基于频变AVO反演的频散属性估算方法及其应用

地震波在含油气储层传播时会发生较强的能量衰减和速度频散,以特定的频散属性定量地表征速度频散程度,并可将其作为-种新的烃类指示因子用于储层预测。基于介质界面反射系数随频率变化的数学关系,本文研究了频变振幅随炮检距的变化规律;应用贝叶斯反演理论,可从分频叠前道集中反演出表征纵波速度频散程度和频散程度随炮检距变化的梯度等属性参数。模型测试结果验证了本文所述方法的可行性及频散属性识别油气的有效性,实际应用则进-步说明据此反演得到的频散属性可为储层烃类检测提供较可靠的数据支撑,有效地降低了烃类检测的多解性。     

应用低频斯通利波频散特性反演软地层横波速度

 求取软地层横波速度是提高声波测井工程质量的重要因素。本文首先基于简化的Biot-Rosenbaum 模型,对低频斯通利波频散特性的敏感性进行了分析。在软地层情况下,斯通利波对地层横波速度较为敏感,当利用偶极声源测不到横波时,可利用斯通利波反演地层横波速度。此外还分析了在软地层情况下仪器对斯通利波频散曲线的影响,指出利用斯通利波反演地层横波速度应考虑仪器的影响。文中给出利用斯通利波反演横波速度的方法及流程。应用实例表明,用低频斯通利波频散特性反演软地层横波速度的方法是有效的。     

衰减与频散模拟

目前吸收模拟的正常解法是以波场外推技术为基础,这种技术在某些情况下可能较为昂贵。文献中已有两种成本较低但不够完善的替代方法,一种是按Futtcrman频散关系式在频率域中模拟频散但未考虑衰减,另一种是同时模拟衰减与频散,但这时假设的一个最小相位数字表达式并不合适于频散的处理。我们已证明,第二种根据Futtcrman衰减-频散关系的解法能适用于衰减和/或频散模拟,因而消除了上述不足。为了说明上述算法的实施,文中给出了合成数据和实际数据的例子。     

基于吸收和速度频散的孔隙弹性介质流体识别研究

为了研究利用自激自收地震资料进行储层中流体识别的可行性,根据储层和上覆介质波阻抗的差异特性,将油气勘探中遇到的砂岩储层分为3类,设计了3个模型,利用模型分析了3类储层反射系数振幅和相位角随频率变化的特征。模型分析结果表明,储层中岩石的渗透率、流体的饱和度对与低频相关的吸收和相速度影响较大,且证实在某种程度上,利用吸收和速度频散引起的反射系数和相位角表现出的低频异常特征可以作为储层流体识别的一个标志,并根据其特征建立了识别不同类型储层流体的准则和步骤。通过实例分析证实了经过适当处理的自激自收地震资料中存在吸收和速度频散产生的低频异常特征,以及利用其特征进行储层流体识别的有效性。     

岩石中波传播速度频散与衰减

速度频散与衰减是地震岩石物理领域一个前沿性问题,它不仅是开展频率域储层及流体预测的关键理论基础,同时也是解决不同地球物理测量方法（地面地震、VSP、测井、超声波岩心观测等）之间数据匹配困难的重要手段。笔者在阐述速度频散和衰减现象基本特征的基础上,详细回顾了Biot模型、喷射流模型、BISQ模型、双孔模型、裂缝 孔隙微结构模型和斑块饱和模型等6种主要速度频散与衰减理论模型的研究进程、原理和限制性,利用示意图直观地描述了这些模型的机制,并给出了它们各自的高低频极限、特征频率和适用条件。同时系统回顾并分析了国内外半个多世纪来速度频散与衰减实验测量技术的发展进程和应用现状,并在实验测量数据的基础上给出了自己对地球物理测量手段、岩石物理模型与频率相关性方面的思考和认识,即有必要将单频带的岩石物理模型拓展到全频带,并基于此将不同频带地球物理手段的测量数据联系起来,实现在同一尺度下的综合应用。     

