西非深水区弱固结浊积砂岩岩石物理模型研究及其应用

深水浊积砂岩油气藏是当今世界油气勘探开发的热点目标,西非安哥拉深水区油气资源丰富、潜力巨大.该区第三系深水浊积砂岩埋深浅、成岩作用弱,致使地震反射纵波速度及其阻抗对有利砂岩储层和围岩的区分效果不明显;基础数据的制约如部分井声波或密度资料缺乏或存在质量问题等,给利用井震信息开展地震反演预测带来严重影响.本文旨在研究一套适合该地区储层预测的弱固结浊积砂岩岩石物理技术.为此,通过实际资料的反复论证,提出了拟合推理法确定矿物骨架弹性参数,并对等球颗粒模型进行了改进,创建了适合该地区弱固结浊积岩岩石物理模板,实现了测井曲线的合理校正和横波预测.以此为基础,进一步开展了叠前地震反演和储层的分布预测.结果表明,浊积砂储层预测精度达85%.因此,该岩石物理技术在西非深水区弱固结浊积砂岩的应用是可行的.     

基于反射地震数据的时频域包络反演

包络信号含有丰富的低频分量,即使在地震数据缺失低频条件下,包络目标函数也能有效缓解全波形反演的周期跳跃现象.但是,当初始速度模型较为平滑时,观测数据中的反射地震事件在模拟数据中没有与之相对应的波形,导致包络反演初期无法很好地利用反射波信号进行速度建模.本文提出基于反射地震数据的时频域包络反演方法,通过结合反射波全波形反演理论,构建反射波时频域包络目标函数,来提高包络反演的速度建模精度.本文首先利用Gabor变换获取时频域地震数据,并提取振幅信息,即为时频域包络信号.然后,推导反射波时频域包络反演的伴随震源和梯度算子.Marmousi模型数据测试结果表明,基于反射地震数据的时频域包络反演方法可以为全波形反演提供一个较好的初始速度模型.     

基于反射地震数据的时频域包络反演

包络信号含有丰富的低频分量,即使在地震数据缺失低频条件下,包络目标函数也能有效缓解全波形反演的周期跳跃现象.但是,当初始速度模型较为平滑时,观测数据中的反射地震事件在模拟数据中没有与之相对应的波形,导致包络反演初期无法很好地利用反射波信号进行速度建模.本文提出基于反射地震数据的时频域包络反演方法,通过结合反射波全波形反演理论,构建反射波时频域包络目标函数,来提高包络反演的速度建模精度.本文首先利用Gabor变换获取时频域地震数据,并提取振幅信息,即为时频域包络信号.然后,推导反射波时频域包络反演的伴随震源和梯度算子.Marmousi模型数据测试结果表明,基于反射地震数据的时频域包络反演方法可以为全波形反演提供一个较好的初始速度模型.     

电阻率约束下的地震反演技术在库车某区叠前深度偏移速度建场中的应用

库车山前带发育第四系和新近系两套砾岩,第四系砾岩主要发育于冲积平原沉积体系,新近系砾岩主要发育于冲积扇沉积体系.不同时期不同沉积体系下的砾岩组合在一起表现为垂向上具有多期叠置性,横向上沉积范围局限具有不连续性.空间岩性的巨大变化给库车山前带的精细速度建场带来很大困难,导致构造落实非常困难.非地震电阻率数据能够清晰反映两套砾岩层的空间轮廓分布特征,测井数据能够反映砾岩垂向的多期叠置特征,地震数据不能反映砾岩的形态特征,但是能够反映正常地层的格架特征.通过把地震数据与电阻率数据进行融合,在融合体上进行联合构造解释,建立了不同岩性的精细层序地层格架模型,利用此模型对地震波阻抗反演进行约束,反演得到纵波速度体.利用该速度体作为叠前深度偏移处理的初始速度模型,通过反复迭代,建立了最终的叠前深度偏移速度场,较为可靠的落实了库车地区的圈闭形态、高点位置和埋深.     

