沉积体系非均质性对致密油气储集层控制及其定量评价方法

以鄂尔多斯盆地延长组长8-长6致密储集层为例,采用地质统计数学(Levy Sim)和沉积地层正演模拟对沉积非均质性进行研究。结果表明,地质统计学Levy函数能够有效地表征非均质性参数,不仅可以表征油藏尺度(岩心、露头和测井曲线尺度),而且也可以有效刻画岩石微观尺度的非均质性。而三维正演地层模拟方法 Sedsim则能够有效地模拟浅水三角洲砂体的空间展布。沉积地层正演模拟与非传统地质统计学相结合,能够更真实地定量刻画不同尺度的沉积非均质性,该方法不仅有效地解决了不同尺度沉积储集层、烃源岩及盖层非均质性定量表征的难题,而且为非常规油气成藏研究提供了新思路与新的定量评价方法。     

二维随机介质模型正演指导复杂地层地震解释——以薄层砂泥岩交互地层为例

大港油田砂泥岩交互地层存在着非均质复杂地质形态,为保证其精细解释效果,根据随机过程理论,提出了选用二维指数型椭圆自相关函数为复杂非均质地质体进行简化建模的方法。正演算法使用交错网格有限差分法模拟弹性波在二维随机介质模型中的传播,激发方式使用自激自收模式。正演结果表明,随机介质模型模拟大港油田薄层砂岩互层地层具有合理性,交错网格有限差分算法对于该模型的正演数值模拟,算法合适。     

强反射背景下迭代低频模型在反演中的应用

储层预测的精度影响油气勘探开发的经济性,而针对复杂地质背景下的低频建模方法是提高储层反演预测精度的有效方法之一。为去除研究区特殊地质界面对储层反演造成的影响,提出了一种用以压制灰岩缝洞储层强反射引起的地震数据旁瓣效应的低频模型构建方法,以正演波动方程算法得到的地震数据为基础,迭代低频模型参与反演,逐步压制旁瓣效应的影响,最终使反演结果与地质模型一致。提出的低频模型迭代方法适用于碳酸盐岩缝洞型储层精细刻画,为储层定量解释提供合理的弹性参数,在奥陶系缝洞型储层预测中具有较强实用意义。     

基于三维地震剥层的重力界面反演方法及应用

西部探区地表、地质条件复杂,导致地震资料品质差,深层成像差,仅靠地震识别深部地层结构属性难度大,可靠性低,多解性强。本文采用基于三维地震剥层的重力界面反演方法,其核心是添加钻井—地质资料约束,在地震构造界面的约束下采用正演"剥皮"技术进行重力场源分离,然后对目标重力异常开展界面反演。正反演阶段采用流行的频率域Parker-Oldenburg迭代算法,保证了反演的快速稳定收敛。结果表明:基于三维地震剥层的重力界面反演方法可以有效剥离浅部高频信号,实现深层目标重力异常的精确分离,进而实现对深层界面的准确标定。在准噶尔盆地东部地区开展深层构造界面反演,结果证实该方法是研究深层地质目标的有效技术手段。     

基于起伏地层的曲面重力场快速高精度正演

Parker公式在起伏地层重力场正演方面以其简洁、快速等优点被广泛应用于地形改正以及界面反演等,但传统的Parker公式正演方法存在一定的缺陷,在起伏地层模型重力场的正演计算中,由于正演式中e的指数项数值稳定性较差,导致正演结果精度不高。在前人研究的基础上,对Parker公式进行了改进,通过增加上、下界面平均值的方法,提高正演的数值稳定性,改进后的正演精度得到大幅提升。在此基础上,提出了一种曲面观测算法,将观测面由传统的水平面推广到任意起伏面,实现了上下界面起伏地层在起伏观测面上的快速高精度重力正演计算和带地形的密度界面起伏模型的快速高精度重力正演模拟。为了保障数值精度,采用了Gauss-FFT算法,模型实验均取得很好效果。     

