地震波衰减和频散属性的提取及其在油气检测中的应用

地震波穿过地层时会发生频散和衰减,岩层中含有油气等流体时,频散和衰减有其特殊性,双相介质理论能很好地刻画地下介质含有流体时的情况。本文基于双相介质理论公式,研究流体参数和频率对地震波衰减和频散的影响规律。结果表明:地震波低频成分衰减较弱,高频成分衰减较强;黏弹性强的流体频散强,粘弹性低的流体频散弱;衰减和频散可以作为油气存在的标志。文中通过广义S变换,对实际地震资料计算,较准确地提取地震波的低频、高频能量和频散特征曲线,并对实际资料进行了含油气性预测,取得了与钻井一致的结果。     

利用分频RGB融合技术预测储层含油气性的可行性及应用效果

地震分频技术广泛应用于厚储层研究,砂体边界刻画等领域。分频RGB融合切片技术是一种比较成熟,应用较广的技术。笔者在应用该技术做储层研究过程中,发现该属性对储层含油气具有较好的指示作用,并在开发实践中,对属性显示油气异常区布置调整井,取得较好的油气发现,增强该属性应用于油气检测的信心。地震资料的反射信号与储层含油气性间有诸多未解决的问题,不同学者提出过诸多理论致力于地震资料的直接烃检工作。笔者从波动方程推导出含油气储层高频能量衰减加快,因此可以利用分频振幅能量的差异性来放大油气异常信息。设计正演模型论证储层充填油、气、水时振幅能量差异性以及不同频率下不同流体储层的振幅能量差异,证实含油、气、水层在不同频率下能量特征存在差异,砂体厚度在λ/8～λ/4波长区间段,含油气储层的低频增强,高频衰减特征较为明显。基于此结论,利用低、中、高频体进行RGB融合,结合实钻井的油气信息可以预测含油气潜力区。利用该思路在实际油田生产中,设计1口评价井取得100万m~3储量的突破。     

南海浅海海底沉积物的声衰减

报道了南海浅海海底沉积物的声衰减性质。给出了测量和计算海底沉积物声衰减的方法。分析讨论了不同频率下的声衰减以及与若干个海底沉积物物理参数的关系,结果表明,同一类型沉积物在高频段时的声衰减要比低频段的声衰减大;同一频段下粗颗粒沉积物的声衰减要比细颗粒的声衰减大;北部湾海底浅层沉积物声衰减在低频100kHz下为80~150dB/m,在高频1MHz下为150~360dB/m;海南岛南部外海海底浅层沉积物声衰减在低频下为66~160dB/m,在高频1MHz下为190~350dB/m;高频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据比较接近,而低频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据有较大的差别。     

海底沉积物颗粒因素在不同频率下对声衰减的影响

综合了多个沉积物声学测量的实验方案,提出适合研究柱状海底沉积物声衰减的实验方案。对黏土质粉砂的物理性质和声学性质作了相关处理,得到了在高、低两种测量频率下该类型沉积物的波形特性、频谱特性和与沉积颗粒因素有关的孔隙度对声衰减比的影响。进一步作了相应的回归分析,低频时方差为0.169—0.175,高频时方差为0.029—0.032,尝试总结出黏土质粉砂类型沉积物在两种频率下的声衰减趋势。     

基于同轴差距测量法的南海深水海底沉积物声衰减特性研究

通过分析沉积物声波测量过程能量损失的实质,阐述平行轴差距衰减测量法和垂直轴差距衰减测量法的研究基础——差动式衰减测量方法原理,并推导了其衰减系数公式。根据南海沉积物的柱状样品分装的特点,结合以上两种方法,提出了同轴差距衰减测量法,这种方法具有原理上的合理性并且其可操作性强;运用此方法测量了沉积物在常温和温度控制变化条件下的声波信号,计算了衰减系数,研究了温度对沉积物声波传播能量的影响,得出南海深水海底沉积物具有以下声衰减特性：沉积物含砂量高,声衰减系数大;随着温度的升高,沉积物的声衰减系数变化具有不均匀性,整体呈非线性减小趋势。以上研究将为声学遥测和反演海底沉积物的物理力学特性提供数据和方法支持。     