叠前地震Q值反演在储层流体识别中的应用研究

相较于常规的叠后资料Q值估算方法,本文的Q值反演法充分利用了叠前地震资料所具有的丰富振幅、频率和走时信息.首先简化黏弹性介质纵波反射系数近似,利用贝叶斯理论,建立反演方程,然后通过加入柯西约束和模型约束对算法进行优化,增加反演细节和横向连续性,提高反演精度和可靠性,最后将算法应用胜利油田东部探区的复杂岩性油气藏中,同时反演纵横波速度、密度和地层吸收衰减参数Q,成功地区分了强振幅引起的"真假亮点",识别了储层的含油气性,弥补了传统方法的不足.     

叠前同时反演在灰质发育区识别储层及流体的应用研究

东营凹陷的前期研究成果表明,该区储层存在着厚度薄、变化大且灰质含量高的特点,仅从常规地震剖面上,砂体与灰质泥岩的地震反射特征难以区分,给预测有效砂体及流体造成了严重影响,且叠后波阻抗反演无法识别灰质发育区的有效储层.针对以上问题,对测井资料进行了岩石物理参数敏感性分析,明确了灰质发育区浊积岩有效储层岩石物理特征,即横波阻抗可区分高阻储层与非储层,纵波阻抗可剔除高阻储层中的灰质,在前两参数优选出的有效储层基础上,纵横波速度比可区分流体类型.实际工区叠前同时反演结果与岩石物理分析及完钻开发结果吻合较好,说明利用叠前同时反演方法能有效剔除灰质对浊积岩有效储层预测的影响,亦能识别有效储层中的流体类型.     

非线性AVO反演方法研究

与叠后地震数据相比,叠前地震数据包含有更多的反映地下地层特征的信息,利用AVO( Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距的变化)信息通过求解Zoeppritz方程的近似公式,叠前反演可直接得到反映地下岩石特征的弹性参数——密度、纵波速度和横波速度.从本质上讲,叠前地震反演是非线性的,但目前多采用线...     

横波速度预测方法

准确的横波测井速度是叠前地震反演和叠前地震属性分析的必要参数,然而实际生产中往往缺乏横波速度信息.采用经验公式往往精度有限,本文采用Biot-Gassmann低频速度模型,以及Pride公式建立起基质弹性模量与骨架弹性模量关系,证明了纵波速度大小随固结系数的增大而减小,因而可以通过迭代方式计算出合适的固结系数,进而得到横波速度大小.通过两个实例说明该方法能得到很高的预测精度.     

低勘探程度地区地层速度提取方法与应用——以琼东南盆地深水区为例

如何在低勘探程度地区提取地层速度一直是地球物理勘探面临的难题,由于低勘探程度地区钻井资料十分稀少,需要借助地震资料才能够实现全区地层速度提取,而地震资料具有一定的频带,直接通过地震资料反演获取的地层速度缺失低频分量,必须进行低频速度补偿.本文提出一种以地震资料为主、测井资料为辅的地层速度提取方法.首先,通过有色反演方法提取地震资料的相对速度分量;然后,利用地震速度谱资料构建低频速度模型,低频速度模型构建受层序地层格架约束;最后,将低频和相对速度分量合成为宽频带的地层速度.应用该方法提取琼东南盆地深水区地层速度,结果表明提取的地震绝对速度精度较高,可作为该地区地层速度提取的一种行之有效的方法.利用该方法获得的高精度地层速度剖面在中央峡谷水道砂体的速度-岩性识别和地层压力预测方面获得良好的应用效果.     

