随机反演在储层预测中的应用

针对隐蔽油气藏储层预测的需要,开展了地震反演研究,根据目前的实际应用将储层预测中的基于模型的地震反演分为三个实施阶段:即构造反演、声波波阻抗或弹性波阻抗反演以及岩性反演,并对每个阶段的目的、关键技术及其原理进行了详细描述,尤其是详细描述了基于马尔科夫链的蒙特卡罗随机模拟技术.最后给出了一个综合应用测井、地质、地震资料进行反演,从而进行储层预测的实例.     

叠前地震波形指示反演在薄互储层预测中的应用

地震波形指示反演在高频段通过将地震波形信息代替变差函数,使得反演过程及结果能够更好的体现了"相控"的概念,并且能够有效提升预测储层纵向及横向分辨率,在薄层、薄互储层预测上是地质统计学反演之外一种新的、更高效的反演手段.针对J4井区纵波阻抗无法有效识别河道砂薄互储层的问题,通过横波速度估算,计算得到一系列弹性参数,优选出对砂泥岩识别最敏感的弹性参数,创新尝试在叠前域使用地震波形指示反演敏感参数体,最终达到对目标薄互储层"定量"识别的目的.应用结果表明:在叠前域使用地震波形指示反演代替常规反演可以很好的解决薄层预测中纵横向分辨率不高、纵波阻抗无法有效识别砂泥岩的问题,对同类型储层定量预测具有一定的借鉴意义.     

NBR油田优质储层叠前叠后联合反演与应用

开展NBR油田地震优质储层预测,可有效支撑低效井区开发和外扩区储量动用,对油田产能建设有重要意义.本文针对地震反演存在叠后反演参数单一、叠前反演多解性强的问题,提出三步流程实现叠前叠后联合反演,达到优质储层定量表征目的.步骤一通过叠后地质统计学反演预测砂泥岩;步骤二开展岩石物理分析,明确了剪切模量为含油砂体敏感弹性参数,再以步骤一反演结果为约束,采用叠前扩展弹性阻抗反演(EEI)预测储层含油性;步骤三仍以步骤一结果为约束,采用高斯配置协模拟测井参数反演预测孔隙度、渗透率.最后按照优质储层物性界限,通过剪切模量、孔隙度和渗透率体得到优质储层三维表征体.上述方法在NBR油田A组油层中优质储层预测符合率达到78.3%,优选甜点区部署水平井效果显著.     

布谷鸟马尔科夫链蒙特卡洛混合高斯地质统计学随机反演

地质统计学随机反演可以获得比常规反演更高分辨率的结果,目前已成为储层高分辨率预测的主流方法.地下不同岩相储层参数存在明显差异,本文在地质统计学反演框架下构建了岩相和储层参数同步反演目标函数,实现不同岩相条件下储层参数分布精细描述.在求解该高维数据多参数同步反演问题时,本文将可以动态调节搜索步长的布谷鸟算法与马尔科夫链蒙特卡洛方法融合,采用多条马尔科夫链进行Levy飞行产生新解的策略扩大解的空间范围,通过适应度最佳选择输出最优解实现全局优化迭代,有效提升了反演方法的稳定性和全局最优性,避免了传统马尔科夫链蒙特卡洛方法因抽样随机性而陷入局部最优的问题.通过含噪声模型和实际数据分析验证了本文方法的有效性.     

基于Bayesian-MCMC算法的地质统计学反演及其在油藏模拟中的应用

在油藏开发中,三维地质模型的精度直接影响油藏模拟的可靠性,而三维地震高分辨率反演的岩性体、物性体等结果在传统地质建模方法中并没有得到充分利用.为此本文将基于Bayesian-MCMC(贝叶斯推理-马尔科夫链蒙特卡罗)算法的地质统计学反演成果直接用于三维地质模型的建立和后续的油藏模拟当中.基于Bayesian-MCMC算法的地质统计学反演技术将约束稀疏脉冲反演和地质统计学模拟技术的优势相结合,以地震数据体、测井曲线和以概率密度函数、变差函数表达的地质信息为基础,反演得到纵、横向均具有高分辨率的三维岩性体、孔隙度体、饱和度体、泥质含量体等.这些结果通过时深转换直接建立高精度的三维岩性模型、物性模型,为后续的油藏模拟提供了高精度的基础数据.基于该方法重新建立的三维地质模型细节更加丰富、重新计算的气田静态储量与动态储量吻合好、生产井的历史拟合效果得到了明显的改善.充分说明重新建立的地质模型具有更高的精度、其增加的细节更符合地下的实际地质情况.文章首先简要介绍了基于Bayesian-MCMC算法的地质统计学反演的方法原理和实现流程,随后通过实例展示了该技术的在三维地质建模和油藏数值模拟中的应用效果.     

