岩石物理建模是地震岩石物理研究的重要内容之一。基于双相介质和等效介质理论,将地震岩石物理建模的理论框架分为岩石基质、岩石骨架、孔隙填充物和饱和岩石四部分,在该理论框架下对现有地震岩石物理建模基本理论及各理论模型的假设条件和适用范围进行了阐述;针对碎屑岩、碳酸盐岩、致密砂岩、页岩等不同类型储层岩石的矿物组分、微观孔隙结构及孔隙填充物性质等,在探讨岩石物理建模现状及难点的基础上,对目前较为适用的建模方法进行了论述。研究表明,在充分考虑储层微观特征、有效利用多种资料的基础上建立的地震岩石物理模型,可有效描述储层微观物性特征和宏观弹性性质之间的定量关系,为储层定量解释、流体识别等提供可靠的依据。
对4组深层致密砂岩样品进行不同围压条件下的声学测试,利用Biot相洽原理及微分等效介质原理对岩石裂隙密度ε及孔隙纵横比α进行了反演。将2种方法相结合探讨了不同围压条件下岩石中孔裂隙形态演化及分布规律,避免了单一方法研究的不足。研究结果表明,ε随围压增加而减小,α随围压增加而增大。由于不同砂岩内部结构及性质的不同,内部裂隙具有不同的应力敏感性。分选性较差的砂岩应力敏感性强,裂隙维持张开所能承受的应力较低;分选性较好的砂岩应力敏感性较弱,裂隙维持张开所能承受的应力较高。探讨了所定义转折压力与岩石样品物性间的关系,结果表明,两者具有非常好的正相关性。
检波器与介质之间的耦合作用是影响地震记录质量的关键因素。基于弹性波动力学理论,开展了检波器-介质耦合问题研究,构建了耦合系统模型。通过弹性波动力学理论模型与传统振动力学理论模型对比,揭示了介质、检波器条件对耦合响应的影响以及不同理论模型的差异，提出将波动模型与振动模型数据进行融合的方法。通过融合数据与实际地震数据对比,探讨了结合波动理论与振动理论解决实际耦合问题的可行性。
海上多方位观测系统能够获得多方位角的地震信息,从而增强地震照明度,提高勘探精度。基于波前构建法计算模拟偏移振幅(SMA)强度,作为照明量对多方位观测系统的照明响应进行研究,为评价和优化多方位观测系统提供指导和依据。理论模型和实际地质模型照明结果表明,随着方位角个数的增加,多方位观测系统针对目的层的照明能量的连续性和均匀性变好,能够有效地改善单个窄方位角观测系统下的照明阴影区的照明效果,可广泛应用于海上复杂地质环境下的地震数据采集。
为充分利用已有技术成果,解决软、硬件环境变化带来的油气地震勘探采集工程软件的不适应以及多软件间的互操作问题,研究了软件集成和移植的关键技术和流程。通过分析地震勘探采集工程软件现状,指出了软件存在扩展性和维护性局限,提出了地震勘探采集工程软件集成环境的技术目标,它既应有完备的数据模型,又兼具强扩展性和高集成度。阐述了面向该技术目标进行软件集成的关键技术,分析了软件移植类型和策略,设计了软件移植的技术框架和方法,并研究了软件集成和移植中的重构技术。S软件移植的工程实践证明了该技术的合理性与有效性。
受采集因素制约,实际海底电缆地震数据覆盖次数是不均匀的,需要进行规则化处理。海洋地震数据的规则化处理通常在共偏移距数据体上进行,会丢失方位角信息,如果使用扇区划分的方式保留方位角信息,则面临覆盖次数不足的问题。海底电缆数据方位较宽,不适合使用这种方法进行规则化,为此将海底电缆数据划分成共炮检距矢量数据体进行数据规则化,共炮检距矢量数据体是在offset-x和offset-y两个方向按照矩形划分的数据体,这种划分方式在限定偏移距和方位角范围条件下定义了地下面元的一次覆盖。相对于共偏移距数据体和分扇区划分,共炮检距矢量体面元内覆盖次数更均匀,方位角更接近,对共炮检距矢量数据体进行面元中心化处理,能有效保留方位信息,同时插值精度更高。乌石工区三维海底电缆数据COV插值实际应用结果证明了该方法对海底电缆数据插值的可靠性。
