一个地区的沉积相发育特征，需要结合研究区已钻井的测井相分析，在精细合成记录标定的基础上，充分利用三维地震的信息，构建三维沉积相发育模式。在这个过程中，涌现出来大量当前常用的方法，如测井相外推、地震波形聚类、地震属性特征映射等，但这些方法不仅需要大量的人工工作量，同时很多分析只局限于二维平面分析阶段，无法实现沉积相的三维发育特征分析，为此我们提出了一种基于机器学习的沉积相预测方法，为了实现该方法，首先需要构建大量的三维沉积相地震样本供算法学习并形成能够将三维地震转化为三维沉积相的预测模型。对于三维沉积相地震样本的生成，前人在实际地震数据中通过人工拾取、自动拾取等方法已经取得了一定效果，但仍不能很好地满足机器学习对样本数量的要求。
3、因此，如何能够构建数量更多、精度更高的三维沉积相地震样本，对于基于三维地震数据的沉积相模拟预测具有关键意义，亟待引入新的沉积相地震样本生成技术。
4、在申请号：cn201910216645.1的中国专利申请中，涉及到一种基于完备总体经验模态分解的砂砾岩沉积相地震预测方法。其中，该方法包括：针对叠后三维地震数据体,采用完备总体经验模态分解方法,将地震资料分解为多个固有模态函数分量；采用重构算法得到具有一定频率成分的各模态函数分量；对重构得到的各模态函数分量在时间空间域进行保构造平滑滤波；进行沿层地震属性提取算法研究,建立砂砾岩地震相识别标志；构建砂砾岩沉积相敏感特征参数,实现砂砾岩沉积相地震预测。
5、在申请号：cn201711037342.0的中国专利申请中，涉及到一种基于地震资料识别沉积相的方法，属于地质勘探技术领域。所述方法包括：识别目标区内井点处目的层段的沉积相类型；目标区目的层段等时格架构建；确定若干个相对井点处目的层段地质特征反应敏感的单一地震属性；确定的一组地震属性特征参数进行地震属性聚类分析运算,实现对应分析时窗内地震属性特征参数的样本分类；将井点处目的层段的沉积相与上述样本分类进行对比,确定不同地震特征参数的样本分类类别的实际沉积相意义,进而识别周围地区沉积相的类型。
6、在申请号：cn201610265355.2的中国专利申请中，涉及到一种多点地质统计学沉积相建模方法。所述方法包括如下步骤：s100,以地质概念模型为指导对研究区进行模式拟合,建立原型地质模型；s200,根据原型地质模型建立符合沉积模式的训练图像并创建搜索树,对原型地质模型进行变差函数分析得到各沉积相主方向的变程,以获取几何因子；s300,判断区域空间中是否存在条件数据：若存在条件数据,则建立网格,将条件数据分配到最近的网格节点,引入几何因子,在每个访问节点的周围构建几何因子空间,通过指示克里金方法确定几何因子空间内待估点处的沉积相规模概率作为几何因子概率p(a|c),p(a|c)表示在几何因子空间内以事件c作为条件的a发生的规模条件概率；s400,指定能够访问所有网格节点的随机访问路径；s500,对于每个访问节点,判断是否为条件数据：若否,执行步骤s510；若是,确定该节点的沉积相类型,执行步骤s520；s510,判断该节点处条件数据事件在搜索树中是否有记录：若有记录,执行步骤s520；若无记录,执行步骤s540；s520,根据以该节点为中心的条件数据事件在训练图像中出现的重复次数得到沉积相估计概率作为该点的局部条件概率p(a|b),p(a|b)表示数据事件b作为条件在搜索树中得到的a发生的类型条件概率；s530,通过校正比例恒等式将局部条件概率p(a|b)与几何因子概率p(a|c)相结合,得到条件累积概率p(a|b,c),由此获得条件概率分布函数,执行步骤s550；s540,令该节点的条件概率为几何因子概率p(a|c),由此获得条件概率分布函数；s550,在条件概率分布函数中提取一个模拟值,将其当作实际的观测数据加入到原来的条件数据集中,作为随后其他节点的模拟条件；s600,在访问完所有节点并确定了所有节点的模拟结果的基础上,根据沉积相带的空间结构和几何形态,得到所需的沉积相模型。
7、以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种可以通过较为简单的操作，实现标签准确、数量巨大的沉积相地震样本生成的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法。
