AVO信息约束匹配追踪技术在富煤储层刻画中的应用

针对西湖凹陷富煤环境下储层刻画精度低问题,本文结合煤层AVO截距、梯度特征,提出一种基于AVO信息约束的匹配追踪技术,压制煤层强反射引起的岩性假象,凸显储层真实、有效信号。该方法首先利用煤层4类AVO负强截距P、正强梯度G特点,构建煤层地震敏感因子P - G,放大煤层地震响应,并压制非煤层强振幅影响,实现煤层位置精细定位;在此基础上,将该煤层地震信息作为匹配追踪需要分解、重构的原始信号,利用复地震道分析技术提高信号快速匹配分解的效率,完成煤层强反射解耦。模型试算及实际资料应用表明:匹配追踪技术在精细定位煤层地震响应基础上,提高了匹配追踪算法去煤层强振幅效率;煤层解耦后地震数据较好地凸显储层横向展布变化,提高主力气层的纵向刻画精度。      

基于约束最小二乘与信赖域的储层参数反演方法

基于包体岩石物理模型的储层参数地震反演方法面临数学形式复杂、多解性强、适应性差、涉及迭代运算等问题,本文提出一种基于约束最小二乘与信赖域的储层参数地震反演方法.该方法基于储层参数与弹性参数关联岩石物理模型,使用最小二乘方法构建目标函数和信赖域约束全局寻优求解,有效降低了地震反演多解性,极大提高了收敛速度.特别是通过在最小二乘求解中引入垂向约束,有效提高反演结果的抗噪声能力.经过模型测试和实际资料的应用,验证了方法的可行性和适用性.

     

基于概率统计的地震岩相识别不确定性定量评价方法

地震岩相识别能够提供具有不同储层特征的岩相分布信息,对岩相识别的不确定性开展定量评价分析可降低后期油藏建模与储层评价的风险.考虑了地震岩相识别中测井岩相定义、岩石物理建模、井震尺度匹配及地震反演等环节的不确定性对岩相识别的影响,基于概率统计方法,引入熵函数实现了地震岩相识别不确定性定量评价,并结合岩相概率、重建率等多角度综合定量分析不确定性的构成及传递特征,系统地实现了地震岩相识别不确定性评价流程的整体连通.提出了结合属性交绘特征约束反演参数空间,提高地震岩相识别运算效率.模拟数据分析表明利用熵函数可精确实现岩相识别不确定性地定量表征,利用属性交绘特征约束参数空间既大幅度减少运算量,也可降低地震岩相识别的不确定性.     

针对深层流体识别的两项弹性阻抗反演与Russell流体因子直接估算方法研究

Russell流体因子是判识深层储层含流体特征的敏感指示参数.针对深层地震资料缺失大角度入射信息以及信噪比普遍较低的特点,开展了基于贝叶斯理论框架的两项弹性阻抗反演与Russell流体因子直接估算方法研究.首先,在饱和孔隙弹性介质理论的指导下,推导了包含Russell流体因子和纵波阻抗参数的两项反射系数近似公式,并且进一步得到了新的两项弹性阻抗方程.其次通过模型的近似精度分析,验证了新弹性阻抗方程满足小角度近似精度要求.最后提出了贝叶斯弹性阻抗反演和Russell流体因子的直接估算方法,通过模型试算表明直接估算方法不仅充分利用了弹性阻抗反演的高抗噪性与实用性,并且有效的避免了间接累计误差对流体因子计算精度的影响,实际应用则进一步验证了直接估算的Russell流体因子可以提高深层储层流体识别的可靠性.     

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演方法

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演是一种通过地震数据多尺度分解的迭代反演方法.与此同时,在快速匹配追踪算法中引入低频模型约束,有效提高了收敛精度,使反演结果具有丰富的高低频信息.首先通过对大尺度地震资料进行反演得到低频背景.在此基础上,采用中尺度与小尺度地震数据进行逐级迭代用以获得高频数据,因而有效缓解了常规反演方法对于初始模型精度的依赖.最后利用理论模型与实际地震数据进行测试,通过与常规时间域反演方法的反演结果进行对比可以看出,本文方法在地层连续变化处依然可以对变化地层进行精确刻画,且在纵向分辨率提升的同时保持了较好的横向连续性.     