频率衰减梯度属性在南海北部神狐海域天然气水合物检测中的应用

为了准确识别和预测天然气水合物的矿体特征,利用频率吸收衰减属性开展水合物矿体定量分析是十分必要的。在实际地震资料中,天然气水合物段对应的高频段能量衰减受随机噪音的影响较大,容易导致计算结果出现误差。改进的频率衰减属性提取方法能够减小随机干扰对地震频谱斜率拟合的影响,得到有效信号的频率吸收衰减属性。将该方法应用到南海北部神狐海域的天然气水合物检测中,计算的结果能够准确刻画天然气水合物矿体的边界,满足定量预测的需要,证实该方法能够对天然气水合物定量预测提供更多信息。     

叠后烃检方法在渤海海域PL稠油区块的应用

针对渤海海域PL油田新近系明化镇组原油密度大,常规叠后烃检方法效果不佳的特点,利用储层含油气后高频端能量吸收衰减原理,在高精度频谱分解基础上,采用能量系数法和高频斜率衰减地震属性预测油气,效果一般;结合研究区地质特点,以神经网络多种成熟算法为基础算法,优选对油水有不同响应的地震属性作为训练参数,以含油饱和度曲线作为目标曲线,对全区地震数据体进行反演,用验证井与饱和度数据体有效响应比对,主力油层含油砂体吻合率高达75％以上.利用该方法结合其它成藏条件优选了显示很好的多套砂体作为进一步勘探潜力靶区.     

珊瑚礁坪波浪的衰减特性分析

珊瑚礁海底与一般的礁石或泥沙海底结构相差很大，波浪衰减特性也相差较大。根据实测海浪资料，讨论波浪在礁坪上传播的衰减特性和波浪能量的转移。分析结果表明，在相对水深为0．0613—0．0867之间，波浪传播单位距离(100m)的波高衰减系数为22．09％—46．56％，平均值为31．35％；波能衰减系数为33．74％—53．23％，平均值为43．61％。波浪在礁坪上传播过程中，高频损失的能量多于低频，谱能量向低频转移。应用统计方法得到波高、波能衰减系数与相对水深D/L关系的拟合方程。     

基于三参数S变换的多级重心频率衰减梯度属性分析

本文提出一种基于三参数S变换的多级重心频率衰减梯度属性并将其用于储层预测。首先,利用三参数S变换计算地震信号目的层的时频谱;然后利用信号的多级重心选定拟合频段并计算每个时刻振幅谱的高频段频率衰减梯度,得到属性值;最后利用频率衰减梯度属性值的变化进行含油气储层预测。理论模型和实际数据应用结果表明,与常规频率衰减梯度属性对比,基于三参数S变换提取的多级重心频率衰减梯度属性更加稳定,能更好地刻画储层的边界和识别油气。     

多子波地震道分解技术在平湖油气田的应用

多子波地震道分解是一种新的地震道分解技术,它是以分解算法将地震道分解成不同形状,不同频率的子波。利用多子波地震道分解等技术,对东海平湖油气田花港组油藏地震数据体进行多子波地震道分解与重构、频谱衰减和数据体波形分解等应用研究,找出了与钻井资料吻合,并含有地质意义的属性,勾画出该地区主要油藏的含油气范围和有利目标,取得了较好的应用效果。     

