地质统计学反演中变差函数地质含义及求取方法探讨

地质统计学反演具有较高的空间分辨率,在储层预测中应用广泛,其反演精度受地质框架模型、纵/横向变程和岩性比例等多个因素的影响.反演过程中主要基于地震数据提取平面属性采用试错的方法来求取横向变程,该方法人为因素影响大、随机性强,且未赋予参数明确的地质含义.针对这一问题,本文提出了层序约束下基于地质信息求取横向变程的方法.方法以层序地层格架为约束,以井点信息为出发点,在单井垂向单一正旋回砂体厚度识别的基础上,通过经验公式、拟合公式获取储层地质信息(点坝宽度和点坝长度),并根据数据统计分析结果指导反演横向变程的求取.将该方法应用于渤海W油田北区明化镇组下段II油组地质统计学反演的参数求取中,结果表明:以层序为约束基于储层地质信息所求取横向变程约束下的地质统计学反演结果分辨率高,与井上地质信息吻合性更好,反演结果更能清晰表征储层内部砂体叠置关系及其空间展布特征,有助于提高薄储层表征精度,为开发后期的井位部署和井位调整提供依据.     

基于层序地层学的地质统计学反演

地质统计学反演具有较高的空间分辨率,在薄储层预测中应用广泛,其反演精度受地质框架模型、纵/横向变程和岩性空间展布趋势的影响较大.传统地质框架模型、变程及岩性空间展布趋势的选取主要通过参数测试来实现,效率低,反演精度不高,并不能完全反应储层空间变化特征,尤其是对于储层横向变化较快的曲流河沉积,其储层叠置特征和空间展布特征刻画难度更大.为此,本文以渤海W油田为例,将层序地层学理论引入地质统计学反演中,以层序地层学理论为指导,建立精细的层序地层格架,并构建相应的地质框架模型,借助储层沉积学分析,进而开展层序地层格架约束下变程及地质框架模型约束下岩性空间展布趋势选取方式及其对反演精度影响的研究.研究认为,基于层序地层学选取反演参数效率高、精度高,所选参数地质含义明确;反演结果空间分辨率高,与井上信息吻合度更高,储层内部砂体的叠置特征及空间展布特征更加清晰,从而为油田开发提供了高品质数据支撑.     

分频构形反演技术在东海B气田中的应用

为了经济有效地勘探开发海上油气,储层反演技术的精度尤为重要,常用的稀疏脉冲反演纵向分辨率偏低,地质统计学反演模型化影响大,两者对横向变化快的储层很难准确预测.因而,本次采用了分频构形反演技术,它是在统计学反演基础上,以分频厚度成像为原则,波形相控为思想,充分结合井震信息,得到既有纵向较高的测井分辨率,又有横向地震分辨率...     

波阻抗反演在储层预测研究中的应用

随着勘探开发的不断深入, 对油气田的老区勘探开发及二次评价,在储层预测研究上,如何更有效地识别碎屑岩储层及变质岩储层,最大限度地降低波阻抗反演过程中某些不确定性因素造成的影响,以确保储层预测的精度,提高钻探的成功率. 波阻抗反演在以上两种储层反演预测的过程中,能够充分利用钻井、测井、试油、试采等动态、静态资料,更好的对地下地质体进行高精度反演预测,找出油气藏储层在纵向、横向上的分布规律,为井位部署及储量上报提供可靠的依据.     

基于叠前弹性反演的含气储层预测技术

叠前弹性反演是目前岩性气藏储层预测的主要技术,仅仅使用纵波阻抗反演预测储层在理论和准确性方面都存在着一些不足,反演的多解性更是其致命的缺陷.本文从横波测井资料不同岩性、流体的岩石物理参数分析入手,优选能够区分岩性和流体的最佳敏感弹性参数,通过叠前反演获得反映储层岩性和含气性的弹性参数体,最后进行地震弹性参数交汇解释预测储层和识别流体.将纵向分辨率较高的测井岩石物理参数分析和横向分辨率较高的地震叠前反演结合起来,应用多个弹性参数,明显提高了储层预测的精度.地震数据中的AVO信息得到了充分的应用,采用纵波独立变量求解Zoeppritz方程.为有效储层预测和流体识别探索出了新途径.在靶区利用叠前弹性纵横波速比的属性,刻画出五级层序单砂体,在此基础上确定建议的水平井井位及其轨迹,通过叠前弹性反演比P波数据独立反演钻井成功率提高了10%以上.     