地震相关性分段约束多道速度反演

基于模型的波阻抗(速度)反演中,约束是不可缺少的,它可以有效地减少反演多解性和提高运算效率.国内外大量学者均详细论述了一些反演的约束手段,但对于地震道与地震道之间的约束,除了采用测井外推模式之外,就鲜有介绍,相同的约束条件直接应用于全部的地震道,不再变化,这样势必会增加运算时间和影响反演效果.针对这些问题,本文描述了一种地震相关性分段约束速度反演的方法,其目的在于增加内在的道与道之间的约束,主要采用了地震道的相关特征去优化约束条件与减少反演计算量.本文先分析了地震反演的不同内在约束方法,并利用地震的相关性去分段自动选择约束的强弱与范围大小,而不是在全部地震道反演中采用相同的约束参数,即可大大优化运算效率;其次设计两个数学模型进行反演验证,在反演效果比较符合实际的基础上,运算时间大大减少;最后引入中国东部某地区的实例对该方法进行检验,反演剖面上可以清楚观察出冲积扇的沉积特点,各期砂体清晰可见,便于追踪解释与储层预测,具有较高的分辨率与可信度.结果表明该方法是一种有利于提高反演效果和效率的方法.     

基于精确Zoeppritz方程的时移地震流体动态监测

储层流体动态定量评价能够为剩余油开发提供重要信息.流体因子作为一种重要流体表征参数,能有效识别流体位置和类型,理论上可根据油藏开发引起的流体因子变化量实现流体动态监测.通常,流体因子变化量可以利用常规弹性参数间接计算或基于近似公式直接反演得到.但间接计算引入的累积误差及近似公式较低的精度会严重影响其预测精度和分辨率.因此,为了在发挥流体因子优势的同时克服上述问题,本文研究了一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震流体因子变化量反演方法.首先,推导包含流体因子的新形式精确Zoeppritz方程;然后,借助泰勒级数展开推导基于上述新方程的时移地震差异数据正演方程;最后,利用该差异数据正演方程构建贝叶斯框架下的目标函数,并通过引入服从微分拉普拉斯分布的块约束项提升反演结果对储层边界的刻画能力.合成数据和实际数据测试表明,新方法能够从差异数据中合理地估计流体因子变化量并实现储层流体动态监测,充分验证了方法的可行性和有效性.     

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演方法

多尺度快速匹配追踪多域联合地震反演是一种通过地震数据多尺度分解的迭代反演方法.与此同时,在快速匹配追踪算法中引入低频模型约束,有效提高了收敛精度,使反演结果具有丰富的高低频信息.首先通过对大尺度地震资料进行反演得到低频背景.在此基础上,采用中尺度与小尺度地震数据进行逐级迭代用以获得高频数据,因而有效缓解了常规反演方法对于初始模型精度的依赖.最后利用理论模型与实际地震数据进行测试,通过与常规时间域反演方法的反演结果进行对比可以看出,本文方法在地层连续变化处依然可以对变化地层进行精确刻画,且在纵向分辨率提升的同时保持了较好的横向连续性.

     

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.     

储层弹性与物性参数地震叠前同步反演的确定性优化方法

储层弹性与物性参数可直接应用于储层岩性预测和流体识别,是储层综合评价和油气藏精细描述的基本要素之一.现有的储层弹性与物性参数地震同步反演方法大都基于Gassmann方程,使用地震叠前数据,通过随机优化方法反演储层弹性与物性参数;或基于Wyllie方程,使用地震叠后数据,通过确定性优化方法反演储层弹性与物性参数.本文提出一种基于Gassmann方程、通过确定性优化方法开展储层弹性和物性参数地震叠前反演的方法,该方法利用Gassmann方程建立储层物性参数与叠前地震观测数据之间的联系,在贝叶斯反演框架下以储层弹性与物性参数的联合后验概率为目标函数,通过将目标函数的梯度用泰勒公式展开得到储层弹性与物性参数联合的方程组,其中储层弹性参数对物性参数的梯度用差分形式表示,最后通过共轭梯度算法迭代求解得到储层弹性与物性参数的最优解.理论试算与实际资料反演结果证明了方法的可行性.     

基于随机地震反演的Russell流体因子直接估算方法

本文研究了一种基于随机地震反演的Russell流体因子直接估算方法,该方法是一种基于蒙特卡罗的非线性反演,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率.本文应用贝叶斯理论框架,首先通过测井数据计算井位置处的Russell流体因子,利用序贯高斯模拟方法(sequential Gaussian simulation, SGS)得到流体因子的先验信息;然后构建似然函数;最后利用Metropolis抽样算法对后验概率密度进行抽样,得到反演的Russell流体因子.其中对每道数据进行序贯高斯模拟时,采用一种新的逐点模拟方式,具有较高的计算速度.数值试验表明:反演结果与理论模型和实际测井数据吻合较好,具有较高的分辨率,对于判识储层含流体特征具有较好的指示作用.     

