常规的地震反演成像分为偏移速度分析与层析成像、叠前深度偏移(角度道集产生)和AVA分析/反演3个重要环节，其中的关键技术是当前勘探地震学中的核心技术。全波形反演(FWI)是理论意义下十分完善的地震波反演成像理论框架。原则上，FWI可以把上述3项常规的反演方法技术合为一体，给出比较理想的反演成像结果。但是，由于叠前地震数据的不完备、地震波正演模拟方法不能很好地模拟实测地震波场、初始模型不够精确、地震子波的未知和空变，使得严格意义下的FWI方法尚不能很好地解决实际问题。通过叠前地震数据和地下介质模型的特征表达，提出把经典的FWI分成透射波层析成像、最小二乘叠前深度偏移成像和反射波层析成像3个线性化反演方法的串联，构成FWI反演成像的实用化流程。针对我国陆上地震数据的特点，指出做好浅层速度模型建立、背景速度模型建立、成像道集层析速度模型建立、最小二乘叠前深度偏移成像、张角及界面倾角道集的产生以及小角度成像道集波阻抗反演，是当前推进FWI反演成像方法技术应用与发展的关键所在。
水力压裂微地震事件的自动识别是微地震数据处理流程中的一项关键步骤。目前常用于微地震事件识别的STA/LTA方法仅利用单道的振幅(或能量)特征差异进行事件识别,因此,容易遗漏低信噪比事件。针对这一问题,提出了一种基于多道相似系数的微地震事件自动识别新方法。该方法的基本思路是在一个滑动时窗内对分段记录进行时差校正后计算其多道相似系数,并利用该相似系数作为检测微地震事件存在与否的依据。合成数据试算结果表明,该方法能够成功识别出信噪比仅为-2.5 dB的有效事件。将此方法应用于实际资料的处理,微地震事件识别的准确率达到90%以上。通过与STA/LTA方法处理结果进行对比分析,证明了该方法是一种更为有效的微地震事件识别方法。
岩性储层识别和评价是东部探区的重要勘探任务，高质量的成像道集是做好岩性储层识别和评价的基础数据。地层倾角成像道集是不同于张角成像道集的一种对成像结果的高维表征方法，与张角成像道集结合可以更好地表征有效反射能量在反射点处的传播方向、分布范围及其随方位角的变化等。从张角和地层倾角成像道集中反射波和绕射波的特征入手，分析了反射波和绕射波在两种道集中的区别与联系。指出了利用倾角成像道集的角度分布特征进行滤波器设计，可以滤除该成像道集中与反射界面倾角不相符的成分，达到提高成像质量，保真反射特征的目的。最后，通过理论模型数值试验证明这一成像质量改善方法的正确性及实用性。
反射地震数据中的低频信息包含了与储层及流体有关的丰富信息，从地震数据中提取储层流体流度属性可以为利用地震低频信息进行储层预测和流体识别提供一种新的途径。为此，研究并提出了基于高分辨率稀疏反演谱分解的储层流体流度计算方法。首先基于Biot孔隙介质依赖频率的反射系数低频渐近分析理论，推导出了储层流体流度属性的计算表达式；然后利用地震数据低频段优势频率的瞬时谱振幅代替相应频率处的反射系数，给出了储层流体流度属性的直接近似计算方法，其中关于瞬时谱的计算采用了基于交替方向算法的高分辨率稀疏反演谱分解方法，该方法相对于常规谱分解方法具有更高的时间分辨率和频率分辨率。陆上和海上二维叠后地震资料的试处理结果表明，基于高分辨率稀疏反演谱分解的储层流体流度计算方法得到的储层流体流度属性剖面分辨率非常高，对于含油气储层显示了良好的成像能力，降低了储层流体识别的多解性和不确定性。
制备已知孔隙结构的人造岩心是实验研究多重孔隙结构岩石物理性质的基础。通过前期大量试验,筛选确定了一种制备多重孔隙结构人造岩心的新方法。该方法采用天然岩屑颗粒作为岩心骨架,环氧树脂胶结剂作为固结材料,岩屑颗粒间形成粒间孔隙。制备岩心时,在岩心骨架中嵌入易溶于水的无机盐颗粒(如NaCl颗粒)和与强酸或强碱反应的金属薄片(如铝箔片、薄铁片)；岩心固结成形后,分别采用蒸馏水、与金属薄片反应但不与岩屑颗粒反应的酸或碱液淋滤岩心,将嵌在骨架中的无机盐颗粒和金属薄片溶蚀,形成中空的溶孔和裂隙；并通过实验确定了骨架中无机盐颗粒和金属薄片完全溶蚀的判断方法。实验证明该多重孔隙结构人造岩心的制备方法能够定量控制岩心的裂隙和溶孔参数；制备出的人造岩心可为测试研究多重孔隙结构岩石的微观渗流机理、声波特性、电特性等提供实验岩心。