速度频散:描述储层岩石特征的一种工具

从弹性频散和固有衰减的角度出发,对Gypsy实验场地一地层内利用不同频率测得的速度值之间存在明显的不一致性作了解释。通过测井信息确定的简单模型,估算Gypsy砂岩之上一海相层段内部频散的弹性散射分量(38％)。任何比这个层段弹性散射的预测数大的频散被认为由固有衰减(62％)所造成。利用该井的垂直测量值,直接位于Gypsy砂岩之上的海相层段估算的固有Q_1=51,具有一个有效的Q数值,因为散射Q_(sc)=85。综合基质的总Q为32。利用固有Q=30并忽略散射作用的影响,可以解释Gypsy层内部非均质性砂岩和页岩的垂向测量值的频散。水平观察值需要进行更详细的模拟工作,以揭示路径和体积效应、弹性散射、衰减和固有各向异性的相对作用。声测井曲线上不太容易分辨的薄层在改善井间响应方面具有重要意义。频散可能是利用井间和地表地震资料作出储层属性图件的关键。     

旋回分层与横波频散

地层剖面通常由于周期沉积机制表现为旋回或亚旋回分层。旋回分层产生了短周期多次波(SPM),它使得地震频率段上测得的旅行时速度低于声波测井频段上的旅行时速度。Floguet模拟表明,循环分层导致的频散和衰减主要出现在窄的“阻”带上(或“调谐频率”带)。当旋回分层间隔是半波长的整数倍时,出现阻带。阻带频率的位置符合O’Doherty—Anster关系。 旋回分层的频散或衰减特征不同于较规则的由粘弹性产生的衰减和频散的频率分布,随着低频速度与高频速度之差的加大,旋回分层的阻带变得更宽,并且阻带内的衰减也在增加。原则上讲,设计频带在常规地震频率与声波频率之间的野外试验能将完全由粘弹性产生的频散与旋回分层所产生的频散(至少部分频散由其产生)区分开。     

逆频散方法压制频散面波

由于面波的频散特性,在频谱或f-k谱上与反射波互相重叠,应用传统基于切除法的滤波方法在压制面波的同时,也会损伤有效反射波。本文提出一种通过相位校正消除面波频散、进而分离出面波能量并予以滤除的逆频散方法,该方法是在共炮点地震道集上消除因面波频散引起的走时差异。模型数据测试和实际资料处理结果表明,该方法能有效地压制面波且有利于去除空间假频。     

沉积岩石中速度频散和与频率有关衰减的观测

为了尽可能在宽频范围内确定岩石的弹性性质，在帝国学院的井下试验基地对饱和的沉积岩岩石系列进行了一系列的实验。这些实验分成四类：频率范围在３０￣２８０Ｈｚ之间的垂直地震剖面（ＶＳＰ）、井间勘探（０．２￣２．３ＫＨｚ），声波测井（８￣２４ＫＨｚ）和实验室测试（３００￣９００ＫＨｚ），在这些实验中尽量测试了岩石的纵波和横波的本征衰减和速度。观察了纵波和横波的速度频散。在声波频段，纵波的本征衰减有一个与频     

衰减与频散的补偿方法

大地滤波作用不仅引起高频成分的迅速衰减,而且造成子波相位特征的畸变。要进行高分辨率地震资料的处理;必须对上述衰减和频散进行补偿。本文采用李氏经验公式计算的衰减因子Q值,提出一种具有空变和时变特性的Q值补偿方法。补偿处理是在单道上进行的,可以是动较正后的叠前道,也可以是叠后道,使用非常方便。     

利用斯通利波衰减反演储层渗透率

流体井孔中的柱状声源被同种流体饱和的孔隙介质包围。以该声源激发的声波场理论为基础，采用分波分析的方法研究复波数平面内极点留数对应的斯通利波。建立了利用斯通利波幅度衰减反演储层渗透率的线性化最小二乘反演模型。利用不同储层条件下的合成全波数据，对反演渗透率结果的稳定性、收敛性及误差作了细致的考察。反演结果表明：这是一种简单、有效的地层渗透率求取方法。     

