常用的高程静校正方法需要满足地表一致性假设的基本条件,但在我国西部与南方山前带油气勘探区内,地表起伏剧烈,横向变速明显,地表一致性假设不再成立。为了对复杂山前带进行准确的成像,起伏地表直接成像方法得到了广泛研究与快速发展。对起伏地表直接成像技术的研究进展进行了综述,包括基于射线理论的起伏地表偏移,基于单程波方程的起伏地表偏移及基于双程波方程的起伏地表变网格、曲网格、三角网格逆时偏移,起伏地表粘声逆时偏移,起伏地表各向异性逆时偏移,起伏地表最小二乘偏移等,并对起伏地表速度反演方法进行了总结。从简单的起伏地表构造成像到同时存在剧烈起伏地表及复杂地下结构的双复杂构造直接成像回顾了起伏地表成像的总体发展趋势,指出基于双程波方程的起伏地表直接成像方法是未来的主要研究方向,该方法在理论上可以对任意复杂构造进行精确成像,对速度的依赖性强和计算量庞大是其主要的发展瓶颈。
“两宽一高”是指宽方位、宽频带和高密度地震勘探技术。从地震勘探高密度空间采样理念出发,系统地介绍了无假频检波、基于波动照明分析的观测系统优化、基于原始单炮信噪比的覆盖密度设计、基于叠前偏移子波均匀性的观测系统评价方法等新的地震勘探观测系统设计与评价方法;介绍了基于硬件改进的宽频激发和宽频接收技术,可以实现1.5Hz的低频和超过120Hz的宽频带激发技术;描述了可控震源滑动扫描方法、井炮高效激发技术、自动实时质量控制等高效采集作业技术,为“两宽一高”地震勘探技术的有效实施实现了技术配套。“两宽一高”地震资料与基于炮检距向量片(OVT)的五维处理技术的结合,发挥了“两宽一高”地震资料的优势,提高了地震勘探资料的成像精度。统计分析了近年该项技术的实际应用情况,并给出了该项技术在我国西部复杂山地和东部复杂城区的两个典型三维地震勘探应用实例。最后分析讨论了节点仪器采集、超高效混叠采集技术、智能化信息化控制管理技术和压缩感知技术,认为这些技术会成为今后地震勘探特别是地震勘探采集技术的发展趋势和方向。
随着我国油气田及煤田开发的不断深入,薄储层成为地震勘探面临的主要对象之一。然而,薄层精准反透射系数矩阵方程较为复杂,难以直接应用于薄层AVO分析及反演。为了得到较为简洁的薄层反透射系数公式,对薄层反透射系数与射线参数的关系展开了奇偶性讨论。研究认为:纵波入射时,薄层非转换波的反透射系数是射线参数的偶函数;而转换波的反透射系数是射线参数的奇函数。在此基础上,建立了两类典型薄储层模型(强阻抗差薄层和弱阻抗差薄层),并对其反射系数进行小角度范围内(≤30°)拟合,研究射线参数的高次项舍弃问题。模拟分析结果表明:保留射线参数奇、偶一次项即可高度拟合反射系数,该结论对薄层近似公式的提出具有指导性意义。同时,对比不同厚度下薄层反射系数与薄层顶、底界面反射系数可知:厚度较大时,薄层及上覆围岩弹性参数对薄层反射系数的影响较大;厚度较小时,薄层上、下围岩的弹性参数对薄层反射系数的影响较大。
卷积完全匹配层(CPML)虽能有效吸收各个方向入射的地震波,但其卷积算子在时间域的处理相对复杂。相较于CPML基于匹配Z变换完全匹配层(MZT-PML)能更直接地实现复频移拉伸算子。详细推导了MZT-PML在Biot方程中实现复频移拉伸算子的一般过程,并采用时域交错网格有限差分法进行离散求解,得到了更简单的复频移拉伸算子的实现算法。数值模拟结果表明,MZT-PML可有效吸收固相和流相各分量产生的虚假反射,消除大角度入射波边界反射效果甚佳。长时间能量衰减计算结果证明了MZT-PML具有长时间数值模拟稳定性。
含水率是产能预测和储层评价的重要参数。致密砂岩储层物性差、非均质性强,其内部流体渗流特征复杂,因此,对致密砂岩含水率的研究具有重要的意义。油水相对渗透率是含水率计算至关重要的参数,以鄂尔多斯盆地陇东西部延长组长81储层为例,首先分析岩心相渗实验结果,研究了致密砂岩的相渗曲线特征,并基于孔隙结构指数与束缚水饱和度将相渗曲线分成3类;然后,通过非线性拟合分别得到油、水相对渗透率模型系数,基于该系数与孔隙结构指数的关系,建立研究区不同孔隙结构的相对渗透率模型;最后,利用分流量方程建立不同孔隙结构的含水率计算模型。将该模型应用于鄂尔多斯盆地陇东西部22口井的22个试油层,其中有16个层的含水率计算结果与试油结果基本一致,符合率约为72.72%。所以,上述模型对于致密砂岩含水率的计算具有一定的适用性,其计算结果比较可靠。
