页岩裂缝型储层模型参数化及AVAZ反演预测方法研究

随入射角和方位角振幅变化(AVAZ)反演是地球科学领域从叠前和方位角地震数据中估计弹性参数和各向异性参数的最广泛使用的反演方法之一,有助于预测裂缝.发育一组垂直或近垂直定向裂缝的各向同性均匀岩石储层可以等效为具有水平对称轴的横向各向同性介质(Horizontal Transversely Isotropic medium,即为HTI介质).我们的目标是开发一种适用于页岩储层裂缝预测的稳定反演方法,并充分利用页岩裂缝型储层的宽方位地震数据,提高反演稳定性.首先推导出一个HTI介质三项PP波反射系数近似表达式,该方程减少待求参数的个数,并保持足够的精度来描述HTI介质的反射特性,进而提高反演的鲁棒性.此外,开展了基于贝叶斯理论的AVAZ反演方法,提高反演的稳定性.利用柯西概率分布和高斯概率分布作为模型参数和似然函数的先验信息,提高了反演精度.通过与已有近似方程的精度分析对比,验证了基于新近似方程的反演方法的可行性.在不同噪声条件下,对所提出的反演方法进行了实际工区应用,通过实例验证了该方法在裂缝性储层反演预测中具有较高的鲁棒性和稳定性.     

面向AVAZ反演的解释性处理技术在裂缝预测中的应用

由于地震采集观测系统的限制以及资料处理方位保幅性要求的缺失,基于叠前AVAZ反演的裂缝预测准确性和精度常常无法得到保障.以典型的碳酸盐岩裂缝型工区为例,从叠前地震道集出发,形成了面向AVAZ反演的解释性处理关键技术流程：振幅照明补偿、时差二次校正、抛物线Radon滤波、方位角度道集的筛选.研究成果表明：经过解释性处理后的道集克服了不均匀观测系统的方位角-偏移距限制,保证了主要同相轴之间的方位能量关系,提高了道集整体纵横向的信噪比,满足了叠前AVAZ裂缝预测的需求.反演结果与井中FMI曲线对比显示：裂缝各向异性强度与裂缝方位的吻合率都超过85%,显示了方法技术的有效性和正确性,这也为类似油气藏的裂缝预测提供了指导和借鉴意义.     

改进的地震AVAZ裂缝弱度反演方法及其在致密砂岩储层中的应用

致密砂岩气储层具有低孔、低渗的特征,裂缝的存在可以提高储层的渗透率,同时裂缝是油气重要的储存空间和运移通道,裂缝发育也有利于水力压裂过程中裂缝网络的形成,裂缝预测可为致密砂岩气储层的开发和部署提供重要依据.地震振幅随方位角的变化可以提供储层中垂直裂缝的信息,本文针对HTI介质提出了一种改进的方位振幅差异反演方法,并结合岩石物理理论预测表征裂缝性质的裂缝弱度参数.常规的反演方法一般同时反演弹性参数和裂缝参数,改进的方位振幅差异方法引入一个参考方位,构建消除各向同性背景的方位振幅差异道集,仅反演与各向异性项相关的裂缝弱度参数,充分利用方位各向异性响应,提高裂缝识别的敏感性与裂缝参数反演的准确性.实际数据应用表明,方位振幅差异反演方法对裂缝参数预测的敏感性较常规方法有所提高,预测的裂缝弱度与测井渗透率曲线相吻合,并且与致密砂岩气储层产气性具有明显的相关性.因此,利用方位振幅差异方法预测裂缝分布及其发育程度可为致密砂岩储层含气有利区的识别与开发提供可靠的指标.     

裂缝型储层地震检测方法综述

裂缝型油气藏在新增储量中占有越来越大的比重.准确预测裂缝发育带是评价裂缝型储层的前提,更是裂缝型油气藏提高勘探效率和开发水平的关键.本文介绍了裂缝型储层的理论介质模型;重点研究了国内外较成熟的裂缝型储层地震检测方法,如纵波振幅、速度、旅行时、和波阻抗检测,横波检测以及多波多分量检测等地震技术.纵波资料对裂缝的敏感度不够,而横波资料勘探难度大,成本高.目前,在进行裂缝型储层检测时,比较普遍使用包含有纵、横波信息的转换波勘探,尤其在海上勘探方面,已经进入商业化应用阶段.然而,地震检测方法也有其自身的缺陷,我们需要综合分析岩芯露头、测井、以及VSP资料,才能更有效地预测裂缝型储层.     

