随机反演在文昌A油田储层非均质性研究中的应用

地震反演是油气储层预测的关键技术,该技术可以将地震信息转换成具有直接地质意义的油气藏参数信息,因而在地质研究中发挥着重要作用.叠后地震随机反演方法兼顾了地震数据的横向分辨率与测井数据的纵向分辨率,更是在油气藏描述方面具有显著优势.这里以文昌A油田ZJ2-1油组储层为研究对象,在分析储层岩石物理特征的基础上,选取多井平均子波,建立低频模型,利用约束稀疏脉冲反演来确定水平变差函数,通过测井数据的分析确定垂直变差函数,从而进行地震随机反演,在储层的非均质性研究中取得了较好的效果.     

地球物理反问题中的总体推断

浅部地球的非侵害研究是众多地球科学学科的一个基本环节。这种研究通常用地球物理方法来完成，这意味着要求解地球物理反问题。遗憾的是，几乎所有的地球物理反问题都有固有的非唯一性。本文描述了一种处理非唯一性的方法，可以相信该方法比这个领域中以前的方法更直接更完善，我们不采用正则化方法来约束问题的非唯一性，而是直接针对非唯一性并描述它。基本方法是产生并描述一个模型集，该集根据观测误差在可接受的限制范围内拟合数据。为表征解的不确定性和推断所有可接受模型的共性，用统计方法来分析这个也称为总体的模型集。另外该方法也给出问题线性程度的信息和制定各参数间的折衷方案。该方法具有普遍性，能用于众多地球物理反问题。我们用两个典型的地球物理反问题说明了这个方法。第一是加利福尼亚州Ｋｅｓｔｅｒｓｏｎ的跨孔走时应用。第二个应用由地面重力测量同时估计常数密度体的密度和形状。     

随机反演在储层预测中的应用

利用常规地震反演进行储层预测,影响因素诸多。而随机反演将随机模拟技术与常规地震反演相结合,有效地综合地质、测井和三维地震数据,可以弥补井点资料的不足,提高预测精度,在滚动开发阶段可以起到积极的作用。利用随机反演对某地区三维工区Eq41、Eq42、Eq43层段的渗透性砂岩进行预测,取得了较好的效果。     

井—地三维激发极化数据快速反演

为实现井—地激发极化数据的快速反演,分析三维有限元正演四面体网格剖分形成的系数矩阵的元素规律,应用MSR非零元素压缩存储和SSOR-PCG方程求解技术,提高了正演执行效率。在正演基础上,利用Jacobian矩阵与正演方程的简单关系,采用共轭梯度法求解最小二乘目标函数的模型修改量,避开Jacobian矩阵的直接计算和存储,实现了三维井-地激电数据的分钟级快速反演。模型正演合成数据的反演结果表明,能基本再现已知的模型。     

互相关与最小二乘加权目标函数全波形反演

全波形反演是一个高度非线性的优化问题,当地震数据中缺少低频成分而初始速度与真实速度相差较远时,反演容易陷入局部极小值。笔者提出一种新的目标函数,将模拟地震记录和观测记录的归一化互相关与最小二乘结合。互相关侧重相位匹配,具有更强的线性,能减弱"跳周"现象。通过设置权重因子,在反演前期利用互相关先恢复低波数的背景速度模型,再加入最小二乘约束恢复高波数的模型细节。数值模拟试验结果表明,基于该目标函数的全波形反演不依赖精确的初始模型和低频信息,向全局极小值迅速收敛,能有效改善反演的稳定性,并获得比基于常规目标函数的全波形反演更精确的结果。     

有限单元法三维电阻率最小二乘反演中存在问题的研究

针对有限单元法在三维电阻率最小二乘反演中关于深部单元的反演能力、反演稳定性和速度问题进行了讨论与改进.首先构造了全新的"体积因子"作为先验信息加入到电阻率反演中,使地质体赋存区域的电阻率变化更符合实际情况,提高了深度较大的地质体的分辨能力.反演计算中对实测电阻率数据和模型正演数据分别取对数,并改进迭代修正量的计算方法,将以前的加减修正量改为与修正量指数之积,这样,不但可以改进电阻率模型出现负值的缺陷,提高反演计算的稳定性,而且还可减少迭代次数;针对反演时间过长的缺陷,将三维全域反演改为三维局域反演,使每次迭代的时间由4 h减少到目前的15 min;对模型的反演计算表明,以上改进是非常有效的.     

波阻抗反演方法在塔河碳酸盐岩储层预测中的应用

详细分析了约束稀疏脉冲反演、地震特征反演以及随机反演3种反演算法及其特点,针对塔河油田碳酸盐岩储层进行了反演试算对比.研究结果表明,约束稀疏脉冲反演结果与地震反射资料特征有较好的对应关系,但其反演结果分辨率不高.随机反演能客观地描述碳酸盐岩缝洞型储层非均质性极强的分布特征,克服了其他反演结果存在连续性、成层性的缺陷,但该方法难以求取准确的变差函数.3种反演结果中,地震特征反演结果与井史储层发育段的吻合率最高,说明地震特征反演在塔河奥陶系碳酸盐岩储层预测中仍然是一种较好的方法.     

