基于波动方程正演模拟分析薄砂层含不同流体的AVO特征

塔河油田碎屑岩储层厚度较小,薄层AVO特征受薄层内多次波反射以及薄层调谐效应和频率滤波效应影响,导致薄层AVO特征与厚层AVO特征差异较大。为此,笔者设计了不同含油气性薄层砂体模型来进行波动方程正演模拟,得到了CRP道集记录,提取了目的层反射振幅,基于入射波振幅计算了反射系数,从而获得了薄层地震正演AVO曲线,分析了塔河油田碎屑岩储层含不同流体时的AVO特征,找出了实际地质条件下的含油气性与AVO属性特征的对应关系,以指导地震剖面上的含流体预测工作。     

焦石坝地区页岩各向异性及其影响的分析研究

黑色富含有机质页岩由于沉积方式的特殊性,一般具有较强的各向异性。但现有大部分研究是基于各向同性理论开展页岩储层预测工作,这与页岩的实际地质特点不符。文中联合利用实验室岩石力学测试数据以及各向异性参数经验公式计算焦石坝地区页岩的各向异性参数,并进一步探讨了各向异性对页岩岩石速度、储层AVO响应特征以及岩石力学参数计算的影响。结果表明,各向异性对页岩速度、脆性指数预测结果影响较大,在地层倾角较大时进行速度分析及页岩可压性预测时应考虑各向异性参数的影响;同时,AVO正演结果表明地震反射入射角小于40°时,各向异性算法与各向同性算法计算的页岩AVO响应差异较小,利用各向同性叠前反演方法进行页岩储层预测具有可行性。     

AVO简化方程的物理意义及其在油气识别中的应用

地震反射振幅随炮检距变化研究(AVO)的基本原理是反射系数随入射角的变化而变化。这里从精确的Zoeppritz方程出发，根据Shuey及Hilterman提出的P—P波反射系数计算公式，设计多层地质模型进行AVO正演模拟并合成地震记录，利用地震记录对比讨论了Shuey及Hilterman的简化方程各项的物理意义及其在不同入射角范围内对地震记录的贡献。     

岩石孔隙对AVO的影响研究

岩石中的孔隙和裂隙可用椭球状孔隙模拟,用椭球的长短轴之比定量描述这类孔隙的纵横比.笔者利用Berryman散射模型方法,得到孔隙度、流体饱和度、孔隙纵横比与泊松比、速度、密度的关系,通过一个砂泥岩界面的理论模型的AVO正演模拟,探讨孔隙纵横比对AVO的影响,模拟结果表明对具有相同矿物成份和孔隙度的岩石,由于椭球状孔隙的纵横比不同,导致反射系数(振幅)随入射角的变化也不同.随着孔隙纵横比的增大, AVO交会图对气层的识别能力逐渐降低,孔隙纵横比越小,对AVO交会图识别气层越有利.     

盐间页岩油韵律层地震响应模拟及页岩薄储层厚度预测

江汉盆地潜江凹陷潜江组页岩油储层的地质结构为韵律背景下的页岩薄层,由于地震分辨率的限制,常规地震勘探方法难以精确描述盐间页岩油薄储层厚度的空间展布。因此,应用现有地震资料,探索适用于韵律结构中页岩薄层的地震预测方法具有重要意义。本文通过地震传播矩阵方法计算并分析研究区目标韵律层的地震响应特征,系统模拟并分析非均匀薄互层结构中页岩薄层的厚度、纵波速度等变化时地震波的反射动力学特征,发现地震反射波形的振幅和相位随非均匀页岩薄层的纵波速度和厚度的变化产生明显的变化,这些变化是本文页岩薄层厚度预测的基础。结合测井分析构建韵律层地质地球物理模型,模型空间考虑了页岩薄层纵波速度和厚度共99种组合变化的情况。通过求取目标层实际地震反射波形与构建的模型空间中地震波形的最佳匹配,提出基于反射波形的页岩薄储层厚度的地震预测方法,预测研究区页岩薄层厚度变化范围为5~20 m,并且由西南向东北呈增加趋势。预测页岩薄层厚度与测井解释具有较高的一致性,验证了本文地震预测方法的有效性。     