岩石物理驱动的相约束叠前地震概率化反演方法

地震岩石物理是连接岩石弹性参数与储层物性参数的桥梁,叠前地震反演是实现地下岩石弹性、物性、岩性及含流体性质定量表征的重要方法.文章构建了碎屑岩地震岩石物理高阶近似模型,推导了利用岩石模量高阶近似(Jacobian、Hessian矩阵)表征的叠前地震AVO反射特征方程,并分析了岩石孔隙度、泥质含量及流体饱和度对AVO反射率的贡献度,探讨了此方程在岩石物性参数直接预测方面的可行性.以此为基础,在待反演模型参数服从混合概率先验模型的前提下,文章提出了基于差分进化-马尔可夫链蒙特卡罗随机模型的相约束叠前地震概率化反演方法,兼具差分进化算法的全局寻优特性和马尔可夫链蒙特卡罗模型的不确定性分析能力;通过多条马尔可夫链的交叉并行,可以同步获得待反演模型参数的多个随机解,进而模拟待反演模型的后验概率密度分布,后验均值作为待反演模型的最优解,方差与置信区间用来评价反演结果的不确定性,实现储层弹性、物性、离散岩相及干岩石骨架等参数的同步预测.通过理论试验和实际资料处理验证了该理论方法的有效性.     

地质统计学反演中变差函数地质含义及求取方法探讨

地质统计学反演具有较高的空间分辨率,在储层预测中应用广泛,其反演精度受地质框架模型、纵/横向变程和岩性比例等多个因素的影响.反演过程中主要基于地震数据提取平面属性采用试错的方法来求取横向变程,该方法人为因素影响大、随机性强,且未赋予参数明确的地质含义.针对这一问题,本文提出了层序约束下基于地质信息求取横向变程的方法.方法以层序地层格架为约束,以井点信息为出发点,在单井垂向单一正旋回砂体厚度识别的基础上,通过经验公式、拟合公式获取储层地质信息(点坝宽度和点坝长度),并根据数据统计分析结果指导反演横向变程的求取.将该方法应用于渤海W油田北区明化镇组下段II油组地质统计学反演的参数求取中,结果表明:以层序为约束基于储层地质信息所求取横向变程约束下的地质统计学反演结果分辨率高,与井上地质信息吻合性更好,反演结果更能清晰表征储层内部砂体叠置关系及其空间展布特征,有助于提高薄储层表征精度,为开发后期的井位部署和井位调整提供依据.     

地质统计学反演在储层预测中的应用——以WSD区P_3w为例

研究区发育砂砾岩储层,一般由多期扇体叠置而成,横向变化快,非均质性强,因而给储层预测带来了困难.常规约束稀疏脉冲反演受制于地震频带,纵向分辨率不足,无法清晰地展现出砂体的叠置关系,因此本文确定了以地质统计学反演为核心的储层预测方法重点对WSD区P_3w_1~2段油组进行储层预测综合研究.首先对基础数据(井数据、地震数据、储层敏感参数、合成记录、子波等)进行质控,确定储层预测的可行性,其次根据井资料、约束稀疏脉冲反演结果以及对该区沉积模式与岩性展布的初步认识,求取地质统计学反演参数,针对研究对象进行地质统计学反演和储层砂体厚度的计算,同时对两种反演方法进行对比分析,然后对反演结果、储层砂体平面分布情况以及沉积微相平面展布特征进行综合研究分析,最后从平面、剖面两个角度对反演结果分别进行定性、定量地验证分析,证明反演结果的可靠性.研究表明地质统计学反演在WSD区具有一定的适用性,为该区有利区的优选和评价提供了依据,同时也为冲积扇储层预测提供了有效的方法.     

