横波岩石物理地震随机模拟预测天然气藏分布——以柴达木盆地三湖地区北斜坡为例

柴达木盆地三湖地区北斜坡第四系生物气区是中国最大的生物气区,上第三系为天然气勘探潜力区.第四系地层为弱成岩的疏松砂泥岩薄互层.在以2D地震为主的三湖地区北斜坡预测岩性气藏,利用叠后波阻抗反演及叠前AVO反演预测含气分布难度很大.而综合地质、测井、地震、生产测试等多学科资料,通过对地震道的岩石物理参数进行随机模拟,获得对含气异常比较敏感的地下岩石物理属性体,并分析最敏感的岩石物理属性产气、产水的阈值区间以建立气水识别模式,再利用气水识别模式对岩石物理属性三维模型进行流体置换,最终得到可能的关于生物气藏的三维空间分布特征.利用本文的方法成功预测和落实了上第三系新领域的风险探井.钻探实效表明,该方法适用性强,可以在很大程度上降低天然气藏预测的多解性和不确定性,为进一步优选有利钻探区带、提出可供钻探的目标与井位、缓解该区储量不足的矛盾提供有力的技术支撑.     

非均质碳酸盐岩储层岩石物理建模:孔隙度估算与烃类检测(英文)

在非均质天然气藏中,天然气一般呈细小"斑块状"分布于含水岩石骨架内。这种非均质性,即"斑块状饱和",会引起显著的地震波速度频散和能量衰减现象。为了建立地震响应和流体类型之间的联系,本文进行了碳酸盐岩岩石物理建模。首先利用CT扫描分析部分饱和岩石中的流体分布,然后预测不同频率下波响应与岩性、孔隙流体基本性质之间的定量关系,基于岩石薄片分析孔隙结构和地震反演数据制作岩石物理图板,并将这种方法应用于阿姆河右岸地区的灰岩气藏,基于叠后阻抗反演和叠前弹性参数反演,采用地震数据估算岩石孔隙度与含气饱和度,预测结果与多井试气结果吻合。     

基于弥散-黏滞型波动方程的地震波衰减及延迟分析

地震波的衰减、储层中的流体预测和4D流体监测技术是目前石油地球物理勘探领域十分有价值的热门研究课题.该文在基于一维弥散-黏滞型波动方程正演的基础上,根据含流体地层的弥散性与黏滞性,研究和模拟含流体地层对地震波的吸收衰减特征、低频伴影现象及其在流体预测中的应用;同时,模拟和分析了地震波在含流体地层中传播而导致的延迟特征.这些特征的检测与解释方法,为基于实际地震资料的储层流体预测及4D油气田开发监测提供技术思路与有效方法.     

基于地震剖面瞬时峰值能量频率的衰减分析与气藏预测方法

由于流体本身的粘滞性和摩擦性,使得地震波在含油气地层中传播时衰减形成低频阴影.通过对叠后地震资料做时频分解,分析地层衰减特征,是当前除了AVO技术之外,比较流行的直接识别流体和气藏的技术.本文基于波动方程正演,模拟了地震波对含油气地层的响应.然后采用连续小波变换分析不同尺度剖面的瞬时能量特征,提取分频剖面上每一个点的峰值能量对应的频率,得到瞬时峰值能量频率剖面.通过分析瞬时峰值能量频率剖面,分析了地震波在地下介质中传播时的衰减特征.最后应用此方法对实际地震剖面进行了分析,验证了其有效性.     

包含Biot机制和分数阶黏弹性机制的波传播模型

含流体孔隙介质中的波能量耗散通常由多种力学机制造成.传统Biot理论中的能量耗散仅仅考虑了固流两相相对运动引起的摩擦耗散,无法准确预测波在孔隙介质中低频段出现的高频散与强衰减现象.为了建立一个能准确预测地震波频段高频散与强衰减现象的动力学模型,我们在Biot理论的基础上引入黏弹性机制,并利用分数阶导数刻画黏弹性本构关系,最终获得了一种新的孔隙介质波传播模型.与传统的Biot模型相比,新模型考虑了含流体孔隙介质中固体骨架的内耗散,对波能量耗散的刻画更为精准.通过数值算例,我们研究了分数阶导数的阶数参数对快P波和S波频散和衰减的影响,并通过来自不同地区且具有不同物理性质的几组流体饱和岩芯实验数据,对比研究了新模型的有效性.结果表明,文章提出的新模型能更准确地预测快P波和S波在低频段出现的高频散和强衰减现象.     

瞬时频域衰减属性及其在碳酸盐岩裂缝检测中的应用

基于AVO梯度、走时及速度的纵波方位角裂缝检测已有较多研究和应用.由于裂缝及所含流体的综合作用,碳酸岩裂缝性储层的地震响应具有高频衰减、频带低移及方位各向异性的特点,因此应用衰减属性进行裂缝预测具有重要价值.基于小波变换计算的瞬时频域振幅谱及以此为基础提取的衰减属性,由于在时域和频域都有较好的分辨率能力,能够准确地刻画出碳酸岩裂缝性储层的非均质性.结合三维地震纵波数据的分方位角处理和分析技术,可以由方位衰减属性估算裂缝相对密度.对Z区下古生界潜山碳酸岩储层进行的裂缝预测表明,由衰减梯度和85%能量比频率两种属性导出的裂缝发育密度具有很好的相关性,且与实际情况符合.     

