水平层理缝岩石物理建模及其地震响应特征

裂缝介质的岩石物理建模及其地震响应特征分析,是利用地震资料进行裂缝性储层预测的重要基础,通过岩石物理建模可以建立起有效的地震反演及储层描述方法。针对非常规页岩油气储层具有的水平层理缝特征,开展了岩石物理建模方法及其地震响应特征研究。利用实际岩样数据与测井数据,采用Voigt-Reuss-Hill（VRH）边界和等效自相容近似（SCA）理论,将非粘土、粘土、孔隙和流体进行组合得到岩石背景介质;结合实际裂缝产状和发育规律信息,通过Chapman多尺度裂缝岩石物理模型引入水平层理缝;采用传播矩阵方法正演得到地震响应。基于此,结合实际工区资料,形成了一套基于多尺度裂缝岩石物理模型的水平层理缝建模方法及技术流程,并在江汉油田页岩油储层中进行了应用研究。正演结果表明：页岩储层的水平层理缝较发育,地震响应具有明显的频变特征,而且水平层理缝的裂缝长度与裂缝密度是影响其地震各向异性最重要的参数,以上参数可以很好地应用于水平层理缝地震预测中。     

页岩层系天然裂缝地震预测技术研究

页岩层系中多尺度天然裂缝是重要的储集空间和输导体系,具有一定的独特性,在页岩纹层结构和夹层背景下,高角度垂直缝、顺层层理缝和微裂缝同时发育,这些裂缝的预测难度大。在页岩层系天然裂缝属性特征研究的基础上,提出了地震预测天然裂缝的流程,首先基于页岩各向异性岩石物理模型,采用高精度曲率方法研究大尺度高角度垂直裂缝;再基于VTI介质各向异性反演预测顺层层理缝,推导了正交各向异性介质反射系数的简化公式,并预测小尺度裂缝;最后利用人工智能建立了多信息多尺度裂缝综合预测方法。该方法取得了一定的应用效果,为裂缝参数的定量预测奠定基础。     

叠前地震流体识别技术在碳酸盐岩缝洞型储层中的应用

针对塔河油田外围地区深层碳酸盐岩缝洞储层流体识别的问题,首先基于实际测井数据,通过井旁地震道集分析与岩石物理建模,分析了研究区地震AVO反射特征,在此基础上开展了AVO截距梯度积(P×G)属性分析、频变AVO反演、流体因子反演等方法试验,通过测井数据交汇、井旁地震道反演、地震与测井解释综合分析等综合评价,评价了采用AVO属性分析、频变AVO反演流体因子反演等单一方法识别本区目标储层流体具有一定的效果;然后,基于最小二乘方法以测井、钻井解释结果(漏失、油气解释成果)作为期望输出数据,通过求解超定方程组,给3种地震属性赋予不同权值,获得研究区缝洞储层油气综合识别结果,提高了碳酸盐岩缝洞储层含油气性识别可靠性;最后,在多数据融合及阈值判定的基础上,对工区每一口井位置的异常体积进行统计,将统计结果与井稳产日产量进行对比分析,结果表明,两者相关系数达到0.77,实现了缝洞储层流体定量识别。建立了应用流程,分析了方法应用关键参数。研究结果证明了叠前地震流体识别技术在碳酸盐岩缝洞型储层中流体识别的有效性,为类似地区流体识别提供了依据。     

裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法及应用

页岩储层地应力地震预测法通常运用弹性参数计算水平应力差异比（DHSR）,但是存在不足：一是预测方程中含有各向异性参数（裂缝柔度）,不容易求取,造成地应力预测难度较大;二是预测方程中的杨氏模量、泊松比等参数是由间接反演求取的,精度较低,难以满足页岩气地质工程一体化的要求。为此,提出了基于裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法。建立了基于杨氏模量、泊松比和裂缝密度的纵波方位各向异性AVO方程直接反演弹性参数,推导了由泊松比和裂缝密度表示的DHSR公式。根据井数据进行页岩储层各向异性岩石物理建模,并开展叠前方位各向异性反演,利用反演的泊松比和裂缝密度估算DHSR,运用DHSR评价页岩储层的地应力特征。应用实例表明：DHSR越小,水力压裂会产生不同方向的正交复杂裂缝网,可以更好地改造储层的物性和渗流通道,储层改造体积越大,越利于储层压裂;DHSR越大,水力压裂会产生平行于水平最大主应力的非正交平面裂缝,形成孤立裂缝,不利于体积改造。同时,DHSR预测结果与现有的测井地应力计算、压裂监测及产量测试等结果的一致性很高,并且符合地质认识,说明了所提方法的有效性和可靠性。     

川西丰谷地区三维AVO油气检测技术应用研究

利用川西丰谷三维宽方位地震资料，采用基于Fred.J.Hillterman简化方程的AVO技术，进行了三维AVO反演，得到垂向入射反射系数（NI）和泊松反射系数（PR）两个主要AVO属性体。通过测井数据岩石物理特征分析、已知井的AVO模型正演、流体替换和交绘图分析，可以实现从测井岩石物理属性到地震AVO属性的定量标定，进而对三维AVO属性剖面进行解释。在川西丰谷三维地震资料偏移距范围内，含气砂岩与含水砂岩的测井岩石物理特征存在明显的差异，储层砂体中气、水流体的变化可以导致不同的AVO异常。从交绘属性体中提取的须四段储层AVO属性异常分布表明，无论AVO属性剖面或属性平面展布均与实际钻井结果吻合，证实AVO反演属性对储层中含流体性质具有更直接、更准确的区分能力，在丰谷地区须家河组储层含气性检测中具有良好的应用实效。     

储层参数对多波AVO效应的影响

AVO效应反映了地震反射振幅随炮检距的变化 ,利用AVO效应可以预测储层参数并识别油气异常。综合应用纵波AVO与横波AVO ,不仅有利于解决由单纯的纵波AVO检测油气异常产生的多解性问题 ,而且还可以得到更多的岩石物性参数。以三层介质模型为基础 ,对不同储层参数的介质模型进行了多波AVO效应分析。结果表明 ,AVO效应与泊松比、速度、储层厚度等参数之间有一定的规律性 ,这为利用AVO效应反演储层参数提供了理论依据     

盖层各向异性对时移地震AVO的影响

油藏盖层各向异性在油藏开发前后对地震AVO曲线有相同程度的影响,而这种影响能否在2次地震AVO曲线相减后变得很小,可以被忽略？利用某油田数据建立了储层岩石物理模型,根据Gassmann方程获得了该油田储层的纵、横波速度与含油饱和度的关系曲线.设计了双层油藏模型,通过求解横向各向同性（VTI）介质界面的透射系数与反射系数的线性方程组,计算了油藏盖层存在各向异性时的P-P波和P-S转换波反射系数,分析了不同Thomsen参数对反射系数及其油藏开发前后反射系数差异的影响,并进行了定量分析.分析结果表明,小入射角情况下进行P-P波时移地震AVO分析,可以忽略盖层各向异性的影响;大入射角情况下进行P-P波时移地震AVO和多波时移地震AVO分析,盖层各向异性不能忽略.     

多尺度约束的叠前叠后联合反演方法和应用

常规叠后地震反演方法不能正确预测储层岩性和流体性质;而经典的叠前AVO反演技术在一定程度上利用了地震资料的叠前信息,能较好的区分含流体砂岩与泥岩的分布,但并不能有效区分油气水的分布。研究分析了叠后、叠前AVO反演的优缺点,讨论了多尺度约束的叠前叠后联合反演方法,可同时得到纵波阻抗、横波阻抗和密度数据体,进而计算泊松比等岩石弹性参数,通过井上测井响应特征的标定,利用AVO角度交汇技术进行纵波阻抗和泊松比交汇分析后,可准确、快速得到油气水的空间分布。实际资料应用表明,该方法具有很强的抗噪能力和较高的分辨率,能更准确地表征岩石孔隙中流体的性质,为识别储层流体性质提供了新的预测方法,也是地震反演技术新的发展方向。     

