影响测井约束地震反演地质效果因素的分析

从地震勘探的基本原理出发,分析了叠后地震反演解决地质问题的本质.从基础资料的品质,测井约束地震反演的方法及反演参数的选择,地层格架模型的建立和外推控制这几个方面分析影响测井约束地震反演的地质效果.笔者认为,测井约束地震反演解决地质问题的能力是有限的,并提出了提高测井约束地震反演的地质效果应采取的若干措施.     

倾角导向体约束下的储层预测技术

以哈萨克斯坦南图尔盖盆地岩性油气藏研究为例,倾角导向体约束下的储层预测技术为核心,结合研究区岩性油气藏的特点,应用地震资料开展倾角导向体处理和全三维层序地层解释,通过双域地层切片分析、储层反演等方法,完成了目的层储层预测工作。在研究中将倾角导向体约束下的等时低频模型引入到地震波阻抗反演中,用层序界面来约束井间波阻抗的内插外推,据此完成的反演结果能够较好地反映研究区侏罗系三套目标砂体的退覆上超特征。研究表明,倾角导向体约束下的储层预测技术,明显地提高了砂体的辨识度,预测结果能更加清晰地刻画出目标砂体的空间展布特征。     

带约束的体元属性插值方法与可视化表达

在地质体体元剖分、属性插值中如何实现属性模型和空间结构模型的一致性,体现地质知识的表达,是一个难点问题。融合边界表示法和角点网格模型,以B-Rep表达地质体空间形态,以角点网格模型离散化地质体,建立地质体三维结构模型及其属性模型。充分考虑到地质原理和相关的地质约束条件,对位于断层面两边同一地层插值时,采用"距离环绕法"求点对距离参与插值计算。在地质体建模时引入"等时地层"的概念,纵向上采用分层插值的方式对属于同一等时地层的地质体属性数据进行求值,横向上采用分区域插值的方法,通过提取沉积相边界来添加控制线约束插值,很好地解决了地质体结构模型对地质体属性模型的插值约束问题。将理论与实践相结合,利用福州三维城市地质数据,将基于角点网格的体元模型和三维属性插值算法实际应用到三维城市地质系统的建模中。     

青藏高原东南缘新生代海拔高度演化的 氧同位素研究进展

<正>新生代沉积地层中古土壤碳酸盐结核氧同位素可以示踪古海拔高度,并越来越多应用于研究青藏高原地形生长的时空演化,对探索高原巨型地貌体形成和高原变形等大陆构造动力学机制问题提供重要约束。青藏高原东南缘高程变化较缓,边界模糊,与较常见的陡变高原边缘形貌特征大相径     

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。      

构造应力场边界载荷反演的有限元逆逼近法

构造应力场问题的边界条件、加载方式是地应力场分析的难题,由于构造运动未知和地质构造复杂,无法直接求解。边界力反演是进行构造应力场研究的重要手段。从弹性力学基本方程出发,针对油气储层地应力场反问题,结合对区域构造应力场认识,利用阻尼最小二乘法建立了应力场反演的约束模型,提出了一种用于反演构造应力场边界力的反分析方法,该方法根据部分实测点的应力值进行边界力反演,并与有限元方法和有限差分法相结合,以边界力为参量逼近目标函数。根据研究区少量地应力实测资料采用该方法进行最优化计算,使得计算应力场与实测应力达到最优拟合,以弥补目前的回归反演方法和边界载荷调整法的不足来提高计算精度。算例表明了该方法的有效性,可用于解决构造应力场边界力的反演问题。     

基于多尺度边缘特征的深度学习电阻率反演方法

直流电阻率法是一种经济、高效的工程地球物理探测手段,对含水构造敏感。线性电阻率反演是实际探测中的主流方法,但其反演结果容易陷入局部最优,产生错误的地质解译。与之相比,无监督反演方法能够采用物理规律和数据挖掘双驱动训练网络,摆脱对真实模型的依赖,具备在实际数据中全局搜索的可行性。在无监督反演方法的基础上,创新了基于多尺度边缘特征的深度学习边界刻画方法。针对反演成像边界模糊的问题,借鉴地震、电磁勘探中多尺度反演的经验,提出了一种电阻率多尺度反演方法,以多尺度反演目标函数作为损失函数修正网络梯度,有效提高了无监督学习反演的边界刻画能力。在上海市域铁路机场联络线1号风井工程开展现场试验,以5号基坑地连墙渗漏点探测为例,探明了15处低阻异常,指导基坑补强作业,验证了方法的可行性和有效性。     

一种改进的电阻率断面反演方法

建立在常规的反演后分析数据分辨矩阵和模型分辨矩阵的基础上,自动选取最优数据进行自适应反演,以提高反演解释的准确性.另一方面,在电阻率变化相对剧烈的二维反演中,采用圆滑约束正则化反演方法经常导致反演不收敛或是结果不理想,为此提出加入自适应粗糙度参数α、β、γ.在圆滑约束反演的迭代改正过程中,同时确立突变边界位置,提高模型参数在此边界上电位梯度,以达到最佳的反演成像效果.     

