基于叠前黏滞—弥散波动方程的数值模拟

地震响应中的低频阴影现象与含油气储层有很大关联,针对含流体储层提出的黏滞—弥散波动方程理论能较好地模拟两者之间的关系。本文将叠前数值模拟与该理论相结合,定量地分析了黏滞—弥散理论中不同参数对地震响应的影响:1黏滞系数越大,地震波能量衰减越大,高频成分衰减越剧烈;2弥散系数越大,地震波能量衰减越大,衰减与频率无关;3品质因子越小,地震波相位变化越大。在此基础上,定性地给出了低频阴影现象与黏滞系数、弥散系数、储层厚度之间的关系。另外,本文还探讨了低频阴影形成机理、相速度—频散关系式中存在的问题及如何分解薄储层的调谐问题。     

一种新的地震波衰减分析方法——预测油气异常的有效工具

地震波衰减与砂岩含油气存在一定的关系,当地震波穿过含油气砂岩时,能量发生明显的高频衰减。本文应用了地震信号能量衰减ＥＡＡ（Ｅｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ）技术,连续计算、分析地震波剖面的高频衰减系数,并考虑到介质背景衰减的平缓变化,衰减剖面中的异常变化值与地层含油气有关。在ＳＮ油田ＳＳＫ－１测线过井的地震纵波衰减剖面上,长２组表现出产油气层与地震波能量衰减强的部位相吻合。在测     

基于一阶速度应力方程的双相各向异性介质波场模拟及耗散系数分析

为了解决在石油地震勘探中常常遇到的各向异性问题,利用双相各向异性介质的波动方程,导出双相各向异性PTL介质中的固相、流体相的一阶应力速度方程及差分方程。利用高阶二维交错网格差分方法,对双相PTL介质波长进行了模拟和分析,并讨论了耗散系数与双相PTL介质的波场问题。模拟结果表明：①双相PTL介质中存在快P波、慢P波和SV波,波场具有各向异性性质。②耗散系数对地震波传播的影响主要体现在对地震波能量的吸收和衰减上,耗散系数对慢P波产生较大的影响,大的耗散系数将使慢P波很快被衰减掉;在不同方位上,耗散系数存在较大差异时,慢P波能量并非只是在一个方向上衰减,而是整个慢P波的大部分能量在所有的方向上都要被衰减掉。该研究认识提高了计算效率,增强了计算的稳定性。     

基于时频域谱模拟的油气检测技术

地震波穿过含油气储层时,高频能量相对于低频能量衰减更快,地震波频谱特征表现为"低频能量相对增加、高频能量相对衰减"。利用改进S变换对地震数据进行频谱分析,在时频域内通过谱模拟方法得到地震数据的子波谱,能够有效消除反射系数的影响,通过油气藏检测技术识别储层的含油气性,能够进一步提高含油气储层的刻画精度。实际地震资料的油气检测结果与钻井结果一致,验证了该方法的可行性。     

基于双相介质的地震油气检测方法——以Y925地区为例

依据Biot理论,地震波通过双相介质时,存在"高频共振、低频衰减"的现象。本文根据设计理论模型,应用地震波场正演模拟技术模拟认为,当储层含有水或油时,出现低频增加、高频衰减的趋势,并且含水低频增加的趋势更为明显;当储层含有气时,出现高频衰减,验证了地震波在双相介质中传播频率发生变化。分析了不同油气检测方法在时间域和频率域中的适用范围,其中,Y925地区沙三(Es3)中层第6砂组流体预测结果吻合较好,表明所用检测方法具有较强的适用性和可行性。     

双相介质的频谱分析技术在流体识别中的应用——以中东某油田裂缝型碳酸盐岩稠油油藏为例

双相介质理论认为地下岩石是由具有孔隙的固体骨架和孔隙中所充填的流体所组成。地震波在含流体的多孔介质中传播时,会使流体在孔隙空间流动,从而引起低频共振与高频衰减。对三维地震资料及井旁道典型单井的频谱分析,以确定不同流体性质的频谱特征。应用面积差值法求取高、低频能量的差异,实践证实,油气层往往表现为明显的高频衰减与低频共振特征,而水层与干层则表现不明显。该方法在中东某油田碳酸盐岩裂缝储层发育区流体预测符合度可达80%,为区内的增储上产提供了有力的技术支撑。     

低频能量属性在普光地区含气检测中的应用

地震波通过含气层时高频能量将发生衰减,低频能量会出现增强现象,当岩石含天然气时,弹性波振幅衰减量显著增大,相对低频能量表现增强,而这些差异也为使用地球物理资料进行油气检测提供了依据。     

