针对当前岩性油气藏和页岩油气藏勘探对地震数据偏移成像高精度和高分辨的需求,对当前常见的偏移、偏移照明补偿和最小二乘偏移进行了简要回顾和评述。根据地下非均匀体的大小和速度变化与地震波长之间的相对关系,将非均匀体划分为散射体和反射体,相应地产生散射波和反射波。在散射理论的基础上,推导得到了描述散射波传播和散射的散射波方程。利用高频近似,推导得到了两种描述反射波的反射波方程,即基于速度相对扰动的反射波方程和基于反射面上反射率的反射波方程。将得到的散射波方程和反射波方程作为地震散射数据和反射数据的正演方程,利用线性反演方法,分别提出了地震散射数据和反射数据的的波形偏移与最小二乘波形偏移。地震反射数据的波形偏移与最小二乘波形偏移包括了目标分别为速度相对扰动和反射率两种不同形式的波形偏移与最小二乘波形偏移。
黎曼流形是对弯曲空间的一种几何描述。地震波在复杂介质中传播的弯曲特性,符合黎曼流形的几何特性。以复杂介质中地震波的走时函数为基础,构造地震波在复杂介质中传播的黎曼几何描述,然后根据黎曼几何中协变的标量场波动方程建立了地震波在复杂介质中传播的标量场波动方程;最后讨论了该几何描述在射线追踪、波场模拟等方面的应用。
水力压裂区整体上呈现各向异性特征,有必要针对水力压裂区的各向异性参数对震源机制和矩张量的影响进行深入研究和分析。研究了震源区为HTI各向异性介质情况下的剪张源震源机制与地震矩张量,分析了震源区HTI各向异性对双力偶分量(DC)、补偿线性偶极子分量(CLVD)和各向同性分量(ISO)的影响,比较了介质参数对于地震矩张量的影响。在此基础上研究了各向异性介质中剪张源的沙滩球和辐射花样。研究结果表明,各向异性介质中的矩张量参数依赖于各向异性的类型和强度以及断层面的方向等参数;含裂隙岩石的背景孔隙度、裂纹弱度等参数的变化会影响各向异性参数,进而对地震矩张量产生影响;地震矩张量中的非DC分量可能来自震源区介质各向异性的影响。
许多实际测井资料中缺失横波速度数据,给叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析和储层预测等带来不利影响。关于碎屑岩和碳酸盐岩的横波速度预测方法已日趋成熟,而关于富有机质泥页岩的横波速度预测方法的研究相对较少。基于Keys-Xu干岩石模型,引入Gassmann方程和Brown-Korringa固体替代等岩石物理理论,构建了一种包含多矿物、复杂孔隙和有机质含量的富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法。该方法将富有机质泥页岩等效为由岩石基质矿物、有机质和含流体孔隙组成的混合物,将岩石中复杂的孔隙结构等效为球形孔隙与裂缝状孔隙组合的结构;利用纵波速度计算球形孔隙与裂缝状孔隙的体积分数,进而预测横波速度。将该方法应用于实验室测试数据和建南构造侏罗系下统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩实际测井资料,预测的横波速度与实测的横波速度吻合度较高,表明该方法在预测富有机质泥页岩横波速度时适用且有效。
为了确定适合的地面微地震观测方式,利用大庆探区实际水平井的相关参数和地面监测采集的噪声资料,通过正演模拟合成数据方式,研究了目前常用的地面微地震监测观测系统的震源定位能力和精度影响因素。研究结果表明,在相同噪声水平下星型排列对微地震事件的定位能力与精度最佳;随着接收道数增多、接收孔径增大,星型观测系统适应噪声能力增强,定位精度提高,106道的星型观测系统可用于压裂裂缝成像监测。同时,研究结果也显示,基于校验信号源优化速度模型及合理的噪声压制处理技术能显著提高定位精度,对地面微地震监测很有必要。该研究结果对地面微地震压裂监测观测系统设计具有很好的指导作用。
