应用成像测井确定川西须家河组漏层及漏失性质

川西须家河组在钻探过程中经常发生井漏。该储集层具有低孔隙度、低渗透率特征，属于裂缝性致密碎屑岩储层，在一定压力下，造成了钻井液沿天然裂缝渗透；具有异常压力特征，在钻开致密异常压力地层时产生诱导裂缝而发生井漏。根据钻井液漏失现象在成像测井图像上的特征，提出了应用成像测井技术确定川西须家河组漏层及漏失性质的方法。通过2口井的成像测井实例分析，说明了成像测井技术可以为钻井泥浆配制、钻井施工与防漏与堵漏方案制定提供可靠、直观的依据。     

基于PWD的绕射波波场分离成像方法综述

绕射波成像方法能有效地对地下小尺度不连续地质体如断层、裂缝、粗糙岩丘边缘、河道等高精度成像,成像优劣的关键在于如何有效地从原始波场记录中分离反射波和绕射波波场.目前,绕射波分离及绕射波成像方法已逐步成为研究热点.本文系统地回顾了绕射波分离及成像方法的发展历程,分析了反射波和绕射波波场特征,并着重介绍了PWD(平面波分解)解构滤波器及其在叠前、叠后分离并成像绕射波的方法原理,探讨了绕射波成像方法的应用前景.     

潜山裂缝型油气藏绕射波属性预测方法

潜山裂缝型油气藏的勘探重点之一是裂缝发育区域的预测,本文发展了应用绕射波属性数据进行裂缝分布描述的方法,并提出利用主成分分析方法,结合绕射信息及敏感属性提取,给出裂缝预测的工作流程。模型试算表明绕射波场能够较好地反映构造裂缝的分布规律。将该方法应用于裂缝型油藏精细描述中,绕射波分析方法能够更为精细、全面地描述潜山裂缝型油气藏中裂缝的分布规律。      

基于倾角-偏移距域道集的绕射波成像

地震绕射波是地下非连续性地质体的地震响应,绕射波成像对地下断层、尖灭和小尺度绕射体的识别具有重要的意义.在倾角域共成像点道集中,反射波同相轴表现为一条下凸曲线,能量主要集中在菲涅耳带内,绕射波能量则比较发散.由于倾角域菲涅耳带随偏移距变化而存在差异,因此本文提出一种在倾角-偏移距域道集中精确估计菲涅耳带的方法,在各偏移距的倾角域共成像点道集中实现菲涅耳带的精确切除,从而压制反射波.在倾角-偏移距域道集中还可以分别实现绕射波增强,绕射波同相轴相位校正,因此能量弱的绕射波可以清晰地成像.在倾角域共成像点道集中,反射波同相轴的最低点对应于菲涅耳带估计所用的倾角,因此本文提出一种在倾角域共成像点道集中直接自动拾取倾角场的方法.理论与实际资料试算验证了本文绕射波成像方法的有效性.     

局部倾角滤波和预测反演联合分离绕射波

地震绕射波源于介质非连续性,从地震记录中将绕射波分离出来并进行成像,其结果对研究诸如碳酸盐岩缝洞储层这类复杂非均质储层具有重要意义.对炮集记录进行平面波分解,在地层倾角不大的假设下,反射波和绕射波同相轴在平面波分解剖面上存在较大的倾角差异.基于此,我们提出分步进行绕射波分离的方法:(1)利用局部倾角滤波方法将绕射波的较大倾角信息成分分离出来,此时,余下的部分包含有反射波和残留的低倾角绕射波信息;(2)利用频率-空间域预测反演方法从上述含有反射波和残留的低倾角绕射波信息中分离出残留绕射波成分;(3)将两次分离的绕射波信息相加得到最终的绕射波估计.用该方法能够得到相对完整的绕射波信息,有效地克服了靠单一的倾角差异进行绕射波分离时明显损失低倾角信息,从而影响绕射波成像结果横向分辨率这一问题.理论与实际资料试算验证了该方法的有效性.     

