基于叠前全方位角道集方位振幅梯度各向异性变化的HTI裂缝介质油气检测方法与技术

高角度裂缝介质的反射振幅梯度是随方位变化的,常规AVO分析只能适应层状各向同性介质地下地层含油气性检测,很难适应HTI裂缝各向异性介质地层的油气检测.为此,本文提出了基于叠前全方位角道集方位振幅梯度各向异性变化的HTI裂缝介质油气检测方法,推导出以方位角为变量的方位振幅梯度变化函数,并以之为参变量进一步推导出以入射角为变量的,随方位变化而变化的双向振幅响应强度变化函数,同时推导出方位油气指示因子.通过变量拆分法先固定方位方向,通过该方位角道集振幅随入射角的变化求解该方位振幅梯度,继而求出该方位的油气指示因子;依次类推,可求出其余方位的油气指示因子.如此可求出所有方位的油气指示因子,进而可分析含油气指示敏感性随方位的变化,优选油气指示最敏感的方位作为最终的油气预测结果即可.实际工区应用结果表明,本方法预测结果可靠精度高,可为油气勘探开发提供有效的技术支持.     

转换波方位各向异性裂缝检测技术研究及应用

HTI裂缝各向异性介质中,转换波随方位角的变化比较复杂,目前还没有解析公式可以表达其变化特征,只能通过物理实验或数值模拟来分析其应用的可能性.数值模拟结果表明,转换波在裂缝各向异性介质中传播时,其R分量和T分量的振幅属性都具有明显的方位各向异性特征,R分量振幅方位各向异性拟合椭圆的长轴方向指示裂缝方位,这与纵波方位各向异性特征相似;根据P波AVAZ方位各向异性分析原理,对转换波R分量振幅方位各向异性曲线进行方位椭圆拟合,寻找椭圆的长轴方向,即裂缝主方位,再由P波AVAZ技术中振幅响应与炮检方向和裂缝走向之间的夹角关系式得到裂缝的发育密度,从而构建转换波方位各向异性AVAZ裂缝检测技术.该技术已用于川西新场气田某区块的裂缝储层预测,取得了较好的应用效果.     

利用叠前地震数据预测裂缝储层的应用研究

叠前地震资料储层预测技术是在Zoeppritz方程基础上发展起来的,通过处理地震数据随着不同入射角地震反射属性,得到地震属性随着入射角变化而改变,研究分析得到反映岩性变化的纵波速度、横波速度、泊松比和截距与梯度剖面,预测裂缝储层的发育及分布.同时根据不同方位角地震资料属性,计算得到不同方位角目的层的属性差异,使用各向异性椭圆公式作拟合,求出背景趋势A和各向异性因子B,利用最大振幅包络方位和对应θ,求出裂缝发育优势方向,及B/A各向异性因子,实现对裂缝储层预测.     

基于NEWS平台的叠前叠后联合解释系统设计与开发

介绍了叠前叠后联合解释软件系统的设计与开发,该系统以中国石化石油物探技术研究院自主研发的油气综合解释系统平台——NEWS为基础,利用NEWS平台提供的业务资源和服务接口,以图形化的方式通过点、线、面的粒度对叠前地震数据进行实时部分叠加,方便用户快速分析出优势叠加参数,实时的叠前AVO属性(如梯度P、斜率G、曲率C剖面)及方向金字塔去噪等功能,可以协助地质人员更方便地进行储层预测及含油气检测,在沿时间线自动追踪的基础上,通过对选取的面元进行模拟椭圆和余弦拟合分析,利用目的层振幅随方位角—偏移距/入射角的变化规律,统计面元内细微裂缝的综合走势效应,估算裂缝的发育方向和强度,形成了一套集叠前裂缝检测、叠前道集属性分析、AVO属性交汇分析以及成果图形化工具为一体的综合性叠前油气分析系统。     

