利用测井数据实现横波速度的反演及应用效果分析

在地震数据的AVO(Amplitude Versus Offset)反演以及储层预测分析等中都需要横波速度信息,然而目前多数地区横波速度测井资料十分匮乏,在AVO反演中,往往凭经验公式获得,其精度很低.为了获得准确的横波速度信息,我们利用测井资料由最小二乘法实现横波速度的反演,针对华北油区赛83井实际测井数据,利用纵波速度、密度测井数据反演计算了该区的横波速度,并与实测横波速度作了对比,结果发现反演与实测结果取得了较好的一致性;还将该方法反演的横波速度与几种不同反演方法反演结果作了对比,获得较为一致的结果,算例证明了该方法的有效性.在测井资料缺少的情况下,该方法作为AVO反演横波速度的初始速度建模及储层预测分析应该是一种较为实用的方法.     

基于约束条件横波速度反演和流体替代

依据辽东湾地区一组在地层条件和不同流体相态下（气饱和与水饱和）实验室测定的岩石纵波速度、横波速度及密度等数据,讨论Gassmann方程在横波速度反演和流体替代方面的应用效果,指出岩石骨架剪切模量和体积模量估算精度是影响纵波、横波速度预测精度的关键因素之一,提出基于约束条件横波速度反演和流体替代方法,速度预测精度的改善十分明显.     

六种不同变质程度煤的纵横波速度特征及其与密度的关系

对采自不同地区和煤矿的六种不同变质程度煤样进行常温常压条件下的超声测量.测量发现:煤的纵波与横波速度均与密度存在良好的线性正相关关系,且沿煤层走向、倾向和垂直煤层层理方向的纵横波速度逐渐降低;走向、倾向和垂向上的纵波速度与同一方向的横波速度也存在良好的线性正相关性;六种煤样三个方向间的速度各向异性一般都大于10%.通过与经典经验公式—Gardner与Castagna公式理论换算值的对比发现:由于煤层的软岩特征,理论换算煤的纵波速度、横波速度与实验室实测值之间存在较大误差.因此,在煤田地震勘探中应使用根据煤的岩石物理测试而形成的关系式.     

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.     

孔隙裂隙型砂岩横波速度预测方法

在地震资料的AVO分析以及储层预测的流体识别分析等中需要横波速度信息,然而目前多数地区缺少横波速度测井,既没有岩石物理测试也没有VSP提供的横波速度信息.以往AVO和储层反演中的横波速度通常依靠经验公式或从纵横波波速度比为常数的假设中得到.这些经验公式往往精度很低,对于AVO特性包括弹性阻抗等特性描述不准确.特别是对储层中流体变化引起的AVO异常无法准确描述.为了获得准确的横波速度信息,我们采用Gassmann方程为基础的孔隙介质理论以及Lee提出来的方法建立了孔隙介质的横波速度模型.以此模型为基础,利用Thomsen的裂隙介质理论建立更加符合实际的含有裂隙的孔隙砂岩模型.预测的横波速度与实际的横波速度的对比证明了本文方法的有效性.     

多方法对比分析及随钻声波测井曲线的预测

声波测井曲线是井震联合反演过程中必不可少的资料.在没有声波测井资料的情况下,必须对其进行预测.X油田大部分开发井均没有实测的纵、横波测井资料,这给该油田剩余油的挖潜工作带来较大困难.文章基于聚类分析算法、岩石物理模型和多元线性拟合三种方法,开展了纵波测井曲线的预测,以模型的稳定性、精确度、实用性作为衡量指标,选用多元线性拟合方法预测纵波测井曲线,其预测模型的相对误差约为3.18%.在准确预测纵波测井曲线的基础之上,采用Han公式、Greengerg-Castagna(GC)公式和Xu-White模型预测横波测井曲线,其中基于GC公式所建立的预测模型精度最高,其相对误差约为4.36%,从而选取GC公式来预测横波测井曲线.纵、横波测井曲线的准确预测为X油田剩余油分布预测及井位优化研究工作奠定了坚实的基础,具有较强的现实意义.     