针对我国南方山地探区复杂地表和复杂地下构造导致常规各向同性叠前深度偏移难以准确成像问题,研究了基于TTI各向异性的全速度建模技术,建立了一套起伏地表条件下各向异性全速度建模的技术思路和实现流程。首先采用井约束初至层析反演方法建立准确的起伏地表速度模型,将其与常规处理获得的中深层速度模型进行匹配拼接,建立起初始的各向同性起伏地表全速度模型;然后通过井震联合的方法获取各向异性参数,将其加入到各向同性起伏地表全速度模型中,结合倾角和方位角数据,实现TTI各向异性起伏地表全速度建模。四川盆地DXC工区地震资料的成像处理验证了各向异性全速度建模技术的有效性;基于TTI各向异性全速度模型的起伏地表Kirchhoff叠前深度偏移结果有效地消除了起伏地表的影响,同时降低了复杂构造与速度各向异性对地震成像的影响,使得地下构造成像更合理也更精确。
基于双程波的逆时偏移会产生低频成像噪声，在成像后运用拉普拉斯滤波法可以取得较好的压噪效果，但是，该方法严重依赖于角度参数，使得滤波后的成像剖面上常常存在同相轴不光滑和噪声压制不完全的情况。基于叠后地震资料同相轴结构的特点，为进一步提高逆时偏移叠加数据的信噪比，引入了非局部平均滤波法，针对拉普拉斯滤波后的成像数据进行进一步的压噪处理。非局部平均滤波法将输入的地震数据分解为不含噪声的地震数据和噪声数据两部分，利用不同成像点与其它成像点间的相似系数，实现滤波处理。二维复杂模型VSP正演模拟数据逆时偏移结果的试算表明，应用非局部平均滤波后的剖面信噪比得到进一步提高，同相轴的连续性明显增强。实际VSP资料逆时偏移低频噪声压制试处理也表明非局部平均滤波方法具有计算精度高、算法稳定性好和易于实现的特点。
塔中地区主要目的层是深层奥陶系碳酸盐岩储层,由于地表沙丘起伏大、沙层松散,地震波吸收衰减严重,干扰波复杂,导致目的层地震资料信噪比非常低。沙丘所产生的噪声不仅使有效波特征受到影响,而且使面波等相干噪声的规律性遭到破坏,从而增加了去噪处理的难度。为了在保真的前提下最大限度地压制干扰波、提高塔中奥陶系目的层资料信噪比,基于多年沙漠区地震资料处理所取得的经验与认识,通过对塔中地区地震资料干扰波成因、类型及其特点进行分析,提出了根据噪声类型、能量强弱、频带范围及其在不同域中所表现的特征,分类、分步、分频、分域、分时窗、分区的六分法多域组合去噪技术思路与处理流程。实际资料应用效果表明,多域组合去噪技术能明显提高奥陶系内幕反射的信噪比以及小断点、碳酸盐岩内部异常或“串珠”状反射的清晰度。
考虑到传统曲波变换阈值法难以获得理想的去噪效果,提出一种基于压缩感知和全变差(Total Variation,TV)准则约束的曲波变换地震资料去噪方法。该方法将传统的去噪问题转化成TV准则约束下的最优化问题,通过求取最优解重构原始信号,从而实现对地震资料的去噪处理。理论模型数据测试结果表明,该方法在地震资料去噪过程中可以有效压制同相轴边缘附近产生的不光滑畸变,相比传统的曲波变换阈值法能够获得更好的去噪效果;与F-X反褶积相比,该方法不仅能够有效压制地震资料中的随机噪声,提高地震资料的信噪比,而且能够较好地保护有效信号。某工区实际地震资料去噪结果进一步验证了上述方法的有效性。
鄂西地区是寻找页岩气的有利区带。针对该区页岩气勘探多套目的层埋深不一、地表激发岩性多变及地下构造相对复杂等特点，以满足不同目的层兼探和实现经济勘探为目标，通过正演模拟研究，结合近几年在该区所获的实际地震资料，对在该区进行页岩气勘探的地震采集主要参数——最大炮检距、覆盖次数、激发因素等进行分析，提出了最大炮检距及覆盖次数的选取范围；通过系统试验，分析确定了各种出露地层中的地震激发参数。
四川盆地川东北高陡复杂构造区地表多深沟、陡崖,地下断裂系统异常复杂,基于多轮二维地震解释成果始终不能很好地查清工区构造之间的接触关系及断层的组合规律,导致多口钻井不能顺利钻遇地质目标。为此,开展了三维地震精细构造解释研究：①通过单井和连井精细标定地质层位,充分利用大斜度井的井斜数据,严格按照实钻井轨迹准确标定层位；②在结合地面地质露头剖面进行地震剖面“地质戴帽”的基础上,对钻遇复杂断块的实钻井进行地质剖面恢复,确定其合理构造解释模式,从而对数据体进行三维立体可视化多方位综合解释；③针对不同断块，采用合理的速度场,利用同层或串层层速度模型进行变速成图。基于三维地震解释构造成果部署并钻探了10余口井(大部分为水平井),目前已完钻的8口井均获得高产工业气流,钻探成功率达到100%。
