基于弥散-黏滞型波动方程的地震波衰减及延迟分析

地震波的衰减、储层中的流体预测和4D流体监测技术是目前石油地球物理勘探领域十分有价值的热门研究课题.该文在基于一维弥散-黏滞型波动方程正演的基础上,根据含流体地层的弥散性与黏滞性,研究和模拟含流体地层对地震波的吸收衰减特征、低频伴影现象及其在流体预测中的应用;同时,模拟和分析了地震波在含流体地层中传播而导致的延迟特征.这些特征的检测与解释方法,为基于实际地震资料的储层流体预测及4D油气田开发监测提供技术思路与有效方法.     

利用基于T-K算子的非线性能量衰减分析技术进行储层含油气检测

以地震资料为主体的储层含油气性检测技术在油气田勘探开发过程中发挥着重要的作用.基于含油气储层可以造成地震波高频能量衰减剧烈而低频能量衰减较弱的特性,结合小波变换与T-K算子对地震波不同频率能量进行非线性跟踪,通过定量表征地震记录高频非线性能量的衰减梯度,为储层含油气检测提供有效信息.基于T-K算子的非线性能量是不同频率...     

基于改进的最佳匹配地震子波的地震资料衰减特性分析

简述了改进的最佳匹配地震子波的小波函数构造及参数的物理含义;根据地震波的高、低频分量在黏弹介质中传播时被地层吸收的差异,给出了一种在时-频域定性估计地震波衰减特性的方法;分别以改进的最佳匹配地震子波的小波及Morlet小波作为母小波分析地层吸收特性,并比较了两种小波函数刻画地层吸收特性的能力;测试了这种方法对噪声的敏感程度. 将文中提出的方法用于某油田的一段实测地震资料衰减分析,得到的吸收特性剖面能较好地反映油气的空间展布.     

松辽盆地丰乐地区营城组火山岩储层预测

徐家围子断陷的主要产气层段为营城组火山岩段地层,所以研究该地层对寻找天然气藏具有非常重要的意义.本文利用丰乐地区的高分辨率地震资料、岩石物性资料、测井资料对下白垩统营城组火山岩进行构造精细解释,火山岩地震相及岩相分析从而进行储层预测,利用均方根振幅、瞬时频率能量及瞬时吸收系数能量等地震属性分析结合地震反演技术精细刻画火山岩储层.结果认为：均方根振幅、瞬时频率能量和瞬时吸收系数能量能较好预测火山岩相和储层物性;有利储层在反演剖面上表现为中低阻抗特征,中等密度;较好储层主要分布在工区的西部与中部.     

地震波衰减规律及其恢复方法

针对地面地震分辨率低,不能有效识别薄层储层、薄层地层等问题,本文通过地震波衰减规律的分析,提出了一种恢复地震波高频衰减获得宽频带地震剖面的方法,从而大幅度地提高了地震分辨率.应用双井微地震测井资料对松辽盆地地震波动力学特征研究表明,地震波衰减规律是在近地表低速层和近地表低速层的近震源区地震波高频衰减巨大,而在高速层地震波高频衰减很小.药量大近震源区地震波高频衰减大,药量小近震源区地震波高频衰减小.那么,近震源区和近地表低速层对地震波的衰减是地面地震资料频带窄、分辨率低的主要原因.据此提出了如下确定性反褶积方法,用双井微地震测井资料求取近震源区、近地表低速层和虚反射等滤波因子,用其对地面地震资料作确定性反褶积处理,从而恢复近震源区、近地表低速层等几种因素的地震波衰减,将大药量激发地表接收的地面地震延拓成小药量激发高速层接收的宽频带地震.应用该方法对松辽盆地优势频带宽5~90 Hz,视主频50 Hz的地面地震资料处理后,地震剖面优势频带宽达5~360 Hz,视主频达180 Hz,使常规地震剖面分辨率提高2倍.具体的说松辽盆地中部含油组合的地面地震分辨能力由9~15 m提高到3~5 m.宽频带地震剖面与160 Hz的人工合成地震记录对比符合的很好,表明其处理结果是正确.该成果在油气勘探开发中的油气储层预测、构造学研究、沉积学研究等方面有重要的意义.     