联合多点地质统计学与序贯高斯模拟的随机反演方法

岩相和储层物性参数是油藏表征的重要参数,地震反演是储层表征和油气藏勘探开发的重要手段.随机地震反演通常基于地质统计学理论,能够对不同类型的信息源进行综合,建立具有较高分辨率的储层模型,因而得到广泛关注.其中,概率扰动方法是一种高效的迭代随机反演策略,它能综合考虑多种约束信息,且只需要较少的迭代次数即可获得反演结果.在概率扰动的优化反演策略中,本文有效的联合多点地质统计学与序贯高斯模拟,并结合统计岩石物理理论实现随机反演.首先,通过多点地质统计学随机模拟,获得一系列等可能的岩相模型,扰动更新初始岩相模型后利用相控序贯高斯模拟建立多个储层物性参数模型;然后通过统计岩石物理理论,计算相应的弹性参数;最后,正演得到合成地震记录并与实际地震数据对比,通过概率扰动方法进行迭代,直到获得满足给定误差要求的反演结果.利用多点地质统计学,能够更好地表征储层空间特征.相控序贯高斯模拟的应用,能够有效反映不同岩相中储层物性参数的分布.提出的方法可在较少的迭代次数内同时获得具有较高分辨率的岩相和物性参数反演结果,模型测试和实际数据应用验证了方法的可行性和有效性.     

基于波形指示反演方法的川中二叠系栖霞组薄储层预测研究

川中地区二叠系栖霞组广泛发育颗粒滩相的碳酸盐岩薄储层,GS18井区的栖霞组薄储层集中发育于栖二地层下部和栖一地层顶部,由于完钻井的栖霞组储层多数具有低声波速度和高密度的特征,给常规基于波阻抗反演的储层预测带来了挑战.本文在贝叶斯框架下利用地震约束测井参数进行高频模拟,采用地震波形指示反演方法反演补偿中子(CNL)数据体,再采用CNL数据体反演进行GS18井区栖霞组的薄储层预测.多种反演方法的对比分析结果表明：采用CNL数据体比波阻抗数据体能更准确地表征栖霞组储层,采用波形指示反演方法比地质统计学反演得到的CNL数据体预测的储层纵、横向发育特征与完钻井符合率高,且纵向分辨率高,颗粒滩的叠置关系清晰且横向展布自然,符合地质规律.在基于波形指示反演的CNL数据体的基础上,提取得到可靠的栖霞组储层平面展布特征,为GS18井区的勘探开发奠定了基础.     

地质统计学反演在储层预测中的应用——以WSD区P_3w为例

研究区发育砂砾岩储层,一般由多期扇体叠置而成,横向变化快,非均质性强,因而给储层预测带来了困难.常规约束稀疏脉冲反演受制于地震频带,纵向分辨率不足,无法清晰地展现出砂体的叠置关系,因此本文确定了以地质统计学反演为核心的储层预测方法重点对WSD区P_3w_1~2段油组进行储层预测综合研究.首先对基础数据(井数据、地震数据、储层敏感参数、合成记录、子波等)进行质控,确定储层预测的可行性,其次根据井资料、约束稀疏脉冲反演结果以及对该区沉积模式与岩性展布的初步认识,求取地质统计学反演参数,针对研究对象进行地质统计学反演和储层砂体厚度的计算,同时对两种反演方法进行对比分析,然后对反演结果、储层砂体平面分布情况以及沉积微相平面展布特征进行综合研究分析,最后从平面、剖面两个角度对反演结果分别进行定性、定量地验证分析,证明反演结果的可靠性.研究表明地质统计学反演在WSD区具有一定的适用性,为该区有利区的优选和评价提供了依据,同时也为冲积扇储层预测提供了有效的方法.     

纵向和横向同时约束AVO反演

为了提高AVO(amplitude versus offset)反演结果的精度和横向连续性,本文提出了一种新的AVO反演约束方法,该方法结合贝叶斯原理和卡尔曼滤波算法实现了对反演参数纵向和横向的同时约束.文章首先结合反演参数的纵向贝叶斯先验概率约束和反演参数的横向连续性假设建立了与卡尔曼滤波算法对应的AVO反演系统的数学模型,然后将该数学模型代入卡尔曼滤波算法框架,利用卡尔曼滤波算法实现了双向约束AVO反演.二维模型测试和实际数据测试结果表明,相对于单纯的纵向贝叶斯先验概率约束,双向约束能更准确地刻画参数的横向变化,得到更准确、横向连续性更好的反演结果.     

