基于弹性波阻抗理论的构造煤预测方法研究

从弹性波阻抗基础理论出发,通过对不同煤体结构的模型计算和分析,探讨弹性波阻抗对煤体结构变化的敏感性,发现与利用Whitcombe方法进行归一化与未做归一化,其弹性波阻抗都表现为随着角度的增大对煤体结构变化的敏感性下降。研究表明,纵、横波速度之比(υ_p/υ_s)及泊松比(σ)随煤体破坏程度的增大而增大,具有很好的相关性。通过纵、横波速度之比的平方与泊松比的乘积[(υ_p/υ_s)~2×σ](G属性)能够很好的区分煤体结构。可采用基于弹性波阻抗反演的方法来提取G属性。以寺河煤矿西二盘为例,利用测井曲线计算和分析了各个钻孔中3~#、9~#和15~#煤层的G属性值,最终把G=2.5的区域划分为构造煤发育区域。     

利用地震反演信息划分煤体结构

基于不同煤体结构的物理性质不同, 利用叠前地震反演信息得到的多种弹性参数可以进行煤体结构的划分, 从而确定煤层裂隙发育带。介绍了同步反演的理论基础和实现过程, 对同步反演结果进行了初步分析, 并通过LMR变换获得2个岩性指示因子LR与MR, 利用二者的交汇图划分煤体结构, 进而预测了淮南张集煤矿西三采区煤层裂隙发育区域。这种基于叠前资料的反演分析方法, 能有效地利用以往被忽略的叠前地震信息, 显著提高岩性解释水平。      

概率神经网络在地震岩性反演中的应用

卧龙湖煤矿北二采区岩浆岩侵入8煤层的现象较为严重,同时该区煤层中构造煤比较发育,瓦斯富集问题较为突出。利用三维地震资料、测井曲线进行约束反演得到的波阻抗作为外部属性,并使用step-wise属性选择法确定合适数目的地震属性,利用概率神经网络技术(PNN)对该区进行孔隙度预测反演。孔隙度反演结果与波阻抗反演结果的对比表明:孔隙度较波阻抗对于识别瓦斯富集带具有更高的分辨能力;概率神经网络具有高稳定性、计算精度高等特点,可作为研究构造煤发育和瓦斯赋存的有效手段。      

叠前多属性概率神经网络反演储层孔隙度

近十年来非线性反演方法(如人工神经网络、遗传算法)在地球物理解释中,得到越来越多的应用,但人工神经网络反演目前通常只采用叠后波阻抗反演结果和叠后地震属性(如振幅、频率和相位)进行预测,而忽略了地震叠前道集中包含的地层信息.这里通过叠前地震反演获得纵波、横波阻抗和密度信息,结合叠前地震属性,综合应用PNN神经网络方法来反演地层孔隙度参数.其过程包括:①提取叠前地震属性和叠前反演纵波、横波阻抗和密度参数;②分析孔隙度和各类叠前属性和叠前弹性参数的相关程度,确定出与孔隙度关系密切的主要参数;③综合叠前反演弹性参数和叠前属性等参数,应用神经网络分析方法反演得出孔隙度体.该方法克服了由于砂泥岩波阻抗重叠造成的叠后波阻抗反演储层预测存在多解性的问题,反演孔隙度体提高了储层识别精度,储层预测和钻井结果一致,符合实际地质规律,证明本方法正确有效.     

利用叠前弹性参数同时反演预测储层的含油气性

叠前时间偏移得到的CRP道集和叠前弹性参数同时反演技术为岩性和隐蔽油气藏勘探开发提供最为有效的含油气储层的识别方法。依据弹性波传播的基本理论,对Zoeppritz方程进行简化,给出了计算纵横波波阻抗同时反演的公式。在井资料分析及计算其弹性参数的基础上,通过交会图分析得知利用P波阻抗和S波阻抗交会可以区分岩性,P波阻抗和孔隙度交会可以区分储层,储层和流体因子λ交会可以区分储层的含油气性。通过反演结果提取了研究区沙河子组的含油气储层平面特征和剖面特征,其预测结果与实钻结果一致,证明了叠前弹性参数同时反演对预测含油气性具有较好的实用性。     

井约束下的三维地震波阻抗反演识别构造煤发育区

煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的重要地质因素,而"构造煤"的发育是煤与瓦斯突出的一个必要条件。如何识别"构造煤"分布范围对于采取煤与瓦斯突出防治措施尤为重要。淮北芦岭煤矿Ⅲ102、Ⅲ106采区构造发育,煤层破坏严重,煤与瓦斯突出的危害较大。该区的测井资料表明,其构造煤在波速、密度方面与原生结构煤均有较大差异,因此波阻抗有利于确定构造煤的分布范围。通过对研究区的地震数据进行井约束下的波阻抗反演,得到初始波阻抗体,并对其低频信息进行多次迭代反演,得到最终反演波阻抗体。通过对比解释研究区过井波阻抗反演时间剖面、8煤层反射波能量最大值及±10ms时窗的阻抗幅均方根平面图,有效划分出区内构造煤、原生结构煤及其过渡区。     

