基于粒子群算法的页岩孔隙结构反演及横波速度预测

提出了基于粒子群算法的页岩孔隙纵横比反演以及横波速度预测的方法.基于岩石物理模型,建立岩石纵、横波速度与密度、孔隙度和矿物组分等参数之间的定量关系,利用传统遍历搜索方法和粒子群算法两种方法计算最佳孔隙纵横比,使理论纵波速度与实际纵波速度的误差最小,并以孔隙纵横比作为约束进行横波速度预测,将预测结果与实测横波速度对比,验证了粒子群算法的有效性和精确性.反演结果表明页岩部分的孔隙结构比围岩部分的孔隙结构更加的稳定,利用粒子群算法的预测结果比利用传统算法的预测结果更加准确.     

厚风化层覆盖区转换波静校正方法

P-SV转换波处理与传统的P-P波处理有很大的不同,如S波静校正、CCP叠加、P-SV速度分析和偏移等,其中最大的难题就是S波静校正问题.S波速度基本不受潜水面的影响,与纵波静校正没有直接相关性,有时横波静校正量能达到纵波静校正量的十倍,用纵波静校正量乘以比例系数来解决横波静校正问题将导致较大误差.同一接收点X和Z分量存在一定的初至时差,该时差代表了P波和S波在低降速带的走时差,可以利用该时差和近地表纵横波速度比信息去除低降速带对横波的影响,得到准确的静校正量.本文利用多分量初至时差推导了较为精确的横波静校正公式,再结合共检波点叠加求取剩余静校正量的方法,形成了完整的转换波静校正配套方法.利用该方法对苏里格气田二维及三维多波地震资料进行了实际处理,数据处理结果证明了该方法的有效性,该方法尤其适用于其他方法难以奏效的风化层较厚地区的横波静校正量求解,该方法也同时考虑了长波长横波静校正问题.     

共转换点道集S变换谱相似性的多波地震数据横波波场提取技术

横波速度动校正后的共转换点(CCP)道集内,同时刻的各道横波信号S变换(ST)谱与其叠加道ST谱具有相似关系.因此,可基于这种相似关系设计自适应滤波器来提取多波地震数据中的横波波场.首先对共中心点(CMP)道集应用纵波速度动校正并在各道减去叠加道来去除数据中的纵波波场;然后在CCP道集应用横波速度动校正,将地震道振幅水平调整至叠加道振幅水平并做S变换,以叠加道ST谱为参考对地震道ST谱进行自适应滤波,去除数据中的残余纵波和噪声;最后,将滤波结果的振幅水平恢复至滤波前振幅水平.理论和实际数据试算表明,本文方法可有效提取多波地震数据中的横波波场,为多波多分量横波数据处理提供新思路.     

岩石的等效孔隙纵横比反演及其应用

通过融合Gassmann方程和由微分等效介质理论建立的干岩石骨架模型--DEM解析模型,本文提出根据纵波(和横波)速度反演岩石等效孔隙纵横比进行储层孔隙结构评价和横波速度预测的方法.首先,利用Gassmann方程和DEM解析模型建立岩石的纵、横波速度与密度、孔隙度、饱和度和矿物组分等各参数之间的关系;其次,将岩石孔隙等效为具有单一纵横比的理想椭球孔,应用非线性全局寻优算法来寻找最佳的等效孔隙纵横比使得理论预测与实际测量的弹性模量之间的误差最小;最后,将反演得到的等效孔隙纵横比代入到Gassmann方程和DEM解析模型中构建横波速度.实验室和井孔测量数据应用表明,反演得到的等效孔隙纵横比可准确反映储层的孔隙结构,对于裂缝型储层如花岗岩,其孔隙纵横比通常小于0.025,而对于孔隙型储层如砂岩,其孔隙纵横比通常大于0.08.只利用纵波与同时利用纵、横波反演得到的孔隙纵横比结果几乎完全一致,而且由纵波构建的横波与实测横波吻合良好,说明本文提出的等效孔隙纵横比反演及其横波速度预测方法是有效的.     

岩石物理测试分析的Vp-Vs关系式的适用性分析

选取渤海海域古近系19块岩石样品,采用MTS815超声波测试系统进行地层温压状态下的纵波速度与横波速度的测试,获得了上述岩样的纵、横波速度.然后,采用Castagna公式拟合得到了测试数据(纵、横波速度)的Vp-Vs关系式;再采用该关系式和研究区古近系地层的测井(7口取芯井)获得的纵波速度计算横波速度(预测的横波速度);发现预测的横波速度与测井获得的横波速度具有相同的宏观变化规律,但是存在一个常数差值.上述分析结论表明,岩石物理测试获得纵横波速度的关系式不能直接应用于测井的横波速度预测,需要进行常数校正.     