Kirchhoff积分叠前时间偏移全方位角度道集生成方法与实现

方位角度域共成像点道集能够客观反映地下介质的速度、各向异性参数异常以及振幅随角度变化（AVA）和裂缝信息。传统Kirchhoff PSTM通常输出偏移距域共成像点道集,对于速度分析、各向异性分析、AVA分析、裂缝识别等均存在诸多不便。本文提出了基于走时梯度的Kirchhoff叠前时间偏移全方位角度集输出方法并提出工业上切实可行的实现方案。通过走时场梯度计算波场传播方向矢量,形成能够反映观测系统参数和波场传播情况的全方位角度域共成像点道集。为了在大规模地震数据Kirchhoff积分叠前时间偏移中输出全方位角度道集,本文给出基于输入道方式的偏移实现方法,采用逐条inline线进行线偏移成像,从而大大降低了全方位角度道集输出对计算机内存的压力,显著提高了Kirchhoff积分时间偏移输出全方位角度道集的可行性。三维盐丘模型测试和海上某区块三维实际资料试验证明了本文方法的正确性。      

TI介质局部角度域射线追踪与叠前深度偏移成像

研究与实践表明,对于长偏移距、宽方位地震数据,忽略各向异性会明显降低成像质量,影响储层预测与描述的精度.针对典型的横向各向同性(TI)介质,本文面向深度域构造成像与偏移速度分析的需要,研究基于射线理论的局部角度域叠前深度偏移成像方法.它除了像传统Kirchhoff叠前深度偏移那样输出成像剖面和炮检距域的共成像点道集,还遵循地震波在成像点处的局部方向特征、基于扩展的脉冲响应叠加原理获得入射角度域和照明角度域的成像结果.为了方便快捷地实现TI介质射线走时与局部角度信息的计算,文中讨论和对比了两种改进的射线追踪方法:一种采用从经典各向异性介质射线方程演变而来的由相速度表征的简便形式;另一种采用由对称轴垂直的TI(即VTI)介质声学近似qP波波动方程推导出来的射线方程.文中通过坐标旋转将其扩展到了对称轴倾斜的TI(即TTI)介质.国际上通用的理论模型合成数据偏移试验表明,本文方法既适用于复杂构造成像,又可为TI介质深度域偏移速度分析与模型建立提供高效的偏移引擎.     

HTI介质方位AVO(AVAZ)正演模拟软件研制与应用

叠前地震裂缝检测技术是目前裂缝型储层定量描述的主要手段之一,利用地质、测井资料和岩石物理参数,根据岩石物理理论建立裂缝储层的理论地质模型,模拟地震波在已知裂缝模型中传播时各个方位的地震响应,分析某区段由裂缝引起的地震振幅属性的方位AVO(AVAZ)特征,利用该技术流程,编写了一套基于HTI介质的正演模拟软件,在软件开发过程中,研发了基于Qt Concurrent编程模型组件的并行处理技术.通过该项技术的研究与开发可以:1)利用地震属性数据实时分析地下裂缝型储层的地震响应规律;2)解决地震振幅数据方位各向异性特征的不确定性导致的各向异性椭圆解释成果错误问题,确定椭圆的正确方位指示;3)为叠前裂缝检测软件提供正演分析工具,完善并扩充检测流程.在实际生产应用的效果表明,正演的解释结论能够为叠前裂缝检测提供有效的理论依据,增强了反演裂缝方位数据的准确性与可信度.     

叠前各向异性强度属性在乍得Bongor盆地P潜山裂缝性储层预测中的应用

裂缝性储层是乍得Bongor盆地潜山油藏主要储集类型,研究区地震资料较差,基底成像不清,利用地震资料进行裂缝预测符合率不高.近几年,在乍得多个潜山实施了"宽频、宽方位、高密度"（以下称"两宽一高"）三维地震勘探,基底成像效果有了明显改善.由于"两宽一高"地震勘探近几年刚刚兴起,目前利用"两宽一高"OVT处理资料预测裂缝的方法较少,主要是基于振幅随偏移距及方位角的变化的原理（AVAZ）,目前主要的方法为基于椭圆拟合的各向异性强度预测法,本文首先应用椭圆拟合法预测了Bongor盆地P潜山的各向异性强度,对结果进行了分析,指出了椭圆拟合法的局限性,进而首次在Bongor盆地研发并应用了基于统计法的各向异性强度预测技术,即首先通过道集规则化将不规则的道集处理成螺旋道集,然后在道集中统计振幅或双程走时的方差进行裂缝预测,在乍得P潜山取得了较好的效果,预测符合率达到80%以上,平面规律性明显.     