地层介质对地震波的吸收衰减是传播时间与频率乘积C的函数。在与吸收衰减相关的处理过程中(如品质因子估计、Gabor反褶积等),经常涉及时频面的双曲网格剖分,不同的剖分方式对处理效果有不同的影响。基于此给出了4类网格离散采样方式,分别具有等步长(等间隔网格)和变步长特征(等长度、等衰减和等面积网格),并对4类网格离散采样的采样特点进行了对比分析。在网格数固定的情况下,具有变步长特征的网格在低C值区加密采样、在高C值区稀疏采样。模型数据测试和实际资料应用表明,衰减记录时频谱振幅的衰减曲线在低C值区间具有较好的稳定性,如果利用变步长网格对时频谱进行统计,可以得到更多合理可靠的采样数据点,更利于振幅曲线的线性拟合。
定向地震波束能够加强主波束方向信号,但同时在主波束方向外产生畸变信号,导致多波束定向地震记录的信噪比降低。为此,依据地震波束定向记录中主波束方向内外的信号与原始信号之间的局部相关性差异提出了基于局部相关加权的时域地震波束形成方法。首先提取中心地震记录与延时后的地震记录或波束定向结果之间的局部最大相关系数谱,然后利用多种滤波方法和编码技术提高局部相关系数谱对有效信号的表征能力,最终实现对主波束信号的有效提取以及畸变信号的消除。理论模型数值实验结果表明,在波束定向前、后进行局部相关加权都能够准确提取主波束方向信号,消除畸变信号对有效信号的影响,改善地震记录和地震剖面的质量。
海上地震勘探采集资料中的点源干扰能量强,横向变化幅度小且出现位置不固定,极大地影响了海上地震资料的成像质量和解释精度。采用了基于形态学的噪声压制技术对点源干扰进行处理,设计了形态学滤波器分离点源噪声和有效信号,实现了点源干扰的压制。采用该方法对模拟地震资料和海上实际地震资料进行处理,并与传统的F-K去噪方法进行了对比,结果表明该方法在成功压制点源绕射干扰的同时,能够较好地保留原始地震信号的低频信息,完全恢复了信号与噪声重叠处的有效信号振幅。处理过程中,该方法不受随机噪声的影响,具有很强的抗随机噪声能力。
可控震源远距离同步滑动扫描(DS4)高效采集方式极大地提高了野外采集效率,但这种采集方式会产生两种较为严重的特征干扰噪声——谐波干扰噪声和交涉干扰噪声,给室内数据处理造成了较大的困难。针对这两种特征干扰噪声分别进行噪声压制:对谐波干扰采用自适应匹配预测滤波谐波压制方法,克服了地面力信号记录不准确和大地对基波信号和谐波信号衰减不同造成的预测谐波不准确问题,准确地压制谐波干扰,同时几乎不损害有效能量;将存在交涉干扰的记录变换到人工分选道集中再进行随机噪声压制。模型试算和野外实际资料的测试结果证明了特征干扰压制方法能很好地压制谐波干扰和交涉干扰,且谐波干扰和交涉干扰压制后的叠加剖面中谐波噪声被消除,交涉干扰导致的同相轴不连续现象也得到了明显改善。
柴达木盆地三湖地区第四系具有疏松及砂泥岩薄互层等特点,如何利用地震信息开展生物气含气检测一直是该地区研究的重点和难点问题。在梳理研究区含气检测现状的基础上,分析了影响生物气含气检测的两大主要因素,即地层特征和地震反射特征,指出疏松砂岩地层含气之后,地震频率变化最明显,利用频率信息可更好地预测生物气藏,地震资料需要做好保护低频处理。在此基础上提出利用瞬时频率包络加权法预测生物气藏的新方法,并取得了较好的应用效果。