基于精确震源函数的解调包络多尺度全波形反演

本文提出解调包络方法来重构地震记录中缺失的低频信号,同时该方法能够降低全波形反演的非线性程度;提出伴随状态震源函数反演方法来得到精确的震源函数,并推导了梯度计算公式;解调包络方法结合低通滤波技术,实现了从低频到高频的多尺度反演策略,有效缓解了全波形反演的周波跳跃问题.数值算例证明了解调包络、伴随状态震源函数反演方法和低通滤波多尺度反演策略的可行性及优越性.震源函数反演精度测试结果表明:即使观测记录在缺失低频信息的情况下,也能反演得到精确的震源函数.缺失低频测试和抗噪能力测试结果表明:即使地震数据中缺失9Hz以下的低频信号或者信噪比极低的情况下,利用反演得到的精确震源函数进行解调包络多尺度全波形反演,同样可以得到高精度的全波形反演结果.与Hilbert包络全波形反演对比结果表明:解调包络在重构低频和降低伴随震源主频方面具有一定优势.     

叠前道集优化处理技术及其应用

叠前地震反演是复杂油气储层预测及流体检测的重要手段之一.反演结果的精度与可靠性一方面取决于反演算法本身,另一方面与叠前道集品质密切相关.叠前道集优化处理能够消除或压制非岩性、流体信息引起的地震信息异常,恢复能够客观反映岩性及流体变化的地震信息,揭示地下介质真实的AVO特征.本文提出一种基于AVO特征分析的叠前道集优化处理技术,从实际井数据出发,通过建立井旁道AVO合成道集,对比分析原始道集与合成道集的AVO特征差异,从振幅、相关性、剩余时差以及最大频率四个方面分析评价原始道集存在的问题,针对性制定合适的处理流程,并基于井旁道测试确定最佳处理参数来进行道集优化处理.每步处理均采用AVO特征、叠后频谱和井震标定进行有效质控,确保道集优化处理的合理性,最终为叠前反演提供较高质量的数据基础.该技术成功应用于XJ某区块,相较于原始道集,优化后道集叠前反演的精度明显提升.     

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演方法

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演是一种通过地震数据多尺度分解的迭代反演方法.与此同时,在快速匹配追踪算法中引入低频模型约束,有效提高了收敛精度,使反演结果具有丰富的高低频信息.首先通过对大尺度地震资料进行反演得到低频背景.在此基础上,采用中尺度与小尺度地震数据进行逐级迭代用以获得高频数据,因而有效缓解了常规反演方法对于初始模型精度的依赖.最后利用理论模型与实际地震数据进行测试,通过与常规时间域反演方法的反演结果进行对比可以看出,本文方法在地层连续变化处依然可以对变化地层进行精确刻画,且在纵向分辨率提升的同时保持了较好的横向连续性.     

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.     

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演方法

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演是一种通过地震数据多尺度分解的迭代反演方法.与此同时,在快速匹配追踪算法中引入低频模型约束,有效提高了收敛精度,使反演结果具有丰富的高低频信息.首先通过对大尺度地震资料进行反演得到低频背景.在此基础上,采用中尺度与小尺度地震数据进行逐级迭代用以获得高频数据,因而有效缓解了常规反演方法对于初始模型精度的依赖.最后利用理论模型与实际地震数据进行测试,通过与常规时间域反演方法的反演结果进行对比可以看出,本文方法在地层连续变化处依然可以对变化地层进行精确刻画,且在纵向分辨率提升的同时保持了较好的横向连续性.     

基于最小平方的横波速度拟合及应用

与叠后反演相比,叠前反演通过获取更多的弹性参数以预测有利储层空间展布特征,但横波资料是叠前反演的关键因素.一般来说,实际研究区的横波资料很少,甚至缺失,从常规测井资料中重建横波信息是当前广泛采用的横波预测技术.本文以大庆油田某采油厂S区为例,在综合研究分析的基础上,基于最小二乘拟合多项式的方法完成了研究区所有井的横波速度预测.对研究区六口横波测井曲线对比分析显示,预测横波与实测横波平均符合率在96%以上,横波资料的预测精度可有效应用于地震资料的叠前反演计算.基于预测的横波速度建立了低频模型,完成了S区叠前同时反演试算,所得到弹性参数数据和测井数据进行对比分析,结果显示反演得到的弹性参数预测的结果与井资料吻合较好,计算表明该方法在同类储层的研究区可推广应用.     