塔中北坡地区奥陶系碳酸盐岩叠前地震裂缝预测方法应用研究

塔中北坡顺南地区奥陶系碳酸盐岩具有良好的勘探开发前景,近期在多个层系钻遇了储层和油气.研究显示该地区裂缝比较发育,并对储层的形成和改造起到了非常关键的作用,但目前针对该区的裂缝预测技术研究成果较少,以叠后属性评价为主.因此,本文从裂缝实际地质特征观察出发,基于叠前地震资料,综合多种方法进行裂缝预测.首先利用叠前构造应力场反演间接评价裂缝的发育密度和方向,基于评价结果对地震叠前数据进行不同方位划分方案的资料处理并对比,使用纵波方位各向异性方法预测储层裂缝发育方向与相对密度.多方法结合的预测结果符合研究区裂缝发育规律并与地质模式相吻合,通过与岩心及成像测井资料对比,验证了该地区使用较窄方位采集的地震数据进行裂缝预测结果的有效性.     

改进的地震AVAZ裂缝弱度反演方法及其在致密砂岩储层中的应用

致密砂岩气储层具有低孔、低渗的特征,裂缝的存在可以提高储层的渗透率,同时裂缝是油气重要的储存空间和运移通道,裂缝发育也有利于水力压裂过程中裂缝网络的形成,裂缝预测可为致密砂岩气储层的开发和部署提供重要依据.地震振幅随方位角的变化可以提供储层中垂直裂缝的信息,本文针对HTI介质提出了一种改进的方位振幅差异反演方法,并结合岩石物理理论预测表征裂缝性质的裂缝弱度参数.常规的反演方法一般同时反演弹性参数和裂缝参数,改进的方位振幅差异方法引入一个参考方位,构建消除各向同性背景的方位振幅差异道集,仅反演与各向异性项相关的裂缝弱度参数,充分利用方位各向异性响应,提高裂缝识别的敏感性与裂缝参数反演的准确性.实际数据应用表明,方位振幅差异反演方法对裂缝参数预测的敏感性较常规方法有所提高,预测的裂缝弱度与测井渗透率曲线相吻合,并且与致密砂岩气储层产气性具有明显的相关性.因此,利用方位振幅差异方法预测裂缝分布及其发育程度可为致密砂岩储层含气有利区的识别与开发提供可靠的指标.     

表驱三维角度域Kirchhoff叠前时间偏移成像方法

针对传统Kirchhoff叠前时间偏移方法的一些不足,以及振幅随入射角、方位角变化(AVA/AVAZ)分析的需要,本文提出一种基于射线理论的三维叠前时间偏移角度域成像方法.它通过横向均匀介质中稳健的射线追踪建立单程波走时和传播角度的数值表,然后在此基础上估算反射波双程走时以及在界面处传播的方位角和入射角,最后基于脉冲响应叠加原理获得三维构造图像和方位\|角度域共成像点道集.与传统方法不同之处在于,上述过程均考虑了地震波在垂向变速介质中的射线弯曲效应和三维传播特征,有利于准确提取随入射角和方位角变化的振幅和时差信息.理论模型合成数据和实际地震资料测试结果展示了方法的优越性与实用性.     

层状各向异性介质转换波克希霍夫叠前时间偏移

在克希霍夫叠前时间偏移处理中,地震波走时的计算方法是决定大偏移距地震资料成像品质的重要因素.在常规的三维转换波各向异性叠前时间偏移公式中,走时的计算是基于等效单层各向异性介质的非双曲线方法.用这种方法处理的成像道集,在偏移/深度比超过一定阈值后,成像道集中的反射同相轴将出现过偏现象,这种偏移不平的同相轴将影响偏移叠加的最佳响应,使得偏移成像波组呈低频化特征,最终降低三维转换波偏移成像质量.我们采用层状介质的走时计算方法代替常规算法,并且利用了常规方法的转换波各向异性偏移速度模型.基于层状介质的算法能够提高大偏移距转换波走时计算精度,克服中浅地层大偏移距远道成像道集中反射同相轴逐渐上翘的问题.两个地区的三维转换波资料处理结果证实,基于层状各向异性介质的转换波克希霍夫叠前时间偏移方法,明显改善了反射成像剖面的连续性和分辨率,提高成像剖面构造的可解释性.     