准噶尔盆地侏罗系储层含油气性相关岩石物理参数

通过模拟地层压力、温度等特征进行岩心测试,结合多波极子测井资料,对准噶尔盆地腹部侏罗系储层地震预测及含油性相关岩石物理参数进行了研究,认为单一地震属性预测岩性存在一些局限性;利用常规地震属性进行含油气检测是不可行的,阐述了在该地区应用常规纵波波阻抗技术进行储层预测及含油气性检测的难点,指出了含油气检测在利用AVO反演的同时,必须联合弹性波反演方法,才能有效提高地震储层预测和含油气性检测的成功率,对准噶尔盆地腹部合理应用地震技术预测储层和含油气性具有实际意义。     

储层参数对多波AVO效应的影响

AVO效应反映了地震反射振幅随炮检距的变化,利用AVO效应可以预测储层参数并识别油气异常。综合应用纵波AVO与横波AV0,不仅有利于解决由单纯的纵波AVO检测油气异常产生的多解性问题,而且还可以得到更多的岩石物性参数。以三层介质模型为基础,对不同储层参数的介质模型进行了多波AVO效应分析。结果表明,AVO效应与泊松比、速度、储层厚度等参数之间有一定的规律性,这为利用AVO效应反演储层参数提供了理论依据。     

宽方位杨氏模量反演和裂缝预测方法及应用——以渤中凹陷H构造潜山勘探为例

裂缝可作为油气储集空间或运移通道,是潜山油气勘探的重点目标。传统的方法多基于地震属性、利用弹性分界面AVO特征预测裂缝发育方向,但是由于顶、底界面AVO特征可能存在差异,导致裂缝预测精度较低。为此,利用杨氏模量对裂缝的指示性作用,从HTI介质一阶扰动近似方程出发,拓展基于杨氏模量、泊松比和各向异性参数表征的方位弹性阻抗方程,建立方位弹性阻抗反演方法;结合方位杨氏模量椭圆拟合和各向异性参数预测裂缝发育带,避免了顶、底界面AVO特征差异对裂缝预测结果的影响;最后通过模型试算,并实际应用于渤中凹陷H构造潜山勘探中,证实了所提方法可行、合理,预测的裂缝发育强度、方向符合实际情况。     

裂缝性储层的预测方法及应用

描述裂缝储层的主要参数有裂缝的形状、方位和密度等，这也是控制产油产气的主要因素。简要介绍了YC地区泥岩裂缝储层的地质特征与测井显示，综合分析不同观测方位的三分量地震转换波资料，九分量VSP资料，以及三维特殊地震属性等资料，对裂缝段进行了横向预测和描述的方法探索。结合AVO资料及所提取的地震属性，预测了YC地区储层段的裂缝密度和主方位角。     

裂缝性储层AVO模型研究

预测储层中的有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在油气勘探开发中具有重要的意义。当储层中存在裂缝时，流体与致密岩石的巨大物理性质差异形成一定规模的物理界面，引起储层地震波反射特征的改变，成为地震剖面上反映裂缝存在的重要信息。AVO分析方法所表现的方向性，可从三维道集的地震资料中分析出不同方向上的地震属性参数变化，这些参数与地层的各向异性具有一定的对应关系。当储层存在一定方位的裂缝时，其弹性参数会表现出方向性差异，这种差异能被AVO方法有效地检测。通过对不同方位角裂缝储层AVO模型研究得出：当地震波传播方向与裂缝走向的夹角逐渐增大时，反射系数随入射角的增大而减小；含水平裂缝地层的曲线斜率逐渐减小，地层的AVO截距逐渐减小，斜率逐渐增大；垂直裂缝地层的曲线斜率逐渐增大，地层的AVO截距逐渐增大，斜率逐渐减小。     