基于改进Xu-White模型的富有机质页岩横波预测方法研究

横波速度是储层表征描述、AVO分析和流体识别的重要信息。干酪根是富有机质页岩的重要成分且具有非固体非流体的特殊弹性性质,常规处理方法是将其等效为流体。这里提出了一种基于变化孔隙纵横比Xu-White模型的富有机质页岩横波预测方法,首先将干酪根同时等效为基质矿物和孔隙流体引入模型中,然后利用模拟退火粒子群算法,在约束条件下,反演出变化孔隙纵横比,并以变化孔隙纵横比初始化,模型构建富有机质变化孔隙纵横比Xu-White模型,最后结合测井信息与岩石物理模型预测横波速度。将该方法应用于中国西南部四川盆地东南焦石坝地区某井位,通过对比固定孔隙纵横比Xu-White模型方法与干酪根流体等效的变化孔隙纵横比Xu-White模型预测结果,验证了该方法的适用性和准确性。本方法将为富有机质页岩的研究提供更准确的横波速度资料。     

薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响研究

为研究薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响,以地震勘探中λ/4薄层范围内含煤地层为研究对象,建立围岩岩性、厚度与结构变化三类模型,基于薄层反射系数谱理论中Brekhovskikh方程,计算并总结围岩变化对煤层AVO曲线、属性及道集的影响。研究结果表明:λ/4范围内围岩岩性变化会对煤层AVO响应产生显著影响,其中顶板为砂岩会使得煤层AVO截距和梯度属性明显增大,顶板为泥岩会使得煤层AVO截距和梯度属性增大,且顶板岩性不同,对应的煤层AVO道集特征也会发生变化;λ/4范围内围岩互层结构和厚度变化会对煤层AVO响应产生一定影响,但是影响较小,其中围岩互层结构的变化会使得煤层AVO道集特征产生变化,围岩厚度的变化会使得煤层AVO截距属性产生变化;基于界面型的Zoeppritz方程不适用于薄互层含煤地层的正演模拟,应选取更适用于薄互层的Brekhovskikh正演方程或者其他模拟方法。      

各向异性衰减与AVO分析

目前,对介质衰减各向异性性质的研究主要集中在均匀介质中,而衰减各向异性对反射地震数据的影响则较少考虑。针对粘弹各向异性盖层/储层反射模型,应用粘弹各向异性分界面反射、透射理论,研究了盖层Thomsen各向异性参数δ、ε变化时模型分界面P-P波、P-S波的AVO响应,分析了盖层中相速度各向异性、品质因子以及衰减各向异性;并综合以上研究结果分析了盖层的衰减各向异性对AVO分析的影响。研究结果表明:粘弹各向异性介质中不仅存在相速度各向异性,还存在衰减各向异性;并且后者的各向异性程度要大于前者,S波的衰减各向异性程度要大于P波。仅考虑界面反射时,随着各向异性参数δ的变化,P-P波反射的临界角位置变化,临界角前后反射系数也发生变化;随着各向异性参数ε的变化,P-P波反射的临界角位置以及临界角前的反射系数几乎不发生变化。盖层的衰减各向异性随各向异性参数δ、ε变化明显,会给AVO分析带来假相,在AVO分析前必须加以校正。     

入射频率对煤系薄互层地震响应特征影响的物理模拟

建立薄互层地震物理模型,分别从低频和高频入射时地震记录的振幅谱形态、振幅、频率特征、AVO特征等方面入手,分析了入射频率对煤系薄互层模型地震响应特征的影响。结果表明:入射频率对薄互层层数变化反映敏感,高频入射时振幅谱形态可分辨的厚度比较小,分辨率较高;振幅谱幅值以及主频值的变化与薄互层的总厚度和波长之比有关,并且随着厚度的增加其变化规律符合薄层的振幅调谐规律与频率调谐规律;入射频率不同时,AVO曲线特征也不相同,在进行薄互层资料的对比解释及AVO分析时,要充分考虑入射频率所引起的差异。      