基于共散射道集的叠前时间偏移/反偏移提高叠前数据质量

为了提高叠前数据质量,将叠前时间偏移/反偏移与共散射点道集相结合,提出了一种新的时间偏移/反偏移方法.利用改进的CRS参数建立精确的速度模型,提高偏移成像质量.将振幅映射到共偏移距顶点来生成共散射点道集,将偏移和中点上的多参数叠加,通过叠加数据,实现了叠前数据增强,道集的数量远高于传统叠前时间偏移的叠加数量.利用基于中点位移、半偏移距和偏移速度的算子进行反偏移处理,能量重新分配回时间域中的每个绕射同相轴,压制噪声,地震资料信噪比和成像精度均得到了提高.提高质量后的叠前数据可用于后续的速度分析、叠加、偏移等常规处理中,效果好于原始CMP道集.模型和实际数据的计算结果均验证了该方法的正确性和有效性,该方法在低信噪比资料的处理中将会有广阔的应用前景.     

岩石物理驱动的正交各向异性方位叠前地震反演方法

基于长波长近似假设,周期性薄互层中发育一组平行排列的垂直裂缝则可视为等效的正交各向异性介质.岩石物理是构建裂缝参数与地震响应之间联系的基础,地震散射理论是各向异性介质参数反演的有效途径.文章提出了一种利用方位叠前地震数据实现正交各向异性裂缝储层Thomsen弱各向异性参数与裂缝弱度参数可靠预测的方法.首先,综合考虑矿物基质、孔隙、裂缝及各向异性岩石中流体替换的影响,通过构建正交各向异性裂缝岩石物理等效模型,实现正交各向异性刚度系数的估测,进而预测储层测井数据的弹性参数、Thomsen弱各向异性参数及裂缝弱度参数,为后续地震反演提供初始模型约束;然后,基于地震散射理论,推导了面向Thomsen弱各向异性参数与裂缝弱度参数反演的正交各向异性介质纵波反射系数方程,为后续地震反演奠定了理论基础;最后,发展了贝叶斯框架下的正交各向异性裂缝储层Thomsen弱各向异性参数与裂缝弱度参数AVAZ反演方法,同时考虑柯西稀疏约束正则化和平滑模型约束正则化约束,使用非线性的迭代重加权最小二乘策略实现正交各向异性特征参数的稳定估算.模型和实际资料处理表明,该方法能够稳定可靠地从方位叠前地震资料中获取正交各向异性特征参数,为正交各向异性介质的特征参数预测提供了一种高可靠性的地震反演方法.     

利用地震叠前数据预测火山岩裂缝的方法和效果分析——以松辽盆地北部徐家围子断陷营城组火山岩为例

裂缝问题是火山岩复杂岩性油气藏勘探开发中必须考虑的重要因素之一.火山岩储层裂缝预测的准确性直接影响着油气的产能、钻井工艺和增产改造措施等.本文主要根据等效HTI介质(扩容各向异性介质)的特性,立足地下介质各向异性理论,利用三维地震叠前P波在HTI介质中的属性分布特征来检测裂缝的发育情况.利用三维地震叠前P波裂缝检测技术在松辽盆地北部徐家围子断陷深层营城组火山岩中尝试开展了储层裂缝发育预测研究.通过研究建立了火山岩裂缝地震叠前预测方法,并对营城组火山岩裂缝发育情况进行预测,结果表明裂缝主要分布在工区中部构造高部位,发育方向以北北西向为主.最后利用测井资料和钻井产能资料等进行效果分析,证实该技术对于认识火山岩储层裂缝发育具有实际应用价值,说明应用地震资料开展储层裂缝预测具有横向分辨率高、实现井间分布描述和宏观空间分布规律清楚等特点.     

虚拟偏移距转换波叠前时间保幅偏移的影响因素

虚拟偏移距(POM)偏移方法是基于Kirchhoff积分的叠前时间偏移方法,这种方法具有改善共反射点模糊成像的优势,较少依赖速度模型,具有良好的振幅保持能力,计算成本相对较低,且在横向速度变化不太剧烈的情况下能够取得较好的成像效果,是转换波叠前时间偏移的一种重要方法.因POM方法是通过将地震波旅行时的双平方根(DSR)方程转化为以虚拟偏移距为变量的单平方根双曲线方程,这种方法的虚拟震源与虚拟检波器并非并置在一起,其传播路径符合Snell定律,可抽取真正的共转换散射点(CCSP)道集,该道集不需要倾角时差校正(DMO),形成CCSP道集的过程就等于叠前时间偏移的过程.随着AVO技术的发展,振幅的保真性在偏移过程中越来越重要.本文详细分析了初始速度、虚拟偏移距和偏移孔径对共转换散射点(CCSP)道集的影响.通过转换波POM保幅成像模型试算,结果表明,利用虚拟偏移距进行叠前时间偏移时,选择合适的虚拟偏移距间隔和偏移孔径至关重要.     