基于保幅波场分离的弹性波逆时偏移方法研究（英文）

欲实现基于弹性波方程的矢量波场逆时偏移纵、横波独立成像,必须在波场延拓过程中实现纵、横波场的分离,散度和旋度算子分离的纵、横波出现振幅与相位的畸变,导致输出成像结果的振幅失真。本文提出一种在弹性波场延拓过程中实现纵、横波保幅分离的方法,在传统的弹性波方程中加入纵波压力、纵波振动速度和横波振动速度方程,实现纵横波的矢量分解,再对分解后的矢量纵波和矢量横波做标量化合成得到保幅分离的纵、横波场,对保幅分离的纵、横波场应用成像条件,然后实现矢量波场逆时偏移的保幅纵横波成像。该方法可以保证分离后纵、横波的振幅与相位不变;同时,分解后的纵波压力和纵波振动速度可用于层间反射噪音压制和横波极性校正,提高多分量地震资料联合逆时偏移的纵、横波成像质量,从而实现保幅弹性波逆时偏移的目的,为叠前深度剖面应用于叠前反演工作奠定基础。     

上地壳纵横波速度结构相关反演成像方法

基于纵横波初至走时数据的层析成像方法越来越广泛地被应用于揭示不同构造域壳幔速度结构特征.我们从同一地质体的纵横波速度属性相关这一基本思想出发,提出一种相关反演成像的方法:纵横波速度反演交替进行,在迭代反演过程中每通过一次反演获得相应的纵波速度(或横波速度)结构后,更新相应的纵横波速度比模型以及相应的横波(或纵波)速度反演的初始模型,然后继续开展后续横波(或纵波)速度反演工作.在反演过程中依据纵横波速度的相关性信息和射线路径长度将走时残差以不同权重分配到射线路径经过的单元,依据网格节点周围平均的慢度扰动更新速度模型.正反演过程分别基于有限差分走时计算方法和反投影成像方法.两种典型模型试验表明,该技术应用于上地壳速度结构反演成像过程,可有效提高反演结果的可靠性,在很大程度上避免了常规单独反演纵波和横波速度过程容易带来的畸变和失真.该方法应用于重建青藏高原西部札达—泉水沟深地震测深(DSS)剖面下方的上地壳速度结构,揭示出与青藏高原西缘板块碰撞相关的上地壳速度结构特征.     

联合纵波确定转换波接收点大的静校正量

在转换波地震勘探数据处理中,接收点的横波静校正一直是较难解决的问题.因为横波速度基本不受潜水面的影响,横波低速带厚且不均匀,速度又比较低,通常会造成转换波接收点的横波静校正量大且横向变化剧烈,与纵波静校正没有直接相关性.针对这种情况,我们采用改进的纵波构造时间控制方法求取转换波接收点的静校正,在转换波的共接收点叠加剖面上追踪拾取多组同相轴,联合纵波对应层位的地下构造时间确定接收点大的横波静校正量.通过不同的时移将几个相邻的层位合成一个反射层位,解决同相轴不能连续追踪的难题,同时利用浅、中和深层多组层位对一个接收点的静校正量求其平均,降低拾取误差对静校正量的影响,兼顾地下浅、中和深层的静校正效果.实际数据处理结果表明,该静校正方法能稳定的解决转换波静校正问题,取得了较好的应用效果.     

胜利油田高89区块CO_2驱油与地质封存过程中横波速度预测方法研究（英文）

CO_2驱油与地质封存过程中,预测储层横波速度曲线及横波速度随注入压力或产出压力的变化,是解释四维地震监测数据的关键。但是在实际油田中,横波测井资料较少。尤其是在CO_2地质封存的四维地震监测中,CO_2注入之后会把井关闭,而无法进行测井。但后续还要进行地震监测,因此需要预测CO_2注入之后的纵横波速度。CO_2注入之后,储层的压力和饱和度都会发生变化,弹性参数也发生了变化。本文以胜利油田高89区块为例,利用Hertz-Mindlin公式和Gassmann方程结合,提出了预测横波速度,以及不同孔隙度储层随压力变化的横波速度预测方法。由于Hertz-Mindlin公式中的配位数为未知量,本文还提出了Hertz-Mindlin公式中配位数的计算方法。利用本文提出的方法分别制作了不同CO_2注入阶段的储层纵横波速度变化曲线,然后根据这些预测速度曲线制作四维人工合成地震记录,将四维人工合成地震记录与实际四维地震数据进行对比,其相关性高。     

VTI介质SH-SH波地震反演方法研究

近年来,随着横波可控震源技术的发展,国内外已经实现了纯横波地震勘探.相较于地震纵波,地震横波对横波阻抗、横波速度尤其是各向异性参数变化更为敏感,因此地震横波能够用来更好地估算上述地层参数.VTI(具有垂直对称轴的横向各向同性)是地层介质中广泛存在的一种各向异性形式,对振幅随偏移距变化(AVO)影响显著.本文提出了一种改进的VTI介质SH-SH波反射系数近似公式,新公式具有较高的精度且仅包含两项待求参数：横波阻抗和水平横波(SH波)速度.基于新方程建立了VTI介质SH-SH波反演方法,该方法相比VTI介质的PP波反演不确定性明显下降,同时降低了常规PP波各向异性反演对大角度数据的要求.为了获得独立的横波各向异性参数,进一步地提出了一种基于岩石物理关系的横波各向异性参数估算方法.合成地震数据测试和柴达木盆地九分量地震勘探实际地震数据应用结果表明,新方法能够准确地预测地层的横波阻抗、水平横波(SH波)速度、各向异性参数,为各向异性地层的岩性解释和油气储层预测提供了可靠的解决方案,从而深化了横波地震勘探的应用潜力.