弹性波阻抗在时移地震中的应用分析

常规声波波阻抗由于缺乏横波的信息,使得它对于流体的变化很不敏感,而弹性波阻抗反演,除了与纵波速度,密度有关之外,还与横波速度、入射角度有关,由于考虑了AVO(Amplitude Variation with Offset)效应,使得对流体和岩性的预测能力增强.本文将弹性波阻抗反演应用于时移地震中,采用AVA(Amplitude Variation with Angle)约束稀疏脉冲反演来进行弹性波阻抗反演,得到纵横波阻抗等弹性参数,通过交会图分析,将弹性参数转换为油藏参数,如预测含水饱和度的变化,通过本方法可增强对储层流体的预测,提高储层管理能力.     

叠前地震反演技术的进展及其在岩性油气藏勘探中的应用

与叠后地震反演相比，叠前地震反演可得到更丰富的储层信息，可提高储层的描述精度.目前，叠前地震反演主要包括弹性阻抗反演、叠前P波阻抗和S波阻抗联合反演、叠前地震波形反演.文中概述了叠前地震反演各项技术的主要进展及其典型应用实例，提出了叠前地震反演技术在岩性油气藏勘探开发中的应用策略.叠前地震反演技术在未来的油气勘探开发中将有广阔的应用前景.     

叠前弹性阻抗反演及其在含气储层预测中的应用

叠前弹性阻抗反演方法,由于充分利用振幅随偏移距变化的信息,与叠后波阻抗反演相比,对岩性及流体的分辨能力和可信度有较大提高,是当前叠前方演的一个重要方向.本文讨论了弹性阻抗反演的基本原理和流程,指出了该方法的应用条件和关键步骤.对J地区东营组浊积砂岩的实例研究表明,大角度弹性阻抗对含气砂岩具有非常理想的分辨能力,利用近角度和远角度弹性阻抗的交会分析,能够可靠地识别含气砂岩的分布范围.研究结果对该区砂岩气藏的勘探具有重要意义.     

基于Fatti近似的弹性阻抗方程及反演

用Connolly的弹性阻抗(EI,elastic impedance)公式进行反演只能直接得到纵、横波速度和密度的信息,然后才可间接计算得到纵横波阻抗等其它的参数数据体,这样便增加了一步误差使数据的准确性降低.本文首先针对该方法的这些缺点和不足,提出了以Zoeppritz方程的Fatti近似为基础一种新的弹性阻抗公式,由该公式可得到比用Fatti近似更准确的反射系数,然后对这个公式进行了标准化以实现不同角度的弹性阻抗间量纲的统一,最后用标准化后的公式进行了反演,从反演得到的不同角度的弹性阻抗数据体中可直接提取得到纵横波阻抗数据体.应用实例表明用这种方法提取得到的纵横波阻抗更加稳定、准确,而且能很好地反映储层信息.这种新的方法是对以Connolly公式为基础的传统方法的改进.     

地震勘探中广义弹性阻抗的正反演

常规的地震道反演方法建立在反射P波垂直入射假设 的基础上,而实际地震资料采集时多数是非零炮检距的，反射振幅是共中心点道集叠加的结 果 . 因此，利用常规地震道反演方法就不能得到可靠的波阻抗或其他岩性信息. 本文利用Patr ick Connolly弹性阻抗的思想，通过对Zoeppritz方程的进一步简化，推导出适合常规叠后 资料的、非零炮检距条件下纵波反射系数递推公式，提出了广义弹性阻抗的概念，解决了非 零炮检距条件下，常规叠后地震道正反演的关键问题. 广义弹性阻抗不仅包含波阻抗，还包 含了纵横波速度等岩性信息，具有很好的实用价值. 进行广义弹性阻抗的反演，能较常规地 震道反演获得更多、更可靠的流体、孔隙度、砂泥含量等信息，有助于解释常规地震道反演 和道积分剖面中的假象，降低反演的多解性，提高储层预测的精度.     