基于改进反射系数近似方程的纵横波阻抗同步反演

基于地震波反射系数近似公式的叠前反演是油气勘探的重要工具.本文在已有研究的基础上,推导了一个改进的射线参数域地震纵波反射系数近似方程.该方程建立了地震纵波反射系数与纵波阻抗和横波阻抗的非线性关系,在中、小角度的范围内较现有的反射系数线性近似公式精度更高.另外,由于该方程仅包含纵波和横波阻抗反射系数项,因此基于新方程的反演能够有效地降低同步反演纵波速度、横波速度、密度三个参数的不适定性.在此基础上,结合广义线性反演法(GLI)理论和贝叶斯理论,相应地发展了一种叠前地震同步反演方法.模型测试和实际资料的应用表明,基于新方程的反演方法能够利用有限角度(偏移距)的数据稳定地反演纵波和横波阻抗,由于在反演过程中,不需要假设纵横波速度为常数,因此该方法还能有效地提高反演结果的精度.     

岩石物理测试分析的Vp-Vs关系式的适用性分析

选取渤海海域古近系19块岩石样品,采用MTS815超声波测试系统进行地层温压状态下的纵波速度与横波速度的测试,获得了上述岩样的纵、横波速度.然后,采用Castagna公式拟合得到了测试数据(纵、横波速度)的Vp-Vs关系式;再采用该关系式和研究区古近系地层的测井(7口取芯井)获得的纵波速度计算横波速度(预测的横波速度);发现预测的横波速度与测井获得的横波速度具有相同的宏观变化规律,但是存在一个常数差值.上述分析结论表明,岩石物理测试获得纵横波速度的关系式不能直接应用于测井的横波速度预测,需要进行常数校正.     

纵、横波联合反演方法在海拉尔盆地贝39井区的应用

海拉尔贝39井区构造复杂,砂体边界识别难,常规纵波地震解释存在多解性,引入转换波信息可增加地震解释的可靠性.由测井曲线的岩石物理分析可知,在纵波阻抗-速度比双弹性空间可识别砂泥岩.本文根据海拉尔地区测井资料的特点,利用拟合方法重构横波测井曲线;基于海拉尔贝39井区三维三分量地震数据,采用放大比例尺层拉平的精细层位解释及纵波降颊和转换波提频相结合的方法进行精细层位匹配,在此基础上,由纵、横波联合反演求出速度比属性,定性描述了储层的平面分布,与贝39井钻遇油层特征相符,解决了该地区的油水分布问题.应用属性切片技术得到油层组的砂体平面展布,砂体的展布特征与区域地质认识的物源沉积方向具有较好的吻合程度,并对贝39并区的油藏类型进行了重新认识.     

横波预测技术在YB地区的应用

横波速度测井曲线是进行岩石物理分析、AVO正演、AVO属性分析以及叠前反演等工作必不可少的基础资料,但横波测试设备与常规测井测试仪器不同,造成额外费用,往往很多井没有横波资料;同时还存在实测横波速度异常,不能满足实际工作需要.针对这些问题,本文利用经验公式法、XuWhite法及多元线性拟合法在YB地区进行横波预测,对比了不同方法的预测精度,讨论了横波预测方法的主要影响因素.对于Xu-White法来讲,孔隙形状是影响预测结果的重要因素;对于多元线性拟合法来讲,拟合曲线及其数目的选择对预测结果影响较大.使用三种预测方法进行预测的结果表明Xu-White法及多元线性拟合法效果较好,相对误差均小于5%;其中多元线性拟合法预测结果与实测横波资料误差最小,仅为4.46%.通过对比使用实测横波与使用多元线性拟合法预测的横波进行叠前反演的结果发现两者差别不大,并且原本无横波资料的井使用预测横波速度参与反演对反演结果起到改善作用,证明横波预测技术具有较高的推广应用价值.     

部分叠加资料纵横波速度测井约束反演

本文提出一种角度部分叠加资料同时反演纵波和横波速度的方法,以角度部分叠加资料为基础,利用地震波振幅随入射角变化与弹性参数间的数学关系,基于非线性最优化理论,通过将最小平方问题转化为大型带状矩阵的求解问题,采用逐道外推技术依次求得该角度剖面的每个点纵波和横波速度值,利用地震波速度在各向异性介质中与入射角的关系,进一步得到地震波零入射角纵、横波速度,从而可以求得纵横波速度比及泊松比,为地震资料的岩性及含油气性解释提供了丰富的参数信息,为保证反演的稳定性,降低多解性,采用测井、叠后构造层位解释结果的共同约束,并做好叠前去噪以及振幅保持处理.     