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.     

基于弹性参数加权统计的地震岩相预测方法

岩相信息能够反映储层岩性及流体特征,在地震储层预测中具有重要作用.常规方法主要利用与岩相信息关系密切的弹性参数定性或定量地转化为岩相信息.在实际应用中,弹性参数的获取主要基于叠前地震反演技术.而不同弹性参数的叠前地震反演精度间存在着差异,势必影响岩相的整体预测精度.本文提出对弹性参数进行加权统计来预测岩相.首先,基于贝叶斯理论,引入权重系数来调节弹性参数信息的采用量,构建出最终的目标反演函数;其次,考虑到勘探初期缺少明确的测井岩相信息,提出利用高斯混合分布函数来自动估算岩相先验概率;最后,根据输入弹性参数的取值,计算每类岩相对应的后验概率密度,将目标反演函数取最大后验概率密度时对应的岩相类别作为最终预测的岩相.新方法旨在减少弹性参数精度间的精度差异对岩相预测结果的影响,以期提高地震岩相的预测精度.模型与实际资料测试均表明该方法可行、有效且预测精度较高.     

浊积岩分序级描述技术及其在东营凹陷油气勘探中的应用

浊积岩分序级描述技术是在前人研究与勘探实践基础上,以层序地层学理论为指导,结合较为前沿的地震沉积学理论,分析层序内部结构,明确了浊积岩发育序级的划分原则、对比和划分方法;以地震资料为基础,充分发挥了井震结合的优势,形成了浊积岩的地震识别模式的建立方法.本次研究建立了东营凹陷沙三段和沙四上不同类型浊积岩的地震响应模式,形成了浊积岩分序级描述技术;该技术可以用来预测新的浊积岩发育区.东营凹陷油气勘探实践证明,在浊积岩分序级描述的基础上进行勘探优化部署,可以有效的提高浊积岩油藏的勘探成功率.     

数据驱动的块排列正则化多道叠前地震反演

叠前地震反演充分利用地震记录振幅随偏移距变化的信息,在储层预测中发挥着重要作用.由于地震观测数据的带限性和其中所含有的噪声,地震反演是一个典型的不适定问题.目前,提出的各种正则化方法通过对反演参数施加约束,使反演结果具备期望的特征.然而,传统的反演方法忽略了地下构造的空间连续性,当地震数据信噪比较低时,单道反演方法无法得到稳定、准确的反演结果.本文提出了一种基于自适应块排列正则化的多道叠前地震反演方法,利用叠后地震资料高信噪比的特点,提取了一个块排列矩阵来记录地下构造信息.该方法通过将地震剖面分解为地震记录块,利用地震数据的局部相似性来记录相邻采样点的位置.在此基础上,构造了多道块排列正则项,建立了多道叠前地震反演的目标函数.在多道块排列正则项中,可以自适应调整权重系数,在增强空间连续性的同时保护边缘.利用L-BFGS算法可以有效地求解多道叠前反演目标函数.合成数据和实际数据测试均表明,当观测记录信噪比较低时,该方法的反演结果优于传统的基于单道模型约束的反演结果.     

叠前三参数非高斯反演方法研究

针对地球物理反演中广泛采用的"噪声高斯分布假设",本文研究了叠前地震资料中噪声的非高斯分布特征,提出了针对非高斯噪声的地震叠前非高斯反演概念和思想,构造了能同时压制高斯和非高斯噪声的混合范数作为反演目标函数,采用改进的Powell算法进行求解,有效地抑制了叠前地震资料中的高斯和非高斯混合噪声.模型试算和实际地震数据的反演结果验证了方法的正确性和算法的可靠性.