激发深度和检波器耦合效应会影响地震信号的频谱特征。基于实际微测井资料研究地震波主频变化特征可知,不同深度激发获取的地震子波主频相差近55 Hz,检波器耦合效应使地震子波严重缺失低频信息,且高频部分出现类似“陷波”现象。基于地表一致性理论,定量地模拟了不同激发深度以及不同检波器耦合条件对近地表Q值估算结果的影响,结果表明,激发深度差异与检波器耦合差异会大幅度降低近地表Q值估算的精度。在大港ZY地区实际双井微测井数据采集过程中,通过选取合适的井下检波器接收深度以及制作井下助插器等方法保障井下检波器耦合效果,并采用共激发点资料消除激发条件差异带来的影响,提高了近地表Q值的估算精度。
疏松的近地表介质对地震波的吸收衰减作用是导致地震记录分辨率降低的重要因素,准确求取近地表地层Q值可为地震波能量和频率的补偿处理提供确切参数。针对常规微测井近地表Q值估计时面临的激发与接收耦合的一致性、虚反射以及近场问题等,提出了一种深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量的近地表Q值估算方法。该方法避免了低速层底部界面虚反射对子波的干涉,最大限度保证激发和接收的耦合一致性。大港探区实际应用结果表明,深井激发、浅井和地面短排列联合接收的井地一体化测量方法能获得稳定可靠的近地表低、降速层品质因子Q值,为近地表吸收衰减补偿处理奠定了基础。经补偿处理后的叠加剖面不仅拓宽了目的层频带,提高了地震资料分辨率,而且极大地增强了地震数据分辨薄互储层和特殊岩性边界的能力。
基于稀疏反演理论,提出了采用L1正则化和L0正则化混合迭代算法对高效采集地震记录的干涉炮噪声进行压制的方法。将含有干涉炮噪声的地震记录重排为共中心点道集,并将干涉炮噪声去除问题转化为一个稀疏反演问题。使用软阈值迭代算法求解L1正则化问题,获得良好的迭代初值;然后采用硬阈值迭代算法求解L0正则化问题,获得最终干涉炮噪声的压制结果。利用该方法对实际独立同步扫描高效采集的地震资料中干涉炮噪声进行了噪声压制测试,获得了良好的效果。对比测试结果与中值滤波方法的去噪结果可以看出,基于稀疏反演的干涉炮噪声压制方法对干涉炮噪声的压制效果更好。
噪声压制是地震数据处理流程中的基本环节之一。传统的独立分量分析(ICA)算法仅适用于平缓地层同相轴的地震资料噪声压制,对非平缓地层同相轴地震资料去噪效果较差,且算法不够稳定,容易出现解混失败现象,导致去噪结果中产生坏道。针对这些问题,提出了将ICA算法与动态时间规整(DTW)算法相结合的噪声压制方法。首先使用DTW算法将倾斜地层同相轴校正为水平同相轴,利用ICA算法提取拉平后含噪地震数据的独立分量,实现拉平地震道的信噪分离。然后利用由DTW算法所提取的道间时差将同相轴还原为倾斜地层同相轴,从而实现复杂地震资料的随机噪声压制。理论模型和叠前叠后实际地震资料测试结果表明,该方法可以有效地压制地震数据中的随机噪声,且对非平缓地层也有较好的去噪效果,具有一定的实用价值。
参数耦合化是制约多参数全波形反演应用的关键因素之一。从速度-密度方程出发,基于介质弱扰动线性假设,利用波动方程的格林函数积分解推导了速度-密度、模量-密度、阻抗-密度、阻抗-速度、模量-速度及模量-阻抗6种参数化模式下的敏感核函数;研究了每种参数化模式下各参数辐射模式,分析总结了参数化模式下参数耦合性态;提出在阻抗-速度参数化模式下先利用大角度地震数据进行速度反演,再利用小角度地震数据进行阻抗反演的声波方程全波形反演优化策略。通过理论模型数值实验实现了速度-密度、模量-密度、阻抗-密度以及阻抗-速度4种参数化模式下的反演,反演结果与理论推导一致。