基于梯度投影法的全变差正则化全波形反演

为降低地震全波形反演的不适定性,常用方法是引入未知模型的先验信息,从而将反演问题正则化。但是,传统正则化方法在包含多个先验信息的情况下,仍然面临挑战。本文提出一种扩展的全波形反演公式,其中包含对模型的凸集约束。本文以慢度平方作为反演的模型参数,展示了如何在施加全变差约束的同时,施加边界约束令其保持在一个物理意义上的可行范围内。为验证本文所提算法的适用性,分别开展简单模型及国际标准地质模型数值实验研究,结果表明,全变差正则化的引入可以提高光滑背景模型下高速扰动体的重构效果。     

TEM探测深部煤层上覆多电性层的OCCAM反演

瞬变电磁法（TEM）以其对低阻体反映灵敏而被广泛用于煤矿水文地质勘探中,当煤层埋藏较深,上覆地层纵向上有多种电性层存在时,瞬变电磁法晚期经验公式计算结果已不能反映实际情况。通过深入研究OCCAM反演算法,认为选择使误差目标函数达到最小的正则化参数,在反演迭代步长过大时进行压缩迭代步长的控制方法,以及最光滑的模型约束,可以提高反演分辨率。在瞬变电磁数据处理中使用加入了上述参数、控制和约束的反演技术,经对理论模型数据进行反演,反演结果与模型的电性分布规律吻合,表明算法正确;在华北煤田深部采场的瞬变电磁法探测应用中,OCCAM反演分辨出了煤层上覆多种电性地层,效果较好。      

利用岩性反演和谱分解技术确定岩浆岩侵入煤层范围

岩性地震反演技术是根据钻孔测井数据纵向分辨率很高的有利条件,对井旁地震资料进行约束.并在此基础上,对孔间地震资料进行反演,推断煤系地层岩性在平面上的变化情况.谱分解技术是利用薄层调谐体离散频率的特性,通过分析复杂岩层内陷频谱变化和局部相位的不稳定性,识别薄地层横向分布特征.这里根据崔庄煤矿三采区的地震资料,综合利用地震反演技术和谱分解技术等岩性解释方法,来确定岩浆岩侵入煤层的范围.经过实际检验,该方法提高了岩浆岩和煤层边界的分辨能力,较好地解决了岩浆岩侵入煤层的识别问题.     

1-Norm/2-Norm约束及小波多尺度2D体波走时成像

在对浅地表复杂地下介质层析成像时,由于观测系统局限性及方法本身对特定岩石地球物理属性的不敏感性等因素,造成地球物理反演存在多解性。在地震走时成像中,地震射线数量在低速区域分布较少形成阴影区,造成其对低速区域成像分辨率较低。同时因为观测数据包含干扰信息以及不同反演方法的局限性等因素造成反演结果包含次生假异常。这里主要研究了空间域的L1-norm、L2-norm约束反演及小波域小波系数稀疏约束反演,对比不同反演方式及约束条件对地质模型的分辨能力。通过测试孤立异常模型、层状地层模型、倾斜地层模型,得出三种不同反演方式分别具有对不同特定模型的分辨特性。在实际资料成像中,可以通过使用多种反演方式,对比反演结果合理性以期达到更准确的地质构造解释。     

气云区全波形反演约束Q场建模技术

复杂的浅层气云使地下波场严重扭曲,地震剖面呈现模糊带,影响工区的构造认识和储层描述。品质因子Q是地震波在地层中的衰减属性,Q深度偏移是考虑了地层吸收衰减的偏移成像技术,是提高气云区成像质量的有效方法;但是当浅层气云和深层底辟构造复杂发育时,常规Q场建模的精度往往不能满足Q偏移精细建模的需求。为解决以上难题,本文创新性地提出了全波形反演（full wave inversion, FWI）约束Q场建模技术思路：基于常规网格层析建立初始速度模型,利用FWI技术精细刻画速度异常进而约束Q模型的建立。这一“常规层析-FWI-Q反演”迭代的技术思路在白云凹陷Q深度偏移成像中得到成功应用,不仅提高了气云模糊区的成像质量,而且避免了油气勘探认识的多解性,证明了FWI约束Q场建模和Q深度偏移技术方法对改善复杂气云发育区的成像有效性。     

基于简单模型的大地电磁测深法薄层识别与约束反演

薄层识别一直是大地电磁测深法(MT)数据反演解释的重点和难点.约束反演能有效提高大地电磁测深对薄层的识别能力,这里采用在井资料约束上覆地层与围岩的电性条件下,进行MT约束反演.通过约束浅部地层,提高对深部地层的反演识别能力,达到对目标层的准确识别与精确探测.通过模型设计与计算,讨论了地电参数约束类型、约束数量、以及测量...     