利用地震正演模拟、倾角测井分析、钻井地层对比等方法对东营凹陷北带胜坨—盐家地区砂砾岩扇体的地层产状进行了研究,取得以下成果：①在叠前深度偏移剖面上，陡坡带砂砾岩体存在向凸起的下倾现象,与时间域地震资料相比，能够更好地刻画砂砾岩体地层产状,与实际地层产状吻合性更好;②砂砾岩扇体地层产状主要受断层活动速率、断层倾角和古地形影响,在发育层系及空间分布上存在较大差异,按照倾角大小和产状可以分为背斜型、坡积型、反倾型和平缓型等4种类型;③砂砾岩体产状决定了油气藏类型和含油气分布范围,正确认识其地层产状对浅层和中深层砂砾岩体油气勘探具有重要影响。
由于尺度的限制,利用地震方法进行裂缝参数定量表征一直是地球科学的难题。基于裂缝性孔隙介质动态等效理论的频变AVAZ反演方法给出了研究思路。首先介绍了裂缝性孔隙介质的等效介质理论研究进展,分析比较了各种裂缝性储层岩石静态等效介质模型和动态等效介质模型;然后给出了基于Chapman模型的裂缝参数和渗透率定量表征的正问题数学模型以及反演问题求解的方法和策略,以及基于模型数据的数值计算结果;最后讨论了频变AVAZ反演方法目前存在的问题和进一步研究方向。
为了全面地描述裂缝介质的储层特征、流体性质和各向异性特征，提出了由宽方位叠前道集数据直接获取裂缝介质弹性参数和各向异性梯度参数的振幅随方位角变化(Amplitude Versus Azimuth,AVAZ)反演方法。首先推导了基于杨氏模量、泊松比和各向异性梯度的各向异性AVO方程,通过与Ruger近似进行对比,分析了该方程的近似精度。然后利用实际测井资料和二维逆掩断层模型建立了不同方位角的合成叠前角度道集,对未加噪声和信噪比为3的宽方位叠前角度道集进行了AVAZ反演方法测试,结果表明,未加噪声和信噪比为3的合成宽方位叠前道集均能反演得到符合地震反演精度的杨氏模量(E),泊松比(σ)和各向异性梯度(Γ),噪声对杨氏模量的反演影响较小,不含噪声时泊松比和各向异性梯度的反演精度更高,与真实值吻合程度较高。
煤层含气量是煤层气勘探选区评价和开发部署必不可少的重要资料。煤层含气量及其平面分布特征的准确预测对煤层气勘探新区更加至关重要。通过地震、测井和测试数据的综合分析，验证并优选出了与煤层含气量相关程度高的地震属性。消除埋深影响的地震吸收衰减属性与含气量呈明显正相关性；构造(正)曲率与含气量呈负相关性；密度属性与含气量呈明显负相关性。地震AVO分析给出的碳氢指数(P×G)属性和拟泊松比属性与煤层气富集程度相关性较好，可以作为煤层含气量预测的重要参数。针对沁水盆地北部和顺区块，基于地震多属性分析的思路，建立了井点处地震属性和地质参数与实测含气量之间的多元线性回归方程。将该方程应用于非井点处的地震叠前反演属性数据体，实现了研究区太原组15号煤层含气量的定量预测。
塔河油田奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏的主体开发区已进入挖潜阶段，前期对于强“串珠状”异常反射的大尺度缝洞储集体开发动用程度高，而呈“非典型”地震弱异常反射的小尺度缝洞储集体还处于开发初期，提高这类储集体的精细预测与识别精度，是进一步提高塔河油田储量动用率的关键所在。通过应用局部倾角滤波与预测反演联合的绕射波分离技术，从地震记录中将绕射波分离出来并单独成像，然后再与常规叠前时间偏移地震数据体进行融合处理，以突出小尺度缝洞储集体的“非典型”地震弱反射异常。实际应用效果表明，通过绕射波分离成像与融合处理的方法有效地提高了前期较难识别的“非典型”弱反射异常体的识别与刻画能力。
惠民凹陷营子街地区致密砂岩储层埋深大,岩性、物性横向变化快,油水关系复杂,应用传统的叠后油气检测方法进行含油性识别的精度低,可靠性差。针对研究区致密砂岩储层特征,提出了储层含油性叠前综合预测方法。即根据研究区实际地质情况,优选岩石骨架混合方法,建立合理的岩石物理模型,估算井的横波速度;通过岩石物理分析,筛选出对该区致密砂岩油藏敏感的弹性参数组合(纵横波速度比和纵波阻抗),并确定区分油水层的门槛值;综合利用研究区高精度三维地震资料叠前CIP道集、层位解释数据及井资料等进行叠前弹性阻抗反演,得到敏感弹性参数融合数据体,结合油水层门槛值对研究区致密砂岩储层进行含油性预测。上述方法预测结果与实钻结果吻合率达到87%,预测有利含油面积16 km2,后钻评价井验证了预测结果的正确性和可靠性。
苏公网安备 32011502010797号
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