基于斯通利波能量衰减的裂缝渗透性评价方法研究

塔里木库车地区气藏目的层主要为致密砂砾储层,裂缝是流体主要的运移通道.该地区多采用油基泥浆钻井,导致电成像效果差,降低裂缝有效性评价精度.斯通利波对井中流体运动的敏感性,为利用斯通利波评价裂缝渗透性提供了可能:阵列声波资料提取的斯通利波能量经归一化后计算衰减系数,然后根据实验得到的衰减系数与裂缝宽度的关系反演出裂缝宽度,同时根据裂缝宽度、裂缝倾角反演得到裂缝渗透率.结果表明,水基泥浆井中利用该方法反演得到的衰减系数、裂缝宽度、裂缝渗透率曲线与电成像解释成果图对应良好,在裂缝发育段曲线呈现明显高值,在裂缝不发育段呈现低值;同时与试油结果吻合,可以用来评价裂缝渗透性.最后将该法推广到油基泥浆井中,结合电成像测井可提高裂缝有效性评价的精度.     

地震勘探中的边缘绕射波及其动力学识别方法

深层、小尺度岩性体的高分辨率探测已超出常规的反射波地震勘探能力,而绕射波成像技术具有高分辨率.综述国内外绕射波的研究现状,本文将发展已久却未受到高度重视的几何绕射理论引入到勘探地震中,从物理直观性上阐述了边缘绕射波的运动学和动力学特征,详细分析了沉积不连续、透镜体和正断层产生的边缘绕射问题.目前主要依据走时差异识别边缘...     

鄂尔多斯盆地西缘地区偏移成像技术研究

鄂尔多斯盆地西缘地区地质构造发育,构造类型的多样化有利于油气的运移和储存,具有较好的勘探前景.由于构造的复杂性,静校正问题突出,准确建立速度场困难,深层成像精度差;绕射波、回转波发育,成像归位不准确.本文综合层析静校正技术和初至波剩余静校正技术计算静校正量,在精细速度分析的基础上建立偏移速度场模型,采用基于共炮检距域的Kirchhoff叠前时间偏移成像技术进行偏移成像,此方法对速度场精度要求低,计算效率快且成像精度高.结果表明:浅层静校正问题在一定程度上得到了解决,深层反射层能够较准确的分辨,偏移剖面上反映的地层信息丰富且成像归位准确,较好地刻画了研究区的构造形态,满足研究区的成像要求.     

流动地震仪检测钻头振动信号的现场试验

钻井过程中钻头对井底的冲击振动为钻头前方地层的探测提供了震源，可用来消除钻井过程中的地质不确定性和降低钻井风险.本研究在分析井下钻头振动信号特点的基础上，根据现代地震观测技术的新发展，将多道勘探地震仪和流动数字地震仪的性能进行了对比分析，将天然地震的观测设备和分析方法应用到随钻地震检测中，提出了一套新的随钻地震检测方案，利用高灵敏度流动数字地震仪连续检测钻井过程中的钻头振动信号，初步现场试验表明该技术方案可行，获得的信号信噪比高，易于钻井工程师掌握，为随钻地震技术提供了新的技术路线.     

超深层目标随钻测井引导的动态地震成像

超深层油气储层目标上覆巨厚的复杂介质,基于地面观测数据估计的地震波传播速度存在误差,将导致地震成像结果不准确,增加深井钻探风险或勘探成本.随钻测井提供的地层速度信息可用于提高偏移速度模型的精度,从而通过叠前深度偏移重处理减小井震闭合误差,及时地重新定位深层的钻探目标,并为钻井轨迹调整提供科学依据.为此,本文提出一种随钻测井引导的动态地震成像方法.它在相对地质年代信息约束下,将测井资料处理获得的层速度用于修正井孔周围一定范围内的偏移速度模型,结合波动方程基准面延拓实现局部三维叠前深度偏移处理,利用图形处理单元(GPU)加速以便更新钻头前方的地震图像.基于实际地震与测井资料的仿真试验表明该方法技术具有可行性,预期可为面向深储层的智能导向钻井提供有力支撑.     