基于对数变换的扩展弹性阻抗技术在岩性识别中的应用

叠后地震数据,是共反射点道集叠加的结果,虽然提高了信噪比,但是也损失了丰富的叠前地震道集信息,建立在叠后数据基础上的叠后波阻抗反演不可避免的掩盖了很多AVO类信息.实际地震数据的采集都是非零炮检距的炮集记录,这种叠前地震数据提供了多种波型地震信息,对流体和岩性更加敏感.因此,利用叠前道集或者部分道集信息的叠前地震反演能够大大提高预测的精度,扩展弹性阻抗技术不仅使用了丰富的叠前地震道集信息,同时还解决了常规弹性阻抗技术不稳定和实用性的问题,使叠前反演更具有实际应用价值.通过弹性阻抗公式和扩展弹性阻抗公式的对比分析,验证了扩展弹性阻抗反演更加稳定.在利用扩展弹性阻抗技术进行反演前先对扩展弹性阻抗公式进行对数变换,建立梯度阻抗和声波阻抗的坐标系统,通过计算最佳旋转角度下的弹性阻抗,进行岩性预测.同时指出了计算声阻抗和梯度阻抗的方法,并分析了岩性预测基本原理.应用扩展弹性阻抗技术在我国西部某气田河道砂体识别中取得较好的效果.     

纵横波弹性阻抗联立反演在GD地区的应用

在GD油田复杂油藏描述中应用叠前纵横波弹性阻抗反演,精确地进行了油藏岩性的划分。利用三个或三个以上部分叠加数据,进行纵横波弹性阻抗联立反演,既克服了因叠后地震反演结果单一而不能满足复杂储层描述的需求,又避免了由于叠前道集信噪比低造成反演结果不稳定的缺陷。本文论述了叠前弹性波阻抗反演的基本原理,结合GD地区实际资料,对反演过程中涉及的角道集子波提取、层位标定、横波速度预测、弹性参数提取与解释等关键步骤进行了详细研究,指出基于测井资料分析的多种弹性参数综合解释是提高叠前地震反演应用效果的关键。     

VTI介质中的弹性阻抗与参数提取

弹性阻抗是波阻抗的扩展,可以更好的反映储层和流体性质.常规弹性阻抗方程忽略了各向异性的影响,不能正确地描述各向异性介质中弹性阻抗的性质.本文基于Ruger给出的VTI介质反射系数近似公式,结合Connolly推导弹性阻抗的思想,推导出了一种VTI介质中的弹性阻抗方程.通过引入归一化常数,对方程进行了标准化,消除了方程量纲随角度变化而变化的不足.结合常规弹性阻抗反演的流程,得出了VTI介质中弹性阻抗反演的流程.最后,开展了从VTI介质弹性阻抗数据体中提取岩石物性参数的方法研究.数值测试表明,所讨论的参数提取方法具有一定的理论和应用价值.     

基于数据与模型联合驱动的波阻抗反演方法

井插值初始模型为基于模型的反演提供的低频信息往往不够准确,导致该模型驱动方法容易出现较大的波阻抗预测误差且建模效率较低.为缓解这些问题,本文利用数据驱动的深度学习反演更加擅长预测低频阻抗的优势,提出一种基于数据与模型联合驱动的波阻抗反演方法.该方法联合地震和测井等数据,先后开展数据驱动和模型驱动的波阻抗反演.首先,数据驱动部分使用井旁地震记录、测井导出的波阻抗曲线以及井插值低频阻抗曲线,搭建以双向门控递归单元为主要模块的波阻抗智能预测网络.其次,该网络预测的波阻抗的低频分量作为数据驱动初始模型,替代井插值初始模型而参与模型驱动部分.最后,模型驱动部分在地震数据匹配和数据驱动初始模型的共同约束下开展基于模型的反演,获得最终的波阻抗结果.合成数据和实际数据测试表明,本文方法相比于单一的数据驱动或模型驱动方法能获得更高分辨率和更高精度的波阻抗反演结果,从而为后续储层预测提供可靠的弹性参数分布.     

