利用三参数AVO近似方程的深层叠前地震反演

目的层埋藏深度的增加使地震波在目的层的入射角范围变窄,造成大入射角地震信息的缺失;深层更强烈的压实作用影响了常规流体因子对储层的敏感性,因此需构建对储层更敏感的流体因子并做相应的叠前地震反演方法研究。考虑到流体体积模量K_f对碳氢化合物的敏感度较高的特点,本文从岩石物理理论出发,推导了基于流体体积模量K_f、固体刚性参数K_m和密度ρ的三参数AVO近似方程和弹性阻抗方程,该方程满足窄角度入射时反演对精度和稳定性的要求;基于本文近似公式介绍了流体体积模量K_f的提取流程。模型试算和实际资料反演结果表明,流体体积模量K_f可从叠前地震数据中提取,且方法具有稳定性、实用性和精确性。     

基于岩石物理模型和叠前弹性参数反演的孔隙度计算

地层孔隙度参数的准确求取是油气勘探中储层预测、储层描述、储量估算和油气藏综合研究的一项关键性技术,而运用常规方法对孔隙度进行计算存在精度不高、物理意义不明确等问题。为此,从岩石物理的基本理论和岩石物理测试数据出发,在合理的假设前提下,以Gassmann方程和Eshelby Walsh方程为基础,推导和建立了利用高信噪比地震资料进行叠前弹性参数反演来计算地层岩石孔隙度的数学模型。选取实际资料的应用结果表明：①利用新模型可以提高碳酸盐岩储层孔隙度精确度约10%;②能够有效地计算预测地层孔隙度的纵横向展布,且符合地质、钻井认识规律;③利用地震资料叠前弹性参数反演获得的横波速度和体积密度剖面纵向分辨率较纵波速度剖面高,在此基础上开展的孔隙度计算能够提高孔隙度剖面的纵向分辨率。该数学模型提供的孔隙度数据为后期的钻井部署、储量估计、油气藏描述等研究提供了技术支撑。     

叠前AVA反演预测储层流体的方法与应用

AVO能够用来作为储层流体预测的工具，已经有很多文献论述了它的优越性。叠前AVA弹性多参数反演用来预测流体的研究才处于起步阶段，但是已经表现出很强的生命力。在研究前人文献的同时，从叠前AVA反演出发，将其用于胜利油田某一区块的实例计算，在得到了不同参数的反演剖面的基础上，进行了AVO的属性分析，提取了6个AVO的属性体，从各个不同的方面去预测储层流体的性质。从与井相对应的效果来分析，识别储层的符合率较高，说明了地震反演与AVO属性体结合起来，是一种较为有效的岩性与流体的预测方法。     

黏弹性介质叠前地震反演方法

前人只是从理论上分析了黏弹性介质中各种波的传播特征和衰减特征,并未对黏弹性介质精确的Zoeppritz方程进行近似,无法用于实际反演;沈章洪等以完全弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似方程,由于该近似方程的实部为完全弹性项,虚部为黏弹性项,因此也无法用于实际资料。为此,本文以黏弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似公式,以此为基础,基于贝叶斯理论的叠前地震反演,将纵横波速度、密度的反演推广到纵横波速度、密度和地层品质因子(Q值)的联合反演,建立了黏弹性介质近似方程,再根据贝叶斯理论建立反演方程,最终利用共轭梯度法对方程进行求解,得到纵横波速度、密度和地层Q值。模型试算与实例分析结果表明,根据联合反演所得的纵横波速度、密度和Q值进行储层描述,可提高储层预测精度。     

自适应优化参数模拟退火的叠前地震联合反演方法

叠前地震反演是一种地震数据定量处理与解释的重要技术,全局优化算法是叠前地震反演中一种有效的弹性参数估算方法。作为一种主要的全局优化算法,模拟退火算法广泛用于地震数据反演,但该算法涉及的多种优化参数(如初始温度、扰动范围等)对反演结果具有重要影响。模拟退火参数优化主要是通过模型试算进行设置,但此类经验性方法易引入误差,不具备推广性。为此,提出了一种基于自适应优化参数模拟退火的叠前地震联合反演方法。首先,联合贝叶斯线性反演与模拟退火非线性反演方法,通过线性反演结果驱动后续优化参数的估算及先验模型的构建;其次,针对不同地震道的数据差异,逐道计算适用的初始温度及扰动范围,有效提升了算法的适用性及稳定性。合成数据测试及实测资料应用表明,相比常规模拟退火反演方法,该方法的弹性参数反演结果与测井数据的相关系数更高。     