测井方法测定含煤地层的岩石弹性参数

本文论述了利用声波全波列数字测井资料提取横波的两种方法:子波逼近法和相似相关法。根据测井获得的纵波、横波和密度资料,计算了岩石的弹性模量,所得结果有足够的精度,为煤矿生产和建设提供了有用的岩石物理力学参数。文中还讨论了用静态法和动态法所测得的弹性模量存在的某些差别。     

AVO截距和梯度属性的多波联合提取方法

AVO截距和梯度及其交会图是岩性变化识别和油气异常检测的有效手段.但从纵波地震资料中提取的梯度值精确度不高,这是由于梯度属性中含有横波速度和密度成份.为此,本文提出联合使用纵波和转换横波来提取截距和梯度属性方法.首先,本文基于Aki-Richards建立的转换横波反射系数近似式,将上下层纵波速度、横波速度、密度参数进行等量代换推导出以AVO截距和梯度为参数的转换横波反射系数近似式.然后,基于多波多分量地震资料实现了纵波和转换横波联合提取AVO截距和梯度属性参数.层状模型测试表明联合使用纵波和转换横波比仅用纵波提取的AVO梯度参数精度高,并且对背景噪声有一定的压制而获得更稳定的梯度属性结果.多分量实际资料提取的截距属性可指示目标层的流体信息,而通过截距和梯度差属性显示目标层的流体呈局部富集,更符合测试工区的流体分布状况.     

水饱和孔隙介质中平面震电波电磁特性的定量模拟

震电效应在地球物理测井和勘探领域拥有十分广阔的前景.为了研究孔隙介质中的震电效应,本文基于毛管模型中渗流场和电流场耦合理论,利用Pride震电理论对震电耦合波传播特性进行了定量模拟;对震电横波、震电快纵波、震电慢纵波的传播速度、衰减常数、电场强度、电流密度以及电荷密度进行了比较,定量分析了其随孔隙度、离子浓度、阳离子交换量的变化规律.分析结果表明:随着频率增大,三种震电耦合波波速、衰减常数以及电流密度与固相速度比值的模值增大,震电横波电场强度与固相速度比值的模值减小,震电快纵波、慢纵波电场模值增大.当频率相同时,震电快纵波波速最大、衰减常数最小,震电慢纵波波速最慢、衰减常数最大,震电横波的波速和衰减常数大小居于快、慢纵波之间;频率不变时,震电慢纵波电场强度与固相速度比值的模值最大,快纵波次之,横波最小;中低频时,震电横波电流密度与固相速度比值的模值略大于慢纵波;高频时,震电慢纵波略大于横波,快纵波一直最小.溶液浓度和阳离子交换量对三种震电波的波速和衰减常数影响很小;溶液浓度越大或阳离子交换量越小,三种震电波电场强度、电流密度与固相速度比值的模值越小,震电快纵波和慢纵波电荷密度与固相速度比值的模值也越小,但是相位几乎都不变.     

基于平均速度分析的近地表纵波速度反演

面波频散曲线对于横波速度、纵波速度、层厚等近地表地球物理参数的敏感度相差较大,现阶段通过频散曲线可以获得较为精确的近地表横波速度与厚度信息,但无法直接对纵波速度进行反演.研究表明,泊松比对于波长(W)-探测深度(D)关系较为敏感.基于这一发现,本文根据频散曲线与反演获取的横波速度结构计算平均速度,获取W-D关系曲线.但合成数据测试证明,因近地表浅层对应的W-D曲线变化较小,且浅层纵波速度反演不准确会使误差累积,直接反演W-D曲线无法获取可靠的纵波速度剖面.本文改进了基于平均速度分析的近地表纵波速度反演方法,在目标函数中加入了对浅层信息较为敏感的W/D-D信息,同时对W-D曲线与W/D-D曲线进行联合反演.合成数据测试证明可以获取较为准确地浅层与深层纵波速度.将该方法应用于实际地震数据中,联合反演得到的纵波速度剖面与微测井数据较为吻合,证明本文提出的方法可以不借助其他信息,仅通过面波频散信息,获取更为准确地近地表纵波信息.     