基于压缩感知谱反演算法及其在随钻过程中的应用

在超高温高压环境下的深海钻井过程中,受关键层位、尤其是薄弱层(弱抗张力地层)影响,加上缺乏海上超高温高压薄弱层精准快速识别及关键层位精准卡层技术方法,以致钻井事故频发,是海上超高温高压油气勘探开发亟待解决的重要问题.随钻过程中高精度地震数据的应用,作为钻井过程实时监测的手段,能够有效提供钻头前方精细地质构造信息.本文在谱反演提高分辨率技术基础上,提出了基于压缩感知L0范数算法的谱反演算法,并形成完整的提高分辨率技术流程.该方法能够相对保幅保真地实现地震数据的有效拓频,识别薄弱层及实现随钻地震高精度关键层位综合预测.方法在南海西部油田深层的随钻实际数据分析中,有效识别了钻头前方薄弱层、关键地层、储层深度等关键信息,结果与钻后测井资料吻合,验证了方法有效性,为南海西部油田超高温高压钻井的风险评估提供依据.     

莺歌海盆地中深层高温高压领域井震标定难点及对策

随着勘探的不断深入,天然气勘探目标向深层高温高压领域拓展.莺歌海盆地是世界上罕见的高温高压盆地,天然气资源丰富,盆地中深层具有绝对压力大、压力窗口小的特点,给钻井工程安全实施带来极大的挑战.随钻过程中精确的井震标定,是确保钻井作业安全实施及钻井取芯等地质作业精准实施的关键.而深层高温高压地层岩石物理特征复杂,出现暗点型气藏导致的井震标定不一致的问题;钻井作业难度大,往往缺失声波或密度曲线,这都给精细的井震标定带来挑战.本文针对这几个难点,分别提出相应的井震标定方法.对密度曲线缺失、岩石物理规律复杂的井段利用相控密度预测的方法预测密度曲线;在中深层声波曲线缺失井段利用电阻率与声波的拟合关系进行声波预测;对于暗点型井震不一致的问题利用近道地震资料开展井震标定.将这些方法应用在莺歌海盆地乐东区中深层的勘探随钻中,取得了较好的预测效果,为随钻卡层、钻井取芯提供了准确的深度和厚度数据,证明了方法的可行性,可为类似地质条件区域的井震标定提供借鉴.     

一种基于圆弧片状压电振子的相控圆弧阵随钻声波测井辐射器

随钻三维反射声波成像测井技术可以实时地对井周围的地层构造和地质体进行成像,为地质导向钻井提供必要的信息,是下一代声波测井技术的发展方向.针对该项技术,提出了一种基于圆弧片状压电振子的相控圆弧阵声波测井辐射器,推导了该辐射器的声学性能在波数-频率域的数学描述,并采用了实轴积分的方法对该辐射器在无限大液体、井旁地层中产生的波场进行了求解.研究结果显示,无论在无限大液体中还是在充液井孔内,该声源均可以向任意方位定向辐射能量,其水平指向性图主瓣明显,旁瓣级低,具有较高的方位分辨率;相控阵技术能够使得即使在较低的频率下,该声源辐射的声场仍具有较好的方位特征;与传统的单极子反射成像技术相比,有希望利用该声源发展一种具有较好的方位分辨能力和更深径向探测深度的随钻反射成像测井方法;与偶极子反射成像技术相比,采用该声源可以在周向上360°范围内确定反射体的方位,能够消除井旁地层界面方位测量的多解性.     