地质统计学反演技术在超薄储层预测中的应用

地质统计学反演技术将地震反演方法与随机模拟理论充分结合,能够有效的综合运用地质、测井和地震信息对地下储层进行研究,在充分发挥地震资料横向分辨率优势的同时,具有更高的纵向分辨能力.渤海K油田储量主要集中在明化镇组地层内,发育分流河道型浅水三角洲沉积,储层厚度薄、横向变化大,绝大部分单砂体厚度远远低于地震资料分辨能力的下限,属于超薄储层类型.针对这类储层首次在渤海油田开发阶段引入地质统计学反演方法,并与常规稀疏脉冲反演成果进行对比,该方法能极大提高薄层分辨能力,有效的解决了油田超薄储层预测问题.后续钻井揭示砂岩预测符合率较高,研究成果对K油田开发井的调整与实施起到了很好的指导作用.     

基于叠前弹性反演的含气储层预测技术

叠前弹性反演是目前岩性气藏储层预测的主要技术,仅仅使用纵波阻抗反演预测储层在理论和准确性方面都存在着一些不足,反演的多解性更是其致命的缺陷.本文从横波测井资料不同岩性、流体的岩石物理参数分析入手,优选能够区分岩性和流体的最佳敏感弹性参数,通过叠前反演获得反映储层岩性和含气性的弹性参数体,最后进行地震弹性参数交汇解释预测储层和识别流体.将纵向分辨率较高的测井岩石物理参数分析和横向分辨率较高的地震叠前反演结合起来,应用多个弹性参数,明显提高了储层预测的精度.地震数据中的AVO信息得到了充分的应用,采用纵波独立变量求解Zoeppritz方程.为有效储层预测和流体识别探索出了新途径.在靶区利用叠前弹性纵横波速比的属性,刻画出五级层序单砂体,在此基础上确定建议的水平井井位及其轨迹,通过叠前弹性反演比P波数据独立反演钻井成功率提高了10%以上.     

双宽地震资料在东海X气田河道砂体预测中的应用

东海X气田主力储层埋藏深、横向变化大,常规地震资料品质较差、分辨率低,满足不了勘探开发中日益精细的地质需求。采用三船四源斜缆的采集方式获得宽频宽方位的地震资料,其具有高分辨率、高信噪比、高保真度的特征。应用宽频宽方位地震资料高分辨率、各向异性的优势信息,结合叠前同时反演,求取分方位的河道砂体敏感弹性参数反演体,并且把垂直于河道走向的多个方位反演体进行叠加,从而进行河道砂体的精细预测。相比于常规地震资料,基于宽频宽方位地震资料的储层反演提高了河道砂体的预测精度,为东海X气田的滚动勘探与开发开采奠定了基础。      

岩石物理驱动的储层裂缝参数与物性参数概率地震反演方法

长波长假设条件下,各向同性背景地层中发育一组平行排列的垂直裂缝可等效为具有水平对称轴的横向各向同性（HTI）介质.基于不同观测方位的岩石地震响应特征变化,宽方位地震数据不仅可实现裂缝岩石弹性参数与各向异性参数的预测,同时也蕴含着丰富的孔隙度等储层物性参数信息.本文结合实际地震资料提出了贝叶斯框架下岩石物理驱动的储层裂缝参数与物性参数概率地震联合反演方法,首先基于AVAZ反演裂缝岩石的弹性参数与各向异性参数,并在此基础上通过统计岩石物理模型表征孔隙度、裂缝密度等各向异性介质储层参数与裂缝岩石参数的相互关联,并采用马尔科夫链蒙特卡洛（MCMC）抽样方法进行大量样本的随机模拟,使用期望最大化（EM）算法估计后验条件概率分布,最终寻找最大后验条件概率对应的孔隙度、裂缝密度等HTI裂缝介质储层参数即为反演结果.测井及实际地震数据处理表明,该方法能够稳定合理地从方位地震资料中获取裂缝岩石弹性参数与各向异性参数,并提供了一种较为可靠的孔隙度、裂缝密度等裂缝介质储层参数概率地震反演方法.     

