入射频率对煤系薄互层地震响应特征影响的物理模拟

建立薄互层地震物理模型,分别从低频和高频入射时地震记录的振幅谱形态、振幅、频率特征、AVO特征等方面入手,分析了入射频率对煤系薄互层模型地震响应特征的影响。结果表明:入射频率对薄互层层数变化反映敏感,高频入射时振幅谱形态可分辨的厚度比较小,分辨率较高;振幅谱幅值以及主频值的变化与薄互层的总厚度和波长之比有关,并且随着厚度的增加其变化规律符合薄层的振幅调谐规律与频率调谐规律;入射频率不同时,AVO曲线特征也不相同,在进行薄互层资料的对比解释及AVO分析时,要充分考虑入射频率所引起的差异。      

煤层在三瞬地震剖面上的响应特点和厚度反演研究

对于地震勘探的频率范围而言,煤层往往可视为薄层,而煤层厚度的预测是煤田勘探和开发时至关重要的一步,这一问题至今已有许多振幅统计方面的解决办法。在本文中,我们通过薄层的地震波响应,找出了薄层及其厚度在复数域中的预测方法。并得出结论,薄互层及薄层厚度的变化对地震波的瞬时振幅、瞬时相位及瞬时频率都有直接影响,通过地震记录的复数道分析,可以预测煤层厚度的横向变化,并可以利用薄层及薄互层的地震波响应规律来反演煤层厚度。     

应用反演谱分解去除调谐效应的分频AVO技术

传统的AVO分析是假设平面波入射到分开两个半空间的单界面,并没有考虑油藏厚度的影响。当地层为薄层时,调谐效应会使AVO的变化规律发生改变,影响储层的识别。谱分解能够将时间记录转换到不同频率,从而得到更多的储层信息。因此,可以利用谱分解进行分频AVO分析。在多种谱分解方法中,反演谱分解方法具有较高的时频分辨率,并且其直接得到的是反射系数谱,可去除子波的影响。依据这一特性,这里将反演谱分解方法用于去除调谐效应。根据实际薄层的物理参数和地质条件,设计不同厚度的薄层模型,正演得到合成地震道集;然后利用反演谱分解进行分频AVO分析。结果表明,该方法能够消除薄层调谐效应,同时还能避免陷频现象。     

调谐AVO的存在条件及其识别

自80年代以来,AVO属性技术逐渐成为一种有效的储层预测和烃类检测技术,但是在实际应用中,AVO的复杂性、多解性也越来越为人们所熟知。叠前CRP道集,各偏移距传播路径是不同的,远近道频率也是不同,频率差异与地层耦合会产生一种调谐AVO现象。这里基于波动的叠加和干涉原理,推导了薄层的振幅响应公式,提出了调谐频率的计算公式。通过正演模型分析了调谐AVO的特征:1当地层的调谐频率高于地震资料频率时,近道调谐作用大于远道,表现为IV类异常;2当地层的调谐频率低于地震资料频率时,近道调谐作用小于远道,表现为III类异常;3当地层的调谐频率位于地震资料频率区间时,AVO特征表现为"V"特征。调谐AVO存在的基础为薄层加变化的子波频率,最后结合乐东X1目标实际例子,探索了调谐AVO的识别方法。     

三维地震观测系统对AVO处理的影响

AVO技术主要用于研究地震波振幅随偏移距变化的规律,三维地震资料的偏移距分布情况直接影响AVO处理的效果.老资料在设计施工时并没有兼顾AVO技术的特殊需要,造成AVO属性在一定程度上失真.笔者针对这些问题,分析了AVO对三维地震观测系统设计的要求,提出了一种AVO观测系统,既适合常规三维地震勘探,又能满足AVO技术的特殊需要.     

分频解释技术及其在陆相砂岩地层地震勘探中的应用分析

利用分频解释原理沿着目的储层或固定时窗对地震反射成分中各种频率成分对应的调谐能量进行识别成像,并以此解释技术来识别砂体的空间展布形态、相对沉积厚度及薄互层叠置关系。某地区目的层—沙溪庙组以一套河流-三角洲沉积为主,且薄互层发育,单层厚度多在20 m以下,基于传统地震属性分析(振幅、相位等)的有效分辨率、检测极限的限制,为了能更精细刻画砂体边界和寻找相对有利储集相带,首次将分频解释技术加以运用,分析成像结果显示古河道、水下分流河道、三角洲前缘席状砂体等外形和边界异常清晰,相对沉积厚度关系明确,十米左右的薄层砂体均能得到很好的响应,与已知钻井情况吻合率达95%以上。     