海底沉积物声衰减同轴差距衰减测量法与其他测量方法的对比研究

以精度较高的现场测量Hamilton的原位测量所得数据为标准,对比研究了钱正明的直立同轴衰减测量法、刘强的垂直轴差距衰减测量法和我们课题组的同轴差距衰减测量法等3种研究海底沉积物声衰减的实验室测量方法。通过3种实验测量方法所得数据跟Hamilton原位测量所得数据进行对比,分析了以上实验室方法的优缺点,并分析了声衰减与样品长度和测量频率的关系。同轴差距衰减测量法与直立同轴衰减测量法相比,前者在消除测量仪器和耦合衰减误差方面,以及在实验样品长度方面更合理。同轴差距衰减测量法与垂直轴差距测量法相比,同轴差距衰减测量法在原理上保证了声波传播能量接收的同轴性和同指向性,其实验数据比利用相同实验仪器的垂直轴差距测量法的数据更准确。     

频谱分解在北黄海东部坳陷下白垩统储层预测的应用

以北黄海东部坳陷某区块为研究对象,对下白垩统地层通过频谱分解技术进行储层预测和岩性圈闭。该区块是发育在斜坡上的扇三角洲相沉积,砂岩储层薄,地层横向变化大,利用常规的地震属性和地震波阻抗反演难以圈闭有利的储集区域。针对研究区储集层的特点,利用连续小波变换方法,生成调谐体和离散频率能量体,结合地震属性和水平切片技术,实现在频率域进行砂体描述和储层横向变化规律的研究。其预测结果与实际钻井资料吻合得较好,圈定了砂体的分布范围和物源方向,为研究区下一步井位部署提供了依据,也为研究区利用频谱分解方法进行储层预测提供了新的技术方法和手段。     

波速线性变化介质中地震波传播特征

根据变速介质中地震波传播所满足的变系数波动方程,推导出波速线性变化介质中一维波动方程的解析解,讨论了波速不均匀性对地震波传播的影响：地震波振幅衰减大小与介质速度梯度有关;频率转折点两侧地震波传播性质;频率与地震波波速关系。     

波浪作用下液化粉土流动特性拖球试验研究

粉质土大量存在于黄河水下三角洲地区,粉土液化过程中具有类似流体的性质,可以把液化过程中的粉土视为黏性流体进行研究。基于流体力学中Stokes黏滞阻力原理,在波浪水槽试验基础上,设计了一套测量液化过程中粉土流变特性的拖球装置,并对其实用性进行验证。在铺设有粉土底床的波浪水槽中埋入可以水平滑动的小球,通过拖动小球在粉土中水平运动,测量小球所受阻力值的大小,用以计算液化粉土表观动力黏度。充分考虑试验中波浪要素、超孔压比等因素的影响。结果表明,该装置能够满足试验要求;波浪循环荷载作用下,观察到了孔压的累积至液化的过程;波浪参数对结果有较大影响,其中波高越大,表观黏度值越小;同一波高情况下,表观黏度随时间缓慢增加;随着超孔压比的升高,波浪作用下粉土表观黏度值逐渐减小。     

空–地二层介质中极低频电场特性研究

极低频电磁波在海洋资源勘探、海洋污染源实时监控、自然灾害预测、海上辅助导航、国防监测等方面有广泛的应用,对其进行研究具有重大的意义。介绍了开展的陆上极低频电场特性试验,理论分析与试验结果相结合,验证了水平电偶极子产生电场强度的传播衰减规律。试验结果表明：收发距0～10 km时,信号响应强度快速衰减;10～25.4 km时,信号强度衰减由快速变为缓慢;超过25.4 km后信号响应趋于平缓。为了证明电磁波传播时地下信道的存在,进行了波速测量。试验结果表明：陆上1 Hz透地电磁波的波速约为55 km/s,对应电导率σ=0.003 3 S/m,证明了地下信道的存在。     

