薄层和薄互层油气藏是一类很重要的油气藏。由于地震数据对薄层的分辨能力有限,该类储层的地震预测难度较大。在文献阅读基础上,对多年的研究工作进行了总结,对薄层、薄互层叠后地震解释关键技术进行了梳理与综合评述,内容包括基于经典调谐理论的解释方法、特色属性提取与分析方法、基于地震沉积学的解释方法、拟声波反演技术、去薄层强屏蔽技术、压缩感知谱反演提高分辨率技术和模式识别砂体自动检测技术等7个方面。给出了每种方法技术的基本原理和物理意义,进行了模型测试与效果分析,并对实际应用效果进行了简要评述,对勘探开发人员做好薄层、薄互层的油气预测有一定的指导意义和借鉴作用。
碳酸盐岩储集空间演化过程复杂、孔隙结构多样、非均质性强,孔隙结构是影响碳酸盐岩非均质性的重要因素。以阿姆河右岸中上侏罗统卡洛夫-牛津阶灰岩气藏为例,从孔隙结构的基础研究出发,对非均质碳酸盐岩储层微观孔隙结构进行了精细表征,并对气藏开展了精确预测：通过岩石镜下薄片对岩石成分、类型、面孔率等信息进行鉴定,证明该地区碳酸盐岩储层主要发育溶孔和裂缝两种类型孔隙结构;通过CT扫描得到岩石内部立体影像,统计孔隙分布与流体充填状态,证实了实际岩石中“水包气”的斑块状饱和状态,为岩石物理建模提供了依据;通过岩心实验测量得到岩石速度、密度、孔隙度等物理信息,根据多参数交会分析结果,优选纵波阻抗与纵横波速度比作为该地区流体检测的敏感参数;综合以上信息,选择基于双孔等效介质理论的岩石物理建模方法,结合地震数据制作岩石物理模板,预测了储层孔隙度与含气饱和度,预测结果与试气结果吻合。
鉴于微测井资料在近地表结构调查中的独特优势,其常用于估算近地表品质因子Q值,且以相邻道记录的谱比法应用居多。因受旅行时间拾取误差或速度估算误差等影响,Q估计结果波动剧烈、稳定性较差、估算精度较低。为此,借鉴微测井分层速度回归分析思想,提出了一种双线性回归品质因子Q估计算法。该方法利用谱比法原理,首先求取微测井各道记录相对于第一道的非相邻道谱比对数值,然后在速度分层约束的基础上采用两次线性回归求得不同层段品质因子Q值。模型试算结果表明,与常用相邻道谱比法相比,基于非相邻道的双线性回归Q估计方法明显降低了时间拾取误差和噪声干扰的影响,Q估计最大相对误差不超过25%,平均相对误差约为10%,提高了近地表Q估计的稳定性和估算精度。实测微测井数据试算结果表明,该方法可以获得与近地表速度分层相一致的较为稳定的、地质意义明确的近地表Q估计值,而且适用于不同微测井观测系统的测井数据。
直角坐标系下立体层析反演所需的FRECHET导数是地表观测到的扰动量对模型空间初始扰动量的一阶导数。当傍轴射线没有到达地表时,FRECHET导数的计算会产生误差,从而影响反演精度,必须对其进行修正。利用中心射线地表出射点坐标、傍轴射线最后一点坐标以及傍轴射线最后一点与其地表预期出射点坐标差之间存在的三角关系,换算出中心射线地表出射点与傍轴射线地表预期出射点的坐标差和初始位置扰动之间的线性关系,从而求取正确的FRECHET导数。上述换算与前人提出的多追踪一小段射线的计算公式等价,但是计算成本更低。数值算例证实了修正方法的正确性以及直角坐标系下立体层析实施这种修正的必要性。
基于平坦海水表面假设的鬼波压制方法在起伏海水表面情况下鬼波压制效果不佳。为此,基于最小平方线性拉东反演去鬼波算法,反演得到海水表面处上行波场,正向和反向延拓海水表面处上行波场至检波器处,采用最小平方成像条件成像海水表面,以校正检波器实际沉放深度,消除起伏海水表面的影响,实现了基于起伏海水表面的鬼波压制。该方法考虑了起伏海水表面对鬼波压制的影响,改善了基于平坦海水表面假设的方法压制鬼波不完全的情况。数值模拟数据和海上实际拖缆数据测试结果表明,该方法能更好地压制鬼波,最大程度拓宽地震记录频带。
关键词：
海洋地震资料存在受海水面虚反射(鬼波)引起的陷波效应,为此,从散射理论出发,提出了基于格林理论的空间-频率(x-ω)域任意震源鬼波压制方法,并详细论述了其物理意义。在一维理论数据分析的基础上,形成了格林理论鬼波压制处理流程。利用模拟数据和实际数据进行了测试,实现了基于上下缆和双检采集地震资料的鬼波压制。处理结果表明,此方法完全基于地震数据驱动,无需任何地下介质信息,适用于各种复杂的海洋地形和地质情况。鬼波压制后地震资料的频带得到有效拓宽、地震资料的分辨率得到提高,有利于地震资料的后续处理和解释。