砂泥岩储层孔隙度和含水饱和度同步反演

基于岩石物理和地震反演理论,提出了一种同步反演储层孔隙度和含水饱和度的方法.以岩石物理为基础,建立了砂泥岩储层物性和弹性参数之间定量的关系-Simon模型,以贝叶斯理论为手段,结合不同类型的砂泥岩储层,建立了多信息联合约束的物性参数反演目标函数,并通过蒙特卡罗和遗传算法相结合的思路求解该目标函数,最终得到孔隙度和含水饱和度的同步反演结果.将该方法应用于河道砂和砂砾岩两种不同的砂泥岩储层中,孔隙度和含水饱和度数据的联合应用,进一步减少了储层预测的多解性,为石油地质综合研究提供了更加丰富准确的基础数据.     

不确定性反演关键参数的地质含义及正演模型反演研究——以渤海海域W油田为例

地质统计学反演具有较高的空间分辨率,在储层预测中应用广泛,其反演精度受地质框架模型、纵/横向变程和岩性比例等多个因素的影响.传统方法主要从反演角度通过参数测试的方式开展参数对反演精度影响的研究,进而求取合适的反演参数.该参数求取方式效率低,反演结果精度不高,不能完全准确地反应储层空间变化特征.针对这一问题,本文采用从模型正演及其相应反演角度开展参数对反演精度影响的研究,并对反演参数求取方法进行了阐述.首先论述了地质框架模型及变差函数的地质含义,并以渤海W油田明化镇组下段储层特征为指导,构建了曲流河沉积典型的堆叠型和侧叠型地质模型,进而开展模型正演及相应的地质框架模型、纵向变程和横向变程对反演精度影响的研究.分析表明:1)基于高分辨率层序地层格架构建的地质框架模型有助于反演精度的提高;2)合适的变程能够提升反演分辨率.纵向变程的求取应综合考虑最小地质体大小、地震采样率等因素,而横向变程的求取应以地质信息为指导;3)开发阶段以砂层组级别地质框架模型为约束,结合储层特征求取反演参数的方法赋予了参数明确的地质含义,反演结果清晰表征了储层内部砂体叠置及空间展布特征,有助于提高薄储层表征精度,为开发后期的井位部署和井位调整提供依据.     

叠后地震反演面临的问题与进展

叠后地震反演技术自提出以来,在储层预测和评价、油藏特征描述等方面得到了广泛的应用.叠后地震反演可以相对快速地将地震波形信息转换为具有地质意义的波阻抗等信息,指导储层的识别与刻画.因此叠后地震反演技术在油气勘探中发挥了十分重要的作用.本文首先就叠后地震反演技术的起源、分类做了简要介绍;然后对影响反演结果的因素进行了归纳,总结出叠后地震反演结果主要受地震频带宽度、子波、地质层位和井信息这4种因素的影响,并系统梳理总结了每种影响因素在叠后地震反演中发挥的作用和目前在优化反演结果中所用的方法和技术;接着分析了反演过程中构建的低频和高频分量是造成叠后地震反演多解性的主要原因,介绍了相关研究成果;最后点明了现阶段叠后地震反演技术存在的问题并展望了其发展趋势.     

地质统计学反演方法对单一河道砂体的刻画

河道储层是我国东部陆相油田的主要储层类型,储层内单一河道砂体宽度窄、横向变化快,砂体之间叠置关系复杂,导致了油田开发中后期面临的注采矛盾突出、剩余油挖潜困难等一系列生产难题.因此,对单一河道砂体进行预测和精细刻画尤为重要.应用传统测井剖面对比方式刻画单一河道砂体,不仅难度高、工作量大,而且井间砂体预测只能依靠推测,可靠性低.而受限于地震资料的主频,常规储层反演的预测结果纵向分辨率低,无法达到描述薄层单一河道砂体的要求.近年来的实践表明:地质统计学反演方法基于井震结合思想,通过数学模拟的手段,可以有效改善薄层砂体的预测效果,在其预测结果中刻画薄层单一河道砂体的精度可以满足开发中后期油田生产的需要.本文以松辽盆地北部榆树林油田树123区块为例,采用地质统计学反演方法,对扶杨油层浅水湖泊三角洲相河道储层单砂体开展了预测和刻画.结果显示:密井区砂体预测符合率达到85.6%,稀井区砂体预测结果与沉积模式吻合.在剖面上可以识别出薄层单一河道砂体间的叠置或接触关系,有效指导了井间砂体对比,揭示砂体连通关系;在平面上相对准确地定量化展现出单一河道砂体的展布形态,为确定剩余油富集区和井位部署提供依据,从而保障油田持续增储上产.     