对比研究了塔河油田S48井区模拟检波器接收的常规三维(3D)地震数据和三分量数字检波器接收的三分量三维(3D3C)地震数据纵波波场及其成像能力的差异。从野外单炮、成像效果及碳酸盐缝洞识别能力三方面分析发现：三分量纵波数据的主频和频带宽度高于常规三维地震Z分量纵波数据，有利于高分辨率勘探;三分量地震资料信噪比低于单分量地震资料，但现代室内处理技术可以有效提高信噪比;处理后的三分量地震资料中纵波具有与常规三维Z分量纵波相同的层位与构造成像能力，且三分量纵波具有更好的横向分辨率;串珠状反射在单分量模拟检波器接收的Z分量地震剖面上表现为窄而长，而在三分量纵波剖面上表现为宽而短;常规三维Z分量地震资料识别的溶蚀孔洞体数量总体稍少于三分量纵波,三分量地震资料中的纵波具有更强的小规模缝洞体识别能力。
层位信息被广泛应用于地震资料的处理和解释中。常用的自动追踪层位算法,如相关和神经网络等,通常存在稳定性弱和适应性低等问题,为此提出一种基于结构张量算法的自动追踪层位方法。首先利用希尔伯特变换对原始剖面进行预处理,增强同相轴的连续性,降低假频和噪声影响,提高方向求取的稳定度;然后利用结构张量算法,获取层位发育角度信息,运用平滑处理,进一步提高其稳定性;最后选定一个种子点作为层位追踪起始点,以角度信息为导向,追踪邻近层位点,并在该点周围的窗口范围内进行优选,确定最终层位点。理论沉积模型和实际二维地震剖面的处理结果证明了该方法的可行性和有效性,与常规方法的对比验证了其适应性和稳定性。
地震属性的种类很多,但存在冗余性问题。提出了基于盲信号理论,以负熵为目标函数,采取初值降敏感性和5阶收敛速度改进迭代公式对快速独立分量分析进行优化的算法,进而实现盲源分离。本算法采用贝叶斯方法构造满足非高斯分布的阈值函数,在变换域中进行信噪分离。针对属性中存在信息冗余的情况,设计了4种图像融合规则进行属性融合,实现了地震属性数据去噪和融合的一体化处理。理论模型及实际资料试验结果表明,该方法能够有效压制地震数据中的随机噪声,可获得比常规阈值去噪方法更高的峰值信噪比,使融合结果中的地质信息更加清晰,从而有利于相关地质特征的解释。
中东地区X油田礁滩储层薄、纵横向沉积相变化快、非均质性强,因而不同岩相的油气产量差异较大,同时使得基于地震波形的沉积微相定量描述受到处理、解释以及聚类方法与参数等不同因素的影响。为提高储层沉积微相的预测精度,在一定程度上降低或消除上述因素的影响,提出了高精度层序地层格架约束下的基于波形相对变化的波形-微相定量表征综合解释技术,主要包括:①相对保幅的叠后高分辨率处理;②全三维高精度地层扫描解释与井震层序标定;③波形特征参数分析与分类;④波形-微相聚类与定量表征。基于波形聚类的沉积微相定量解释技术应用研究表明,地震资料的保幅处理是研究微相分类的前提,高频地震层序约束下的井震标定与波形聚类是沉积微相定量表征的核心。该方法是解决非均质碳酸盐岩储层岩相预测的有效方法之一。