稠油油藏AVO影响因素分析

由于特殊的温压环境和形成机制，稠油油藏的密度与水非常接近，导致含稠油地层与含水地层的地震响应特征十分相似，致使应用AVO技术识别稠油的效果并不理想。为此，在稠油油藏AVO敏感因素分析的基础上，提出了一种利用AVO技术开展稠油油藏储层物性分析的新方法。首先通过基于Zoeppritz方程和Biot-Gassmann理论的岩石物理分析，以岩石弹性参数为桥梁建立反射系数与储层物性（孔隙度）、含油气性（含油饱和度）之间的关系；进而通过基于流体替换和孔隙度替换的AVO正演模拟，依次分析了含油饱和度、孔隙度对饱和稠油模型AVO特征的影响。结果表明，孔隙度是影响AVO响应特征的敏感因素，含油饱和度的影响可忽略不计。通过在锦州A油田的应用，对目的层孔隙度横向变化进行了研究，结果与钻井数据较为吻合，证实了文中方法的有效性。     

基于双差反演策略的时移地震AVO反演

叠前时移地震资料中包含着重要的振幅随炮检距变化(AVO)信息。对时移地震资料反演可以得到油藏开发前、后弹性参数的动态变化,进而能够勘探剩余油分布、优化注采方案、提高油田采收率等。但是由于不同年份时移地震数据间的反演不一致性常造成反演假象,导致不正确的解释结果。为解决上述问题,将时移全波形反演中的双差反演策略引入时移AVO反演;同时,使用改进的射线参数域地震纵波反射系数近似方程作为正演方程进行时移地震AVO反演。模型测试结果显示,所提的基于双差反演策略的时移地震AVO反演方法不易受基准模型的反演质量、基准模型反演和监测模型反演行为的不一致的影响,可以有效压制目标区域外的反演假象,使反演结果集中在目标区域,从而准确地反映储层变化,提高了目标区域的反演精度,并减小油藏解释的误差。该方法还具有较强抗噪性,可稳定、准确地反演储层的纵、横波阻抗变化,并有效地反映上覆地层压力变化造成的微小纵、横波阻抗变化。     

Nonlinear amplitude versus angle inversion for transversely isotropic media with vertical symmetry axis using new weak anisotropy approximation equations

In VTI media, the conventional inversion methods based on the existing approximation formulas are difficult to accurately estimate the anisotropic parameters of reservoirs, even more so for unconventional reservoirs with strong seismic anisotropy.Theoretically, the above problems can be solved by utilizing the exact reflection coefficients equations. However, their complicated expression increases the difficulty in calculating the Jacobian matrix when applying them to the Bayesian deterministic inversion. Therefore, the new reduced approximation equations starting from the exact equations are derived here by linearizing the slowness expressions. The relatively simple form and satisfactory calculation accuracy make the reduced equations easy to apply for inversion while ensuring the accuracy of the inversion results. In addition, the blockiness constraint, which follows the differentiable Laplace distribution, is added to the prior model to improve contrasts between layers. Then, the concept of GLI and an iterative reweighted least-squares algorithm is combined to solve the objective function. Lastly, we obtain the iterative solution expression of the elastic parameters and anisotropy parameters and achieve nonlinear AVA inversion based on the reduced equations. The test results of synthetic data and field data show that the proposed method can accurately obtain the VTI parameters from prestack AVA seismic data.     

裂缝介质中地震波方位AVO特征分析

预测储集层中的有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在油气勘探开发中具有重要的意义,裂缝的存在将导致介质属性的变化,不同的裂缝发育模式具有不同的表现特征,地震反射波振幅的方位变化就是一个重要的特征。对不同裂缝各向异性地质模型的地震波方位AVO特性进行了分析,建立地震波方位AVO的变化特征与裂缝走向和倾向的关系,尤其是具有一定倾斜角度的裂缝对地震波方位AVO的响应特征,为利用振幅变化信息预测裂缝提供了依据。将其应用于千米桥古潜山有利裂缝发育带的分析,取得了一些效果,促进了该方法在油气勘探中的应用。