针对地震采集试验中难以利用定性分析方法进行地震采集参数优选的问题,研究了地震激发子波、提取子波与地震资料品质之间的关系,以此为基础,通过量化分析激发子波和提取子波的品质实现了地震采集参数优选的目的。首先分析地震激发子波和地震单炮数据品质之间的关系,然后利用地震单炮数据中井口信号(近场子波)或从单炮数据提取的子波,与理论子波进行相关性分析优选地震采集参数,包括:①量化分析确定井口信号(激发近场子波)或提取地震子波的频率;②根据确定的地震子波频率(在子波频率相等或相近情况下,还需对比包括主峰值、峰峰比等子波特征参数),选出最优的地震子波;③根据选取的最优地震子波,确定其对应的激发参数或接收参数为最优采集参数。最终形成了量化分析地震单炮激发子波或提取子波优选采集参数的方法技术。某二维工区数据采集实例表明,相对于定性分析方法,基于地震单炮数据子波相关性分析的采集参数优选方法依靠量化分析手段得到的结果可靠,并且在实际生产中容易操作,应用方便。
品质因子Q能够定量衡量地震波的衰减。当地层厚度较薄时,常规的时频分析方法很难满足Q值估计的精度要求,其稳定性差。为此,将Lucy-Richardson算法与广义S变换相结合,推导出了新的谱比法品质因子估算公式。该方法引入高斯窗函数的尺度调节因子λ和p调节时窗函数的宽度和幅值,将广义S时频谱与高斯窗的Wigner-Ville分布代入Lucy-Richardson算法中,再利用对数谱比值与一个新定义的参数γ进行拟合,得到Q值。利用复杂模拟信号验证了Lucy-Richardson算法广义S变换的分辨率及聚集性,然后利用粘弹性层状模型进一步验证了该方法提取Q值的准确性。实际地震资料的应用结果表明,基于Lucy-Richardson算法广义S变换提取的Q值能准确区分含油气区域和围岩,与井资料吻合良好。
全波形反演方法存在过于依赖初始模型及局部极值等问题。为此,利用坡印廷矢量进行梯度分解并构建高低波数同步反演方法,同时将该方法与包络反演相结合,提出了一种提高全波形反演方法稳定性的分步多尺度反演策略,即首先将线性速度模型作为初始速度模型进行包络反演,以构建浅层背景速度场;再将反演结果作为初始速度,利用坡印廷矢量实现偏移分量及层析分量的分解和同步迭代反演;最终构建扰动速度场及中、深层背景速度场。迭代反演过程中,将利用层析分量得到的梯度更新量补偿到常规反演梯度中,从而恢复中、深层低波数速度模型,同时避免了偏移/反偏移计算,减少了计算量。将该方法应用于Marmousi2模型数据的反演结果表明,基于包络反演的高低波数同步反演方法对中、深层背景速度恢复能力强;误差曲线表明,基于包络反演的高低波数同步反演方法的收敛误差小、收敛速度快且稳定性强,反演得到的速度模型为油气预测奠定了基础。
相较于常规地震资料,微地震资料中不同道之间有效信号通常存在时间差,使得采用快速独立分量分析(fast independent component analysis,fast ICA)算法分离微地震有效信号时受不同道之间有效信号时间差干扰,导致部分有效信号被当作噪声而分离。引入四阶互累积量算法消除时间差后,再将fast ICA算法应用于微地震资料进行有效信号与噪声的盲源分离，从而解决上述问题。首先分别介绍了四阶互累积量算法和fast ICA算法,并利用微地震仿真数据测试了四阶互累积量算法的时差估计准确性,再根据时差估计结果对有效信号进行时差偏移,最后对偏移后的微地震数据进行fast ICA盲源分离,从而达到去除噪声的同时保留有效信号并提高信噪比的目的。微地震仿真实验以及实际微地震资料的处理结果表明基于四阶互累积量的fast ICA微地震数据噪声压制方法具有良好的去噪效果。
为了克服人工拾取地震速度谱效率低、耗时长等缺点,提出了一种基于深度学习的地震叠加速度自动拾取方法。其核心是模仿地震数据处理人员在速度谱上拾取速度的行为和过程,实现叠加速度的自动拾取。将速度谱视为图像,并依据所拾取的“时间速度”对具有时间序列的特点,设计了一个复杂的能用于速度拾取的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆(long-short term memory,LSTM)模型混合结构神经网络模型。该模型经过训练,可以对输入的速度谱进行自动拾取,并输出“时间速度”对序列。理论和实际地震数据测试结果表明,相对于基于反演过程的传统速度拾取算法,基于深度学习的地震速度谱自动拾取方法无需附加任何约束和干预,不仅实现了完全自动化的速度拾取,而且具有更高的拾取精度。
