致密砂岩储层与常规储层相比具有低孔、低渗、连通性差等特性。针对致密砂岩储层中不连通孔隙的影响,提出了一种适用于致密砂岩储层的岩石物理模型建立方法,重点是利用Raymer公式引入不连通孔隙度的影响来修正基质模量的方法,阐述了依照连通孔隙度Gassmann方程在干岩石骨架的孔隙空间进行流体充填,分析讨论了不连通孔隙的引入对于岩石弹性模量及流体响应特征的影响。应用该方法对实验测量数据及某实际工区井资料进行试算发现,与常规有效介质模型预测结果相比,基于含不连通孔隙致密砂岩岩石物理模型估算的纵、横波速度值与测井结果吻合更好,验证了方法的合理性。
实际地下介质不仅表现各向异性的特征，同时还表现粘弹性的特征，对入射波和反射波的传播及能量分布造成一定的影响。为了更加准确地分析地震波在实际地下介质中的传播规律，利用改进的单程波动方程数值模拟方法，对粘弹VTI介质模型进行qP波正演模拟以及点震源和不同角度入射平面波震源的照明度分析，并对正演及照明结果进行了对比分析。通过两组模型试验，总结了地震波在粘弹VTI介质中与在弹性各向同性介质中传播的不同之处：一方面，介质存在粘弹性会对在其中传播的地震波能量造成吸收；另一方面，介质还存在各向异性，导致地震波在介质中传播速度随方向变化，对地震波的能量分布造成影响。
孔隙介质弹性波正演模拟对于储层预测和油气检测具有重要的指导意义。为提高孔隙介质波场正演模拟的精度,将可变网格方法应用于基于Biot理论的双相介质弹性波高阶有限差分正演模拟方法中,有效解决了二阶混合偏导数差分近似的可变网格过渡问题,推导了基于PML边界条件的可变网格差分格式,实现了空间与时间步长任意整数倍变化的双相介质弹性波可变网格正演模拟。对于细微地质结构或横向变化剧烈的介质区域,利用可变网格对区域精细重采样可有效提高正演的模拟精度;对于介质相对稳定的区域,采用大步长采样可保证正演计算效率。数值试验结果表明,与常规正演模拟方法相比,双相介质可变网格正演模拟方法的精度、效率有明显提高,对精细研究孔隙介质地震响应有着重要意义。
可控源电磁法作为地震勘探的重要补充手段,可通过研究地下介质电性的变化达到监测油藏的目的。为了从理论上研究可控源电磁法在油藏监测方面的应用前景,在前人研究的基础上,对三维可控源电磁法的正演模拟算法开展了进一步的研究。为克服场源附近总场变化快、基于总场求解时难以精确模拟的问题,采用均匀半空间或水平层状介质模拟的一次场作为场源;针对传统的节点型有限元模拟电场时存在散度条件不满足的问题,采用矢量有限元对基于二次电场的偏微分方程进行离散求解；多频点正演时引入频率适应网格,可以在保持正演精度的同时提高计算速度。对比3层电导率模型的有限元数值解与解析解,验证了算法的正确性。通过一个简单的油藏模型正演模拟,从理论上证明了可控源电磁法应用于油藏监测的可能性。
受鬼波和陷波现象的影响,常规海洋拖缆采集地震记录分辨率低,频带较窄,低频端能量不足,因此常用的上下缆宽频采集技术及其数据合并方法成为海洋地球物理勘探研究重点之一。为此,提出了频率域起伏双缆合并策略。通过计算每个检波点处的鬼波算子,自适应地对起伏双缆进行合并,在减小缆深起伏对合并质量影响的同时,最大限度利用每个检波点信息以提高合并结果分辨率和信噪比。对于实际计算中鬼波算子存在奇异的情况,通过引入白噪因子,提高了计算的稳定性。并提出了利用浅缆补偿变深度拖缆高频端能量的采集技术,为高精度海洋地震勘探提供了新的思路。最后,分别选取起伏缆深上下缆拖缆模型、浅缆补偿变深度拖缆模型以及海上实际上下缆数据为例,验证了频率域起伏双缆合并策略的有效性。结果表明,鬼波被很好地去除,陷波现象被压制,低频端能量得以提升,地震记录频带也得到了有效拓宽。