基于匹配追踪的瞬时能量异常属性在Albertine地堑油气预测中的应用

东非裂谷Albertine地堑是当今世界油气勘探的热点地区之一,具有埋藏浅、演化快、地层新的地质特点。作为主力含油气层段的新生代地层中疏松砂岩异常发育,物性参数差异较大,受控于孔隙度以及孔隙流体的综合影响,含油气储层的地震响应无明显规律,油气预测难度较大。基于能量吸收分析思想的指导,在利用匹配追踪时频分解方法有效提高时频分辨率的前提下,进一步提出瞬时能量异常属性的计算方法。以Albertine地堑的W油田为例,针对含油气储层表现的低频能量增加、高频能量衰减的异常特征,借助瞬时能量异常属性实现了油气预测,预测结果获得了钻井的验证。      

地震波衰减机理及能量补偿研究综述

随着中、浅层油气勘探程度的不断提高,深层油气藏的勘探已经成为当今勘探研究的主要对象,而深层油气勘探要获得突破关键是用于综合研究的地震剖面要有较高的信噪比和分辨率,深层与浅层能量均衡.因此,国内外对地震波衰减机理和补偿方法进行了大量研究.本文综述了基于岩石物理和散射理论的地震波的衰减机理,重点概括了地震波衰减的影响因素,指出衰减与孔隙度、频率、温度、压力、岩性等因素有关,最后分类介绍了各种地震波衰减的能量补偿方法.     

基于三参数小波变换的吸收衰减梯度检测

时频分析是地震资料处理和解释中一种强有力的工具,通过对地震波信号进行时频分析,可以获得地震波的吸收衰减梯度属性,从而应用于储层的含油气性检测.将目前时域局部化性质很高的三参数(TP)小波变换和谱拟合方法引入吸收衰减计算中,通过对TP小波时频谱进行子波谱估计获得更平滑、能量聚焦性更好的时频谱,然后利用最小二乘曲线拟合从中提取稳定的地震波低频段和高频段吸收衰减梯度,以期更好地进行储层含气性检测.实际资料的处理分析结果表明,不论是低频吸收衰减梯度,还是高频吸收衰减梯度,对致密砂岩含气储层的预测结果均与实际情况吻合较好,能够清晰可靠地指示含气储层的部位,且与基于瞬时谱分析提取的归一化地层吸收剖面的分析结果一致,有利于刻画含气储层空间展布,直接指示油气存在,为油气检测提供了一种有效可行的手段.     

用于深度域地震剖面衰减与频散补偿的反Q滤波方法

根据地震波在非弹性介质中的传播规律，本文提出了一种在深度域地震剖面进行反Q滤波的新方法. 在深度域的Q滤波算子符合地震波在衰减介质中的传播规律，不仅考虑了介质吸收对地震波振幅的影响，而且还保证了所造成的波形畸变满足因果规律，即地震体波具有某种频散性质. 利用该方法处理了2条总长度约60km的某浅海地区叠后深度偏移地震剖面. 合成记录剖面的正演和反演计算结果表明，在对地震剖面进行深度域反Q滤波之后 ，不仅达到了压缩中、深部目的层子波宽度提高分辨率和信噪比的目的，而且保持了原始地震剖面的整体形态和能量分布.     

含夹层孔隙介质分界面上反透射系数特征研究

研究地震波在含黏性流体孔隙介质中的传播特性,对于识别油气储层、刻画流体边界、判识油水界面等有重要作用.通常利用地震波在孔隙介质分界面上的反透射系数特征,来实现这些方面的研究.顶、底层孔隙介质之间存在含黏性流体孔隙介质夹层时,夹层内岩石骨架、孔隙因子、孔隙流体等参数会对反透射系数产生影响.本文推导出含夹层孔隙介质分界面上的反透射系数方程,针对方程建立不同孔隙度的含夹层孔隙介质模型;基于模型实现孔隙介质分界面上的反透射系数特征研究,分别分析不同夹层厚度、不同频率情况下,反透射系数随入射角的变化规律.研究表明,快慢纵波及横波的反透射系数都会受到孔隙夹层的影响,受影响程度主要取决于夹层厚度和地质背景等因素;慢纵波反射和透射系数数值极小,且后者随夹层厚度的增加而迅速衰减;频率通过反透射系数方程本身和地震波速度两个因素直接或间接的影响地震波反透射特征,其值的增加会引起快纵波和横波反透射系数不同程度的衰减.     