二维各向异性多波高斯束叠前深度偏移

基于多分量地震资料的深度偏移能够更加充分的利用地震记录上的多波信息,而且地下介质中广泛的存在各向异性,本文提出了一种有效的适用于二维各向异性介质的多波高斯束叠前深度偏移方法.首先基于各向异性射线追踪理论,导出了适用于二维各向异性介质的射线追踪方程组,实现了二维各向异性介质中P波和S波的射线追踪.其次将各向异性射线追踪理论引入到高斯束偏移方法中,分别给出适用于二维各向异性介质的PP波和PS波高斯束叠前深度偏移成像方法.本文成像方法充分考虑各向异性因素对地震波场的影响,能够对存在各向异性介质的地下构造准确偏移归位.通过对不同各向异性介质的数值模型进行PP波和PS波高斯束叠前深度偏移成像测试分析表明,本文方法是一种准确有效的适应于各向异性介质条件的多波叠前深度偏移成像算法.     

TI介质局部角度域高斯束叠前深度偏移成像

各向异性射线理论基础上的局部角度域叠前深度偏移方法能够为深度域构造成像与基于角道集的层析反演提供有力支撑,但是对于复杂地质构造而言,高斯度叠前深度偏移在不失高效、灵活等特点的情况下,具有明显的精度优势.为此,本文研究局部角度域理论框架下的高斯束叠前深度偏移方法.为提高算法效率与实用性,文中讨论了一种从经典弹性参数表征的各向异性介质运动学和动力学射线方程演变而来的由相速度表征的简便形式,并提出了一种比较经济的各向异性高斯束近似合成方案.结合地震波局部角度域成像原理,讨论一种适合高斯束偏移的角度参数计算方法.国际上通用的理论模型合成数据试验表明：相比局部角度域Kirchhoff叠前深度偏移成像方法,本文方法具有更高的成像精度与抗噪能力,既适用于复杂构造成像,也可为TI介质深度域偏移速度分析与模型建立提供高效的偏移引擎.     

各向异性叠前深度偏移在K油田的应用

在地震资料处理中,为提高地下地质体成像精度,各向异性叠前偏移已逐渐成为常规处理流程.然而,如何可靠地估算和建立各向异性深度偏移的各向异性参数模型是其成功的关键.针对K油田浅层气和边界大断层对地震成像的不利影响,采用了沿层速度分析和网格层析相接合的速度建模方法、利用已知井的信息求取初始各向异性参数、并通过多次迭代更新各向异性参数和速度模型等方法和处理流程,对K油田三维地震资料进行了各向异性叠前深度偏移处理.与只依靠单一速度参数的各向同性叠前深度偏移相比,各向异性叠前深度偏移利用了地震波垂直传播的相速度和根据井控从地震数据中估算出来的两个各向异性参数.从偏移结果中可以看到,各向异性叠前偏移的成像精度和质量得到明显改善,目的层地震偏移深度与井上分层深度吻合更好,地层信息与测井结果一致性好,边界断层的归位更加准确.     

基于波动方程的广义屏叠前深度偏移

地震波传播算子的计算效率和精度是制约三维叠前深度偏移的关键因素. 广义屏传播算子(GSP, Generalized Screen Propagator)是一种在双域中实现的广角单程波传播算子. 这一方法略去了在非均匀体之间发生的交混回响,但它可以正确处理包括聚焦、衍射、折射和干涉在内的各种多次前向散射现象. 通过背景速度下的相移和扰动速度下的陡倾角校正,广义屏算子能够适应地层速度的强烈横向变化. 这种算子可以直接应用于炮集叠前偏移,通过将广义屏算子作用于双平方根方程,还可以获得一种高效率、高精度的炮检距域叠前深度偏移方法,用于二维共炮检距道集和三维共方位角道集的深度域成像. 本文首先简述了炮检距域广义屏传播算子的理论,进而讨论了共照射角成像(CAI, Common Angle Imaging)条件,由此给出各个不同照射角(炮检距射线参数)下的成像结果,进而得到共照射角像集. 由于照射角和炮检距的对应关系,共照射角像集又为偏移速度分析和AVO(振幅随炮检距变化)分析等提供了有力工具.