双相黏弹VTI介质一阶速度—应力方程正演模拟及双程波照明研究

地层岩石具有各向异性、黏弹性及双相性等特性,因此建立更加精确的地下介质模型,研究地震波传播规律,对认识复杂介质中地震波的传播特征和实际资料的解释有着重要的实际意义。为此,基于黏弹性广义标准线性体（GSLS）模型,首先推导了双相黏弹VTI介质的一阶速度—应力方程并进行正演模拟,与单相弹性各向同性介质相比,双相黏弹VTI介质中地震波能量明显衰减,波前面变成椭圆,且出现慢纵波。对二维双相黏弹VTI介质进行地震双程波照明分析,结果表明介质的黏弹性使地震波能量衰减,且介质各向异性导致地震波的传播速度随方向变化,双相介质慢纵波的出现使地震波能量分布复杂化。最后,根据照明结果对观测系统进行了优化。     

用低频信息改善地震成像质量

地震勘探中的地震波频率范围一般为0～80Hz。由于大地的吸收及高速地层的影响,地震波在传播过程中的高、低频率成分衰减程度存在较大差异。通常,地震波的高频成分衰减严重,低频信息保留相对完整。在模型论证的前提下,研究了利用地震低频信息改进深层速度精度与提高高速层下伏地层成像质量的方法,并应用实际资料的处理进行了验证。研究表明,地震低频信息比高频信息具有更高的抗屏蔽及吸收能力,利用地震低频信息能够提高深层速度的精度和成像质量。     

利用低频信息改善地震成像质量

地震勘探中的地震波频率范围一般为0～80Hz。由于大地的吸收及高速地层的影响,地震波在传播过程中的高、低频率成分衰减程度存在较大差异。通常,地震波的高频成分衰减严重,低频信息保留相对完整。在模型论证的前提下,研究了利用地震低频信息改进深层速度精度与提高高速层下伏地层成像质量的方法,并应用实际资料的处理进行了验证。研究表明,地震低频信息比高频信息具有更高的抗屏蔽及吸收能力,利用地震低频信息能够提高深层速度的精度和成像质量。     

基于短时傅里叶变换的频谱比法提取吸收系数及应用

地震波的衰减是指地震波在地层介质中传播时部分能量不可逆地转化为热的过程。地震波衰减信息是从纵波反射地震资料中提取的一个十分重要的物性信息,因为它对地层岩性及含油气性的灵敏度远远高于速度、密度等物性参数。结合实际地震资料,利用基于短时傅里叶变换的频谱比法对目标区的吸收系数进行提取,通过分析发现,含气层的吸收系数要强于周边地层,再结合钻井、地质、测井等资料综合分析,可以较好地预测含气层。     

强衰减介质中地震波场的频率—空间域特征

强衰减模型,是应用Biot理论的基本思想通过运动方程描述介质吸收衰减特征的黏弹性介质模型。相对于传统的黏弹性模型和黏弹孔隙介质模型,可以简便且精准地刻画稠油储层、近地表松散沉积层等的强衰减性。为此,利用优化的25点频率—空间域有限差分算法,模拟了强衰减模型介质中的波场特征,并根据近地表低速层介质的实际情况,研究了孔隙度、流体黏度和介质黏弹性三种物理因素的衰减机理。结果表明：孔隙度、流体黏度和介质黏弹性都是影响地震波强衰减和高频散特征的重要因素,而且对横波衰减的影响都明显强于纵波。其中,介质黏弹性是造成地震波高频衰减的关键,其他因素均能影响地震波有效频率范围内能量的衰减,尤其介质孔隙度的增大引起地震波的衰减最强。通过对比完全弹性、一般黏弹性和强衰减理论下的模拟波场,研究了浅、表层强衰减介质对深层波场信息的影响。结果表明,强衰减模型刻画近地表介质更符合实际,能为涉及不同衰减机制的强衰减介质的研究和强衰减补偿理论的建立奠定基础。     

储层的地震低频响应及识别

常规地震资料处理中把大地看成是完全弹性介质，实际上，地层岩石孔隙中常常含有流体（油、气、水），当地震波在其中传播时要发生与频率相关的能量衰减和相位畸变，且高频成分的衰减、散射和弥散远高于低频成分。地层介质对地震波的这种选频吸收作用使得在地震波的低频成分中保留了更为丰富的反映介质性质的信息。为此，开展了储层的地震低频响应研究。首先将Korneev等提出的一维弥散粘滞型波动方程拓展为二维形式，推导出二维形式下波动方程的解；然后设计了二维透镜体储层模型，采用二维弥散粘滞型波动方程通过相位移加插值方法进行了数值模拟。数值模拟结果与实验室物理模拟结果类似，从理论上证实了含流体储层存在低频高能量现象（低频伴影）。     