基于转换波时间比例的转换波叠前时间偏移方法不利于纵波和横波速度分析,也无法保证后续偏移成像的精度。对比分析了转换波和反射波时间比例表征的两种转换波叠前时间偏移方法,指出基于反射波时间比例的转换波叠前时间偏移方法可直接引用由反射波数据求取的纵波速度,将双平方根时间方程的求解简化为单独求取横波速度问题,有效地降低不确定性;在反射波时间比例的表征中引入独立伽马变量,给出利用独立伽马场的转换波叠前时间偏移方法,通过时间匹配求取介质纵横波平均速度比,消除炮检距、地层倾角等因素的影响,在此基础上迭代计算横波速度并更新纵波速度,得到具有明显物理意义的纵波速度、横波速度和介质纵横波平均速度比。实际数据应用表明,该方法具有更高的运算效率和更好的成像效果。
逆时偏移的边界条件及存储需求往往相互制约,二者的选取直接影响逆时偏移的成像结果和适用条件,因此对逆时偏移边界条件和对应存储策略的研究具有重要意义。提出了一种衰减随机边界条件,在真实波场外围依次加入衰减层和随机速度层,可有效降低随机反射对真实波场的能量干扰。对波动方程逆向运算重建激发点波场,结合互相关成像条件,完成逆时偏移计算。对比分析随机边界条件、完全匹配层边界条件和衰减随机边界条件的测试结果,与随机边界条件相比,衰减随机边界条件在牺牲较少存储效率的情况下,能够获得接近吸收边界条件的偏移效果。盐丘模型和大偏移距模型算例分析结果验证了以上结论的正确性。
地下介质广泛存在各向异性,传统各向同性地震偏移成像技术往往会导致成像精度不高甚至深度偏差问题,宽方位采集技术和高精度逆时偏移(RTM)成像技术的应用更是突显了各向异性的影响。从弱各向异性弹性波波动方程出发,首先采用拟声波近似得到VTI各向异性伪声波控制方程,然后引入交叉导数项进行坐标旋转得到TTI各向异性伪声波控制方程,再由高阶有限差分方法得到TTI-RTM偏移算子,最后采用波场校正消除横波分量影响,提高各向异性偏移算子的精度。模型试算和实际资料处理结果表明,该技术在处理各向异性介质地震资料时具有更高的精度,是高精度地震成像理想的技术手段。
长昌凹陷断裂系统复杂且密集,剖面上断层产状相似,存在解释困难、组合关系难以确定等难题,应用常规地震解释方法容易产生错乱,降低解释效率,为断层平面组合带来困难,严重影响构造圈闭搜索和油气运移研究。针对研究区存在的问题,基于相干技术,综合应用时间相干切片平面-剖面联合解释断层,沿层相干切片指导断层组合,断距定量分析验证断层平面组合,三维可视化技术验证断层空间组合4种技术的优势开展精细断裂解释。实际应用结果表明,在断裂复杂且密集发育区,运用综合解释方法能够克服常规解释方法的不足,极大地提高了复杂密集断裂解释的效率和准确性。
概率神经网络(PNN)因训练方法简单且具有较好的分类能力而广泛应用于储层参数预测、裂缝识别及地震属性模式识别。在勘探初期,往往会遇到小样本量的情况,为获得好的模式识别效果,有必要对平滑参数和训练样本的选取方法进行研究。在分析了平滑参数对网络分类符合率的影响后,利用取值试验得到样本归一化情况下平滑参数的最优取值区间。在此基础上进行训练样本选取的随机性、均匀性及数量试验,发现均匀选取各类训练样本时,小样本量能使网络获得较高的分类符合率,而大样本量则能得到更高的分类符合率。X工区的实际应用结果表明,概率神经网络在少井情况下具备一定的应用潜力,可作为勘探初期利用地震属性进行模式识别的一种选择。
曲率属性可以较好地描述岩层的弯曲、褶皱、断层和裂缝等信息,但是由于曲率属性提取过程中需要计算地震数据的二阶微分,因此对噪声比较敏感,影响了结果的稳定性和可信度。在模型试算的基础上,提出了一种新的高抗噪性的体曲率计算方法。首先利用小波变换方法提取三维地震资料的相位余弦体;然后基于复地震道理论计算三维体视倾角属性,对视倾角进行中值滤波以压制微分计算中生成的噪声;最后利用两个方向的视倾角属性计算得到各类高信噪比的体曲率属性。模型实验和实际资料处理结果表明,该方法计算的曲率属性对噪声不敏感,适用于低信噪比资料的处理,特别是在陡倾角地层发育的地区,计算结果比C3等相干属性假象更少,能够真实地反映地下断层及岩性边界等地质信息。
压力系数是页岩气保存条件的综合判别指标。以涪陵焦石坝页岩气藏为例,基于压力偏低系数与高角度裂缝密度呈正相关关系,提出了复杂构造区基于裂缝修正的压力系数预测技术及实现流程。首先利用已知井建立封存型和逸散型压力系数预测模型,然后基于归一化的曲率属性定量表征裂缝密度,建立压力偏低系数预测模型,最后综合考虑地层速度和裂缝密度,实现复杂构造区的压力系数预测。焦石坝三维工区五峰组—龙马溪组页岩气层压力系数的预测结果表明,该技术适应性强,预测精度高,在中国南方多期构造运动影响下的勘探区块具有很好的推广应用价值。