储层孔隙结构刻画是预测有利储层的关键。伊拉克M油田发育礁滩相碳酸盐岩储层,受成岩作用影响,储层孔隙结构复杂,具有相同孔隙度的储层渗透率存在明显差异。核磁共振测井及取心井岩心资料分析结果表明深、浅侧向电阻率差异与储层的孔隙结构具有相关性,基于电阻率与孔隙度参数构建了储层孔隙因子,提出了地震多属性孔隙因子参数反演方法,其算法实现分三步:①利用波阻抗反演识别储层与基质;②应用专家优选与自动优化组合方法进行孔隙因子参数敏感地震属性优选;③利用概率神经网络算法对优选的地震属性进行地震多属性孔隙因子参数反演。实际应用效果验证了该方法的有效性,有利储层预测结果为油田开发井位部署提供了支持。
与常规构造和岩性油气藏相比,塔里木盆地碳酸盐岩缝洞型油气藏非常复杂和特殊,具有一洞一藏的特征。目前在断溶体研究思路指导下的储层钻遇率和投产成功率进一步提高,其中基于地震资料的断裂体系精细解剖发挥着至关重要的作用。但是,在塔中地区低地震资料信噪比情况下,基于常规地震解释方法和断裂模式认识,无法有效提升断裂解释精度和深化油气藏的认识。通过分析走滑断裂体系不同发育阶段的特征,建立了适合塔中地区走滑断裂解剖的两类三种模式,即右行走滑断裂模式和左行走滑断裂模式两类,局部主要发育“菱形”破碎模式、羽状破碎模式和马尾破碎模式三种,再结合对地震资料的叠前-叠后“串联式”解释性处理和对计算地震属性时多参数的“并联式”优化,提升基于地震数据的断裂的可解释性,指导了塔中地区断裂体系的细化,并分析不同模式的差异及优劣,有效地指导并深化研究区断裂控储、控藏的认识,按地震剖面特征及断裂分型、分段研究成果将断溶型油气藏划分为“灌木形态、直立形态、选择扩溶型”三种类型,支持了研究区油气藏效益开发。应用表明,该研究结果在塔中地区油气藏开发实践中取得了非常好的效果,有力支持了油田产能建设。
松辽盆地白垩纪埋藏古火山是深层天然气的主要储集体,储层岩性既有酸性岩又有中基性岩系;长白山是第四纪形成的以中基性岩类为主的现代火山。对二者的岩性、岩相、地球化学和火山学的对比研究发现,孔隙度大于60%的浮岩类在长白山现代火山广泛发育,而在松辽盆地埋藏古火山中迄今没有发现,这是盆地火山岩埋深成岩作用对原生孔隙改造的结果。长白山火山各个喷发期次之间普遍发育砂砾质堆积物形成的夹层,通常称之为“松散层”,它们是火山喷发间歇期火山地貌受外动力地质作用改造、各种粒度和成分的沉积物近源堆积的结果。松辽盆地火山岩油气勘探中,“界面控储”是储层发育的普遍规律,意即优质储层多出现在火山地层界面附近。二者对比研究表明,界面控储与松散层密切相关。松辽盆地白垩纪火山岩系在长期的形成演化过程中,各喷发期次之间不仅有松散层,还发育有一系列风化剥蚀面。因此推断,松散层及其附近的风化面是火山地层界面控储的地质成因。这些层段具有多种孔隙-裂缝组合,容易形成连通的储集空间网络系统,是高孔、高渗型火山岩有效储层的有利发育部位。
库车坳陷南斜坡白垩系地层为扇三角洲、三角洲、湖泊相沉积,钻井显示三角洲前缘和滨-浅湖砂坝砂体储层发育,但规模性油气发现较少;已发现的圈闭类型主要为地层圈闭和岩性圈闭,其勘探难点在于对薄层砂岩尖灭线的精细刻画。利用地震沉积学90°相位转换技术解决同相轴与岩性的对应关系问题,利用Wheeler域转换技术解决同相轴的穿时问题,结合地层等时切片技术刻画薄层砂岩尖灭线。将该技术应用于英买1三维工区白垩系舒善河组并取得较好的结果,相较于利用原始地震数据提取属性以及沿层切片预测薄层砂体的结果具有明显优势。勘探实践揭示,三角洲前缘以及滨-浅湖砂坝砂体的尖灭区域油气显示丰富,是地层、岩性油气藏发育的有利区带,因此砂体尖灭线的识别技术对推动库车坳陷地层、岩性油气藏的勘探具有重要意义。
苏公网安备 32011502010797号
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