小尺度海底沉积物的声衰减特性研究

为研究小尺度海底沉积物样品的声衰减特性,作者提出了用声学探针测量海底沉积物声波幅值的新方法,对沉积物样品扰动小,两个测量点的距离可小于波长,为海底沉积物微观声衰减测量提供了新手段。作者用小于波长的间隔逐点测量了沉积物的压缩波幅值,数据分析表明沿沉积物柱状样全长的声衰减满足指数衰减模型。目前主要用同轴差距衰减测量法获得海底沉积物声衰减数据,但该方法不能辨识声衰减模型,因此不同海区的测量结果难以建立联系。对此作者又提出用声吸收系数反演的幅值比与声衰减系数反演的R值(两种幅值比的比值)作评价依据,分析了垂直轴差距衰减测量法获得的南海海底沉积物声衰减测量数据,发现部分沉积物样品声衰减的R值远大于1,其声衰减不满足指数衰减模型。在声衰减满足指数衰减模型的条件下,用Hamilton的声衰减和频率经验公式预报的南海沉积物声衰减比与作者用声学探针测量海底沉积物所得的声衰减比对比,通过对R值分析得出Hamilton的声衰减和频率经验公式可以预报南海沉积物声衰减比的范围。作者提出的声学探针测量海底沉积物声衰减的方法的优点是既能获得声衰减数据又能辨识声衰减模型,不同海区测量的沉积物声衰减比可用R值建立联系。     

波浪作用下粉土海床中的孔压响应试验研究

海床在波浪作用下是否稳定对海底工程的安全至关重要,海床的稳定性与土体中的孔压响应密切相关。水槽模拟试验表明:在波浪的作用下,黄河三角洲粉土海床中将产生振荡孔隙水压力和累积孔隙水压力。振荡孔隙水压力大小与土层深度、波高和粘粒含量有关,其振幅(能量)在土层中随深度的增加呈指数衰减,且粘粒含量越高衰减越快;加载波高越大,能量衰减越快。而累积孔压响应模式表现为在波浪作用最初的一段时间内,孔隙水压力快速上升,然后逐渐减小而趋于稳定,其大小和速率也与波高、粘粒含量、土层埋深有关,粘粒含量越高,孔压累积速度越低。     

基于多源信息融合的浅海超低频声源目标探测关键技术及实现

以多传感器信息融合理论为指导,结合现代信息处理技术与数据驱动建模及科学计算技术,研究浅海超低频声源目标激发共存地震波的复合声场中超低频声波传播特性和数据驱动建模的水下目标深度识别等关键技术,并论证了技术实现方案及路径。结果表明:以复合矢量水听器、地震波监测仪等多传感器信息融合理论为指导研究前海超低频声源目标可以克服传统声场建模存在的问题,有助于浅海超低频声源目标探测及改善海洋水下声学监测手段。在提高声呐探测设备的测量准确度、精度方面具有重要的理论意义,对周边海域为浅海的我国海防具有实战价值。     

利用地物光谱仪数据研究水汽对太阳辐射的吸收

论文将在介绍太阳辐射衰减理论的基础上,利用地物光谱仪、太阳辐射计和臭氧监测仪测量所得到的海面入射的太阳直射辐射光谱数据及大气衰减数据,提出了一种研究水汽在近红外波段对太阳辐射吸收作用的新方法,利用该方法得到的水汽吸收系数与前人研究结果非常一致。在可见光波段,大气对太阳辐射的吸收主要体现为臭氧的吸收。在近红外波段,臭氧的吸收非常小,对大气起吸收作用的主要为水汽。     

潜堤对波浪传播变形的物理模型试验研究

以不可渗透光滑潜堤为研究对象,基于波浪水槽试验,分析了规则波和不规则波通过淹没梯形潜堤时的波浪外部形态变化以及内部能量变化规律。探讨了不同波浪要素(周期、波高、淹没水深)对潜堤附近波高影响的变化规律。同时,探究了潜堤斜坡坡度、堤顶淹没水深对波浪频谱在频域分布的影响。研究结果表明:当波浪通过潜堤时,波浪主频能量衰减,波浪能量由低频向高频移动;潜堤斜坡坡度越大、堤顶水深越小,波浪主频能量衰减越剧烈;波浪通过潜堤后高频波能量占潜堤次生波能量的1%~30%。