薄互层干涉对叠前AVO属性的影响分析

常规AVO分析是以单一界面为前提,用来分析薄层的AVO响应特征存在误差。Brekhovski给出的层状传播矩阵方程考虑了层内波的反射和透射以及层厚等影响因素,更适合用于讨论薄互层的地震响应特征。对薄层进行Brekhovski正演,发现不同入射角下振幅与厚度关系不同,与叠后全叠加振幅相比,截距P属性和薄层厚度之间的线性关系更强,说明P属性比全叠加振幅更有利于薄层厚度预测。不同薄互层模型的Brekhovski正演结果表明:净厚度和泊松比是影响AVO曲线特征的两个主要因素,净厚度越小,泊松比对截距P和梯度G属性的影响越小;当泊松比一定时,净厚度和P、G属性呈近似线性关系,P属性与净厚度关系更敏感,可用于薄互层净厚度预测。应用实例证明在薄互层区P属性用于砂地比预测效果比较好,叠后振幅和叠前反演的弹性阻抗预测的净砂岩厚度精度较差。     

地震分频解释技术在河道砂预测中的应用

地震资料分频处理技术是一种比常规地震属性识别储层更有效的方法。该方法将一定时窗内地震反射波通过离散傅里叶变从时间域换转换到频率域,用转换后的振幅谱和相位谱识别薄储层的厚度变化和边界。通过该技术可以对地震资料中所有单频信号进行有针对性的分析,已经证明是一种具有较高可信度的技术。针对胜利油田老河口油田老168井区馆陶组河道砂油藏厚度薄、横向变化大的地质特征,本文运用分频处理技术对该井区馆陶组地层砂体分布进行预测,并对储层非均质性进行了分析,经钻井证实,预测结果与实际情况十分吻合。     

爆破地震破坏判据的探讨

对比了旧、新爆破安全规程并分析了其中的缺陷,对爆破破坏判据进行了讨论。根据其缺陷提出通过小波分析和傅立叶分析把地震波信号划分为几个频带,采用加权速度结合频率破坏判据,分频考虑地震波的频率影响。对工程应用有较大的实用价值。     

改进的EMD时频分析地震资料高分辨率处理方法及其应用研究

针对地震波地下传播过程中深层的高频成分损耗严重,导致分辨率下降的现象,而常规高分辨率处理受到局限性较高、成本高、处理周期长问题,基于EMD(经验模态分解)自适应分频的思想,提出了一种改进常规高分辨率处理的方法—基于EMD时频分析地震高分辨率处理。该方法的核心在于依据地震数据本身的时间尺度特征,使用EMD算法进行模态分解,能够在保留该数据本身的特性情况下,将地震信号自适应分解为有限个IMF(本征模态函数),分别对得到的每个IMF进行高分辨率处理,最后叠加得到高分辨率的地震数据。本方法适用于非平稳信号,无假设条件,且无需知道Q值,为解决高频补偿问题提供了一条全新的思路,理论模型测试和实际地震资料的运用表明,该方法能有效提高地震资料分辨率,在薄互层识别方面也有较好的应用前景。     

薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响研究

为研究薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响,以地震勘探中λ/4薄层范围内含煤地层为研究对象,建立围岩岩性、厚度与结构变化三类模型,基于薄层反射系数谱理论中Brekhovskikh方程,计算并总结围岩变化对煤层AVO曲线、属性及道集的影响。研究结果表明:λ/4范围内围岩岩性变化会对煤层AVO响应产生显著影响,其中顶板为砂岩会使得煤层AVO截距和梯度属性明显增大,顶板为泥岩会使得煤层AVO截距和梯度属性增大,且顶板岩性不同,对应的煤层AVO道集特征也会发生变化;λ/4范围内围岩互层结构和厚度变化会对煤层AVO响应产生一定影响,但是影响较小,其中围岩互层结构的变化会使得煤层AVO道集特征产生变化,围岩厚度的变化会使得煤层AVO截距属性产生变化;基于界面型的Zoeppritz方程不适用于薄互层含煤地层的正演模拟,应选取更适用于薄互层的Brekhovskikh正演方程或者其他模拟方法。      

煤层气勘探开发从“以工程为主导”到“预测指导下的工程”之转变

通过多年的实践,从煤层气赋存特征、煤层气地质学理论出发,分析煤层气与天然气的根本区别。通过对天然气AVO理论的取舍,重建了煤层气AVO技术的岩石物理理论,保留了天然气AVO技术的地震波理论外壳,建立了煤层气AVO技术的地震波理论基础。将煤层气AVO技术的岩石物理基础和地震波理论基础应用于煤层气勘探开发实践中,在煤层气局部富集区预测实践中取得了较好的应用效果,实现煤层气勘探开发从“以工程为主导”到“预测指导下的工程”之转变。     