基于岩石物理模型的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演

针对富有机质页岩储层复杂的矿物组分与微观孔缝结构,本文提出基于岩石物理模型和改进粒子群算法的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演方法。应用自相容等效介质理论与Chapman多尺度孔隙理论建立裂缝型页岩双孔隙系统岩石物理模型。开发基于岩石物理模型的反演流程,引入模拟退火优化粒子群算法解决多参数同时反演问题,反演算法能够避免陷入局部极值且收敛速度快。将本文方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层,反演得到的孔隙纵横比、裂缝密度等物性参数和各向异性参数与已有研究结果一致,能为页岩储层的评价提供多元化信息。     

非均匀介质地震AVO响应模拟及分析

地震AVO （amplitude versus offset）技术是一项利用振幅信息研究岩性、检测油气的地震勘探技术。常规方法基于Zoeppritz方程计算模型界面处的反射系数,而实际地下非均匀介质中地震反射特征不仅与入射角度、物性差异有关,还与入射波频率、地层厚度、薄互层结构等因素有关。为此,应用传播矩阵理论充分考虑与这些因素有关的调谐干涉等传播效应,针对实际数据计算非均匀地下介质的高精度合成地震记录,对比Zoeppritz方程、Shuey二项近似方程、Shuey三项近似方程以及传播矩阵算法的模拟效果。研究发现：在小角度入射时Zoeppritz方程、Shuey二项近似方程和Shuey三项近似方程的反射振幅和波形基本一致,大角度入射时Zoeppritz方程与Shuey三项近似方程接近;Zoeppritz算法的模拟结果在小角度入射和浅层情况下与传播矩阵算法差别较小,而在大角度入射和深层情况下与传播矩阵差别较大,说明层间多次波的调谐干涉等传播效应不可忽略。     

含流体薄层时移地震AVA/AVF特征分析

随着地震勘探的不断深入,对薄互层反射机理的研究变得越来越重要。为了准确获得薄层的频率特性并了解其时移变化规律,本文从弹性波动理论出发,讨论分析了薄层的反射AVA/AVF(amplitude variation with incident angle/amplitude variation with frequency)特征,并进行了数值模拟实验予以验证;基于实际测井资料和岩石物理等效介质理论,分析了含流体薄层的时移地震AVA/AVF特征。研究表明:薄层厚度和频率对薄层反射振幅响应的影响是等价的。随着薄层厚度的增加,薄层反射频率特性逐渐出现周期性变化;随着入射角度的增加,薄层反射频率特性逐渐向高频方向延伸。在薄层油气藏注水开发过程中,随着含水饱和度的增大,薄层反射P波频率特性向高频方向延伸,而薄层反射P-SV波频率特性基本保持不变。     

基于各向异性AVO的裂缝弹性参数叠前反演方法

基于各向异性理论,将具有水平对称轴的高角度裂缝介质等效为HTI介质。首先,通过分析HTI介质反射界面的纵波反射系数公式,研究裂缝介质振幅随偏移距和方位角的变化特征,探索了方位各向异性介质弹性参数和各向异性参数的叠前反演方法。其次,为更好地估测介质的弹性参数:纵波阻抗IP、横波阻抗IS以及各向异性梯度Γ,对反射系数近似式进行了简化,同时对简化公式的精度进行了对比分析。最后,选取2D逆掩断层模型,利用褶积公式制作不同方位的合成地震道集,并对合成地震道集添加随机噪声(信噪比为2∶1),将其应用于方位AVO叠前反演算法试算中。结果表明,当信噪比为2时,方位AVO叠前反演所得纵波阻抗、横波阻抗及各向异性梯度的估测值与模型真实值基本吻合,而且估测值能够较准确地反映原始模型的地层特征,验证了方位AVO叠前反演算法的准确适用性。     

应用反演谱分解去除调谐效应的分频AVO技术

传统的AVO分析是假设平面波入射到分开两个半空间的单界面,并没有考虑油藏厚度的影响。当地层为薄层时,调谐效应会使AVO的变化规律发生改变,影响储层的识别。谱分解能够将时间记录转换到不同频率,从而得到更多的储层信息。因此,可以利用谱分解进行分频AVO分析。在多种谱分解方法中,反演谱分解方法具有较高的时频分辨率,并且其直接得到的是反射系数谱,可去除子波的影响。依据这一特性,这里将反演谱分解方法用于去除调谐效应。根据实际薄层的物理参数和地质条件,设计不同厚度的薄层模型,正演得到合成地震道集;然后利用反演谱分解进行分频AVO分析。结果表明,该方法能够消除薄层调谐效应,同时还能避免陷频现象。     