基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演及应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）正演具有计算耗时、精度低的特点;常规的反演方法边界处理简单,占用内存大,搜索方向也难以精准,严重影响反演效果。为了实现CSAMT快速高精度正演,改善边界处理方法以减少内存占用,优化搜索方向以减少迭代反演次数,提出基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演方法。首先,在CSAMT正演中基于高斯积分与并行算法实现了一维介质模型条件下有限长导线源激发的水平电场快速高精度计算。其次,在反演方法中,分别构建了基于相对误差和绝对误差的两种目标函数,并引入光滑模型约束,采取自适应正则化策略更新正则化因子,并采用基于边界约束的有限内存拟牛顿算法（LBFGS_B算法）,实现了CSAMT一维准确快速反演。以含低、高阻薄层的多层地电模型的水平电场E_x振幅为反演数据进行直接反演和模型检验。结果表明,该方法能够反映出地层电阻率随深度变化的趋势,并对高、低阻薄层有较好的分辨能力,低阻薄层分辨效果更佳。实际CSAMT资料的反演剖面的分辨率优于常规的连续介质反演方法,地质效果明显,表明该方法具有良好的应用前景。      

中深部矿产资源勘探井中阵列激电方法研究

激发极化法具有观测参数多、观测装置灵活以及对电子导电矿物反应灵敏等特点，在矿产资源勘探中优势明显。为提高激电法对中深部矿产资源的探测能力，这里借助井地观测空间与钻孔揭露的地质信息，系统研究了井中激电阵列观测方法、正演模拟与反演成像技术。首先，设计了两种井中激电阵列观测方法；然后，推导了连续介质模型井中激电2.5维有限元正演模拟的理论公式，给出了井中激电多装置联合约束反演的线性方程；最后，对复杂地电模型的模拟数据和水槽实验数据进行反演试算，验证了本文研究的井中阵列激电法在中深部矿产资源勘探的可行性。     

重磁电联合反演在银—额盆地勘探中的应用

依据大地电磁测深连续二维反演结果初步确定构造与地层,通过综合分析区内物性特征给定地层与岩石的物性参数,建立正演地质—地球物理初始模型,在地质、钻井、地震资料约束下进行重磁电联合反演,不断修改地质—地球物理模型和大地电磁测深连续二维反演结果,使重磁正演数据和实测数据拟合度达到最佳。在银—额盆地构造与地层解释中的应用结果表明,重磁电联合反演可以有效克服单方法解释的多解性,准确识别地质层位,大大提高定量解释的精度。     

深度学习油气藏地质建模研究进展

随着大数据和以深度学习为基础的人工智能技术的快速发展,油气藏地质建模逐步从传统的两点地质统计建模、基于目标建模、多点地质统计建模和基于沉积过程建模进入智能地质建模阶段。以深度学习为基础的智能地质建模主要采用对抗生成网络建立三维地质模型,目前这些研究集中在网络结构和算法的完善,特别是对地震和测井等各类数据的条件化,少量研究侧重于样本数据的获取。目前研究中采用的训练样本大多是基于目标或基于沉积过程方法模拟得到的合成数据,为了真正将该技术应用实际地下油气藏,需要更加关注真实样本数据的获取。仅靠深度神经网络这种统计学习方法实现技术突破的难度较大,研发通用的人工智能地质建模器是未来的主要发展方向,其中统计学习与符号学习相结合可能是实现该技术的必经道路。     