随机噪声的存在会降低地震资料的信噪比,影响对有效信号尤其是不连续性信号的分析。尺度不变性噪声估计方法基于峰度值分布不随尺度变化,能够在复杂低噪声数据上较好地估计噪声水平;加权核范数最小化能够根据矩阵奇异值刻画数据差异,通过给定不同的权值,突显数据中重要的信息。为此研究了基于噪声水平估计的加权核范数最小化噪声压制方法,利用尺度不变性噪声估计方法得到随机噪声的噪声水平估计,并根据此估计值来归一化加权核范数最小化算法的保真项,继而对地震数据进行去噪处理。理论模型试验和实际数据应用结果表明,该方法能够根据噪声水平自适应地衰减地震数据中的随机噪声,并保持地震反射中的不连续性信息,实现对地震数据的盲去噪处理,为后期的构造解释、断层和断点识别、层位追踪、几何属性提取等提供良好的基础数据。
精细刻画河流沉积相带是陆相油气藏勘探开发的重要研究内容,其中,针对性的地球物理预测技术及准确的沉积相解释是关键。川西侏罗系砂岩储层致密,主要发育于多期薄窄河道中,地球物理特征隐蔽,识别及刻画难度大,制约了以单河道为单元的开发建产。优选并确立河道刻画关键技术,并开展刻画结果与现今地表典型地貌对比研究,可准确识别沉积相带,提高储层预测精度。创立了地震波形分类技术、体分频像素成像技术、多河道分期剥离及三维空间刻画等关键技术,形成了三维单河道或河道组系解释方法,提升了川西侏罗系纵横交织复杂窄河道识别和表征能力。采用将今论古的研究思路,通过现今相似地貌的类比明确了地下河道沉积古地貌背景,准确识别和划分了沉积相带的类型,成果应用表明有利沉积相带的预测精度明显提升。
东海深层HG组目的层埋藏深(>3500m),储层具有低孔低渗特征,但局部发育“甜点”储层。由于“甜点”储层界限模糊,且与差储层及致密层地球物理响应差异小,因而预测难度大。为此,首先从井出发,在“甜点”储层主控因素分析的基础上,结合动态分析测试成果,建立分类储层综合评价标准,定义“甜点”储层界限;然后开展分类储层岩石物理分析,研究储层岩相及“甜点”储层弹性参数敏感性,通过叠前同时反演确定储层岩相及优质储层展布;最后,采用叠前AVO敏感属性流体检测技术预测含气富集区带,有效刻画“甜点”储层展布。实际应用结果表明,这种方法极大提高了研究区“甜点”储层预测的精度,为落实分级储量规模、部署开发井位和优化调整方案提供了科学的地质依据,在相似气田开发中有一定的借鉴意义。
分析了大尺度、中尺度和小尺度3种不同尺度断裂裂缝的类型、成因和地质特点,总结并提出了这3种不同尺度裂缝的地球物理特征及其综合预测方法。多尺度裂缝地震预测技术主要利用多尺度相干、多尺度曲率以及Likelihood属性。研究认为:利用断面增强、多尺度相干、结构张量等多种属性方法可实现大尺度断裂裂缝的边界刻画和内幕识别;利用多尺度曲率加蚂蚁体的计算方法可获得不同级别的中尺度裂缝发育体的预测结果;利用叠后Likelihood属性可预测小尺度裂缝空间展布。最终形成了一套针对不同级别裂缝的叠后地震预测技术系列,并展示了应用该技术得到的3种不同尺度裂缝地震预测结果。
基于地震沉积学理论的常规地震相划分主要利用均方根振幅属性,该划分方法未综合考虑与地震波形变化相关的频率和相位信息,因而导致地震相划分不精确。为此,将基于密度的含噪声应用波形空间聚类(DBSCAN)方法应用于地震相聚类分析,该方法的主要步骤为:①基于地震沉积学原理的基准参考面追踪和等时地层切片划分;②沿地层切片按固定时窗提取地震特征波形;③地震特征波形的标准化;④基于地震特征波形的DBSCAN参数优选及分析。由于DBSCAN方法无需提前确定聚类类别数,因此适用于无法提前确定地震相类别的地震相分析。基于密度的含噪角道集波形聚类地震相分析方法应用于三维地层物理模型和实际资料的结果表明,采用DBSCAN方法进行波形聚类分析,可有效地提高地震资料地震相分析的精度,在综合考虑AVO效应差异的前提下,该方法不仅可以提高地震相划分的可靠性,还可以区分储层含气性差异。
苏公网安备 32011502010797号
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