多波联合反演研究进展

纵波和横波虽然同为地震弹性波,但是动力学特征差异显著。与地震纵波相比,地震横波对地下介质的横波速度和密度更为敏感,因此联合反演地震纵波和横波有助于更好地估算速度和密度参数,提高储层描述和流体检测的精度。回顾了多波联合反演的发展历程,其中纵横波旅行时反演具有较高的计算效率,但由于反演结果精度有限,难以直接用于油气检测;多波AVO反演利用地震波振幅信息反演多个弹性参数,有效提升了横波速度、横波阻抗、密度等参数的反演精度。大量实际应用结果表明,多波联合反演为提高储层定量化预测精度提供了有效途径,而多波数据匹配是保证多波联合反演结果可靠性的重要基础。继续发展深度域反演技术、智能化反演算法将有助于推动多波联合反演的应用。近年来横波可控震源技术的快速发展,极大地提升了纯横波地震数据的品质。最新现场试验结果表明,纯横波地震数据已具备与纵波地震数据相当的品质,并在实际生产中显示出较好的应用前景:SH-SH波可用于疏松砂岩气云区的高精度成像,SV-SV波可用于准确、可靠的高分辨率密度反演。因此基于横波震源的九分量地震勘探将是未来多波勘探技术的重要发展方向,需要进一步提升和完善对地震横波响应特征的认识,明确横波与纵波的动力学特征差异,为地震纵、横波油气直接检测提供重要的理论依据和方法支持。     

纵横波联合反演在储层预测中的应用 ——以沾化凹陷罗家地区沙一段生物灰岩为例

目前油气勘探中单纯依靠纵波数据反演的结果存在多解性。利用纵波和转换横波地震数据进行联合反演, 可以有效提高对横波阻抗的计算精度以及储层预测的可靠性。针对罗家地区沙一段生物灰岩储层岩性横向变化较大,常规纵波叠前反演难以准确预测储层及油水分布的问题,利用多波多分量地震勘探技术,开展纵横波联合反演研究,通过纵横波联合标定、转换横波压缩匹配,构造精细解释等方法建立联合反演初始模型,进而求取对岩性和流体敏感的纵横波速度比、密度等适用于储层预测与油藏描述的弹性参数。实际应用结果表明,纵横波联合反演得到的弹性参数能够识别沙一段生物灰岩储层变化,同时也能够反映储层流体分布,与研究区该层段56口井实钻资料的吻合率达到85%。     

地震波多分量联合反演在塔北隆起S油田的应用

三叠系是塔里木盆地S油田主要含油气层,三角洲前缘砂岩储集层物性好,但含气后纵波速度趋近于泥岩。以地震多波多分量资料为基础,用测井资料分析确定了有效储集层敏感参数;在纵波、转换波精细标定及匹配的基础上,开展纵波、转换波联合反演,得到了纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等参数。用横波阻抗有效识别出砂岩分布特征,用纵横波速度比预测了储集层的含油气性。结果表明,多波资料储集层预测较单一纵波预测精度更高。     

改进纵波与转换波时间匹配方法研究

针对多波地震资料纵、横波匹配方法产生的转换波地震子波的畸变问题,本文提出了一种改进纵波与转换波资料时间匹配的方法。该方法依据傅里叶展式的时标变换定理,对时间匹配后的转换波资料的地震子波进行振幅和相位同时匹配,解决纵波与转换波时间匹配域转换中的转换波地震子波波形畸变问题。文中对实际测井资料合成地震记录进行了研究,结果表明该方法能够对转换波资料进行振幅和相位的同时匹配。含噪声合成数据实验研究结果表明,本文方法也能够改进转换波的时间匹配结果。     

三维多波地震双反演储层预测技术在苏里格气田的应用

三维多波地震双反演储层预测技术基于AVO原理,其输入数据是PP波和PS波的角度道集(或者叠加数据),反演结果综合了时间域和振幅域的信息。通过在反演过程中使用一个初始模型约束反演,使结果吻合低频初始纵、横波速度比的趋势。具体步骤如下:①选择目的层反演层段进行PP/PS层位匹配,求出目的层段纵、横波速度比,并将PS波数据压缩至PP波时间域;②通过一系列的模拟退火运算以及参数控制,让约束条件方程不断收敛,不断逼近一个最小值,直至得到一个全局最优反演的纵、横波速度比;③利用得到的纵、横波速度比,进一步反演得到纵、横波速度和密度;④最终由纵、横波速度和密度信息计算出泊松比、拉梅系数和流体因子等弹性参数。本文通过对鄂尔多斯苏里格气田多波三维地震转换波静校正、波场分离、速度分析、振幅恢复等处理技术进行深入研究,得到了品质较高的地震多分量资料,在此基础上,利用双反演方法进行纵、横波联合解释,细化了储层的非均质性,找出了相对含气富集区。     