常规地震处理后的地震层速度是主频较低的速度,只能反映速度宏观变化趋势,在纵向上不能体现速度的细节变化,导致预测的地层孔隙压力纵向分辨率较低,不利于反映地层孔隙压力的纵向分布情况。为此,提出了高低频速度闭合技术,以提高地震层速度体和压力预测数据的纵向分辨率。利用叠后阻抗得到具有丰富细节的主频较高的速度体,然后用地震层速度体对叠后阻抗反演速度体进行标准化处理,得到高低频闭合速度体,最终利用Fillippone压力预测模型计算地层孔隙压力。实际资料应用结果表明,该方法能够将阻抗反演速度与地震层速度进行无缝对接,处理后的层速度体既保持了地震层速度的低频变化趋势,又具备阻抗反演速度的高频变化特征,提高了压力预测数据的纵向分辨率,预测精度与叠后阻抗精度保持一致,能有效指导钻井施工。
白垩系Hollin组与Napo组是Oriente盆地L-I-Y油田(Limonocha,Indillana,Yanaquincha油田)主要勘探开发层系,多年勘探开发实践证明,其沉积微相是决定勘探井与开发调整井成功与否的关键因素之一,并影响着单井产能与开发效益。为此,将地质与地震相结合,在利用岩心、测井、录井等资料精细识别和划分不同沉积微相特征的基础上,通过井震精细标定和正演模拟,明确了不同沉积微相地震响应特征,运用波形聚类等地震属性,精细描述了主要目的层段沉积微相平面展布。研究认为:Hollin组HP,HS亚段和Napo组TP,TS,UI,UM,US亚段为潮坪沉积环境,Napo组CL,BL,AL亚段为陆棚沉积环境,进一步分为4种亚相、13种微相;在潮坪沉积环境中,潮下带最发育,其次为潮间带,潮上带不发育,潮道、潮道侧积砂坪为最有利沉积微相,控制着优质储层发育区带和油气富集;Hollin组H段有利沉积微相发育,目前钻井相对较少,具有较大的勘探开发潜力,是下一步重点勘探开发层系。
VSP资料主要包括上、下行纵波(P波)和上、下行转换横波(SV波)4种地震波场，且其已得到普遍应用，但纵波源VSP资料中的上行横波(SS波)却鲜为人知并未得到有效应用。通过分析研究，总结了这种上行横波的成因及其特点，探索了利用纵波源零偏VSP资料中的上行横波和纵波联合反演预测井筒附近地层流体性质的基本原理和实现方法。首先分离零偏VSP上、下行纵波和上、下行横波，再对上行纵、横波进行1D/2D地震成像并将成像剖面转换成相应的属性(如振幅包络)剖面，最后计算两者的属性比(或属性差)剖面，用于储层预测和含油气分析。给出了资料处理及储层预测的详细流程，利用实际VSP资料初步显示了上述方法的应用效果。
强剩磁的存在使磁化方向与地磁场方向偏差很大,进而对常规的磁异常反演和解释产生很大的影响。归一化磁源强度(normalized source strength,NSS)是一种弱敏感于磁化方向的转换量,它与场源的中心对应性比同类型的转换量要好。基于模型参数加权,采用共轭梯度的反演算法,使所有反演网格单元的综合灵敏度一致,以消除NSS核函数随距离的四次方衰减的影响。将这种改进的正则化共轭梯度算法应用于剩磁条件下的NSS反演。在研究区内存在剩磁情况下,与直接反演磁异常相比,NSS反演提供了更为可靠和稳定的解;与常规正则化反演方法相比,这种模型参数加权的方式能更好地降低NSS反演中核函数随距离的四次方衰减对反演结果的影响,且其反演结果能更好地刻画场源体的几何形态与物性分布。模型和实测数据测试结果证明了该剩磁条件下的反演方法的有效性和适用性。
以柴达木盆地西部为代表的复杂山地地区,是我国重要的油气资源勘探远景区。由于受复杂地表条件、复杂地质构造双重因素的影响,油气勘探难度大。首次采用三维重磁电综合地球物理勘探方法在柴达木盆地西部复杂地区开展油气勘探攻关。三维大地电磁资料采集以面元为单位代替传统排列式采集,重力资料采集利用正交高密度基点网法提高采集精度。针对研究区的三维重磁电资料,采用三维预处理技术压制地形及局部不均匀体的影响,利用钻井资料作为约束,进行三维反演处理,获得了研究区地层电阻率、密度的空间分布。结合钻井、地震等资料对研究区开展了综合石油地质解释评价,提出了有利的勘探目标。
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