基于航磁数据的三维地质建模研究

随着浅地表矿床发现的难度增大,资源勘查深度增加,三维建模技术在深部找矿中作用更加突出。三维地质模型的精确程度直接决定了对地质背景及成矿条件的认知程度,为此提出了一套基于航磁资料处理与三维可视化相结合的三维地质建模技术。对研究区选取适当剖面进行二维反演,获得各剖面地质模型。通过剖面相连法构建各地质单元的三维地质模型后,引入起伏地形三维块体磁场正演技术,对构建的三维初始模型正演计算,从而获取全区三维地质模型及各地质单元的航磁异常理论响应。与实测结果对比分析后,合理添加地质约束条件,重新修正模型,使得构建的模型最大程度接近实际情况,这样模型既能很好地反映地质信息,又能满足观测场与理论场的拟合误差最小,最大限度发挥地质学家的经验和对区域地质的理解。利用主块体和次级块体思想对地质体进行剖分建模,在保证模型精度的同时,减少总的模型块体个数,大幅提高模型正演运算速度,有效解决三维反演建模方法在建模过程中对模型复杂度和规模的限制,可方便构建形态复杂、不同规模的三维地质模型。并将该方法应用于湖北大冶铁矿区,构建大冶铁矿研究区三维地质模型,验证了该方法的可行性及合理性。     

正、反演结合对川东石炭系储层地震响应特征的分析

川东地区石炭系碳酸盐岩储层是油气勘探开发的重点及难点储层之一。该储层以厚度小且变化大、低孔、低渗、非均质特点强为特征；地震响应上表现为典型的薄层响应特点。这里综合考虑了石炭系储层和上覆梁山组地层不同的地质特征，建立了地质、测井分析控制下的精细模型及正、反演，探讨了檀木场气田石炭系储层的地震响应特征。其正演结果表明，梁山组地层对石炭系的地震响应具有重要的影响，时差较振幅更为敏感。在正演结论指导下，运用考虑了时差和梁山组地层的初始模型，获得了较高精度的反演结果。     

三维地震建模与可视化

在地震模型与正演中利用已知资料或虚拟建立复杂的二维和三维地震模型, 对进行后续地震模拟和面元分析以及合理地设计观测系统等工作是非常重要的, 同时为地震资料处理解释提供了工具, 为反演方法提供了必要的基础.根据地震模型特点对地震模型建立及其在计算机上可视化的一些算法进行了简要阐述, 对能很好地实现三维地震模型可视化的克里格插值、Delaunay三角剖分算法的原理进行了分析研究.在SeisWay1.0“地震模型与正演”模块中根据以上算法所生成的模型数据生成三维地震模型.      

利用正演模拟技术识别断层解释中的假象

１　引言地震波在个别地段地质介质中传播具有某些特殊性,使观测到的波场发生畸变,从而使地震时间剖面与实际地质情况差异较大,这就增加了从实测资料中提取可靠信息的难度,往往容易把假象当真实,从而落入解释陷阱。把正演模拟合成地震记录与野外实测记录对比,可使地震资料的地质解释更为可靠。由于地震反演过程的不确定性,地震资料解释的结论往往不是唯一的,因此需要根据已知的测井资料或地质资料,按照可能的地层岩性组合假设地层厚度、密度和速度,建立一种地质模型并做出相应的理论地震记录道（正演模拟）。用这种理论的地震记录…     

基于L—BFGS算法的全波形反演Q值方法研究

估计地层品质因子Q对描述地下构造分布和油气预测都有着重要的意义。考虑到地震波在介质中传播时的黏滞吸收作用,笔者选择2D黏滞性声波方程全波形反演,将观测波场与正演模拟计算得到的波场构建一个目标函数,引入L--BFGS算法反演出地层品质因子。将该方法应用于异常体模型和Marmousi模型测试,结果均表明反演的模型与理论模型的相对误差较小,计算精度高,反演效果好。     

相控多信息融合建模反演方法在HZ地区碳酸盐岩储层预测中的应用

南海珠江口盆地HZ地区碳酸盐岩广泛发育,碳酸盐岩储层非均质性强,纵、横向变化剧烈,导致常规建模反演方法预测碳酸盐岩储层不适用。针对碳酸盐岩储层的地质特点,对现有常规井插值建模反演方法进行了改进,以碳酸盐岩的沉积相信息和地震属性信息来约束建模反演,将不同尺度的沉积相信息、地震属性信息以及测井信息进行匹配融合建模,提出了适用于碳酸盐岩储层预测的相控多信息融合建模反演方法。研究结果表明,在研究区应用新的建模反演方法能有效提高碳酸盐岩储层预测的精度,该方法适用于非均质性强的碳酸盐岩储层。     