页岩储层岩石物理模型及地震AVO响应模拟

通过模拟并分析各向异性页岩岩石物理模型,研究页岩中干酪根含量变化对页岩弹性各向异性的影响,其结果为应用AVO方法定量解释页岩储层厚度和干酪根含量提供依据。岩石物理模型预测了页岩速度和各向异性参数随干酪根含量的变化规律。应用传播矩阵方法计算薄层页岩的AVO响应,得到反射系数关于页岩层厚度、入射波频率、干酪根含量和入射角的函数。数值模拟结果表明:在干酪根含量不变且在同一入射角下的反射系数在频率域呈周期变化,该周期与薄层厚度成反比;对同一频率入射波和相同入射角,反射系数幅值随干酪根含量增加而变大。     

各向异性介质储层数值模拟及波场特征研究

各向异性介质储层中波场特征的研究,有利于对多波资料的准确解释。在弹性波方程基础上,结合数值模拟技术与AVO技术,对多种介质模型和第二类含气砂岩储层模型进行数值模拟与波场特征描述。以表征介质各向异性程度的Thomsen参数为出发点,研究各参数对地震波场动力学和运动学特征的影响,并对第二类含气砂岩介质中模拟得到的正演记录,以及各向异性参数对波场的影响程度进行分析,进一步加深了对该类储层各向异性特征的认识,这为各向异性介质中的参数反演与地震资料解释提供了有力的参考依据。     

含流体薄层时移地震AVA/AVF特征分析

随着地震勘探的不断深入,对薄互层反射机理的研究变得越来越重要。为了准确获得薄层的频率特性并了解其时移变化规律,本文从弹性波动理论出发,讨论分析了薄层的反射AVA/AVF(amplitude variation with incident angle/amplitude variation with frequency)特征,并进行了数值模拟实验予以验证;基于实际测井资料和岩石物理等效介质理论,分析了含流体薄层的时移地震AVA/AVF特征。研究表明:薄层厚度和频率对薄层反射振幅响应的影响是等价的。随着薄层厚度的增加,薄层反射频率特性逐渐出现周期性变化;随着入射角度的增加,薄层反射频率特性逐渐向高频方向延伸。在薄层油气藏注水开发过程中,随着含水饱和度的增大,薄层反射P波频率特性向高频方向延伸,而薄层反射P-SV波频率特性基本保持不变。     

基于饱水页岩地震频段岩石物理测试的地震响应频散特征分析

页岩储层由于骨架和孔隙结构的微观非均质性,能够在地震频段内引起波诱导的孔隙流体流动相关的弹性频散和衰减,但声波测井和实验室超声实验测量频率段远超地震频段,不可避免产生测量速度和衰减差异。这里基于澳大利亚惠灵顿地区的页岩岩心在干燥和水饱和条件下地震频段的弹性和衰减测量结果,考虑频变反透射系数和衰减对地震波反射的影响,针对不同层厚的页岩储层开展地震响应计算,并利用Wigner-Ville分布时频分析技术讨论了页岩频散、衰减性质及层厚对其地震响应规律的作用。对于无明显速度频散和衰减的页岩储层,顶、底反射振幅的频变属性受调谐效应控制,主要呈现出低频异常和陷频特征;而对于速度频散和衰减强烈的储层,顶、底反射振幅的频变属性同时受到调谐效应与储层本身频散衰减性质的作用。干燥和含水页岩储层地震响应的频变性质差异有助于加深对含流体页岩地震响应特征的理解,而基于地震频段实测数据正演和时频分析技术,对于提高页岩的地震勘探精度和流体识别具有重要的作用。     

莺歌海黄流组砂岩的AVO正演特征研究

莺歌海盆地主要舍气储集层是粉砂岩与极细砂岩，在无测井资料的情况下，很难用地震波一般属性参数直接区分砂岩的含水与舍气特征。利用模型AVO演预测莺歌海黄流组含气砂岩的方法及AVO正演曲线及属性剖面的计算原理，了解不同地层状态下岩石储盖组合模型的AVO响应，分析莺歌海盆地黄流组储集层砂岩的含水与含气特征，以预测黄流组储集层的舍气砂岩段。     

单程波法地震波衰减特征数值模拟分析

在非均匀粘弹性介质中,地震波衰减研究能够有效揭示地层吸收特性对地震波的影响。这里从单程波方程出发,结合粘弹性介质中的复波数理论,考虑介质的横向变化,采用分步傅立叶波场延拓技术,推导出适用于横向变速介质的带Q地震记录计算公式,最后将此方法应用于四个不同含Q地层模型。试验表明：单程波法计算速度快,波场信息简单清晰,易于深入分析和反演算法的建立。并且,Q值对地震波波形、能量、频率等都产生了较为明显的影响,对实际资料能量补偿、地震资料分辨率的提高,以及利用衰减特征进行储层识别有一定指导价值。