布谷鸟马尔科夫链蒙特卡洛混合高斯地质统计学随机反演

地质统计学随机反演可以获得比常规反演更高分辨率的结果,目前已成为储层高分辨率预测的主流方法.地下不同岩相储层参数存在明显差异,本文在地质统计学反演框架下构建了岩相和储层参数同步反演目标函数,实现不同岩相条件下储层参数分布精细描述.在求解该高维数据多参数同步反演问题时,本文将可以动态调节搜索步长的布谷鸟算法与马尔科夫链蒙特卡洛方法融合,采用多条马尔科夫链进行Levy飞行产生新解的策略扩大解的空间范围,通过适应度最佳选择输出最优解实现全局优化迭代,有效提升了反演方法的稳定性和全局最优性,避免了传统马尔科夫链蒙特卡洛方法因抽样随机性而陷入局部最优的问题.通过含噪声模型和实际数据分析验证了本文方法的有效性.     

基于弹性阻抗的孔隙结构与物性参数非线性同步反演

碳酸盐岩储层具有复杂的孔隙结构,其显著影响了岩石的弹性和地震响应特征,也影响物性参数预测精度.现有的岩石物理反演方法主要是针对碎屑岩储层,反演的对象主要是孔隙度和饱和度,采用的数据主要是弹性参数,使用的算法主要是线性近似法,缺少针对碳酸盐岩储层的孔隙结构与物性参数反演方法.针对这些问题,文章首次提出了一种基于弹性阻抗的适用于碳酸盐岩复杂孔隙储层的孔隙结构和物性参数贝叶斯非线性同步反演新方法,该方法把多孔介质岩石物理模型、Gassmann方程、AVO理论、贝叶斯理论和非线性反演算法结合起来,实现复杂孔隙储层的孔隙结构和物性参数的定量同步预测.模型正演揭示,孔隙结构参数即孔隙扁度对AVO反射系数和弹性阻抗的贡献度仅次于孔隙度,远远大于含水饱和度的影响.实际资料应用表明,文章提出的从叠前道集中直接反演物性参数和等效孔隙扁度新方法可以准确预测储层孔隙度和饱和度及其空间展布,并可评价有效储层的孔隙结构.     

两步相控反演火山岩及围岩储层预测——以南堡2号构造为例

南堡凹陷下第三系火山岩及与火山活动相关的碎屑岩围岩储层单井产量高、稳产能力强,具有良好的勘探开发潜力,但该类储层纵向上与火山岩多呈现上覆直接接触关系特征,厚度具有不均匀性,横向变化大．受地震资料分辨率及火山岩强反射等影响,储层预测困难,制约了该领域下步勘探开发部署．本文以南堡凹陷2号构造研究为例,首先通过测井岩石物理分析和叠前地震资料的对比分析发现,纵波阻抗是识别火山岩与围岩储层的敏感参数,入射角CRP道集近角优势叠加地震能够提升火山岩反演分辨率,基于此,第一步运用迭代低频模型确定性反演技术实现规模性火山岩单体概率预测,第二步将火山岩单体三维岩性概率作为先验信息进行相控地质统计学反演,实现火山岩与沉积岩地震反射信号分离,有效消除火山岩强反射对围岩储层预测的影响,提高了围岩薄储层预测精度;预测效果显示,本次研究建立的迭代低频确定性反演和相控地质统计学反演两步法串联工作流程兼具预测性与描述性,能够解决多期火山岩与储层互层沉积模式下隐蔽性油藏岩性识别问题,在类似资料及地质条件研究区具有借鉴应用价值．     

叠前地震波形指示反演在薄互储层预测中的应用

地震波形指示反演在高频段通过将地震波形信息代替变差函数,使得反演过程及结果能够更好的体现了"相控"的概念,并且能够有效提升预测储层纵向及横向分辨率,在薄层、薄互储层预测上是地质统计学反演之外一种新的、更高效的反演手段.针对J4井区纵波阻抗无法有效识别河道砂薄互储层的问题,通过横波速度估算,计算得到一系列弹性参数,优选出对砂泥岩识别最敏感的弹性参数,创新尝试在叠前域使用地震波形指示反演敏感参数体,最终达到对目标薄互储层"定量"识别的目的.应用结果表明:在叠前域使用地震波形指示反演代替常规反演可以很好的解决薄层预测中纵横向分辨率不高、纵波阻抗无法有效识别砂泥岩的问题,对同类型储层定量预测具有一定的借鉴意义.     