叠前三维共反射面叠加在实际地震资料处理中的应用

针对复杂地表地质条件下地震资料覆盖次数不均、部分数据缺失而导致的地震资料品质下降、陡倾角地区成像质量变差等问题,文中采用了叠前三维共反射面叠加技术.共反射面叠加是一种与宏观速度无关且考虑了反射点曲率的地震成像方法.它利用共反射点道集一个邻域内(菲涅尔带)道之间的相关性,并将相干区域内道集的能量相加来增强地震反射信号和绕射波能量,并借助于相邻CMP道集数据形成CRS超道集,使得面元内的覆盖次数更加均匀;同时利用超道集的高覆盖次数来压制噪声,最终得到高信噪比道集数据.实际地震资料处理表明,该方法可大幅度地提高地震资料信噪比和分辨率,增强地震同相轴的连续性,此外还可为叠前偏移成像处理、AVO属性分析、叠前地震反演等提供高质量的输入数据.     

异常地层压力声波衰减分析及地层压力地震数据外推反演

澳大利亚西北大陆架卡拉汶盆地含有丰富的油气资源, 但其地质条件复杂, 普遍存在异常地层高压分布,特别是该区区域盖层-中深层巨厚的Muderong页岩层内存在局部异常高压带,给石油钻井带来巨大困难.本文根据卡拉汶盆地北部地区10余口井的实测地层压力资料、声波测井数据和联井地震剖面, 研究该页岩层内异常压力千赫兹尺度声波响应的衰减特征,及其与地层有效压力之间的关联计算模型.通过联井地震数据的井-震相关性分析进行井-震过渡,研究井旁地震数据在异常高压带的衰减特征,及其与地层有效压力之间的关联计算模型,从而实现井震资料联合进行地层压力地震外推反演.研究表明,Muderong页岩层地层有效压力与井中声波速度/阻抗品质因子和井旁地震阻抗品质因子具有良好的正向相关性,根据二者交汇数据拟合经验公式反算得到的各井有效压力结果基本反映出实测有效压力曲线的变化特征.卡拉汶盆地北部地区地震数据具有良好的井-震相关性,地震资料品质相对可靠,确保了声-压相关分析的井-震过渡.最后,通过地震阻抗品质因子与地层有效压力之间的关联计算模型,进行该区异常地层压力地震外推反演,预测结果与钻井证实的异常压力分布特征基本符合.本研究为卡拉汶盆地中深部区域盖层局部异常高压带的地层压力外推反演提供了一种有效途径.     

随钻电磁波传播方位电阻率仪地质导向关键技术

随钻电磁波传播方位电阻率仪器在钻井过程中可以提供地层边界的方位及距离信息,因此在地质导向应用中发挥着重要作用,是提高油气资源开采率的重要手段.该技术是国外近十年来发展起来的前沿技术,在国内尚属空白.本文首次构思并实现了一种应用"交联天线"的随钻电磁波传播方位电阻率仪器,并从天线结构,测量原理,数据处理以及地层电阻率成像及解释等几个方面详细阐述.交联天线由极化方向正交的线圈串绕组成,同时具有方位探测和地层背景电阻率测量的功能.通过分析交联天线的电压在仪器旋转过程中的变化规律,可以计算出仪器所在地层的电阻率,判断地层边界的方位以及估算地层边界相距仪器的距离.该随钻电磁波传播方位电阻率仪器还包括用于常规电磁波传播电阻率测试的多频多测距补偿天线结构.结合地层电阻率测量及其在方位上的相对变化,可以实现对地层电阻率的全方位成像.该仪器在国内油田进行了多次实井测试,测试结果证明仪器能够在水平井地质导向中准确提供仪器所在地层的电阻率,以及地层边界方位和距离信息.已有实井测试结果表明仪器在油层(100Ωm)和泥岩(5Ωm)中的地层边界探测深度分别为2.2m和1.6m,平均误差在0.2m以内.     