含煤地层转换波叠后横波波阻抗反演

叠后地震反演方法适用于纵波和横波地震资料的反演,但对转换波地震资料却不适用。为了实现利用转换波剖面得到横波波阻抗信息,通过建立转换波反射系数和横波反射系数之间的关系,直接从转换波地震数据中获取横波反射系数,把转换波叠后波阻抗反演问题转化为横波波阻抗反演问题。基于测井约束反演原理,利用横波反射系数和转换波解释层位建立初始横波波阻抗模型,优选反演处理参数,实现转换波叠后横波波阻抗反演。含煤地层转换波横波波阻抗反演结果,为进一步研究岩性参数比属性奠定了基础。和横波勘探相比,转换波勘探施工方便,工作成本相对低廉,因此利用转换波叠后地震反演获得横波波阻抗,是一种经济的办法。但由于在计算横波反射系数时采用了近似公式,所以反演结果精度会受到一定影响。     

叠前弹性波阻抗反演在储层预测中的应用

叠前弹性波阻抗反演是当前地震反演技术的一个热点,它利用叠前道集为输入,以横波、纵波、密度等测井资料为约束,联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数,进而进行储层物性及含油气性综合判定。其反演结果比叠后声阻抗反演,在可信度方面有很大提高,能够获得更多、更敏感有效的数据,可对含油气性进行半定量和定量描述,具有广泛的应用前景。这里介绍了叠前弹性波阻抗反演技术的基本原理和方法,并对新疆某油田实际资料进行反演分析,其结果为储层预测和储量计算提供了重要依据,获得了良好的应用效果。     

基于改进粒子群算法的叠前弹性阻抗反演

弹性阻抗反演是结合声阻抗反演与AVO反演的叠前地震反演技术,能够克服叠后波阻抗反演的缺陷,反映振幅随偏移距变化的信息,已经广泛应用于地震岩性识别和流体特征的获取。常规的线性迭代弹性阻抗反演方法存在依赖初始模型、容易陷入局部极值等缺陷。针对这一问题,提出了一种基于改进粒子群算法的弹性阻抗非线性反演方法,并利用该算法对胜利油田某工区地震资料进行了弹性阻抗反演,获得了多个弹性参数剖面,与实际钻井结果相符,该方法为复杂油气藏的勘探开发提供了一种有效可行的途径。     

叠前弹性波阻抗反演在储层预测中的应用

叠前弹性波阻抗反演被认为是寻找岩性、地层等隐蔽性油气藏的有利技术,综合利用测井纵横波、密度、地震叠前道集等资料反演出与岩性、物性、含油气性有关的弹性参数,用于判别与指示有利储层。以柴达木盆地扎哈泉地区X区块为例,应用叠前弹性波阻抗反演技术针对该区进行储层预测。首先从反演基础数据准备角度出发,阐述了测井横波正演、地震叠前道集数据处理在参与反演过程中的必要性;其次运用该技术预测了X区块有利砂体的平面分布,并且根据预测结果后续部署两口井全部获得工业油流;最后认为叠前波阻抗反演技术在该区进行储层预测具有可行性。     

波阻抗反演技术在煤田地震岩性勘探中的应用

在煤田地震勘探中,岩性勘探已成为人们研究的一个热门课题。与其他地震反演技术相比,波阻抗反演技术不仅可提高原始地震资料的垂向分辨率,而且可以将地震波转换为地层信息。介绍了波阻抗反演技术的原理及实现方法,并以平顶山某采区岩性勘探为例,说明波阻抗地震反演方法可以进行岩性勘探,并可用来预测煤层厚度,同时还可以识别煤层中的夹矸。     

三维地震资料波阻抗反演技术及其应用

利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映。     

波阻抗反演技术及其应用效果

山西潞安常村矿N4采区位于常村井田西北部,区内煤系地层较平缓。其煤层密度、速度与上下围岩有较大差异,特别是3^#、15^#煤层可形成能量较强的反射波。在常规地震剖面上,15^#煤层反射波为无法区分三个分层的复合波,经STRATA反演后其地震剖面明显存在三个独立的反射波,特别是15^#-3煤层的波阻抗明显低于围岩的波阻抗。通过实例还发现,地震反演技术的应用能够明显提高地震资料的解释精度,可精确划分地层,解释断层及陷落柱。地震反演技术在测井资料与连续观测的地震资料结合的基础上,可以突破地震频带的限制,提高纵向分辨率。     

波阻抗约束反演技术预测煤层厚度

用测井资料结合三维地震数据体及其解释成果进行多井约束下的波阻抗反演(稀疏脉冲反演结合地震约束的测井曲线反演)来预测煤层厚度,是通过层位标定确定煤层所对应的波阻抗层,然后提取该波阻抗层的厚度并与钻孔见煤点处的煤层厚度进行拟合匹配,最终得到三维地震测区的煤层厚度分布规律。该法对煤层厚度预测是一种新的尝试。      