2、本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，该基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法包括：
3、步骤1，对不同地质作用参数开展测试；
4、步骤2，确定最优模拟参数；
5、步骤3，执行全工区三维沉积模拟过程；
6、步骤4，将沉积模拟数据转换为波阻抗数据；
7、步骤5，基于射线追踪三维正演将波阻抗数据转化为地震数据；
8、步骤6，以沉积模拟结果为标签，生成三维沉积相地震样本。
9、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
10、该基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法还包括，在步骤1之前，通过古构造面恢复、费舍尔图解分析、岩屑组分分析确定古构造面、湖平面变化曲线及物源这些沉积外部条件。
11、在步骤1之前，确定沉积外部条件具体包括：
12、(1)采用层拉平方法，将目的层段顶面拉平获得目的层段底面的时间域古构造面，进一步通过实钻井建立时深关系，将古构造面由时间域转换为深度域；
13、(2)利用自然伽马曲线划分沉积旋回，并建立以旋回个数和平均旋回厚度为横纵坐标的费舍尔图解，构建研究区的相对湖平面变化曲线；
14、(3)通过研究区内的岩屑颗粒特征及组分分析，明确需要模拟的沉积物源发育位置、类型及规模。
15、在步骤1，采用粗网格构建模型，对扩散作用、稳定流及压实作用这些沉积地质作用的控制参数开展测试。
16、在步骤1中，在开展参数测试时，采用100×100的网格间距构建模型；需要测试的沉积控制参数包括：不同沉积岩性的岩石物理参数及比例、扩散系数及扩散方程、稳定流迭代次数及时间增量、稳定流水流速度、不同岩性供给量曲线。
17、在步骤2，以现今典型沉积案例的沉积量化参数统计结果为标准，确定最优模拟参数。
18、在步骤2，在现代典型沉积案例中需要统计的沉积定量参数包括：分流河道弯曲度、平均河道宽度、河道数量、河口数量、河口坝数量。
19、在步骤3，以沉积外部条件和控制作用最优参数为基础，执行全工区三维沉积模拟过程。
20、在步骤3，沉积外部条件为构建的古构造面、湖平面变化曲线及物源信息；沉积控制作用最优参数为经步骤1测试和步骤2优选所获得的不同沉积岩性的岩石物理参数及比例、扩散系数及扩散方程、稳定流迭代次数及时间增量、稳定流水流速度、不同岩性供给量曲线这些参数的最优解。
21、该基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法还包括，在步骤3之后，结合实际工区的沉积形态、发育规模、旋回分析这些特征，对沉积模拟结果开展质量控制。
22、在步骤3之后，对沉积模拟结果开展质量控制时，三维模拟结果在平面上不同沉积相带展布形态及发育规模与实际工区特征之间的偏差≤15％；三维模拟结果在垂向上不同期次沉积旋回分析及砂泥岩发育比例与实际工区特征之间的偏差≤10％。
23、在步骤4，通过井上孔隙度、泥质含量与波阻抗的交汇分析，将沉积模拟数据转换为波阻抗数据。
24、步骤4具体包括：
25、(1)将实钻井目的层段的孔隙度、泥质含量曲线与波阻抗曲线开展交汇分析，建立波阻抗与孔隙度、泥质含量两个变量的回归公式；
26、(2)利用井上建立的多元回归公式，将沉积模拟生成的孔隙度数据体和泥质含量数据体转换为波阻抗数据。
27、在步骤5，在获得沉积模拟三维波阻抗数据体的基础上，可以通过射线追踪三维地震正演获得三维地震数据，如果时间允许可以使用波动方程三维地震正演获得更加符合真实特征的三维地震数据。
28、在步骤6，以沉积模拟结果中包含的沉积相数据，为正演地震数据建立沉积相标签，并完成不同沉积相地震正演数据的分割，实现不同沉积相三维地震样本的构建。
29、本发明中的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，可以通过较为简单的操作实现大量样本的生成，同时样本标签准确，可以满足机器学习开展沉积相预测的需要，在机器学习沉积相预测中具有现实的推广应用意义。本发明可以应用于油气勘探领域中基于机器学习的沉积相预测方面，该方法基于三维沉积模拟技术生成大量符合实际工区地质特征的沉积模拟结果，并通过三维地震正演获得大量的标签准确的不同沉积相地震样本，为基于机器学习的沉积相预测奠定了良好的样本基础。该方法仅通过沉积模拟和三维地震正演即可获得大量标签准确的沉积相地震样本，操作简单，提高样本标签精度和数量的同时，大大降低了人工拾取样本的工作量，具有现实的推广应用意义。