柴达木盆地三湖地区第四系生物气盖层封闭机理的特殊性

柴达木盆地东部第四系生物气藏时代新、埋藏浅,作为盖层的泥岩成岩程度都很低,具有高孔隙度、高渗透率的特点.按常规天然气藏泥质岩盖层评价标准来衡量,这些岩石不能作为盖层.但是,正是在这种岩石盖层的封闭下形成了柴达木盆地的大型高效生物气藏,其盖层的封闭机理具有特殊性.对这种盖层岩石的特殊封闭机理进行了模拟实验与研究,结果表明柴达木盆地生物气盖层的封闭性与岩石的含水饱和度有密切关系,饱含盐水的盖层能够有效地阻止天然气渗流散失和扩散散失,而且多套储盖层组合具有累积封闭效应,使得大气田得以形成.对于该地区盖层的封闭能力已经不能采用常规盖层参数的评价方法来评价.     

基于Teager能量的地层Q值提取及储层流体识别

地震波在黏弹性介质中传播时,能量会出现明显的衰减异常,并且随频率变化而不同.因此,本文从Q值基本定义出发,提出了一种基于Teager主能量的Q值提取算法.该算法首先由广义S变换得到信号的时频谱,然后在时频域计算地震波的单频Teager-Kaiser能量,并得到Teager-Kaiser主能量,最后计算抽样波长距离内的相对衰减量,得到衰减拟Q值,实现油、气、水层的有效表征.该方法将能量属性与储层定性表征联系在一起,为储层预测提供了一种新思路,实际数据的应用效果表明该方法可以有效的区分油、水层.     

地震波衰减反演研究综述

对地震波衰减的研究经过近五十年的发展已经取得了不少进展.本文简述了地震波的衰减机制、有关衰减的基本理论以及影响地震波衰减的主要因素,重点概括了地震波衰减的反演方法,最后预测了地震衰减研究的发展趋势.     

地震波衰减机理及能量补偿研究综述

随着中、浅层油气勘探程度的不断提高,深层油气藏的勘探已经成为当今勘探研究的主要对象,而深层油气勘探要获得突破关键是用于综合研究的地震剖面要有较高的信噪比和分辨率,深层与浅层能量均衡.因此,国内外对地震波衰减机理和补偿方法进行了大量研究.本文综述了基于岩石物理和散射理论的地震波的衰减机理,重点概括了地震波衰减的影响因素,指出衰减与孔隙度、频率、温度、压力、岩性等因素有关,最后分类介绍了各种地震波衰减的能量补偿方法.     

小波尺度域含气储层地震波衰减特征

黏弹性衰减因子Q的可靠估计可通过Q反褶积来提高地震资料的分辨率并有助于振幅分析. 本文从小波理论出发,结合地震波在黏弹性介质中的传播方程,推导出小波尺度域地震波能量衰减公式. 能量衰减公式具有下列性质：（1）Q值越大,能量衰减得越慢;Q值越小,能量衰减越严重;（2）尺度越小,信号中保留的能量越少;（3）对于脉冲源来说在理想的无衰减介质(即Q趋近于∞)中传播时,信号在不同尺度内的能量相同. 利用尺度能量公式,可从反射地震资料中直接估计品质因子Q（即衰减因子）,也可以提取不同尺度的能量衰减剖面作为储层描述的属性参数,用来进行岩性识别和指示气藏,与经典的谱比法相比,避免了谱比法所面临的双时窗问题以及进行谱估计的窗选择问题. 理论模型试验表明了本文方法的正确性和有效性.     

哈拉湖地区低频可控震源天然气水合物地球物理响应特征研究

我国陆域天然气水合物主要分布于青藏高原和漠河地区.由于永久冻土层的存在,地震勘探很难获得高品质的资料,给天然气水合物勘探带来了诸多困难.为解决冻土层对地震信号的衰减问题,在哈拉湖地区采用低频可控震源进行地震资料采集试验,通过提高覆盖次数,获得了较高信噪比的地震资料.在高质量地震资料基础上,进行精细速度分析,获得了较准确的叠加速度谱资料;然后以层速度剖面为基础建立正演模型,开展天然气水合物地震正演模拟研究;最后利用叠后偏移地震数据进行地震属性分析.通过正演模拟和地震属性综合研究,总结了天然气水合物的地球物理响应特征,速度突变和空白反射带可作为哈拉湖地区陆域天然气水合物识别的敏感因素.     