音频大地电磁约束反演在地层识别中的应用:以哈密盆地为例

覆盖区地质填图是新时期地质填图的重要方向.音频大地电磁法（AMT）是覆盖区地质填图的重要地球物理方法之一,可以为地层和基岩面的刻画提供电性参数的约束.然而,常规的AMT反演无法精确刻画电性异常体的边界,且当缺乏其他地质与地球物理资料约束时,难以进行地质解译.针对此问题,基于数值模拟结果的可行性,利用哈密烟墩戈壁覆盖区的4条实测AMT剖面探讨了AMT约束反演在地层识别中的应用效果.相位张量分析指示研究区浅部（> 1 Hz）电性结构表现为二维特征,深部受三维结构影响;浅部为低阻,深部电阻率逐渐升高.采用不加约束二维反演获得了4条剖面的地下（< 3 km）电性结构.基于研究区的重力异常、地震解译结果、物性和钻孔资料,在二维反演结果上初步划分了渐新统-中新统和侏罗系地层的底界面;进而以这两个界面建立先验模型,并根据物性资料设置电阻率变化范围,进行AMT约束反演,获得了更优化的反演结果以及清晰可靠的渐新统-中新统和侏罗系的底界面.结果显示,研究区渐新统-中新统地层电阻率值略小于10 Ω?m,其底界面平均埋深为120 m;侏罗系电阻率值为10~100Ω?m,其底界面最深可达2 km.基岩面（侏罗系底界面）埋深整体上呈现为东南深、西北浅,这指示哈密烟墩地区中生代以来的沉积中心在东南部;此外,侏罗系地层与下伏的古生界地层存在角度不整合.研究表明,哈密烟墩地区新生代以来可能受到了近南北向应力挤压,在研究区中部形成近东西或北东东向的侏罗系隆凹相间的构造地貌格局.而渐新统-中新统地层底部的不整合面可能反映了后期褶皱构造的影响,这种隆凹作用相伴的褶皱构造可能具有同沉积性质.      

基于特征曲线构建的地质统计反演在薄砂体预测中的应用

为了解决扇三角洲前缘薄砂体预测分辨率不高的问题,文中针对舍女寺油田女59断块的基本地质特点,利用约束稀疏脉冲反演和基于特征曲线构建的地质统计反演两种方法,对该区孔二段1砂组的砂体进行了预测,对计算结果的地质效果有效性进行了评价,根据不同井网密度及不同地下地质条件选择相适应的反演结果。与常规方法相比,采用基于特征曲线构建的地质统计反演适用于井密集开发区单砂体的预测。在井稀少的探区,约束稀疏脉冲反演方法更适合砂层组的预测。该项技术有效地指导了女59井区孔二段1砂组油砂体的开发工作。     

多参数岩性反演在煤田地震勘探中的应用

基于模型的常规地震反演方法,利用声速或密度测井曲线进行约束从而获得波阻抗信息.但是,当目的层与围岩的波阻抗差异很小时,根据波阻抗信息很难解决层位对比问题.实际上,视电阻率、自然伽马等测井曲线可以提供其他的地层岩性信息,利用多参数进行约束反演对区分岩性更加敏锐.双测井曲线融合法将密度和视电阻率测井曲线融合、变换后得到一条拟密度曲线,该曲线同时突出了煤层与岩浆岩的密度和电阻率异常.利用该曲线进行约束,可以实现多参数岩性反演.     

地面核磁共振模型约束反演含水层参数

导电模型的地面核磁共振感应电动势是含水量的非线性函数.引入模型约束的迭代反演方法求解该非线性问题的反演.在反演过程中,根据理论公式计算迭代过程中灵敏度矩阵,并采用平坦模型和光滑模型两种约束.对均匀半空间、层状导电模型和实际数据进行了反演模拟,结果表明,模型约束迭代反演方法能从地面核磁共振感应电动势获得含水层较为合理的含水量及分布,且该结果可以从作为初始模型的均匀含水量分布反演得到.对无噪音数据,平坦模型和光滑模型约束对反演的含水量分布影响不大;但当数据存在一定的噪音时,平坦模型约束将比光滑模型约束获得更为精确的含水层参数.     

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。     

汤原断陷始新统新安村组层序格架内多参数井约束岩性预测

汤原断陷构造岩性复杂,岩性分选是本区储层预测的关键。采用测井-地震多参数属性提取对密度曲线进行重构,消除井壁垮塌、裂缝等因素的影响。利用层序格架内多参数井约束反演方法,将层序格架研究与储层反演相结合,对汤原断陷新安村组SX1R单元进行岩性预测,预测成果与实际钻井资料吻合较好,符合程度达到87.63%。通过层序地层格架的井约束反演得出高分辨率反演数据体,刻划出目的层砂地比与砂岩的空间分布,揭示岩性展布规律:砂体厚度中心主要分布于控盆断裂一侧的深凹陷带,砂岩主要分布于西部斜坡、东部边缘和中央隆起带。