Research on propagation properties of elastic waves in two-phase anisotropic media

IntroductionItiswellknownthatanisotropylieswidelyintheundergroundmedia.Anisotropicmediawhicharemetintheseismicengineeringandseismicexplorationofenergyaremainlycausedbytheperiodicthinlayers(PTL)andextensivedilatancyanisotropy(EDA).Insuchmedia,anisotropyleadstomorecomplicatepropagationofseismicwave,thesignificantfeatureinanisotropicmediaisvelocityanisotropy.Infact,undergroundstrataareverycomplicated,whichareusuallycomposedofsolidframeandfluid(suchasoil,gasesorwater)inpores.Inordertostudyseism…     

VTI介质中非线性对地震波频率和频宽变化的约束

采用改进型FCT有限差分法分别模拟各向同性、具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)以及非线性VTI介质中地震波场,随后采用小波分析探讨VTI介质中非线性对地震波频率和频宽变化的约束.数值模拟及分析结果表明：介质各向异性会引发地震记录中各波型的能量随炮检距的变化,而介质各向异性与非线性的耦合作用则会进一步加剧这种变化.在遵守能量守恒原理的前提下,介质的非线性会引发地震波场中各波型间能量的再分配.同时还会引发地震波速度的波动,且随着入射角的增大,波动幅度变小.这些现象在频率域内的响应表现为主频和频宽的降低或增大、地震记录中与各波型相对应的瞬时主频和频宽峰值出现时刻的偏移以及它们随炮检距变化而表现出的幅值波动.在本文给定的弱非线性介质中（非线性炽较薄且远离震源）,在震源能量较低的情况下,介质的非线性效应会造成地震波瞬时主频和频宽相对于线性介质情况分别为1/10～1/4和1/10～1/3左右的变化量.此外,随着入射波能量的下降,介质非线性所造成的地震波瞬时特征（振幅、主频、频宽）的变化量减小,但随着地震波在穿越非线性介质时路径的加长,非线性作用的累积效应使得波形畸变和频率分布特征的变化（尤其是频宽）等现象得以维持.     

柴达木盆地第四系气藏烃类检测研究

与致密的单相地质体相比,当地质体中含流体如油、气或水时,会引起地震波能量的衰减;通过提取反映地震波能量衰减快慢的属性就能在一定程度上预测地下的流体,这种属性体可以作为烃类检测因子.柴达木盆地第四系生物气藏分布范围广,勘探潜力巨大.为了更深入对柴达木盆地天然气藏进行预测研究,对本工区11条测线的纯波数据进行了衰减属性分析研究,效果非常好.为预测柴达木盆地第四系天然气藏提供了实际参考和理论依据.     

双相介质中地震波衰减的物理机制

High-frequency seismic attenuation is conventionally attributed to anelastic absorption. In this paper, I present three studies on high-frequency seismic attenuation and propose that the physical mechanism results from the interference of elastic microscopic multiple scattering waves. First, I propose a new theory on wave propagation in a two-phase medium which is based on the concept that the basic unit for wave propagation is a nano- mass point. As a result of the elasticity variations of pore fluid and rock framework, micro multiple scattering waves would emerge at the wavelength of the seismic waves passing through the two-phase medium and their interference and overlap would generate high- frequency seismic attenuation. Second, I present a study of the frequency response of seismic transmitted waves by modeling thin-layers with thicknesses no larger than pore diameters. Results indicate that high-frequency seismic waves attenuate slightly in a near-surface water zone but decay significantly in a near-surface gas zone. Third, I analyze the seismic attenuation characteristics in near-surface water and gas zones using dual-well shots in the Songliao Basin, and demonstrate that the high-frequency seismic waves attenuate slightly in water zones but in gas zones the 160-1600 Hz propagating waves decay significantly. The seismic attenuation characteristics from field observations coincide with the modeling results. Conclusions drawn from these studies theoretically support seismic attenuation recovery.     