速度模型反演的CFP方法

针对叠前深度偏移速度模型的建立，本文深入研究了应用CFP技术进行速度模型反演的两种方法(即同步反演和异步反演)。同步反演是指同时反演聚焦算子和速度模型，通过调整速度模型来调整DTS响应，使道集拉平并且位于零线，每一次调整速度模型之后都要计算聚焦算子、CFP道集和DTS响应，并根据DTS响应计算速度模型的修正量。这种方法基于等时原理，速度模型的调整和DTS道集的拾取紧密联系在一起，该方法直观可靠，主要工作量在于DTS响应的拾取。算子和速度模型的异步反演则是先根据误差对称准则迭代计算正确的聚焦算子，然后根据算子反演速度模型，两个步骤截然分开，速度模型的反演不再涉及DTS响应的拾取，该方法间接求取速度模型，大大减少了拾取的工作量。和常规的偏移速度分析方法相比，CFP方法可以在反射界面的单个几何点上进行，不需要区域性重复偏移，大大减少了计算量；它也不需要常规方法中的小炮检距假设或小倾角假设，适宜复杂地下介质的偏移速度分析。文中合成记录的速度反演取得了满意的结果，并对实际资料的反演进行了初步实验。     

依赖频率的纵、横波衰减参数叠前反演方法

随着地震勘探进程的不断深入,需要更有效的流体识别方法满足日益提高的储层预测精度的要求。根据动态等效介质理论设计的两层储层初始模型推导了逆品质因子与速度的最佳正弦拟合解析式,定义了依赖频率的纵、横波衰减参数,并构建了利用叠前角道集和岩石模量反演衰减参数的算法。通过模型试算和实际数据应用验证该算法,结果显示：纵、横波衰减参数对含流体储层的敏感度高,衰减参数属性反演结果能够有效识别高含气饱和度储层;纵波衰减参数受背景干扰小,能更准确地识别含气储层。所提算法为有效利用衰减属性进行流体识别提供了一种新的途径。     

基于横纵波速度比值迭代的纵横波联合反演方法

在利用弹性阻抗EI反演纵、横波速度和密度时,若无速度信息,通常设定横纵波速度比k为常数,从而与真实的k值存在误差,将导致反演结果不准确。进一步研究发现,当缺乏大入射角信息时单独基于EI反演纵、横波速度和密度,反演结果易受噪声影响而很不稳定。为此,利用参数分辨矩阵分析了k值对反演结果的影响,发现纵波速度和密度几乎不受k值误差的影响,横波速度对k值的变化十分敏感。基于此提出了非线性k值迭代方法,通过逐次迭代求取准确的k值,相应得到准确的横波速度,进而基于Aki-Richards转换横波反射系数近似方程推导了转换横波弹性阻抗(SEI)方程,提出了基于k值迭代的纵横波联合反演方法。利用层状模型和Marmous 2的部分模型测试了上述方法,结果表明该方法能使k值较快地收敛到真实值,可更加稳定地反演纵、横波速度和密度。     