井震联合预测白云深水区海相烃源岩TOC

深水区受钻井资料少、中深层地震资料品质差和速度场求取困难等客观因素影响,常规的烃源岩预测方法受到限制.文章研究了白云深水区利用纵波阻抗与烃源岩TOC关系进行海相烃源岩预测的方法,提出了一种少井条件下井震联合预测烃源岩TOC的技术流程.首先,通过井曲线多属性融合技术预测连续的TOC曲线(TOC测井预测);其次,将预测的TOC曲线与弹性参数交会分析,得到烃源岩TOC与纵波阻抗的拟合关系(烃源岩岩石物理分析);然后引入无需井约束的高精度网格层析速度反演求取速度谱,用于波阻抗反演(地震反演);最后基于拟合关系和波阻抗反演结果预测烃源岩品质.实际数据无井约束波阻抗反演结果与井上TOC曲线关系匹配较好,验证了井震联合预测方法的有效性.     

The application of elastic impedance inversion in reservoir prediction at the Jinan area of Tarim Oilfield

The Triassic reservoir in the Jinan area of Tarim Oilfield consists largely of interbedded sand and shale. Because of the large overlap between sandstone and shale impedance, it is difficult to distinguish sandstone from shale by acoustic impedance alone. Compared to acoustic impedance, elastic impedance contains more lithologic and physical information of the reservoir. Based on meticulous well-tie calibration, elastic impedance data volumes for 10°, 20°, and 30° emergence angles are obtained using pre-stack elastic impedance inversion. A non-linear statistical relationship between elastic impedance and shale content is set up by a PNN neural network. The non-linear mapping relationship is used to predict the reservoir shale content from elastic impedance, which will depict and predict the reservoir oil-bearing sands.     

基于马尔科夫随机场的岩性识别方法

通过地震反演数据识别岩性,是地震反演的一项基本任务.由于不同岩性的弹性参数范围常常存在一定程度的重叠,所以给岩性识别带来了很大的困难.本文以叠前反演的弹性参数为基础,通过马尔科夫随机场(Markov Random Field简写为MRF)建立先验模型,按照解释好的测井资料,对不同岩性的弹性参数进行统计,得到计算所需的参数,在贝叶斯(Bayesian)框架下建立岩性分类的目标函数,达到岩性识别的目的.通过马尔科夫随机场建立先验模型,能够建立相邻点间的相互作用关系,得到横向上延续的岩性剖面.本文使用一个楔形模型和Marmousi Ⅱ模型对该方法进行了测试,结果表明,该方法有效可行.同时,本文通过加入误差的方法,检验了反演存在误差对识别结果的影响.     

Lamé parameters inversion based on elastic impedance and its application

The Connolly (1999) elastic impedance (EI) equation is a function of P-wave velocity, S-wave velocity, density, and incidence angle. Conventional inversion methods based on this equation can only extract P-velocity, S-velocity, and density data directly and the elastic impedance at different incidence angles are not at the same scale, which makes comparison difficult. We propose a new elastic impedance equation based on the Gray et al. (1999) Zoeppritz approximation using Lamé parameters to address the conventional inversion method’s deficiencies. This equation has been normalized to unify the elastic impedance dimensions at different angles and used for inversion. Lamé parameters can be extracted directly from the elastic impedance data obtained from inversion using the linear relation between Lamé parameters and elastic impedance. The application example shows that the elastic parameters extracted using this new method are more stable and correct and can recover the reservoir information very well. The new method is an improvement on the conventional method based on Connolly’s equation. Wang Baoli graduated with a Bachelor’s degree in Prospecting Information and Engineering from the China University of Petroleum (East China) in 2004 and earned her Master’s degree from the department of Geophysical Prospecting and Information Technology in the China University of Petroleum ((East China) in 2006. She now studies for her PhD at the China University of Petroleum (East China). Her research interest is elastic impedance inversion.     