页岩油气储层微裂缝发育强度地震预测方法研究

实际勘探表明页岩储层中往往背景呈现出很细的水平层理,垂直裂缝出现在多组页岩细层中,这种裂缝储层结构不能用传统的HTI模型来准确描述,但是可以用正交各向异性介质很好的描述.因此,本文开展正交各向异性介质裂缝预测方法研究.首先,简化正交各向异性介质反射系数近似表达式;其次,从理论角度分析椭圆拟合方法的局限性,以及不同裂缝流体类型填充时正交各向异性介质AVAZ属性受垂直缝、水平缝和流体指示因子的影响,分析对裂缝发育强度敏感的AVAZ属性;最后,针对页岩油储层和页岩气储层分别建立预测微裂缝发育强度的方法,并在页岩油气储层进行了应用测试.理论分析和应用测试结果表明新方法提高了页岩储层微裂缝发育强度的预测精度.     

储层裂缝综合表征与预测研究进展

裂缝性油气藏在世界石油和天然气的产量、储量中均占有十分重要的地位.天然裂缝一方面可以显著改善储层的渗透性,甚至可以为油气聚集提供一定的储集空间,另一方面对储层的压裂改造和石油工程方案优化设计有重要影响.通过调研储层裂缝近年来的研究热点,总结了储层裂缝表征方法、表征参数以及预测方法的研究进展,分析了储层裂缝的主控因素,最后讨论了储层裂缝研究中面临的实际问题.目前,裂缝识别与表征方法主要包括地质与岩石学法、测井方法、钻井与录井以及生产动态资料分析法.伴随着非常规油气开发,裂缝的充填特征、连通性、有效性、开启压力、封闭性、动态参数以及裂缝面粗糙度等参数日益得到研究人员的关注.在裂缝预测方法中地震法、应力场数值模拟法是目前主流的裂缝反演、正演预测方法.通过鄂尔多斯盆地周缘野外地质考察,将裂缝与结构面组合样式分为终止型、穿透型、变换型以及复合型四大类.提高测井与地震识别、预测裂缝的精度,建立精细的有限元地质力学模型以及准确预测油藏裂缝开度是目前储层裂缝表征、预测的瓶颈制约.     

裂缝型储层流体识别方法

裂缝型储层的描述包括预测裂缝分布特征和识别裂隙充填物.依据等效介质理论计算的纵波速度随裂缝密度的增大而减小.正演地震记录显示,裂缝介质含气时反射振幅最大,且变化程度比含油或含水时大.叠前方位AVO反演所得的各向异性梯度Bani与裂缝密度成正比,可用于描述有效裂缝发育强度.对于不同的裂缝密度,各向异性梯度Bani与各向同性梯度Biso的比值Ifluid(1)近似为常数,且对流体敏感.经裂缝纵横比和背景介质拉梅常数修正后,流体因子Ifluid既不随纵横比变化,又不受背景介质的影响,是裂缝型储层敏感的流体识别因子.在塔里木盆地塔北哈拉哈塘地区热瓦普区块碳酸盐岩储层裂缝发育区域,运用该参数在井点处的流体识别效果与钻井结果一致.     

青西油田碳酸盐岩裂缝性储层地球物理预测技术的应用

白云岩成岩收缩晶间孔、洞、缝与构造网状缝相互沟通可以组成良好的油气储层，但是这种复杂裂缝—孔隙型储层分布随机性强、发育程度和差异性大，储层预测难度大。本文以中国西部酒泉盆地青西油田下白垩统下沟组湖相白云岩裂缝—孔隙型储层为例，提出地球物理综合预测碳酸盐岩裂缝的方法。本文描述了综合地球物理方法预测碳酸盐岩裂缝储层的实施和应用效果。     