基于超声测试的页岩岩石物理特征分析

针对中国东北通化地区页岩层理的发育特点,根据两个方向的三轴压缩实验和纵、横波速度测试,分析了页岩弹性模量、泊松比和纵横波速度在不同方向的变化规律。实验数据分析表明：不同围压条件下页岩各向异性参数ε与γ间存在线性相关性,应用线性回归建立的经验公式可为二者相互预测或测试提供参考;有利储层岩样的各向异性程度明显大于不利储层;随着围压的增高,纵、横波速度均增大,ε和γ均减小;页岩的纵横波速度比与密度呈正相关,因而与总有机碳含量（TOC）呈负相关,高TOC有利储层的纵横波速度比明显小于1.7,而低TOC的非有利储层纵横波速度比均高于该值,可作为区分不利储层的标志;平行于层理方向的页岩弹性模量随着孔隙度的增高而变大,垂直于层理方向的弹性模量随着孔隙度的增高而减小,可为页岩脆性和甜点地震定量预测提供依据。     

岩石中纵横波速度关系研究

纵波、横波在不同的岩石中传播的速度不同,各种因素对纵横波速度的影响也不同,岩石中纵横波速度关系是地震勘探的基本问题。依据国内大庆油田、辽河油田、吐哈油田3个区块的全波测井数据,采用线性、二次曲线2种数学模型对比研究,得到3个区块纵横波速度之间的线性关系与二次曲线关系。分析表明,岩石中纵横波速度关系有地区性差异。     

转换波资料在川西坳陷储层预测中的应用

转换波资料解释具有优质储层预测可靠、裂缝检测信息丰富、流体性质判断准确等优势。在川西坳陷新场地区,针对深层须家河组目的层,探讨了利用三维三分量地震资料进行储层预测的方法。利用多分量地震资料和纵横波测井资料,建立了裂缝型正演地质模型,获得了裂缝各向异性介质中地震波传播特征;通过纵、横波井震联合标定,弄清了地震相与沉积相的关系,确定了纵波和转换波反射同相轴的地质含义;对纵、横波资料进行匹配处理,使纵波与转换波的同层反射时间、振幅、相位、频率和波形一致;通过全波属性分析和纵波与转换波联合解释研究等,形成了针对川西坳陷储层预测的转换波地震资料解释技术。在川西坳陷深层须家河组优质储层预测、裂缝检测和含气性识别中,该技术获得了良好的应用效果,钻井获得了高产工业气流。     

莺琼盆地纵横波地震参数及衍生参数的变化规律

利用岩心实验室测试数据、全波列测井数据和地震资料对莺琼盆地纵横放地震参数及衍生参数的变化规律进行了分析和研究。含气岩心的弹性模量、纵横波速度比和泊松比比古盐水岩心低很多;砂岩的纵横波速度比和泊松比比泥岩低得多。当地层埋深超过2500m时,纵横波速度比、泊松比基本不受深度的影响。岩石密度和孔隙度的相关性很好;含盐水岩心的纵横波速度比与孔隙度的相关性很差,含气岩心的纵横波速度比与孔隙度的相关性稍好于含盐水岩心。     

基于Zoeppritz方程的叠前和叠后混合多参数非线性地震反演

目前通过Shuey近似式或Gray近似式及基追踪理论反演泊松比,或依据叠前反演获得的纵、横波速度计算纵横波速度比,但不可避免地降低了参数反演精度。为此,尝试通过精确的Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比或泊松比。基于垂直入射反射系数和精确Zoeppritz方程的褶积模型,结合边界保护正则化建立叠前和叠后地震反演的目标函数,以降低反演不适定性的不利影响,并使用快速模拟退火算法进行全局非线性优化。由于多参数之间的量级差异以及多参数同步随机搜索增大了不确定性,在反演时通过在改进Fatti方程中引入密度与纵波速度、横波速度与纵波速度两个拟合式提高反演精度与稳定性。实际资料反演结果表明：精确Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比的精度明显高于间接反演,各参数反演结果与测井数据基本吻合;叠后反演获得的纵波速度和密度精度较高,叠前反演获得的纵横波速度比的精度高于叠后反演,18°~24°角度道集的反演效果好于3°~9°和33°~39°角度道集。     