Numerical simulation of frequency-dependent seismic response and gas reservoir delineation in turbidites: A case study from China

To simulate the frequency-dependent response of turbidite reservoirs in the JZ Area, near the Bohai Sea, China, we apply a diffusive and viscous wave equation (DVWE), which takes into account diffusive and viscous attenuation and velocity dispersion in fluid-bearing poroelastic media. We use a seismic data-driven geological model building approach to produce physical parameter sections, which are then used to numerically synthesize the frequency-dependent seismic response in the DVWE-based simulation. The DVWE-based synthetic section shows the characteristic reflection and geometry of turbidites and delineates the phase delay, instantaneous dominant frequency decrease and magnitude attenuation related to the gas-bearing reservoir. The common frequency sections obtained by instantaneous spectral decomposition of the synthetic section show that a low-frequency shadow (LFS) lies immediately beneath the reservoir. Next, following the implications of the numerical simulation, we then apply LFS and fluid mobility to the data volume. Both hydrocarbon indicators clearly delineate the bright gas reservoir and its spatial distribution. The workflow and methodologies can be expected to be applicable to other frequency-dependent hydrocarbon indicators.     

A comparative study on hydrocarbon detection using three EMD-based time–frequency analysis methods

Due to strong heterogeneity of marine carbonate reservoir, seismic signals become more complex, thus, it is very difficult for hydrocarbon detection. In hydrocarbon reservoir, there usually exist some changes in seismic wave energy and frequency. In their instantaneous spectrums there often exist such phenomena that show the characteristics of attenuation of high frequency energy and enhancement of low-frequency energy. The three EMD-based time-frequency analysis methods' instantaneous spectra all have certain oil and gas detection capability. In this paper, we introduced the Normalized Hilbert Transform (NHT) and a new method named the HU method for hydrocarbon detection. The model results in the Jingbian Gas Field which is located in the eastern Ordos Basin, China, show that NHT and HU methods can be adopted. They also detect the gas-bearing reservoir efficiently as the HHT method does. The three EMD-based methods, that is, the Hilbert–Huang transformation (HHT) and NHT and HU methods, were respectively applied to analyze the seismic data from the Jingbian Gas Field. Firstly, the seismic signals were decomposed into a finite number of intrinsic mode functions (IMFs) by empirical mode decomposition (EMD) method. The second IMF signal (IMF2) of the original seismic section better indicates the distribution of the reservoir. Information on hydrocarbon-bearing reservoir is mainly in IMF2. Secondly, the HHT, NHT and HU methods were respectively used to obtain different frequency division sections from IMF2. Hydrocarbon detection was realized from the energy distribution of the different frequency division sections with these three EMD-based methods. The practical application results show that the three EMD-based methods can all be employed to hydrocarbon detection. Frequency division section of IMF2 using NHT method was better for the seismic data from the Jingbian Gas Field than when using the HHT method and HU method.     

苏北测震台网地面和井下地震记录波形频谱分析

根据苏北测震台网地面台站和深井台站记录的地震波形资料,分析2009年10月以来台网附近 ML ≥2．8地震波频谱特性。分析可知：地面记录与井下记录的地震波频谱特性存在一定差异,地面记录地震波拐角频率较井下约大0．28 Hz,地震波峰值频率比井下约小0．22 Hz;对于ML ＞4．5地震,地面记录地震波的优势频率范围小于井下记录;地震矩和矩震级地面台站记录数值较大,差值分别为3．104×10^14 N·m 和0．32级。     

随机弹性介质中地震波散射衰减分析(英文)