叠后地震数据的谱反演处理技术及其应用浅析

受限于现有三维地震资料的分辨能力,薄储层、小断裂等小尺度地质目标识别难题始终影响着岩性油气藏勘探开发的精度.基于高分辨地震分频技术的谱反演处理技术为提高薄层识别与预测精度提供了一条新的思路和方法.在原始叠后地震数据基础上开展谱反演处理,可获得全频带地震反射系数序列数据.该数据具有很高的分辨率,完全可以用于微小级别地质体及地质体内部细节的描述与形态刻画.本文对谱反演处理技术的基本原理和实现方法进行了简要阐述,并将其应用到实际生产资料中.实例应用表明,谱反演处理获得的反射系数数据成果分辨率非常高,可清晰识别目标薄储层反射特征及各类层序变化边界,有较强的实用和应用价值.     

基于可变临界孔隙度模型的致密砂岩储层参数地震反演方法

储层参数地震反演是通过地震观测数据定量评估储层物性及含油气性的重要途径.中国西部致密砂岩油气分布范围广泛,具有巨大的勘探开发潜力,但其孔隙结构复杂,储层参数的定量预测难度较大.本文提出了一种基于可变临界孔隙度模型的储层参数地震反演方法.为有效描述储层的复杂孔隙结构,本方法将临界孔隙度作为变量,使其具有随深度变化的特征,以表征复杂孔隙结构,进而提高致密砂岩储层岩石物理建模的精度.此外,为直接从观测地震数据反演储层参数,结合岩石物理模型和地震反射系数方程建立正演算子;基于贝叶斯框架构建反演问题,采用混合高斯模型构建储层参数先验约束,用以描述储层的岩性(相)差异特征;基于临界孔隙度、泥质含量与孔隙度的统计关系,结合快速模拟退火算法,在迭代优化中使临界孔隙度与储层参数交替更新,用以提高反演结果稳定性.选用中国西部四川盆地某工区实际资料,对本方法进行应用测试与验证,结果表明本方法对于含气储层具有良好的指示性,相比常规固定临界孔隙度方法,本方法可以有效提升反演结果准确性.     

基于统计岩石物理模型的各向异性页岩储层参数反演

提出了各向异性页岩储层统计岩石物理反演方法.通过统计岩石物理模型建立储层物性参数与弹性参数的定量关系,使用测井数据及井中岩石物理反演结果作为先验信息,将地震阻抗数据定量解释为储层物性参数、各向异性参数的空间分布.反演过程在贝叶斯框架下求得储层参数的后验概率密度函数,并从中得到参数的最优估计值及其不确定性的定量描述.在此过程中综合考虑了岩石物理模型对复杂地下介质的描述偏差和地震数据中噪声对反演不确定性的影响.在求取最大后验概率过程中使用模拟退火优化粒子群算法以提高收敛速度和计算准确性.将统计岩石物理技术应用于龙马溪组页岩气储层,得到储层泥质含量、压实指数、孔隙度、裂缝密度等物性,以及各向异性参数的空间分布及相应的不确定性估计,为页岩气储层的定量描述提供依据.     

储层参数岩石物理反演在“甜点”储层预测中应用研究——以W17油田为例

乌石凹陷流砂港组地层岩石粒度变化大,低孔、低渗目标占比近50%,"甜点"储层预测是实现油田经济开发的关键因素,而储层孔隙度、黏土杂积含量评价是"甜点"储层预测的核心问题.本文应用一种新的直接求解包体理论岩石物理方程的储层参数反演方法来进行"甜点"储层评价,该反演方法基于约束最小二乘与信赖域算法直接求解有效介质包体理论岩石物理方程,能够关联弹性参数与储层参数之间的高阶变化,可反演地质体孔隙度、黏土含量空间细节变化特征,通过孔隙度、黏土含量双参数约束实现"甜点"储层分布评价.本文以W17油田为例,首先通过岩石物理分析明确常规储层与"甜点"储层的岩石物理规律;然后运用相控叠前地质统计学反演技术得到高分辨率敏感弹性参数体;最后开展孔隙度、黏土含量储层参数岩石物理反演和"甜点"储层预测.通过与当前业界常用的基于统计关系的地质统计学协模拟储层参数评价方法结果进行对比得到,本次研究应用的储层参数岩石物理反演方法得到的地质体内部细节丰富,盲井预测孔隙度及黏土含量参数精度提高,具有精细刻度储层内部的参数变化,保持弹性反演的分辨精度等优势,有利于解决"甜点"储层连通性及非均质性评价等难点问题.     