地震分频AVO方法研究现状与展望

传统的AVO理论只考虑单界面两边的岩石物理特性,没有考虑地层厚度、其他波场以及油气藏中地震波的能量衰减和速度散射,在实际应用中还存在很多未解决的问题。实际地震波信息常常是地下多个砂泥岩薄互层的综合响应,每个薄层产生的地震反射信号经傅里叶变换后,在频率域都有一个与之相对应的特定频率成分,且这种频率成分在频率域是唯一的。将分频技术与AVO研究密切结合是有效解决薄互层气藏地震AVO识别的有效途径之一。简要介绍了AVO技术及传统AVO技术存在的问题,讨论了地震AVO与地震频率的关系,指出进行分频AVO分析的依据,并进一步讨论了时频分析方法。     

薄互层干涉对叠前AVO属性的影响分析

常规AVO分析是以单一界面为前提,用来分析薄层的AVO响应特征存在误差。Brekhovski给出的层状传播矩阵方程考虑了层内波的反射和透射以及层厚等影响因素,更适合用于讨论薄互层的地震响应特征。对薄层进行Brekhovski正演,发现不同入射角下振幅与厚度关系不同,与叠后全叠加振幅相比,截距P属性和薄层厚度之间的线性关系更强,说明P属性比全叠加振幅更有利于薄层厚度预测。不同薄互层模型的Brekhovski正演结果表明:净厚度和泊松比是影响AVO曲线特征的两个主要因素,净厚度越小,泊松比对截距P和梯度G属性的影响越小;当泊松比一定时,净厚度和P、G属性呈近似线性关系,P属性与净厚度关系更敏感,可用于薄互层净厚度预测。应用实例证明在薄互层区P属性用于砂地比预测效果比较好,叠后振幅和叠前反演的弹性阻抗预测的净砂岩厚度精度较差。     

阿拉善右旗杭乌拉地区下二叠统埋汗哈达组烃源岩特征

通过对阿拉善右旗杭乌拉地区下二叠统埋汗哈达组岩性特征、暗色泥页岩油气地球化学特征研究,总结了烃源岩纵向分布、有机质丰度、干酪根类型和热演化特征。下二叠统埋汗哈达组烃源岩分布层段集中,暗色泥页岩累计厚度160.1 m,占碎屑岩厚度的33.3%。有样品控制的暗色泥页岩厚度94.1 m,w（TOC）平均为0.75%,大于0.3%的样品占93.5%。其中:w（TOC）大于1.0%的好烃源岩厚度22.2 m,占样品控制厚度的23.6%;w（TOC）为0.5%~1.0%的中等烃源岩厚度45.5 m,占48.3%;w（TOC）为0.3%~0.5%的差烃源岩厚度16.5 m,占17.5%。甾烷相对含量具有明显的C₂₇优势,族组分饱和烃含量显著高于芳烃含量,干酪根类型为II型。R_c平均为0.77%,表明干酪根演化进入成熟阶段,最高热解温度（T_max）分布范围为350~550 ℃,属成熟-高成熟阶段。综合评价认为,下二叠统埋汗哈达组具有较好的生烃条件,以生气为主。     

基于入射角的AVO近似弹性波阻抗方程及反演

AVO技术在油气勘探中已经得到广泛应用,但是在应用Zoeppritz方程的线性近似方程时,通常是直接应用入射角代替平均角进行参数计算,这样做会给反演工作带来误差。基于入射角的AVO近似方程将反射系数表示为入射角的函数,可以解决常规计算中存在的误差。过程如下:首先,由基于入射角的AVO近似方程推导得到基于入射角的弹性阻抗方程,将其标准化以实现不同角度的弹性阻抗间量纲的统一,并通过经典的AVO模型验证其准确性;然后,建立基于新方程的弹性阻抗反演方法,对Marmousi2模型进行反演,与常规方法反演结果进行对比,结果表明,新方法得到的结果更加准确;最后,利用某实际工区数据进行反演,得到的结果与实际测井资料匹配效果很好,证明了该方法有很强的实用性。