基于黏弹性Chapman-Kelvin模型的裂缝储层频变AVAZ反演研究

为了在地震资料和裂缝储层特征之间建立联系,对裂缝储层采用了等效介质模型.而传统的等效介质模型未充分考虑非完全弹性介质理论和基于频变各向异性理论的双相或多相流体假设,也不能对实际裂缝储层中的地震波频散和衰减现象提供准确合理的解释,并且储层参数的反演研究对裂缝储层的定性预测和定量描述举足轻重.为此,本文首先根据所提出的黏弹性Chapman-Kelvin动态等效介质模型,该模型考虑了耦合的双相流体假设、黏弹性理论、喷射流以及斑块效应,并在此基础上分析了裂缝储层参数（主要为裂缝密度、裂缝长度、孔隙度和含水饱和度）对地震波频变特征的影响.然后基于黏弹性Chapman-Kelvin模型与Schoenberg和Protazio概括的Zoeppritz方程所计算出的频变反射系数,分析了反射PP波和PS波的频变AVAZ（Amplitude Versus Angle and Azimuth）特性和PP波频变反射系数与裂缝储层参数的关系.同时考虑到发生地震频散时,反射系数和频率产生关系,构建了在角度、方位和时间域内的新型正演方程.最后,基于PP波频变反射系数对裂缝密度、裂缝长度、孔隙度和含水饱和度的变化有较好的敏感性特点,进行了两种反演方法研究：其一是基于贝叶斯理论直接反演方法,其中以对数绝对范数作为似然函数和高斯分布,即L2范数度量作为先验约束;其二是基于频变反射系数的MCMC（Markov Chain Monte Carlo）随机反演方法.通过频变AVAZ进行裂缝储层参数的反演研究,结果表明,MCMC随机反演方法在缺失先验的储层参数信息时,反演结果的不确定性较强.当存在有效且足够的先验信息时,反演结果的可靠性进一步提升.而基于贝叶斯理论直接反演方法,则显示出基于频变AVAZ来区别大尺度裂缝和微尺度裂隙的潜力.

     

长春岭油田储层预测研究

常用的储层横向预测技术有地震属性分析技术和地震反演技术两大类,应用这两种技术对长春岭油田扶余油层进行了储层预测研究.研究结果表明,长春岭油田地震资料的振幅属性与已知井砂岩发育情况吻合较好,本文利用振幅属性描述了扶余油层Ⅰ～Ⅳ砂组储层砂岩的分布趋势.应用地震反演方法得到扶余油层储层砂岩纵横向展布规律,经钻探证明,预测的结果比较可靠.     

潜山裂缝型油气藏绕射波属性预测方法

潜山裂缝型油气藏的勘探重点之一是裂缝发育区域的预测,本文发展了应用绕射波属性数据进行裂缝分布描述的方法,并提出利用主成分分析方法,结合绕射信息及敏感属性提取,给出裂缝预测的工作流程。模型试算表明绕射波场能够较好地反映构造裂缝的分布规律。将该方法应用于裂缝型油藏精细描述中,绕射波分析方法能够更为精细、全面地描述潜山裂缝型油气藏中裂缝的分布规律。     

碳酸盐岩储层缝洞发育带预测:以塔河油田为例

塔河油田碳酸盐岩为古岩溶喀斯特化与受后期构造叠置改造的孔、洞、缝等组成的非均质储层,储层具有规模不同、空间形态不规则、充填性质各异的复杂组合特征以此为对象通过分解地震波场不同特征信号,开发了一系列针对不同储层目标的叠前叠后地震预测技术,不同特征地震预测结果经综合叠置验证分析,实现了残丘体上叠置的孔、洞、缝及古地貌的精细刻画及表征,展示了缝洞空间纵横交错的叠置关系,提高了复杂储层空间展布规律的认识及精确定位。     

碳酸盐岩岩溶型储层综合预测

塔里木盆地碳酸盐岩岩溶型储层广泛分布于塔北、塔中、巴楚等地区，是塔里木盆地碳酸盐岩勘探的重点，也是塔里木油田增储上产的主要层系之一。由于埋藏深度大、反射信号较弱、信噪比较低，更由于岩溶型储层非均质性严重，使得储层预测的难度增大。通过多年的攻关研究，从碳酸盐岩风化壳储层的地球物理响应特征出发，逐步探索并建立了技术、岩溶型储层测井评价技术、岩溶型储层地震描述技术、应变量分析技术为手段的溶型储层综合评价技术。在塔北、以地质概念模型为基础，以基于层序格架的潜山古地貌恢复塔中等地区应用中取得了良好的地质效果，相继获得了工业油气流。本文介绍了该技术在塔北轮古西地区的具体实施和应用效果。     

转换波方位各向异性裂缝检测技术研究及应用

HTI裂缝各向异性介质中,转换波随方位角的变化比较复杂,目前还没有解析公式可以表达其变化特征,只能通过物理实验或数值模拟来分析其应用的可能性.数值模拟结果表明,转换波在裂缝各向异性介质中传播时,其R分量和T分量的振幅属性都具有明显的方位各向异性特征,R分量振幅方位各向异性拟合椭圆的长轴方向指示裂缝方位,这与纵波方位各向异性特征相似;根据P波AVAZ方位各向异性分析原理,对转换波R分量振幅方位各向异性曲线进行方位椭圆拟合,寻找椭圆的长轴方向,即裂缝主方位,再由P波AVAZ技术中振幅响应与炮检方向和裂缝走向之间的夹角关系式得到裂缝的发育密度,从而构建转换波方位各向异性AVAZ裂缝检测技术.该技术已用于川西新场气田某区块的裂缝储层预测,取得了较好的应用效果.     