随着油气勘探目标的日趋复杂，对裂缝预测的精度要求不断提高，裂缝预测的重要性越发突出。在分析曲率、相干、各向异性等常用裂缝预测技术的原理与适用性的基础上，提出了通过解释性处理提高裂缝预测精度的两类方法:一是对输入数据进行突出裂缝特征的预处理，如各种滤波、限偏移距叠加、各向异性背景校正等，以提高输入数据与预测方法的匹配度，从而提高裂缝预测的信噪比与可靠性。二是对输出结果进行图像处理、蚂蚁追踪、数据融合等强化处理，提取并突显反映裂缝的弱信号，从而提高裂缝预测的分辨率。将构造导向滤波、限偏移距叠加、各向异性背景校正、线形增强以及线形增强+蚂蚁追踪等解释性处理技术应用于塔里木盆地不同工区的地震资料处理，结果表明，在常规裂缝预测方法的基础上，根据目标体的地质特征优选解释性处理技术进行预处理或级联处理，能够有效提高裂缝预测精度。
针对低信噪比条件下微地震剩余静校正量估算困难的问题,研究了射孔事件数据道间的两两相关信息与强微地震事件同相轴光滑性约束条件相结合的微地震剩余静校正量估算方法。该方法不仅利用了射孔事件的任意两道相关信息,增加微地震剩余静校正量估算时的信息量;还利用了剩余静校正后强微地震事件同相轴的光滑性约束信息,实现提高低信噪比条件下剩余静校正量估算精度的目的。模型资料和实际资料的测试结果表明,该方法对低信噪比数据的剩余静校正估算具有适应性强、效果好的特点。
青海NMH工区地表复杂,近地表岩石硬度差异大,有必要开展不同地表耦合条件下可控震源谐波干扰的分布特征研究和压制方法试验。通过理论计算和对实际资料的统计分析,总结了谐波干扰变化规律,确立了相应的谐波干扰压制方法。研究结果表明,可控震源与地表耦合产生的谐波干扰与地表岩石硬度密切相关,一般随地表岩石硬度增加,谐波干扰强度显著增强,但相位畸变相应减小。通过优选激发点位置、有针对性地改善地表耦合条件、合理调节相位控制增益,甚至研究和采用诸如新型震源平板等多种技术措施,尽可能保证在硬度值约40(即接近“半刚度”)的地层中激发,可以最大限度降低谐波干扰的影响,提高地震资料的品质。理想情况下,可使得谐波干扰能量降低约30%,单炮地震记录信噪比提高约260%。
品质因子Q值是描述介质黏性大小最重要的物理量,准确获取地下介质品质因子Q值是描述介质黏性大小最重要的物理量,准确获取地下介质Q值分布,是黏性介质叠前属性反演、地震波正演模拟及黏性介质偏移成像的基础。为此,基于迭代反演思想,将地下介质的黏滞性引入最小二乘框架中,对品质因子Q值进行线性反演,形成了一种基于多次迭代策略的Q值反演方法;通过简单Q模型、二维盐丘Q模型试算，验证了方法的正确性及适应性。研究结果表明,利用最小二乘迭代反演方法不仅可以得到地下Q值扰动界面,而且可以得到Q绝对值分布。
弹性阻抗反演属于叠前反演,能够反映振幅随偏移距或入射角的变化,可以获得纵波速度、横波速度、密度、泊松比以及拉梅系数等多种岩性参数。目前,弹性阻抗反演的常规算法为广义线性反演,该反演方法强烈依赖初始模型,容易陷入局部极小。为此,尝试将一种优秀的非线性算法——混沌蚁群算法应用于弹性阻抗反演中,该算法具有能达到全局最小,不依赖初始模型等优点。模型测试证明了混沌蚁群算法的稳定性和可靠性。将基于混沌蚁群的弹性阻抗反演方法应用于胜利油田某储层,其反演结果与实际钻探及测井解释相一致,验证了该反演方法的可行性和有效性。