Frequency-domain elastic full-waveform multiscale inversion method based on dual-level parallelism

The complexity of an elastic wavefield increases the nonlinearity of inversion. To some extent, multiscale inversion decreases the nonlinearity of inversion and prevents it from falling into local extremes. A multiscale strategy based on the simultaneous use of frequency groups and layer stripping method based on damped wave field improves the stability of inversion. A dual-level parallel algorithm is then used to decrease the computational cost and improve practicability. The seismic wave modeling of a single frequency and inversion in a frequency group are computed in parallel by multiple nodes based on multifrontal massively parallel sparse direct solver and MPI. Numerical tests using an overthrust model show that the proposed inversion algorithm can effectively improve the stability and accuracy of inversion by selecting the appropriate inversion frequency and damping factor in lowfrequency seismic data.     

综合利用岩石模量与品质因子信息进行储层流体识别

以地震资料为主体的储层流体识别技术对现阶段油气勘探具有重要意义。本文利用岩石模量参数与品质因子作为储层流体指示因子,从提高流体指示因子估算可靠性的角度出发,分别研究了基于弹性阻抗反演的弹性模量参数直接估算方法与基于小波域QVO的品质因子估算方法。岩石模量参数直接估算方法在充分利用弹性阻抗反演高抗噪性与实用性的同时,有效地避免了间接累计误差的影响。品质因子的估算方法基于零相位子波假设,通过对小波域叠前品质因子的归零处理消除叠加平均效应。通过模型试算验证两种方法的流体判识可行性;并且结合实际资料进一步表明岩石模量与品质因子信息的综合应用可以提高储层流体的检测质量。     

基于FFT-MA谱模拟的快速随机反演方法研究

虽然基于地质统计学的随机反演方法能够有效融合测井资料中的高频信息,但计算效率低,占用内存大,限制了它在实际资料中的应用.本文在保留传统随机反演方法优点的基础上,创造性地引入傅里叶滑动平均(Fast Fourier Transform-Moving Average, FFT-MA)谱模拟进行频率域的地质统计模拟,并利用逐步变形算法(Gradual Deformation Method,GDM)确保模拟结果与实际地震数据的匹配,构建了基于FFT-MA谱模拟的新的快速随机反演方法.与常规随机反演相比,新方法不仅分辨率高,而且能够使反演解得到快速收敛,有效提高计算效率,减少内存占用.模型试算获得了与理论模型吻合度较好的高分辨率反演结果.实际资料分析也表明新方法所得到的高分辨率反演结果能够对薄互储层进行良好的展示,为薄储层的识别提供高效可靠的技术支持.     

基于基追踪弹性阻抗反演的深部储层流体识别方法

深部储层地震资料通常照明度低、信噪比低、分辨率不足,尤其是缺乏大角度入射信息,对深部储层流体识别存在较大影响.Gassmann流体项是储层流体识别的重要参数,针对深层地震资料的特点,本文首先在孔隙介质理论的指导下,推导了基于Gassmann流体项与剪切模量的两项AVO近似方程.通过模型分析,验证了该方程在小角度时与精确Zoeppritz方程误差很小,满足小角度入射条件下的近似精度要求.然后借助Connolly推导弹性阻抗的思想,推导了基于Gassmann流体项与剪切模量的两项弹性阻抗方程.针对深部储层地震资料信噪比差的特点,利用奇偶反射系数分解实现了深部储层基追踪弹性阻抗反演方法,最后提出了基于基追踪弹性阻抗反演的Gassmann流体项与剪切模量的求取方法,并将提取的Gassmann流体项应用于深部储层流体识别.模型测试和实际应用表明该方法稳定有效,具有较好的实用性.     

基于递归高通滤波的经验模态分解及其在地震信号分析中的应用

将地震信号分解成包含频谱互不重叠的单主周期的分量有利于地震信号的分析.分析了经验模态分解(EMD)中模态混叠的内在原因和已有的解决方法,梳理了解决模态混叠的思路框架,进而提出了一种新的基于输入递归高通滤波的EMD算法.首先用递归高通滤波器将信号预分解成频率由高到低的多个分量,实现信号的等价带通滤波,再用EMD对各带通分量按频率高低逐级递归筛分,获得完备的经验模态分量.通过合成信号和地震信号的仿真实验表明,该算法较好地克服了模态混叠,获得了频谱互不重叠的单主周期分量,并成功用于震相分离和分析,为地震信号分析提供了一种新思路.     

频率域全波形反演方法研究进展

全波形反演是一种利用地震波传播的动力学特征来获取地下介质物性参数的反演方法,可为揭示地下精细结构提供重要依据。本文以弹性波方程作为数学模型来模拟地震波传播规律并进行相应的反演方法研究。为提高计算效率与反演结果的准确性,可将近似解析离散化（NAD）算子用于频率域弹性波方程的正演模拟。本文在频率域NAD离散的基础上推导阻抗矩阵的稀疏分块结构与反演目标函数对模型参数的梯度计算公式,由此建立基于NAD算子的频率域弹性波全波形反演方法。为验证该方法的有效性,文中通过数值实验对多种典型介质模型进行反演计算,均得到了理想的反演结果。