模拟退火叠前AVA同步反演方法

叠前反演技术已经成为岩性预测和流体识别的关键技术,并将在油气勘探中发挥重要作用,本文提出了模拟退火AVA同步反演方法,该方法以多个角道集地震数据体和先验纵波速度、横波速度、密度模型等为输入,综合利用地震、地质、测井等多种信息为约束,采用模拟退火全局优化方法,直接采用Knott-Zoeppritz方程求解反射系数,同步反演获得纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度、密度、Mu、Lambda等23种岩石弹性参数模型.其主要特点如下：１）采用Zoeppritz方程直接求解,精度高;2) 目标函数选择灵活;３）多角度提取子波;４）可获得深度域的反演结果.实际资料应用证明,该反演方法保留了地震反射振幅随偏移距不同或入射角不同而变化的特征,可有效提高储层预测和流体识别精度.实际应用表明,本方法预测结果可靠,具有较强的实用性.     

基于岩石物理正演分析的低渗储层叠前反演方法研究

研究区位于珠江口盆地文昌坳陷珠三南大断裂下降盘附近,主力气组珠海组二段、三段储层为典型的低孔、低渗储层,储层孔隙结构复杂,非均质性强,纵波阻抗叠置,基于叠后数据的储层预测存在多解性.针对这一问题,本文深入剖析岩石物理建模全过程,在测井资料一致性处理基础上,选用改进的Xu-White模型建立能反映本区岩石物理特征的模型,准确地预测横波曲线、密度曲线等测井曲线,为叠前储层描述提供了可靠的基础资料;同时建立基于岩石物理建模的解释量版优选储层的敏感弹性参数,并结合叠前弹性反演技术提高了气层的识别精度,从而定性或半定量判断低孔渗砂岩储层的含气性,为气田的勘探与开发提供有力技术支撑.     

YC地区转换波数据处理及裂隙预测

裂隙介质的横波响应能提供对裂隙走向与密度一种直接测量.为了探测YC地区裂隙型储层特征,在该区进行了纵波源三分量数据采集.经过精细地处理,YC地区转换波成像质量得到了改善.以此为基础,对该区的裂隙特征进行了预测.预测结果与本区的应力场分析和钻井揭示的裂隙特征比较吻合.本文所介绍的一些关键转换波资料处理技术、解释方法和分析结论对今后陆地转换波勘探有一定借鉴作用.     

等效介质理论中裂缝密度的适用性研究

为了比较裂缝等效介质理论的预测精度,本文利用物理模拟的方法制作了一组9个裂隙密度模型,其中裂隙密度从0增大到12%,裂隙厚度和直径保持不变,分别为0.12mm和3mm.使用0.5MHz的纵横波换能器,采用脉冲透射法得到纵横波的速度和各向异性.然后,将基质的模量、裂缝填充物模量和裂缝参数代入等效介质理论中,计算出纵横波速度和各向异性随着裂隙密度的变化情况.通过纵横波速度的实测值与等效介质理论的定量对比,发现当裂隙密度小于12%时,Hudson理论和线性滑动理论对纵波速度的预测与实测值非常吻合.当裂隙密度小于8%时,Hudson理论和线性滑动理论对快横波速度的预测与实测值非常吻合.当裂隙密度小于9%时,各向异性自洽理论和NIA(非相互作用近似)理论对慢横波速度的预测与实测值非常吻合.通过纵横波速度各向异性实测值与理论计算值定量对比,发现当裂隙密度小于12%时,Hudson理论和线性滑动理论对纵波速度各向异性的预测与实测值更吻合;当裂隙密度小于6%时,各向异性自洽理论和NIA理论对横波速度各向异性的预测与实测值更吻合.     

三分量地震在薄互层油气藏勘探中的应用（英文）

本文是三分量地震在陆相薄互层地震勘探中应用成功的首例。大庆长垣喇嘛甸油田处于高含水开发后期,储层预测的主要难题是密井网条件下厚度2m以上砂体的边界识别问题,常规单一纵波地震解释存在多解性,引入横波信息可增加地震解释的可靠性。本文根据纵、横波对气藏的响应特征,利用纵、横波联合振幅属性、分频属性对气藏进行了分析,能够很好地反应气藏的边界,体现了横波受流体影响较小的优势。通过测井曲线岩石物理定量的分析了该地区主要是密度、λρ和μρ三种物性参数能够很好地反映储层岩性变化。在以地震数据分频为核心的高精度地震参考标准层解释基础上利用纵、横波联合反演得出的纵、横波速度比、λρ、μρ等属性与测井解释的储层具有很好的一致性,多波属性λρ沿层切片描述了开发小层的砂体平面展布,与井砂岩图具有较高的一致性,刻画了井间砂体边界变化的细节,并指示了剩余油挖潜的有利区域。