页岩储层通常具有复杂的孔隙空间,等效孔隙纵横比作为描述储层孔隙空间的重要参数,对地层的弹性波速度影响显著。因此,准确预测储层的等效孔隙纵横比对页岩储层建模及横波预测具有重要意义。为了分析页岩储层的等效孔隙纵横比,提出了一种自洽模型与网格分析法相结合的孔隙纵横比反演方法。自洽模型可以利用孔隙纵横比、矿物体积百分比等物性信息来模拟弹性波速度等弹性信息。网格分析法通过将测井值正态分布展开来模拟测量误差,从而降低由测量误差导致的反演不确定性,最终反演得到可靠的孔隙纵横比概率密度分布。通过对北美Barnett页岩储层的实际应用,结果表明,该方法与常规方法相比,其反演结果更加稳定,同时,利用该反演结果还可预测得到较为准确的横波速度。
我国致密碎屑岩气藏具有低孔、低渗、储层非均质性强等特点。由于致密气藏埋深较大,目的层地震资料通常信噪比低、主频低,利用单一叠前弹性参数预测有效气层的精度有限。为提高致密气藏的预测精度,以建立适用于低孔、低渗气藏的岩石物理模型为基础,优选出对气层识别敏感的弹性参数组合。通过确定性岩石物理模型和统计岩石物理方法实现测井资料中没有的储层及泥岩的岩石物理表征,并和原测井数据结合建立各类岩性概率密度函数。最终基于地震弹性参数反演数据和概率密度函数,利用贝叶斯岩性判别方法预测岩性流体概率。结果表明:Xu-White模型适用于表征工区低孔、低渗砂岩。运用多弹性参数贝叶斯判别方法能提升岩性识别的成功率。多变量Monte Carlo随机模拟方法有效地拓展了泥岩的岩石物理表征。岩性及流体概率预测结果与实际钻井结果一致,证明了该套方法预测致密碎屑岩气藏的有效性。
研究油气储层裂缝发育情况是降低油气勘探风险,有效开发油气资源的重要任务之一。研究了利用walkaround VSP资料下行qP波的振幅、速度和极性方位各向异性特征分析裂缝参数的方法和流程。其中通过反褶积和伪透射系数( pseudo transmission coefficient,PTC)处理消除了上覆地层对振幅的影响;通过计算与各向异性有关的局部速度避开炮点高程和偏移距及上覆地层对旅行时的影响;提出的相对极化角方法校正了偏振极性受炮点位置的影响;最后通过最小二乘椭圆拟合方法分析了qP波的振幅、速度和偏振极性随方位的变化特征,统计了储层的裂缝走向和发育情况。应用结果表明,3种属性分析的结果吻合度较高,且和横波分裂方法的分析结果一致,从而证明该方法可靠性较高,是一种通过walkaround VSP预测裂缝的有效方法。
利用地震反射纵波的方位各向异性信息预测地下裂缝的发育和分布情况一直是地球物理学家研究的热点课题,常规方法是使用两项Ruger线性近似公式反演得到裂缝相对密度和走向,其计算结果存在多解性且只能计算入射角较小的情况。对任意对称面各向异性介质的纵波方位各向异性弱反射系数近似公式进行整理,结合Schoenberg线性滑移理论,得到纵波方位各向异性反射系数近似公式的傅里叶级数展开公式,给出了基于傅里叶级数展开的纵波方位地震数据裂缝预测方法。将该方法应用于辽河油田雷家地区沙河街组白云岩储层的裂缝预测,并与常规各向异性反演结果及实际成像测井数据进行对比,验证了方法的有效性。研究结果表明,该方法计算简单且不受入射角度的限制,预测的裂缝相对密度与常规反演方法预测的结果精度近似,与成像测井资料吻合,故可作为传统方法的验证和补充。