频率域叠前波动方程反演及其应用

基于波动方程的叠前反演是地球物理反演的重要发展方向,它利用全波场信息反演的弹性参数对预测地下储层的含油气性有重要的参考价值。本文推导了频率空间域全波形反演公式,并将波动方程写成矩阵形式,反演过程中采用波场回传技术和可控共轭梯度算法来更新模型参数。推覆体模型试算结果表明,该方法适用于速度横向变化剧烈地质体,经过几十次迭代可以收敛到真实速度模型。在我国西部某气田实际资料应用表明,反演出的弹性参数与井数据吻合较好,能够为流体识别和储层含油气性预测提供可靠的地球物理参数。     

基于小波变换的叠前地震弹性参数反演

 常用的叠前反演方法是对目标函数的非线性做近似线性化处理，使反演结果接近全局最优解，否则易陷入局部极小。此外，叠前反演是针对地震道或者反射系数的拟合，其目标函数中存在许多局部极小，这些都直接影响到迭代反演达到全局极小。为此本文提出基于小波变换的叠前地震弹性参数反演方法。由于小波多尺度反演是一种加快收敛速度、克服局部极值影响、搜索全局最小值点的有效反演手段，因此具有很强的抗噪能力及较高的分辨率。模型试验和实际资料处理结果表明，本文方法不仅能提高解的稳定性、加快求解的速度，而且具有较高的纵、横向分辨率。     

叠前弹性参数反演在黄珏油田的应用

为了预测苏北盆地高邮凹陷黄珏油田岩性油气藏Ed2^4有利砂体发育区，提出了利用叠前弹性参数反演预测砂体的思路。通过研究区地层弹性参数对砂岩的敏感性分析试验，筛选出2个对砂岩反应较敏感的弹性参数（弹性波阻抗和体积模量）。在精细地震AV0处理的基础上进行AV0属性反演，然后将常规波阻抗反演算法应用于AV0属性数据，最终得到纵波速度、30°弹性波阻抗和体积模量3个弹性参数。针对黄珏油田Ed2^4地层特征，利用30°弹性波阻抗、体积模量和弹性波阻抗的反射率预测有利砂体发育区。Ed2^4体在平面上整体呈扇形展布，主要可分为2个大的朵叶体，其中位于H83井-H32井西侧的②号砂体发育区最为有利，是下一步岩性油气藏勘探的有利目标。图6参14     

声学全波形反演预测饱和度

饱和度是储层定量描述的重要参数之一,研究饱和度对于地下流体分布、储量估计及井位设置都至关重要。基于全波形反演提供的高精度地层弹性参数,研究了地震饱和度预测方法。通过数学分析和数值计算,讨论了流体体积模量和孔隙空间体积模量特征及其对流体的敏感性,并在此基础上,提出了利用两参数全频带声学全波形反演和Brie公式预测饱和度的方法。通过数值计算,分析了体积模量和密度反演误差及Brie公式中指数因子误差对饱和度预测的影响。通过四川广安气田实际地震数据反演和饱和度预测,进一步验证了方法的有效性。     

基于叠前地震反演的流体识别方法研究进展

地震流体识别是指利用地震资料对储层含流体特征进行识别和描述,而地震叠前反演是储层流体识别和评价的有效途径。本文在评述现有地震叠前反演方法的基础上,分析优选储层流体敏感参数的必要性,论述了基于地震岩石物理理论的敏感流体因子的构建和评价方法,探讨了基于数据驱动和模型驱动的地震流体识别方法及其适用条件。理论研究和实际应用均表明：流体有效识别要以流体因子构建及敏感性分析为基础,选择有效的流体敏感参数及评价方法,明确目标储层有效流体因子;以地震反演为技术保障,研发可靠的叠前地震反演策略和适用的反演方法。     

叠前地震反演应用研究

叠前地震反演涉及地震采集(炮检距范围)、地震数据处理(保真度)、地震解释和测井解释、储层岩石物理以及反演算法本身与约束条件等方面,因此影响因素很多,此外还存在认识与观念上的差异,使其在实际应用中难以获得理想和真实的油藏描述结果。为此,仅限于地震叠前反演技术本身涉及的实际问题,分析了叠前地震反演在油藏地球物理应用中存在的问题,并对如何获得有效的反演结果展开了讨论。对大庆徐家围子火成岩储层进行叠前AVO反演和叠前弹性反演的结果表明:①叠前反演受输入数据的影响大,因此要做好AVO前期处理,如各向异性校正等;②不同炮检距范围叠加地震数据的弹性阻抗反演面临着各种因素的影响,如子波提取、井震标定和井约束等。     