基于双相介质理论的AVO属性交汇图识别天然气水合物

天然气水合物(gas hydrates)作为一种新的潜在能源 是目前世界范围内研究的热点和难点之一。目前 普遍认为拟海底反射(简称BSR)是天然气水合物存 在的重要标志之一,但有关水合物的识别仍有很 多问题需要解决。例如世界各地已发现水合物的 例证表明在没有BSR的情况下仍然存在水合物,在 没有BSR的情况下如何识别水合物仍是没有解决 的研究课题。本文以天然气水合物的识别为研究 目的,以AVO属性交汇图为研究手段,通过双相介 质正演理论模型研究了当地层含有天然气水合物 或游离气时的AVO属性特征,并与由双相介质的 交错网格有限差分法得到的合成地震记录所反演 得出的AVO交汇图进行了对比,得到高度一致的 对比结果,表明利用AVO属性交汇图是识别天然 气水合物和游离气并能估测其含量的有效技术。     

基于匹配追踪的瞬时能量异常属性在Albertine地堑油气预测中的应用

东非裂谷Albertine地堑是当今世界油气勘探的热点地区之一,具有埋藏浅、演化快、地层新的地质特点。作为主力含油气层段的新生代地层中疏松砂岩异常发育,物性参数差异较大,受控于孔隙度以及孔隙流体的综合影响,含油气储层的地震响应无明显规律,油气预测难度较大。基于能量吸收分析思想的指导,在利用匹配追踪时频分解方法有效提高时频分辨率的前提下,进一步提出瞬时能量异常属性的计算方法。以Albertine地堑的W油田为例,针对含油气储层表现的低频能量增加、高频能量衰减的异常特征,借助瞬时能量异常属性实现了油气预测,预测结果获得了钻井的验证。      

基于吸收滤波技术的储层气水性质识别方法

目前,人们主要从岩性、物性、电性、弹性阻抗等角度,对储层中气水的性质进行预测,然而成功率却并非很高.其实,从频率或能量响应的角度出发,或许能提高气水识别的成功率.由于频率是物质的固有属性,地震波经过含气或含水的储层后,在不同的频段将有不同的响应特征,但在原始地震剖面上却很不容易发现.利用基于ARMA模型时间序列分析方法和Prony信号分析理论的吸收滤波技术,结合测井、岩石物理、地质、地震等资料,分析含气储层和含水储层的不同吸收衰减特征和响应差异.由此可以实现气水性质的有效识别,最终达到直观、快捷的预测优质含气储层的目的.将该技术应用到气水裂缝理论模型的试算和川西坳陷深层须家河组气藏的含气性识别中,均获得了良好的应用效果.     

近地表高频补偿技术在三维地震勘探中的应用研究

近地表的滤波作用不仅会引起地震波高频成分的快速衰减,还会引起地震子波相位的畸变,在高分辨率地震资料处理中,必须对这些由近地表引起的衰减和频散进行补偿.文中研究了近地表吸收规律,应用微测井资料求出了表层的吸收衰减因子,补偿了近地表高频成分,给出了针对三维地震资料的近地表高频补偿方法,对大庆齐家北工区的地震资料进行了实际应用,同时还应用属性分析技术对应用效果进行了分析评价,结果表明,该方法是可行的.     

Detection of gas and water using HHT by analyzing P- and S-wave attenuation in tight sandstone gas reservoirs

A direct detection of hydrocarbons is used by connecting increased attenuation of seismic waves with oil and gas fields. This study analyzes the seismic attenuation of P- and S-waves in one tight sandstone gas reservoir and attempts to give the quantitative distinguishing results of gas and water by the characteristics of the seismic attenuation of P- and S-waves. The Hilbert–Huang Transform (HHT) is used to better measure attenuation associated with gas saturation. A formation absorption section is defined to compute the values of attenuation using the common frequency sections obtained by the HHT method. Values of attenuation have been extracted from three seismic sections intersecting three different wells: one gas-saturated well, one fully water-saturated well, and one gas- and water- saturated well. For the seismic data from the Sulige gas field located in northwest Ordos Basin, China, we observed that in the gas-saturated media the S-wave attenuation was very low and much lower than the P-wave attenuation. In the fully water-saturated media the S-wave attenuation was higher than the P-wave attenuation. We suggest that the joint application of P- and S-wave attenuation can improve the direct detection between gas and water in seismic sections. This study is hoped to be useful in seismic exploration as an aid for distinguishing gas and water from gas- and water-bearing formations.     

On the generation and decay of the long-period coda energy of large earthquakes

Seismic coda wave is the tail portion of the earthquake record after main arrivals. Studies on the coda usually focus on high-frequency data within several hours after regional events and attribute them to the scattering effect of the heterogeneities inside the earth. Here, we use records of seven large earthquakes at globally distributed seismic stations to examine the decay of long-period (100 s to 300 s) coda in the time window of 10,000 s to 140,000 s after the origin time and fit it with a statistical model. The geometric spreading effect in the estimated initial energy and a location-independent equivalent attenuation coefficient indicate that the long-period coda energy is less affected by the heterogeneity-induced scattering effect than that of shorter-period coda. The coda energy can reach the earth's inner core and can be explained by a 1D earth model, making it more effective for constraining the global attenuation model. It also has the potential to determine the magnitudes of large earthquakes and to explore the interior of planetary bodies.