分频技术在气层识别中的应用

拟合追逐分解（ＭＰＤ，ＭａｔｃｈｉｎｇＰｕｒｓｕｉｔＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法能提高地震数据谱分解的分辨率，使时间分辨率 和频率分辨率保持一致，该方法避免了傅氏变换谱分解方法的时窗大小选择和分析时间点不准确的问题。含气 地层对纵波资料产生较大的频率衰减，在储层下方可能出现低频强振幅的阴影区。而转换波资料受气藏影响 小，在转换波剖面中不会出现同纵波类似的低频阴影区。因此，综合２种资料在分频剖面上的表现，可以进行储 层含气性预测。对已知气藏的实际多波地震资料进行ＭＰＤ分频处理，在不同波场的分频剖面上分析气层响应 特征，可以找出含气地层在纵波和转换波分频剖面上的识别标志。     

纵波与转换波的横向分辨率比较

在多分量地震勘探中,纵波(PP波)与转换波(PS波)的横向分辨率高低一直没有得到系统的研究。本文就煤田多分量地震勘探中PP波与PS波的横向分辨率与转换点位置、纵横波速度比、炮检距、界面深度以及品质因子等影响因素的关系进行了讨论,并对煤田实际资料进行了处理,结果表明在一般情况下,PS波的横向分辨率要高于PP波,纵横波速度比和品质因子比对PP波和PS波的横向分辨率之比值影响较大,界面深度较浅以及炮检距较大时对横向分辨率之比值影响较大。这一结论可对多分量地震勘探的观测系统设计以及处理解释提供新的依据。     

纵波和转换波联合反演技术在松辽盆地北部LMD地区的应用

常规纵波反演技术基于纵波地震资料,反演结果具有多解性。纵波和转换波联合反演技术基于纵波和转换波地震资料,由于增加了转换波地震资料这一约束条件,大大降低了反演结果的多解性,从而提高了储层预测的精度。纵波和转换波联合反演方法的基本原理是,通过建立纵波和转换波的反射系数线性方程,基于三维三分量地震资料,计算地层的纵波阻抗、横波阻抗和密度的反射率。首先基于正演模型,讨论了反演方法的精度;然后基于松辽盆地北部LMD地区的三维三分量地震资料,针对某气顶型油藏进行了反演,反演结果与实际地质特征吻合。     

叠前同步反演在徐家围子断陷火山岩气藏预测中的应用

徐家围子断陷营城组火山岩发育,天然气资源丰富,但火山岩储层的岩性非常复杂,气层与气水层之间存在严重的波阻抗叠置现象,基于全角度多次叠加地震资料的常规波阻抗反演不能给出反映物性和流体特征的参数,因此很难对火山岩气藏进行准确预测。但火山岩储层含气后,纵波速度降低,横波速度变化不大,基于这一特征,采用叠前同步反演技术,综合应用纵波弹性阻抗和纵横波速度比,可以对火山岩气藏进行识别。阐述了叠前同步反演的基本原理,讨论了反演处理中的地震资料处理、岩石物理分析、层位标定和子波提取、低频趋势模型建立等关键步骤。实际资料分析表明,低纵波弹性阻抗和低纵横波速度比对应含气火山岩储层,根据这一特点预测了有利含气区。     

从2007年度EAGE年会看地球物理技术的发展

采用多方位或宽方位的三维采集技术,能够改善地震资料的照明、去除多次波和提高横向分辨率,因此,相对窄方位采集的资料,在成像方面有明显的改进。在地震速度建模方法中建立短波长的速度模型,可以提高速度场的分辨率。复杂地质体建模加入地层倾角变化和各向异性的影响,使得速度模型更加适应地下复杂构造。在构造倾角大于90°和射线多路径成像问题中,可以采用逆时偏移方法实现高陡构造的成像。纵波各向异性叠前深度偏移应用表明,在偏移处理中即使采用最简单的各向异性参数,也比使用各向同性参数处理的效果好,各向异性参数应尽早引入处理流程。对比转换波资料的各向异性叠前时间偏移和各向异性叠前深度偏移,各向异性叠前深度偏移能够改善成像道集和剖面的质量。S波分裂中的慢S波在含水地层的振幅响应为弱振幅,且S波分裂现象明显,而含油地层的S波分裂不明显。这些观测表明了用S波分裂进行油水识别的可行性。多分量地震资料中PS波的振幅信息能够提升PP波在河道砂岩识别中的精度,速度比和各向异性参数的应用能精细刻画地层裂缝发育。在四维地震资料处理中,叠前时间偏移和叠前深度偏移获得的不同差值剖面可能会改变对剩余油分布的判断,显示出叠前深度偏移处理的重要性。用时移地震资料监测断层的移动,可以规避钻井穿越活动断层时的风险。贝叶斯方法能够有效地计算出AVAZ反演产生的不确定性,可视化显示后可为AVAZ反演效果提供评估依据。叠前地震资料反演的属性参数能用于储层预测。     