利用模拟退火算法实现地震叠前反演

讨论了叠前同步反演和模拟退火算法的基本原理,介绍了利用模拟退火算法实现叠前同步反演的技术流程,把实现叠前同步反演分为高保真地震数据处理、共角度道集生成、子波提取和同步反演四大步骤,并重点叙述了模拟退火算法在叠前同步反演中的应用。该方法在苏里格气田砂岩分布及有利含气区预测的应用结果,验证了其有效性,同时表明该方法具有运算速度快、算法稳定、预测效果好等特点。     

基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法

岩石物理模型中包含了很多不同的岩石物理参数,一般可以通过测井资料或者实验室资料获得,但是诸如矿物基质弹性模量以及孔隙几何形状这些参数,不能从实测数据中直接获取,必须通过反演得到,因此,研究获取这些岩石物理参数的反演方法十分必要。对于砂岩油气储层,利用3种孔隙纵横比模拟岩石的孔隙结构,引用Biot系数公式确定矿物基质弹性模量的变化范围,并结合模拟退火优化算法提出了一种基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法。该方法的最大优势是能够在只知道常规测井数据的情况下,直接反演出岩石的矿物基质弹性模量和孔隙纵横比谱。针对实验室测试的42块细砂岩样品,利用该方法精确地获取了所有样品的矿物基质体积模量、剪切模量以及孔隙纵横比谱。分析反演获取的多种岩石物理参数表明：孔隙纵横比谱对岩石的弹性性质影响最大;孔隙纵横比谱可用来描述储层岩石的孔隙结构;利用3种孔隙纵横比的KT模型进行流体替换模拟的适用性很好;裂缝孔隙的体积分数对岩石弹性模量的敏感性最高。研究结果可为叠前地震属性反演和叠后储层定量预测提供参考。     

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...     

叠前随机反演方法及其在薄层预测中的应用

在钻井数量相对少的情况下,充分挖掘利用地震信息来为海洋油气勘探开发服务则至关重要。叠前随机反演技术是一种将叠前AVA同步反演与随机模拟理论有机结合的反演方法,不但考虑了地下地质的随机特性,而且充分利用了叠前地震资料中与储层变化特征有关的地质信息,产生多种弹性参数体的多个等概率的预测结果。该结果既符合输入数据的地质统计学特征,且又受地质模型的约束,真正融合了测井数据的垂向分辨率高和地震数据横向分辨率高的优势。基于对南海L气田的地质认识,综合地质、测井和2个限角度叠加地震数据体,通过叠前随机反演技术得到了高分辨率的纵波波阻抗、纵横波速度比、密度以及泊松比、拉梅常数等一系列岩石弹性参数,同时,还直接得到储层岩性(砂、泥岩等)、物性(孔隙度、含水饱和度等)数据体,直观地展示出储层的空间分布,薄层砂体和砂泥互层都十分清楚,为该区沉积微相和储层非均质性的研究以及开发风险评价奠定了基础。     

基于叠前反演的泥页岩地层压力预测方法

为了解决泥页岩地层压力预测问题,以焦石坝地区志留系龙马溪组页岩气储层为研究对象,调研分析了现今常用地层压力预测方法的适用性。在对页岩气储层异常压力发育段进行测井响应特征分析的基础上,提出能够有效识别页岩气异常地层压力的新参数,即异常地层压力识别因子;最后利用叠前弹性波阻抗反演结果计算出异常地层压力识别因子,从而预测焦石坝地区泥页岩地层的压力分布特征。与传统预测方法相比,基于叠前弹性波阻抗反演的泥页岩地层压力预测新方法具有更高的精度。该研究成果可以应用于泥页岩地层的压力预测,为页岩气精细勘探提供了依据。     

孔隙流体地震特性的计算

孔隙流体对岩石地震特性的影响为采油地震监测的物理基础,搞清地层条件下孔隙流体地震特性的变化规律对提高地震监测的精度具有重要的意义。在收集、分析前人研究结果的基础上,本文导出了当地层压力从高于饱和压力降低到低于饱和压力时,从原油中所脱出的游离气的体积百分含量计算式,并计算和分析了不同温度压力下原油、油气混合物以及地层水的地震特性,给出了一些新的认识。