起伏地形大地电磁二维反演

为了适应地形起伏的实际地质情况,开展带地形的最小二乘二维反演研究。鉴于大地电磁（ MT）反演的不适定问题,引入Tikhonov的正则化方法,从而获得关于总目标函数的方程,利用光滑约束最小二乘法求解总目标函数方程。由于正则化因子值与反演精度以及稳定性相关,采用主动约束平衡方法获取最优化的正则化因子,以确保反演精度和稳定性都达到最佳。与此同时,利用电磁场互易定理以节省反演迭代过程求解雅可比矩阵的计算时间。构建了若干地质构造模型进行试算,分别讨论TE、TM模式以及二者联合模式的反演结果,并与前人研究工作对比以说明本文方法的反演效果。     

基于极限学习机的遥感地球化学反演模型

地球化学勘查研究涉及大量采样工作,但在工作环境恶劣人们难以到达的地区,大范围、大比例尺的地球化学数据极难获取。本文基于极限学习机（ELM）构建遥感地球化学反演模型,弥补因为区域数据不足导致的找矿工作困难。依据偏最小二乘回归（PLSR）方法选取与地球化学数据相关性强的遥感影像成分,并根据极限学习机建立地球化学数据与遥感影像之间的非线性对应关系来获取未知地球化学异常,以此来指导找矿工作。实验中,选取研究区铜元素1：20万土壤地球化学数据与Landsat 8 OLI遥感影像进行反演分析。实验结果表明,基于ELM的遥感地球化学反演所取得的异常分布与已知矿点具有很好的对应度,验证了本文所提出模型的有效性。     

频率域最小二乘反演

本研究目的在于利用频率域的全波场有限元最小二乘反演求取地下更多的岩性信息如各向异性弹性参数、粘性参数等物性参数,对石油勘探中油气藏的直接检测和油藏描述等岩性解释很有帮助。由于直接求取所有的各向异性及粘性参数是高度非线性的、非常困难的,所以先选择了比较简单一些的弹性波速度信息：纵波速度与横波速度进行求取,这比常规声波方程资料处理能够多得到横波的信息,对岩性解释很有帮助。在频率域弹性波有限元正演方程的基础上,依据使目标函数(也就是观测数据和正演数据残差的二次范数)最小的准则,导出了频率域弹性波有限元最小二乘反演算法。其中用矩阵压缩存储与LU分解技术存储与求解正演方程中的大型稀疏复系数矩阵,用Green函数更快速的求取Jacobian矩阵,用共轭梯度算法求解大型稀疏矩阵的最小二乘解。     

随机反演在陆丰13-1油田储层预测中的应用

这里以陆丰13-1油田为例,研究发现井上波阻抗曲线并不能有效区分砂岩储层和泥岩非储层,故对孔隙度数据体进行了反演.首先对井上孔隙度曲线进行直方图统计分析,变差函数分析及孔隙度和波阻抗的相关性分析,然后用高斯模拟加模拟退火的随机反演方法对研究区进行了孔隙度体的反演.经反演发现,较其它反演方法孔隙度体反演剖面分辨率有了很大提高,对薄砂体也能很好地识别,且与井上吻合较好,能很好地刻画出砂体的横向变化情况,平面上砂体的展布也符合该区的沉积相分布.     

重磁解释中健全的极大似然法及三维反演

本文介绍了JOAO.B.C.SILVA提出的重磁解释中健全的(Robust)极大似然反演方法的基本原理,讨论了重力二度体非线性几何参数的反演情况,并将该方法扩展到三维重、磁非线性几何参数反演中。重点讨论了场值中有较大随机干扰、有不同类型的地质噪音源影响下的反演结果。理论反演结果表明,该方法有比最小二乘反演方法更接近实际的解,从而提高了解的可靠性,对于重磁局部异常或孤立异常有较好的反演效果。     

复杂条件下的回剥反演方法——最大深度法

常规回剥反演方法仅能面对简单情况,对于地层多次隆升剥蚀和多时代连续剥蚀的复杂情况,计算起来十分麻烦,既难以按统一的方式进行处理,也难以实现回剥反演的自动化．提出了一种更适用的回剥反演法———最大深度法,其主要思路是始终寻找从古至今各时间柱中埋深最大的一柱进行回剥反演．该算法逻辑简单明了,回剥反演过程简单,能自动实现,并可方便地推广到三维空间,实现三维构造史模拟．通过某地区实际资料处理,表明该方法正确可靠．     

航磁异常总梯度模反演方法的实用化改进及软件研制

通过采用网格数据文件按列与分块随机存取技术,使得大数据量网格位场异常总梯度模的计算及数据极值点的自动搜索和连续追踪反演成为可能;提出自动搜索出总梯度模网格数据极大值点后沿异常走向方向连续追踪相邻极大值点串的做法,所获极值点串的连线能够更直观和有效地反映磁性或密度地质体与构造边界(或中心)的水平位置.经实用化改进研制的反演软件,其模型及实际数据计算均获得较好的预期效果.