地层油藏超剥点线的地球物理精细描述有利于提高含油气储层识别的可靠性和钻井成功率,但在地震描述中根据地震反射特征追踪的超剥点线与实际地层油藏的超剥点线往往存在较大的误差。介绍了地震DNA地层超剥点线识别技术的方法原理与实现步骤,通过将地震反射数据和蚂蚁体属性数据转换成相应的字符数据,采用地震DNA搜索方法将对应字符所表示的地震数据体中的超剥点识别出来。在此基础上,应用聚类算法将超剥点进行合理连线得到地层超剥线。模型合成地震记录的超剥点识别结果表明,地震DNA地层超剥点识别技术能够有效识别出超剥点,与传统瞬时相位识别的超剥点相比,该方法的识别精度更高。东营凹陷草桥地区的实际应用表明,该技术可以更加有效地描述超剥点线,实现了该区低序级不整合超剥边界的精细刻画,比基于瞬时相位属性描述的超剥线的识别精度明显提高。
页岩储层的开发主要依赖于水力压裂，因此有必要研究储层的岩石力学性质。利用地球物理方法分析岩石脆性特征、反演杨氏模量和泊松比对于页岩气的开发具有重要意义。基于贝叶斯理论，通过最小二乘构建反演方法对杨氏模量和泊松比进行直接反演，有效避免了常规AVO反演密度项的不稳定和参数转换过程中的误差积累，提高了反演结果精度。同时借助后验协方差矩阵，对反演结果进行了不确定性分析，发现其不确定性有明显的降低。利用反演得到的杨氏模量和泊松比，进一步计算目的层脆性指数(BI)，并通过微地震监测数据对预测结果进行验证，为寻找有利压裂区域提供重要的基础数据。应用实际资料预测的脆性结果与测井结果具有较高的一致性，显示了方法具有一定的应用推广前景。
随着油气藏勘探开发的不断深入,预测隐蔽性复杂岩性油气藏的空间展布规律变得越来越重要。采用基于傅里叶算法的连续小波变换信号分解和重构技术，对目的层段进行地震资料解释性目标处理,以提高储层预测精度。薄层模型正演模拟和两个实例应用结果表明,该方法在保持地震资料信噪比的基础上能有效提高地震资料中具有地质意义的弱信号,突出薄互层内部细节,其结果有利于精细刻画地层岩性油气藏的空间展布,提高薄储层预测精度。
孤北洼陷南部斜坡带沙河街组三段广泛发育灰质泥岩,因其速度和密度与砂岩的速度和密度相当,导致该区砂岩储层地震预测难度增大。为此,提出了一种综合应用地质、地震和测井信息,进行砂岩储层地震预测的方法。首先,通过对研究区沉积类型和地层展布特征的分析,遵循等时地层切片的基本原理,按砂层组厚度建立等时地层格架;然后,在分析灰质泥岩岩石物理学特征的基础上,优选出能够有效区分灰质泥岩和砂岩的泥质含量曲线作为敏感曲线;最后,利用地质统计学反演技术,有效融合多尺度资料,实现储层的精确预测。应用结果表明,该方法通过多尺度资料的综合应用,能够有效剔除灰质泥岩影响,提高砂岩储层预测的精度。
火山岩储集层孔隙结构复杂,孔隙发育类型多,产能预测困难。为此,根据电成像测井的方法原理,结合Archie公式和常规测井资料,将火山岩层的电成像数据转换为核磁区间孔隙度类似的形式,通过与核磁区间孔隙度对比,得到火山岩储层的孔隙区间特征。在此基础上,针对火山岩复杂的孔隙类型,对孔隙区间展开进一步分析,得到不同孔隙区间所占的比例,结合计算的孔隙度变异系数,得到火山岩储集层的孔隙区间特征及孔隙径向非均质性特征,进而发现影响火山岩储层产能的隔挡层的存在,为火山岩次生孔隙发育情况及火山岩储集层产能预测提供了参考依据。
井中激电三维反演存在多解性且计算时间长,制约了其由理论走向实际应用。针对这一问题,采用非线性共轭梯度(NLCG)反演方法,在反演目标函数中直接施加约束条件压制其解的非唯一性,也就是将介质电阻率取值范围作为先验信息和约束条件以惩罚函数法的方式引入到反演目标函数中。与常规三维电阻率反演目标函数相比,增加了不等式约束项的目标函数理论上可以压制反演的多解性。理论模型的反演结果表明,基于不等式约束的井中激电三维反演方法有效地改善了反演结果的精度,以惩罚函数法施加不等式约束条件的方式现实可行。
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