地震波衰减一直是许多学科研究的热点,因为可以反映介质的特性。导致地震波衰减的因素很多,如:传播过程中由于能量扩散导致的几何衰减,固体岩石内部晶粒间相对滑移导致的摩擦衰减,岩石结构不均匀引起的地震波散射衰减。本文主要从统计的观点出发,通过多次数值模拟的方法研究纵波散射在随机弹性介质中所引发的衰减。首先用随机理论建立了二维空间随机弹性介质模型,然后用错格伪谱法的数值方法模拟了波在随机介质中的传播,再通过波场中虚拟检波器的记录,用谱比法估计了弹性波在随机介质中的散射衰减。不同非均匀程度随机弹性介质中的数值结果表明:介质不均匀程度越高,散射衰减越大;在散射体尺寸小于波长的前提下,不同散射体尺寸的计算结果说明:散射体尺寸越大,弹性波衰减越明显。最后提出了一种不均匀孔隙介质中流体流动衰减的方法。通过对随机孔隙介质中地震波的总衰减和散射衰减分别进行了计算,并定量得出了随机孔隙介质中流体流动衰减,结果表明:在实际地震频段下,当介质不均匀尺度101米量级时,散射衰减比流体流动衰减要大,散射衰减是地震波在实际不均匀岩石孔隙介质中衰减的主要原因。     

谱比法地震衰减层析反演方法研究

由于地下介质对地震波能量有强烈的吸收作用,降低了地震资料的分辨率以及地震资料处理、解释的精度,因此选择合适的参数对地层吸收衰减情况进行有效描述是对地下构造进行高分辨率、高精度处理及解释的有效途径。目前品质因子Q是对岩石弹性参数进行有效描述的重要参数之一。用品质因子Q来衡量地震波能量在介质中传播的吸收衰减情况,是目前提高地震资料分辨率的有效方法,同时也是提高含油气地层解释精度的有效途径。近些年,许多学者提出了多种计算Q值的方法,其中谱比法是在实际中应用最为广泛的Q值估计方法。本文在前人方法的基础上,对谱比法进行了改进,并结合走时层析方法反演Q值,充分利用谱比法在精度、稳定性等方面的优势以及走时层析方法计算效率高的优点,不仅可以提高反演的精度而且能够保证反演的稳定性,提高计算效率。通过模型试算证明谱比法衰减层析方法能有效估计Q值变化情况,具有较好的发展前景。      

部分饱和孔隙岩石中声波传播数值研究

利用基于Biot理论的孔隙弹性介质的高阶交错网格有限差分算法,模拟了具有随机分布特征的多种流体饱和岩石中声波在中心频率分别为25,50,75,100kHz时的声场特点. 对于一个由两种成分（气和水）饱和的岩石模型, 假设含不同流体的孔隙介质随机分布在不同的宏观区域,该区域尺度远小于计算的声波波长;组成模型的两种随机分布介质具有相同的固体骨架参数、渗透率和孔隙度,但分别被具有不同压缩性、密度和黏滞系数特性的水和气饱和. 计算和统计分析结果表明,在两种孔隙成分随机分布的部分饱和条件下纵波速度比较复杂,除骨架参数外,其变化主要依赖于中心频率、各种孔隙成分饱和度及饱和介质的速度. 比较该随机分布模型、Gassmann理论模型和White的“气包”模型,发现三种模型得到的纵波速度和衰减规律有较好的定性对应关系. 其次,按照这种随机计算模型的处理方法,本文还首次计算了一个三种流体成分充填饱和的例子,即岩石模型中的孔隙被水、油和气部分饱和,计算时保持模型含水饱和度不变而只改变含油和含气饱和度. 在这种计算条件下,纵波速度随中心频率呈增大的趋势但有起伏变化. 声场快照显示了各种转换波在多种孔隙成分充填（两种和三种孔隙成分）岩石中的声场特征,复杂的水-油-气界面的非均匀分布对声场有重要影响,纵波能量主要转换形成了较为复杂的多种慢纵波和横波.