基于匹配追踪算法的强屏蔽剥离技术在樊159井区储层预测中的应用

当储层上覆地层含有厚层烃源岩等特殊地层时,这些地层在地震剖面上会呈现出强振幅特征,这会使下伏储层信息被掩盖,从而干扰储层的正常描述与预测。因此,消除强干扰对储层地震反射的影响,增强储层弱反射信号,对于提高储层预测精度,确定有利储层的空间展布有着重要意义。樊159井区位于樊东地区中西部,该区沙三下亚段和沙四纯上亚段分布高阻、高速厚层烃源岩,对下伏滩坝砂岩储层有强屏蔽作用,必须对其进行剥离。本文以樊159井区实际地震工区为例,分析了储层的地球物理特征,研究了基于层位控制的多道匹配追踪算法,实现了强屏蔽层的剥离。剖面属性对比和沿层属性分析结果表明,储层识别精度得到明显提高。     

基于PCA-RF的砂砾岩有利储层厚度预测方法

东营凹陷沙三、沙四沉积时期,发育了大量不同时期的砂砾岩体,它们是非常规油气勘探中重要的储层类型。由于砂砾岩体具有纵向厚度变化大、横向展布不均匀、岩相变化快等特点,在地震属性分析与厚度预测时,用单一属性对储层厚度描述具有很大的不确定性。为此,提取了多种地震属性,采用主成分分析法(PCA)进行优化、去除冗余信息。考虑到随机森林(RF)具有预测精度高、对异常值容忍性强、训练速度快且不易过拟合等特点,引入该方法对砂砾岩储层厚度进行预测。针对属性自相似问题,PCA采用了两种方法:①直接对全部属性做降维处理,提取主成分进行预测(PCA-RF1);②先对相似属性做降维处理,再组合其他属性进行预测(PCA-RF2)。原始RF、PCA-RF1、PCA-RF2方法还与人工神经网络方法(ANN)进行了效果对比,结果表明,基于相似属性降维处理的PCA-RF2方法,具有最佳应用效果。     

陇东黄土塬地区中生界石油砂岩储层预测

在鄂尔多斯盆地陇东黄土源地区地震解释中,采用广义S变换地震层序处理解释技术、三叠系顶部古地貌解释技术,以及各种储层横向预测技术,对比分析了应用效果。研究表明,用广义S变换地层层序处理解释技术可识别出约6m的层序界面,进而确认了陇东地区长8段砂体的展布方向,扩大了陇东地区西峰油田的勘探范围。     

福建水口水库诱发地震最大震级预测

福建水口水库于1993年3月下闸蓄水,同年5月23日发生首次诱发地震,迄今已超过1400次,其中最大地震为1996年4月21日ML4．1地震。水口水库能诱发多大震级的地震一直是人们关心的话题。本文根据国内外已发生水库诱发地震震例资料,结合水口库区的具体情况,应用概率预测法、综合影响参数预测法、两级模糊评判法、古登堡—里克特公式外推预测法、发育断裂长度预测震级法、历史地震最高震级预测法等方法,对水口水库可能诱发的最大震级进行预测研究。综合结果认为：水口水库有可能诱发最大5．0级地震。     

基于三变量柯西分布的叠前地震反演及在优质含气储层预测中的应用

优质气层与低含气饱和度的差气层、气水同层均呈现"亮点"强振幅的地震响应特征,利用振幅类属性或者常规弹性参数难以进行有效判识。考虑到密度参数随含气饱和度的高敏感性,本文在贝叶斯叠前反演框架下,以三变量柯西分布为先验正则约束进行叠前地震反演,减小了纵波速度、横波速度与密度三参数统计相关性造成的参数估算误差,进一步提高了弹性参数的可靠性,模型测试表明新方法反演的密度精度及稳定性更高。将方法应用于马达班湾盆地X区块,在流体替代及岩石物理统计分析的指导下,利用基于三变量柯西分布的叠前地震反演方法提取密度参数,预测优质气层富集区,实钻结果与预测结果吻合度高,表明该方法具有较高的实用性。