基于基追踪弹性阻抗反演的深部储层流体识别方法

深部储层地震资料通常照明度低、信噪比低、分辨率不足,尤其是缺乏大角度入射信息,对深部储层流体识别存在较大影响.Gassmann流体项是储层流体识别的重要参数,针对深层地震资料的特点,本文首先在孔隙介质理论的指导下,推导了基于Gassmann流体项与剪切模量的两项AVO近似方程.通过模型分析,验证了该方程在小角度时与精确Zoeppritz方程误差很小,满足小角度入射条件下的近似精度要求.然后借助Connolly推导弹性阻抗的思想,推导了基于Gassmann流体项与剪切模量的两项弹性阻抗方程.针对深部储层地震资料信噪比差的特点,利用奇偶反射系数分解实现了深部储层基追踪弹性阻抗反演方法,最后提出了基于基追踪弹性阻抗反演的Gassmann流体项与剪切模量的求取方法,并将提取的Gassmann流体项应用于深部储层流体识别.模型测试和实际应用表明该方法稳定有效,具有较好的实用性.     

针对深层流体识别的两项弹性阻抗反演与Russell流体因子直接估算方法研究

Russell流体因子是判识深层储层含流体特征的敏感指示参数.针对深层地震资料缺失大角度入射信息以及信噪比普遍较低的特点,开展了基于贝叶斯理论框架的两项弹性阻抗反演与Russell流体因子直接估算方法研究.首先,在饱和孔隙弹性介质理论的指导下,推导了包含Russell流体因子和纵波阻抗参数的两项反射系数近似公式,并且进一步得到了新的两项弹性阻抗方程.其次通过模型的近似精度分析,验证了新弹性阻抗方程满足小角度近似精度要求.最后提出了贝叶斯弹性阻抗反演和Russell流体因子的直接估算方法,通过模型试算表明直接估算方法不仅充分利用了弹性阻抗反演的高抗噪性与实用性,并且有效的避免了间接累计误差对流体因子计算精度的影响,实际应用则进一步验证了直接估算的Russell流体因子可以提高深层储层流体识别的可靠性.     

时移地震资料贝叶斯AVO波形反演

针对时移地震差异数据,给出了一种基于贝叶斯理论的AVO波形反演方法.该方法可以利用时移地震差异数据同时反演出纵波阻抗、横波阻抗和密度的变化.利用时移地震资料进行反演,由于采集和处理过程中存在一定的差异,不同年份地震资料在非注采过程影响区域也会存在一定的变化,而该变化会导致反演结果在非注采区域有较大的变化.针对这一问题,本文采用贝叶斯理论框架,将待求的纵横波阻抗、密度变化的先验信息和包含在地震数据中的信息结合起来,对于纵横波阻抗和密度变化,假设其服从Gauss分布,并以时移地震分别反演的结果作为其期望,同时,为了更好地表征储层属性变化,提高分辨率和抑制非注采区域弹性参数的变化,假设弹性参数变化的导数服从改进的Cauchy分布.数值模拟试验和实际资料处理结果皆表明,本文提出的反演方法能够有效地抑制假象,突出储层性质的变化,得到高分辨率的弹性参数变化信息,为研究储层属性的变化和优化开采方案提供更多的有效的信息.     

基于叠前地震纵横波模量直接反演的流体检测方法

流体因子是储层流体识别的重要方法,而叠前地震反演是获得流体因子的有效途径之一.本文从流体因子的构建出发,基于多孔弹性介质岩石物理模型,建立了流体因子与纵横波模量之间的直接关系,避免了流体因子计算所需的密度参数无法准确求取的问题,通过推导基于纵横波模量的Zeoppritz近似方程及弹性阻抗方程,探讨了基于弹性阻抗的纵横波模量直接反演方法,模型与实际应用表明,基于弹性阻抗的纵横波模量直接反演方法合理、可靠,减少了常规方法间接计算纵横波模量带来的累积误差,基于纵横波模量的流体因子计算方法有较好的实际应用效果.