东营凹陷古近纪沙三段沉积时期发育大量的浊积岩油气藏,但由于浊积岩沉积区岩性构成和波阻抗特征十分复杂,加之浊积岩发育范围广、埋藏深、厚度薄等特点,使得常规属性和叠后反演难以解决储层识别和量化预测问题。针对这些问题,选取史南—郝家地区作为研究区,应用井和地质资料,进行岩石物理分析,找出复杂岩性区内对含油浊积岩响应良好的弹性参数；以叠前同时反演为基础,利用叠前地质统计学反演清晰刻画含油浊积岩纵、横向变化特征；利用地质统计学协模拟方法预测孔隙度,圈定有利含油浊积岩储层范围。研究结果对东营凹陷含油浊积岩储层的勘探有借鉴和参考意义。
扎格罗斯盆地A油田白垩系裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏厚度大于500 m,裂缝分布复杂,孔隙受成岩控制,有效储层预测难度大。针对上述难点,研究提出采用地质、测井、地震、油藏工程等多种信息对裂缝型碳酸盐岩储层进行综合预测的思路。首先利用岩心的铸体薄片及实测孔、渗资料从微观上识别出裂缝的发育特征及其控制因素和发育模式,利用常规和成像测井定量解释储层的岩性、物性以及裂缝的产状,为地震预测提供地质和岩石物理模型;然后优选出预测裂缝的敏感叠后地震属性(曲率属性、对称性)，利用纵波方位各向异性裂缝识别技术对储层裂缝进行预测;最后借助与地震纵向分辨率相当的试井解释成果、试油提供的流量和生产指数等动态资料,对各属性及多属性融合技术的预测结果进行了验证。研究结果表明：①最大曲率和照明3D(Illuminator 3D,I3D)属性在大尺度断裂及裂缝发育带识别方面具有优势；②纵波方位各向异性(AVAZ)裂缝检测方法能够提供关于裂缝密度及分布范围方面较为详实的信息；③地震多属性融合技术可综合各属性的优点,实现从小尺度裂缝到大尺度裂缝带的预测,刻画白垩系碳酸盐岩裂缝型储层的分布。
为了解决测井有效储层自动解释精度不高的问题,提出了基于泥质含量、含水饱和度以及孔隙度多成果曲线拟合,建立有效储层划分条件、层内曲线特征值提取条件以及储层有效厚度下限约束条件,实现多条件约束测井有效储层精确解释的方法。南海西部油田测井解释中的应用结果表明,该方法具有分层精度和自动化程度高的特点,与以前的解释结果相比精度有了较大的提高。
受郯庐断裂的影响,新生代以来,辽河盆地东部凹陷间断发生了6次构造运动,且均伴随有强度不等的火山喷发活动,火成岩广泛发育。以6口不同的井为例,揭示了东部凹陷内中基性火成岩、致密玄武岩、气孔玄武岩、玄武质火山碎屑岩、粗面岩、粗面质火山碎屑岩和辉绿岩的测井曲线组合特征。选取典型的岩性数据段总结出了该地区火成岩性测井响应特征,并制作了一套适合该地区的岩性识别图版。其中，自然伽马和深侧向电阻率交会图能很好地识别辉绿岩,中子和密度交会图可以很好地区分玄武岩类;利用最小二乘支持向量机建立了火成岩岩性识别模型,识别结果与岩心、岩屑薄片定名对比,符合率较高。交会图版和最小二乘支持向量机结合运用,很好地解决了研究区岩性识别的问题,为进一步开展油气藏的解释奠定了基础。
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