1.基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，该基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，该基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法还包括，在步骤1之前，通过古构造面恢复、费舍尔图解分析、岩屑组分分析确定古构造面、湖平面变化曲线及物源这些沉积外部条件。
3.根据权利要求2所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤1之前，确定沉积外部条件具体包括：
4.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤1，采用粗网格构建模型，对扩散作用、稳定流及压实作用这些沉积地质作用的控制参数开展测试。
5.根据权利要求4所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤1中，在开展参数测试时，采用100×100的网格间距构建模型；需要测试的沉积控制参数包括：不同沉积岩性的岩石物理参数及比例、扩散系数及扩散方程、稳定流迭代次数及时间增量、稳定流水流速度、不同岩性供给量曲线。
6.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤2，以现今典型沉积案例的沉积量化参数统计结果为标准，确定最优模拟参数。
7.根据权利要求6所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤2，在现代典型沉积案例中需要统计的沉积定量参数包括：分流河道弯曲度、平均河道宽度、河道数量、河口数量、河口坝数量。
8.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤3，以沉积外部条件和控制作用最优参数为基础，执行全工区三维沉积模拟过程。
9.根据权利要求8所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤3，沉积外部条件为构建的古构造面、湖平面变化曲线及物源信息；沉积控制作用最优参数为经步骤1测试和步骤2优选所获得的不同沉积岩性的岩石物理参数及比例、扩散系数及扩散方程、稳定流迭代次数及时间增量、稳定流水流速度、不同岩性供给量曲线这些参数的最优解。
10.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，该基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法还包括，在步骤3之后，结合实际工区的沉积形态、发育规模、旋回分析这些特征，对沉积模拟结果开展质量控制。
11.根据权利要求10所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤3之后，对沉积模拟结果开展质量控制时，三维模拟结果在平面上不同沉积相带展布形态及发育规模与实际工区特征之间的偏差≤15％；三维模拟结果在垂向上不同期次沉积旋回分析及砂泥岩发育比例与实际工区特征之间的偏差≤10％。
12.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤4，通过井上孔隙度、泥质含量与波阻抗的交汇分析，将沉积模拟数据转换为波阻抗数据。
13.根据权利要求12所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，步骤4具体包括：
14.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤5，在获得沉积模拟三维波阻抗数据体的基础上，可以通过射线追踪三维地震正演获得三维地震数据，如果时间允许可以使用波动方程三维地震正演获得更加符合真实特征的三维地震数据。
15.根据权利要求1所述的基于三维数值模拟的沉积相地震样本生成方法，其特征在于，在步骤6，以沉积模拟结果中包含的沉积相数据，为正演地震数据建立沉积相标签，并完成不同沉积相地震正演数据的分割，实现不同沉积相三维地震样本的构建。