小波边缘分析建模波阻抗反演方法在煤层解释中的应用

受限于地震波主波长的1／4,常规地震处理难以分辨较薄煤层。基于模型的波阻抗反演虽然克服了厚、薄煤层计算问题．但因难以得到准确的高频部分,很多情况下反演结果的精度和分辨率往往不能满足地质预测的要求。小波边缘分析建模波阻抗反演方法是从地震数据中提取地震特征参数,用于建模并参与迭代反演。该方法即可以弥补反演过程中高频成分的误差,减少对钻井数据的依赖程度,得到较为合理的初始模型,又可提高反演的精度和分辨率．使反演结果更好的反映实际地下地质情况。利用该方法,对大井-将军庙及新疆红沙泉2个勘探区的侏罗系中统西山窑组含煤地层进行波阻抗反演,反演结果与钻井资料进行比较,其中大井一将军庙0802及0809号孔单煤层厚度误差分别为3％、8％．新疆红沙泉多煤层厚度及煤层之间的夹层厚度预测结果除B6煤层误差较大外,其它误差均小于7％．可见该反演方法的计算结果比较准确。     

基于各向异性AVO的裂缝弹性参数叠前反演方法

基于各向异性理论,将具有水平对称轴的高角度裂缝介质等效为HTI介质。首先,通过分析HTI介质反射界面的纵波反射系数公式,研究裂缝介质振幅随偏移距和方位角的变化特征,探索了方位各向异性介质弹性参数和各向异性参数的叠前反演方法。其次,为更好地估测介质的弹性参数:纵波阻抗IP、横波阻抗IS以及各向异性梯度Γ,对反射系数近似式进行了简化,同时对简化公式的精度进行了对比分析。最后,选取2D逆掩断层模型,利用褶积公式制作不同方位的合成地震道集,并对合成地震道集添加随机噪声(信噪比为2∶1),将其应用于方位AVO叠前反演算法试算中。结果表明,当信噪比为2时,方位AVO叠前反演所得纵波阻抗、横波阻抗及各向异性梯度的估测值与模型真实值基本吻合,而且估测值能够较准确地反映原始模型的地层特征,验证了方位AVO叠前反演算法的准确适用性。     

基于模拟测井资料的波阻抗反演

波阻抗反演技术把具有高纵向分辨率的已知测井资料与连续观测的地震资料联系起来,实行优势互补,是煤田岩性地震勘探的重要手段。今天,模拟测井资料占主导地位是不容忽视的现实,因此,关键问题是如何利用模拟测井资料做好波阻抗反演。这里针对上述问题进行了有益的尝试,提出了解决这一问题的方法。从对实际资料进行处理后显示,该方法提高了地震资料的分辨率,能够推断地层岩性在平面上的变化及顶、底板岩性情况。     

川东建南地区石炭系地震储层预测

川东建南地区上石炭统黄龙组残余厚度一般在0～30 m,岩性以白云岩、石灰岩和角砾岩为主,且以前两类的储集物性较好。白云岩类是工区石炭系最重要的储集层,在白云岩类储层中又以针孔白云岩最好;石灰岩类储层中以角砾状灰岩较好。利用三维地震资料所作的属性定量分析、波阻抗反演及厚度预测等储层预测工作表明,黄龙组储层较围岩具有高阻抗的特点,其中物性最好的针孔白云岩表现为高阻抗背景下的低阻抗特征,物性较差的角砾白云岩表现为高阻抗特征。储层的测井响应特征及地震响应特征分析发现,当地震剖面存在双强相位(双轨特征)时,黄龙组地层存在,而当地震剖面呈现单轨特征时,则黄龙组地层不存在;地震振幅强弱与黄龙组厚度密切相关。利用地震属性及波阻抗反演技术同时预测储层厚度,其结果与实钻结果相当吻合。     

波阻抗反演在东胜煤田勘探中的应用

东胜煤田为陆相沉积煤田,具有含煤层数多、厚度不均、层间距不稳定等特点,勘探区内地震反射波追踪对比存在多解性,严重影响了煤层的追踪对比。为破解该难题,对东胜煤田地震勘探资料进行了以模型为基础的多井约束岩性宽带反演,即:利用该勘探区的地震数据资料、对煤层反射波解释层位、断层数据,结合测井数据、岩性柱状数据及其它地质资料,进行多井约束下的二维叠后反演,对所得到的反演数据体再依据反演原理,结合已知测井数据进行地震属性反演,最终得到能够反映岩性变化的波阻抗数据。对波阻抗反演数据进行煤层追踪对比解释,准确圈定出区内煤层的赋存范围,并合理解释了煤层分叉、合并、尖灭及厚度变化等地质现象,取得了较为可靠的地质成果。