一种频域吸收衰减补偿方法

针对地震信号的吸收衰减补偿问题，在重新建立吸收系数和Q值关系的基础上，提出了一种基于反Q补偿的分时窗频域吸收衰减补偿方法。首先，逐道抽取地震信号，从浅层到深层选取不同长度的时窗进行傅里叶变换；然后从非均匀粘弹介质波动方程出发，导出更加准确的吸收系数与Q值的关系，并应用于频域吸收衰减补偿中；最后将处理得到的频谱反傅里叶变换回时间域重构地震信号。将该方法应用于松辽盆地某地区的叠前和叠后地震资料的吸收衰减补偿，取得了很好的效果，地震资料的信噪比和分辨率得到了提高。     

基于White模型的砂岩储层渗透率特性分析

针对不同固结程度的砂岩,从Boit经典理论出发,基于White斑块饱和模型,应用数值模拟研究了渗透率对地震波衰减和速度频散的影响,分析了地震波垂直入射时渗透率对储层界面反射系数和相位的影响.结果表明:对于砂岩储层,渗透率对地震波衰减和速度频散有明显影响,尤其是中等压实砂岩储层和未固结砂岩储层,对渗透率变化非常敏感;渗透率对砂岩储层尤其中等压实砂岩储层界面反射系数和相位有明显影响,甚至会产生相位极性反转.     

饱含流体介质的地震波场特征及频率分布

地震波在含流体地层中传播时, 由于受到流体的粘滞性和内摩擦等阻力的影响, 其波场较不含流体时要发生显著变化。为了定性地研究地震波的这种波场特征及变化规律, 该文将Korneev 等人提出的一维弥散、粘滞型波动方程拓展为二维形式, 推导了二维弥散、粘滞型波动方程的解, 并通过数值模拟分析和归纳了含流体地震波场随粘滞性衰减系数和弥散耗损系数变化而变化的特征和规律,为储层识别和预测提供了理论依据和指导。结果显示, 粘滞性衰减系数主要影响地震波的频率分布,随着其值的增大地震波的主频迅速低移; 弥散耗损系数主要影响地震波振幅的衰减, 而几乎不改变地震波的频率分布。     

应用正演模拟分析近地表黏弹性对深层缝洞储层地震波衰减及成像的影响

近地表沙层的黏弹特性引起的地震波能量及频率的吸收衰减不容忽视。本文基于黏弹性介质波动方程正演模拟技术,研究了近地表不同Q值情况下地震波穿过黏弹介质后的地震波场特征,通过波场频谱特征分析了影响地震波能量及频率吸收衰减的因素,即Q值越小、激发子波的主频越高、传播距离越远的地震波能量及主频吸收衰减越严重。在此基础上建立起伏地表沙层缝洞型模型,研究近地表沙层对中深部储层反射波的衰减及对缝洞型储层成像的影响,对实际地震资料的振幅、频率的恢复补偿以及提高分辨率具有一定意义。     

利用叠前地震资料提取地层相对吸收系数

本文在衰减介质地震波正演模拟的基础上,依据Gu等推导的峰值频率两侧对称频率处的振幅值与地层吸收参数之间的关系,利用S变换计算表征地层吸收属性的相对吸收系数;根据吸收系数与品质因子Q值之间的关系,建立相对吸收系数与炮检距之间的关系式;采用多道拟合的方法消除炮检距影响,得到了更为可靠的零炮检距地层相对吸收系数表达式;通过建立理论模型,利用衰减介质单程波动方程非零炮检距数值模拟方法得到叠前CMP道集,并由此提取地层相对吸收系数。文中利用小、中、大角度角道集地震资料提取的地层相对吸收系数进行拟合,得到叠前地震资料相对吸收系数剖面,消除了叠后地震资料相对吸收系数剖面中上覆盖层和含水层处出现的相对吸收系数高值,与单角度域地层相对吸收系数剖面相比,进一步压制了上覆盖层的强反射引起的虚假强衰减,得到了更可靠的油气指示信息,提高了储层预测的精度。理论数据和实际资料均验证了文中方法的可行性。