地震波形反演技术在砂泥岩薄互层结构表征中的应用

基于传播矩阵理论开发砂泥岩薄互层地震合成记录算法,与褶积算法、基于界面模型的Zoeppritz方法以及波动方程等方法相比,该方法更适用于具有复杂结构的薄互层模型,能够在充分考虑地震反射波动力学因素的同时不受网格间距的限制.基于正演算法开发了基于波形对比的砂泥岩薄互层地震反演技术,由地震反射波形特征的变化反演薄地层单元中砂体含量与空间位置等参数,进而确定薄互层段砂泥岩组合结构以及砂体的空间展布.理论模型验证了反演方法的有效性.通过测井分析建立薄互层地震地质模型,并将该技术应用于研究区实际地震数据,反演的砂体空间分布与测井资料进行对比分析,验证了反演方法的实用性.     

基于含砂率的相控地质统计学反演储层预测技术研究

陆相湖盆三角洲沉积储层横向变化快、纵向薄砂泥互层,储层预测难度大.针对该问题,本文以乌石油田群流沙港组二段中层序为背景,提出了一种基于含砂率的相控地质统计学反演储层预测技术.通过单井统计,建立含砂率与沉积微相的关系;再利用平面含砂率横向约束建立三维含砂率初始模型;进而运用贝叶斯理论将三维含砂率初始模型作为约束条件融入到地质统计学反演进程中,实现了三角洲沉积相控反演技术研究.结果表明,相比常规地质统计学反演,应用该技术得到的反演结果精度大幅提升,不仅纵向分辨率高,且对不同期次砂体的叠置关系及沉积相纵、横向演变规律展现效果更好,有效指导了油田勘探开发实施.     

储层弹性与物性参数地震叠前同步反演的确定性优化方法

储层弹性与物性参数可直接应用于储层岩性预测和流体识别,是储层综合评价和油气藏精细描述的基本要素之一.现有的储层弹性与物性参数地震同步反演方法大都基于Gassmann方程,使用地震叠前数据,通过随机优化方法反演储层弹性与物性参数;或基于Wyllie方程,使用地震叠后数据,通过确定性优化方法反演储层弹性与物性参数.本文提出一种基于Gassmann方程、通过确定性优化方法开展储层弹性和物性参数地震叠前反演的方法,该方法利用Gassmann方程建立储层物性参数与叠前地震观测数据之间的联系,在贝叶斯反演框架下以储层弹性与物性参数的联合后验概率为目标函数,通过将目标函数的梯度用泰勒公式展开得到储层弹性与物性参数联合的方程组,其中储层弹性参数对物性参数的梯度用差分形式表示,最后通过共轭梯度算法迭代求解得到储层弹性与物性参数的最优解.理论试算与实际资料反演结果证明了方法的可行性.     

叠前反演和地震吸收技术在复杂天然气藏地震预测中的应用

针对某复杂断块天然气目标储层,在岩石物理分析的指导下,综合利用地质、地震、测井等资料,提出了一套面向复杂天然气藏的叠前地震预测技术.首先基于地震岩石物理分析得到的初始横波信息,采用叠前贝叶斯非线性三参数反演得到了井旁控制点处精确纵横波速度和密度信息,然后通过叠前/叠后联合反演技术实现了面向目标的弹性阻抗体反演及含气储层敏感参数直接提取,最后结合小波变换时频谱分析的方法从叠前地震资料中估算地层吸收参数值,提高天然气藏识别精度.实际应用表明,综合各种叠前地震预测技术,可以大大提高对复杂天然气藏的识别精度,降低勘探风险.