基于Metropolis抽样的弹性阻抗随机反演

笔者提出了基于Metropolis抽样的弹性阻抗随机反演方法,该方法是一种基于蒙特卡洛的非线性反演方法,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率。应用贝叶斯理论框架,首先通过快速傅里叶滑动平均模拟算法(fast Fourier transform-moving average,FFT-MA)和逐渐变形算法(gradual deformation method,GDM)得到基于地质统计学的先验信息,然后用Metropolis抽样算法对后验概率密度进行抽样,得到反演问题的解。其中FFT-MA模拟作为一种高效的频率域模拟方法,结合GDM后,在保持模拟空间结构不变的前提下,可以连续修改储层模型,直至满足实际观测地震记录。数值试验表明:FFT-MA模拟有效地提高了计算效率,融入GDM更新算法,可以保证反演结果有效地收敛,并且反演结果与理论模型吻合较好,具有较高的分辨率,该方法采用两步法反演弹性参数,运算速度较快。     

应用全波场正演模拟进行川西深层海相地震勘探工程设计参数论证的研究

这里讨论了川西深层海相地震勘探工程设计的参数论证问题.在分析该区以往地震勘探工程设计的基础上,以现有地质认识为基础构建正演模型,利用Tesseral软件的正演模拟分析功能,进行地震采集参数的论证和观测系统的优化设计.地震数据采集实验结果表明,经过正演模拟优化的观测系统,能大幅度地改善地震数据采集的品质.     

重、磁、电联合反演在银额盆地定量解释中的应用

依据大地电磁测深连续二维反演结果初步确定构造与地层,通过综合分析区内物性特征给定地层与岩石的物性参数,建立正演地质一地球物理初始模型,在地质、钻井、地震资料约束下进行重、磁、电联合反演,不断修改地质一地球物理模型和大地电磁测深连续二维反演结果,使重、磁正演数据和实测数据拟合度达到最佳。在银额盆地构造与地层解释中的应用结果表明,重、磁、电联合反演可以有效克服单方法解释的多解性,准确识别地质层位,大大提高定量解释的精度。     

任意密度分布复杂地质体重力异常快速三维正演方法

解决任意密度分布复杂地质体重力异常三维正演快速、高精度计算问题,是实现重力三维反演、人机交互解释建模的关键。针对该问题,从积分方程出发,提出一种波数域重力异常三维正演方法,其关键环节包括三个方面:(1)将研究区域剖分成许多规则小棱柱体,每个小棱柱体密度值可以任意给定,以此刻画任意密度分布和起伏地形条件下的复杂地质体;(2)给出一种新的高精度均匀棱柱体重力异常二维波数域的计算公式,用于计算组合棱柱体模型的重力异常;(3)采用Gauss-FFT法将重力异常从波数域转换到空间域,保证计算效率的同时,有效克服了传统FFT法引起的边界效应问题。模型算例检验结果表明,该算法计算速度快、精度高,对于剖分为百万个棱柱体的模型,耗时只需几秒。     

碳酸盐岩喀斯特溶洞和裂缝系统的地震模拟与预测

提出了有助于确定碳酸盐岩裂缝带和喀斯特溶洞系统空间分布的地震正演模拟和预测方法。地震正演方法包含两个关键步骤，一是利用弹性波动方程计算含缝洞介质的有效弹性参数，另一步骤是根据有效弹性参数构成的等效地质模型，用单程声学波动方程进行波场延拓。数值模拟和实际地震数据的例子说明，将地震正演剖面与地震偏移剖面相结合进行对比分析有可能识别和预测碳酸盐岩地层中的缝洞发育带。