弹性波逆时偏移的角度域共成像点道集提取方法

对于多分量地震勘探,由于介质中纵、横波的耦合作用,多波角道集存在能量串扰和低波数噪声干扰等问题。针对横波Poynting矢量构建过程中存在的应力串扰问题,基于解耦延拓方程及伪横波应力构建方法,对质点振动速度和应力进行解耦,实现了无能量串扰的纵波和横波Poynting矢量构建;在基于Poynting矢量提取PP波反射角和PS波反射角的基础上,提出了基于弹性逆时偏移的PP波和PS波角道集提取方法;针对PP波角度域共成像点道集存在的低波数噪声干扰问题,提出了角度域共成像点道集的角度衰减叠加策略,提高了偏移成像精度。应用模型数据验证了方法的正确性。     

含裂缝致密砂岩多波AVO响应分析

研究含裂缝致密砂岩的AVO响应特征,对致密砂岩储层参数的预测及油气开发具有重要意义。本文基于Biot-Gassmann流体替换理论,利用Thomsen各向异性理论建立含裂缝致密砂岩的等效HTI地震模型,通过分析含裂缝致密砂岩的PP、PS1、PS2波AVO响应特征发现：各向异性与各向同性介质的PP波反射系数在入射角小于10°时无明显差别,入射角大于10°时,不同裂缝密度致密砂岩的反射系数会有明显差异,且随裂缝密度增高而变大;各向异性与各向同性介质的PS波反射系数在入射角为0°、55°时两者几乎无差别;不同裂缝密度时PP波与PS1、PS2波AVA的极性反转位置移动规律不同。     

基于伪多道匹配的时移地震互均化方法

为了提高数据匹配的精度,更好地消除两期数据非油气藏区域的地震响应差异,文中提出采用伪多道匹配法代替最小二乘匹配法进行时移地震互均化处理。采用伪多道匹配算法同时对时间、振幅、频率和相位进行约束,将模型道表示为关于时间、振幅、频率和相位的表达式,通过公式推导化简为用四道数据精确表示的模型道表达式。该方法相比传统的最小二乘匹配算法具有更高的匹配精度,可以更好地消除非油气藏的静态差异,反映地下油气藏的动态变化。模型试算及实际资料处理验证了本文方法的有效性。     

一种改进的射线弹性阻抗公式及弹性参数反演

用射线弹性阻抗直接求解纵横波速度比时,解析式是由两个弹性阻抗比值构成的高幂次函数,在实际应用时,其稳定性和抗噪能力较差,因而其应用前景受到制约。在生产中有必要开发出一种改进的射线弹性阻抗,使弹性参数求解更加稳定。对射线弹性阻抗公式进行二次项展开,将射线弹性阻抗表达成纵波阻抗和横波阻抗的函数。通过误差推导和实验分析,给出了用其反演纵波阻抗、横波阻抗及其它弹性参数的解析式。最后在某海上油田工区应用该方法进行反演,取得了良好的应用效果。     

地震与声波测井匹配校正方法研究

地震资料与测井数据之间的匹配问题已成为地震岩性解释，油藏描述，储层反演以及储层监测过程中的主要问题。目前，用于地震与测井匹配校正的方法主要有经典的闭合差校正法，基于杨氏谐振Q模型的直接匹配法以及基于多分辨分析技术的匹配方法，经典的闭合差校正方法简单直观，适应性强，但当不存在VSP数据时，需要先进进行准确的合成记录制作和层位对比；基于杨氏谐振Q模型的校正方法虽然可直接进行测井与地震数据的匹配，但其对测井速度精度要求较高，且仅对闭合差为正偏差的情形适用；多分辨分析方法与经典闭合差校正具有不足之处相同，但前者自动化程度较后者要高，本文在系统分析现有匹配校正方法的基础上，提出一种基于最小二乘原理的新的匹配滤波方法,该方法可以从时间、相位、频率等多方面实现合成记录与地震记录的匹配、校正、且效果良好。