裂缝性多孔介质纵波频变特性研究

各向异性介质地震波衰减的研究一般只针对横向各向同性介质,即包含一组垂向裂缝。实际储层中往往存在多组正交或斜交裂缝,因此研究含多组裂缝储层的地震波频散和衰减非常必要。Chapman建立了包含两组裂缝的中观尺度喷射流模型,但是没有讨论两组裂缝对特征频率、频散和衰减幅度的影响。为此,建立了计算含多组裂缝储层纵波频变特性的方法。首先对Chapman模型数值模拟,讨论裂缝参数对特征频率和频散、衰减幅度的作用;然后分析Chapman模型和标准线性固体模型之间的关系;最后建立利用广义标准线性固体模型计算包含多组裂缝储层的频变纵波模量的方法,即利用Chapman模型和各向异性Gassmann方程得到低频模量,利用Chapman模型得到高频模量。所提方法利用低频、高频极限模量和模量损失表征地震波的频散和衰减特性,其中模量损失可表征每组裂缝的贡献,并得出以下认识：1裂缝方位和地震波入射方向只影响频散幅度和衰减幅度,而不影响频散频带和衰减频带;2不同裂缝发育情况的纵波速度V_P(或纵波逆品质因子Q_P^-1)曲线间存在代数关系,因此可以利用单组裂缝的V_P(或Q_P^-1)曲线表示两组甚至多组裂缝的V_P(或Q_P^-1)曲线;3当地震波传播方向与裂缝平行时,V_P随频率的变化很小,P波衰减最小。所提方法对于研究各向异性介质的地震波场特征及地震响应机理具有一定实际意义。     

Walkaway VSP井旁各向异性速度模型反演方法

针对一个井源距VSP初至反演的井旁速度模型不能用于同一口井多个不同井源距VSP数据的偏移成像这一问题,本文介绍了一种使用Walkaway VSP的初至旅行时反演井旁各向异性模型的层速度和各向异性参数的方法。该方法根据声波测井速度的变化趋势对井旁一维速度模型进行分层,以零井源距VSP初至时间反演的速度作为初始速度模型,用一种接近沉积岩特性的多层各向异性介质模型描述和定义井旁速度模型的各向异性参数,利用不同井源距VSP的多条VSP初至时距曲线反演井旁水平层状各向异性速度模型的层速度和各向异性参数,得到Walkaway VSP偏移成像的井旁各向异性速度模型。把该模型用于Walkaway VSP实际数据的偏移成像处理,取得了较好的效果。     

砂岩中孔隙流体的黏性与衰减,模量和速度色散

为了探讨孔隙流体的黏滞系数对饱和砂岩的衰减,械量和速度色散的影响,本文进行了四种不同黏点系数的饱和长石砂岩的低频共振实验,结果发现在０．０１～１０Ｈｚ频带范围内,无论是衰减温度谱还是衰减叔率谱,都显示出衰减随黏滞系数的增大成良好的线性增长关系,黏滞系数越大模量越大;同时还具有明显的模量与速度色散,而且随着黏滞系数的增大,模量与速度色散有增强的趋势。     

AVO流体反演技术应用研究

由于AVO响应存在多解性,即不同的岩性组合和流体组合可以产生相似的AVO响应,该多解性使得AVO的应用受到限制.AVO流体反演技术是用来分析AVO响应并将这些结果与理论结果相比较,确定流体的性质从而降低多解性问题并提供油气存在的可能性到底有多大.首先介绍7该技术的原理及实现方法,然后结合某地区的叠前地震资料进行了详细说...     

饱和砂岩中衰减、模量和速度的流体效应

饱和砂岩中孔隙液体的粘滞系数对饱和砂岩的衰减,模量和速度色散的影响在较低频段是明显的。通过对３种不同粘滞系数的液体和砂岩的低频共振实验结果表明,随液体的粘滞九的增大,衰减显著增大,模量增大,存在明显的和速度色散,随液体粘性增强,模量与速度色散也有增强的趋势。     

二维波动方程速度反演的优化方法

利用波动方程反演方法求取地层参数是实现岩性勘探的一个有效途径。但由于波动方程反演的不适定性,使求解变得十分困难。因此,为避免反演的不适定性,通常采用优化方法求解。文中从二维波动方程反问题出发,将反问题的数学模型改变为求取速度参数,并建立相应的泛函,从而得到计算层速度的梯度近似式,进而给出反演迭代的优化算法。利用这种算法对较为复杂的理论模型,在含有不同噪声水平的干扰下,进行数值反演,获得了较好的结果。