基于机器学习的时间反转散射体检测方法

地下小尺度散射体的检测和识别对于提高地震勘探的分辨率具有重要意义,目前业界普遍采用绕射波分离及成像方法检测地下散射体,而绕射波成像的质量主要取决于绕射波和反射波波场分离的程度.本文将被动源震源定位问题中常用的时间反转原理引入到地下散射体检测中,首先通过分析被动源和主动源模型反传波场的聚焦状态,验证了时间反转原理应用于地下散射体检测中的可行性;并引入机器学习中的朴素贝叶斯分类算法,给出适用于时间反转散射体检测的分类算法框架,计算模型中每个点成为散射体的概率,最终检测出地下散射体最有可能存在的位置.散射体模型和Sigsbee2a模型的试算结果证实了本文方法在不需对反射波和绕射波分离的情况下,即可实现对地下散射体的检测和定位,同时由于考虑了多次散射的影响,检测结果能准确反映地下散射体的位置.     

大闭环伺服控制随钻智能导向钻井方法

深层油气资源量巨大,是全球油气开发的重要方向.随着钻井朝着深层(＞4500 m)和超深层(＞6000 m)发展,地质条件更加复杂,深层钻井泥浆信号传输速率受限,井下随钻测井等数据传输延迟,增加了钻井事故的频率及钻出储层的风险.当前井场智能决策钻井的方法不适用,井下自主智能钻进是未来深层超深层高效钻进的发展方向.本文借鉴无人驾驶汽车的理论技术架构,提出了一种大闭环伺服控制随钻智能导向钻井方法,集旋转导向、地质导向、随钻地震、电磁前探、随钻测量、信号传输、自动钻机等技术于一体,利用"边钻边学"的人工智能评价与决策方法,智能识别钻头前方油气藏甜点,智能决策钻进方向和钻速,并利用大闭环伺服控制实现井下钻头的自主智能导向和钻进.大闭环伺服控制随钻智能导向钻井架构包括钻进感知、智能决策与大闭环控制3个部分.钻进感知部分通过随钻测井数据获取钻头定位信息、井周地层及钻头前方特性参数,智能决策部分依据钻进感知部分获取的信息通过人工智能决策模型修正轨道和优化钻进策略,大闭环控制部分根据智能决策指令调整钻进方向和速度.本文在钻进感知部分采用支持向量机算法利用随钻测井数据进行岩性智能识别,优选随机森林算法和长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)循环神经网络对孔隙度、渗透率、饱和度和泥质含量进行评价.在智能决策部分优选随机森林算法对机械钻速进行预测与优化,均获得了高准确率.     

南海深水盆地改善中深层地震成像关键技术研究

南海深水区某盆地受复杂地质条件与崎岖海底等因素的影响,地震资料信噪比低,中深层成像差.经多次重处理后,盆地内大部分地区基底成像依旧不理想,严重制约了该区勘探研究工作的深入.有效恢复地震反射信号的能量和频率信息,提高叠前资料的信噪比是改善中深层成像的基础.针对该盆地中深层成像问题,研究了两项新技术:(1)基于自动寻优的鬼波压制技术;(2)基于高速倾角预测的seislet变换去噪技术——恢复了中深层低频信息,有效提高了中深层信噪比.实际地震资料应用效果表明:在目前常规深水资料处理流程中加入两项针对性的新技术后,该盆地地震资料中深层的成像质量得到了显著改善,特别是基底成像更加清晰、连续,为盆地区域研究与目标评价工作提供了可靠保障.     

渤深6地区高精度处理技术

渤深6探区高精度处理的目标带是T6以下的深层,由于这些地层埋藏较深且存在潜山、断裂带等复杂构造,造成深层能量较弱,成像困难.在该区块的高精度处理过程中应用能量补偿、频率控制、速度拾取、噪音衰减、剩余静校正等关键技术,解决了反射信号弱、分辨率低、信噪比低的问题,取得了较好的成像效果.