伽马拟声波分频重构反演在储层预测中的应用

在地质和地震资料研究基础上,通过岩心、录井和测井分析,探索不同频率尺度测井曲线的储层意义,优选研究区内钻穿古近系底砂岩段砂泥薄互层储层5口探井的储层敏感曲线.在曲线预处理、标准化和敏感性分析的前提下,利用曲线分频拟合,对储层敏感曲线和声波曲线做小波多尺度分解,提取反映薄互层储层岩性变化的中频中尺度伽马曲线和反映地层速度的低频大尺度声波曲线.利用统计模型信息融合构建具有声波量纲的拟声波曲线.在地质研究和沉积演化模式的指导下,运用井约束反演的方法补充地震资料的高频和低频信息,提高地震资料的质量,预测有利储层分布.研究表明,伽马拟声波分频重构反演能有效的提高地震资料的纵向和横向分辨率,刻画复杂地质条件下的薄层储层分布.     

太湖水体遥感反演参数的空间异质性

空间异质性的存在,会导致水质参数遥感反演中的尺度效应,影响反演精度,因此通过分析水质参数空间异质性,对于选择适当分辨率的遥感影像,提高反演精度具有重要意义.通过2008年10月在太湖布置的3个样方,利用GIS地统计学原理和分形维数的方法,对水质遥感反演中的三要素浓度,包括叶绿素a(Chl.a)、总悬浮物(TSM)和溶解有机碳(DOC)的空间异质性及其可能产生的尺度效应进行了研究.结果表明:太湖水体的三要素浓度在不同样方单元中变异系数相差较大,存在着明显的尺度效应;三个样方内Chl.a变异函数曲线斜率在变程范围内变化都较为剧烈,分形维数较高,说明太湖水体Chl.a受到某种起主导作用的生态过程的影响和控制;Chl.a和TSM的空间结构比例都在90%左右,有较强的空间相关性,表明其空间异质性的产生主要是由于结构性因素引起的,随机性因素作用微弱;DOC空间结构比例较小,说明随机性因素对其空间异质性的产生起了主导作用.三个样方中Chl.a的变程分别为147.3m、129.3m和115.0m,TSM的变程分别为1131.7m、130.6m、149.1m,因此在遥感反演中可选择TM影像,选择5×5窗口,以150m×150m作为基本单元;而DOC的变程分别为34.3m、38.5m、26.4m,表明其自相关距离较小,建议直接选择分辨率为30m的TM影像,使实际测量值与遥感影像最小单元相对应,消除反演过程中的尺度效应带来的误差.该研究也表明,MODIS的像元尺寸(250、500、1000m)明显偏大,在太湖水体三要素反演过程中,由于空间异质性引起的尺度效应,会造成一定的误差.     

地质统计学反演方法对单一河道砂体的刻画

河道储层是我国东部陆相油田的主要储层类型,储层内单一河道砂体宽度窄、横向变化快,砂体之间叠置关系复杂,导致了油田开发中后期面临的注采矛盾突出、剩余油挖潜困难等一系列生产难题.因此,对单一河道砂体进行预测和精细刻画尤为重要.应用传统测井剖面对比方式刻画单一河道砂体,不仅难度高、工作量大,而且井间砂体预测只能依靠推测,可靠性低.而受限于地震资料的主频,常规储层反演的预测结果纵向分辨率低,无法达到描述薄层单一河道砂体的要求.近年来的实践表明:地质统计学反演方法基于井震结合思想,通过数学模拟的手段,可以有效改善薄层砂体的预测效果,在其预测结果中刻画薄层单一河道砂体的精度可以满足开发中后期油田生产的需要.本文以松辽盆地北部榆树林油田树123区块为例,采用地质统计学反演方法,对扶杨油层浅水湖泊三角洲相河道储层单砂体开展了预测和刻画.结果显示:密井区砂体预测符合率达到85.6%,稀井区砂体预测结果与沉积模式吻合.在剖面上可以识别出薄层单一河道砂体间的叠置或接触关系,有效指导了井间砂体对比,揭示砂体连通关系;在平面上相对准确地定量化展现出单一河道砂体的展布形态,为确定剩余油富集区和井位部署提供依据,从而保障油田持续增储上产.