目前,我国油气地震勘探正在由大尺度构造油气藏转向小尺度(薄互层)岩性油气藏,高分辨率和高保真成像是此类油气藏勘探需要解决的核心问题之一。与(角度)反射系数成像相比,宽带波阻抗成像更有利于岩性油气藏的(定量)精细描述。常规窄带、窄方位的地震数据采集只能进行窄带反射系数的估计,甚至只能实现构造的准确定位。基于单点高密度、宽带、宽方位的地震数据采集,精确估计背景(偏移)速度和宽带反射系数,结合来自测井数据的密度建模进行合理的深度域反演,得到背景速度和宽带反射系数融合的宽带波阻抗成像结果,是今后进行精确油气藏描述的重要技术发展方向。为此,分析了“两宽一高”地震数据对宽带地震勘探的贡献、宽带反射系数估计的影响因素、地震子波和低频成分在宽带波阻抗建模中的重要意义,提出了宽带波阻抗估计的方法及宽带波阻抗建模的关键技术,指出“两宽一高”地震数据下的宽带波阻抗建模能有效提高油藏描述的精度,进而提高油气地震勘探效益。
我国深层海相碳酸盐岩地层蕴藏有丰富的天然气资源,但因演化历史长、埋深大等因素影响,储层含气性评价困难。评述了现有储层含气性地震检测技术(包括亮点、AVO异常、低频阴影等)在深层天然气储层识别中的适用性,认为亮点和AVO异常反映的是界面响应,而低频阴影反映的是储层的“体”响应。储层含气性检测不仅要确定储层是否含气,还要确定储层含气量。为此,介绍了一种新的基于地震纹倒谱分析的储层含气性检测方法,指出①雷克子波的地震纹倒谱参数随子波频率呈非线性变化;②地震纹倒谱参数对储层参数变化反应灵敏;③含气储层地震响应的1阶倒谱系数呈高值异常,而2阶倒谱系数呈低值异常,且二者呈镜像对称。地震纹倒谱对弱反射的敏感性使得该方法能够发现“暗点”型气藏,同时因与模型无关而克服了诸多建模带来的弊端,能够对深层超深层储层含气性进行较为可靠的检测。探讨了基于地震的深层碳酸盐岩储层产能评价问题,认为地震纹分析与频散分析相结合有望能确定储层的含气性并估算其可采储量。
当纵波在部分饱和多孔介质中传播时,孔隙内的流体会同时产生宏观、微观和中观流动,这3种尺度的流体流动共同作用,使纵波在较宽的频带范围内产生衰减和速度频散现象。目前同时考虑3种尺度流体流动的研究不多。为了研究流体的多尺度流动对纵波传播的影响,在层状双孔模型的基础上,引入了横向喷射流,建立了含横向喷射流的层状部分饱和模型。通过求解模型介质内的平均流体压力,推导了含横向喷射流的层状部分饱和模型的波动方程。利用平面波分析,得到了快纵波和两类慢纵波的相速度和品质因子,研究了3种尺度流体流动同时存在时的纵波衰减和速度频散特性,同时分析了岩石参数对纵波衰减和速度频散的影响。结果表明,在3种尺度流体流动的共同作用下,快纵波在低频和高频范围内都出现了衰减和速度频散现象,且由于喷射流的影响,快纵波在高频范围内出现了强衰减和高频散。快纵波相速度对模型的含气饱和度较为敏感,且随着模型孔隙度的减小,低频范围内的频散曲线和衰减峰向低频方向移动;随着喷射长度的增加,高频范围内的频散曲线和衰减峰向低频方向移动。
关键词：
滩海过渡带具有地表复杂、地震采集方式特殊的特点。由于地表吸收、检波器类型不统一等原因,该区域的地震资料在能量、频率、相位等方面存在较大差异。为此,提出一种针对此类区域的地震采集质量评价技术,根据卫星遥感数据将复杂地表自动划分为不同评价区域,利用道头字信息自动分离陆检记录地震数据、水检记录地震数据,并根据工区施工特点,优选监控参数,设置阈值范围,依据不同评价标准进行精细评价,从而解决因地表复杂、地震数据差异大而导致的地震采集质量评价难题。应用结果表明,该技术具有全程自动化、评价结果客观、性能高效的优点。与传统的人工质控手段相比,新提出的方法消除了主观因素影响,优化了评价结果的科学性,提升了现场监控效率,节约了勘探成本。
复杂探区近地表条件的复杂性远超静校正方法的假设前提,利用不同静校正方法和参数计算的不同静校正量的试验对比结果往往表现为各自在不同区域和/或不同频段的优势,通常难以找到能较好解决整个工区静校正问题的单一静校正方法和参数。为实现不同静校正量的优势互补,提出了具有地表一致性特点的分频段与分区的静校正量融合技术,首先按照波长将静校正量分解成长、短波长2个频段或长、中、短波长3个频段的静校正量,再根据各自静校正量的优势频段和/或优势区域进行重构,形成最终的静校正量。南方山地2个探区的应用实例展示了该技术的应用思路和效果,一个探区表层岩性平面上明显区分为砂岩区和灰岩区,另一个探区含有隆起于地表的背斜构造,应用结果表明,叠加剖面质量都得到了明显改善。
针对地面微地震资料强周期干扰和随机干扰突出的特点以及单一去噪方法无法有效压制噪声的问题,提出了基于单道奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和振幅比的联合去噪方法。首先利用单道微地震记录构建分解矩阵,使矩阵各维具有较强的相关性,然后对分解矩阵进行奇异值分解,选取数值居中部分奇异值进行矩阵重构,以达到压制单道微地震记录强周期干扰的目的。其次采用具有伸缩特性时窗的振幅比法改善有效信号与随机噪声的统计特性差异,有效压制微地震资料中的随机噪声。理论模型数据和四川某地区地面微地震射孔资料应用结果表明,联合去噪方法有效地压制了微地震记录中的噪声,提高了资料的信噪比,在很大程度上改善了单一去噪方法无法较好突出微地震有效信号的不足,为后期微地震资料的处理与解释奠定了良好的基础。
宽方位矢量偏移距(OVT)地震处理方法对于复杂地质体的成像照明有良好的效果,但OVT域数据很难实现理想的规则采集,因此其关键处理技术之一就是规则化技术。通过分析OVT域的数据排列特征,提出了一种基于非规则傅里叶变换的最小平方反演数据重建技术及实施流程,引入迭代非规则傅里叶变换加权范数正则化约束,使得重建结果在有限频宽内保持数据信号不受损失,同时在能量谱约束下,利用由低频信号估计的加权函数压制高频信号的假频问题。经过模型资料抽稀后插值的数据与原始数据残差对比验证了反演精度和可行性;将该技术应用于实际资料的联片处理,结果表明该技术可消除非规则采集对OVT域处理的影响,在保护微幅构造和断层成像方面有良好的效果,证实了方法的有效性和实用性。
研究了在保持边缘信息和有效信号的前提下压制随机噪声的方法,提出一种基于多窗口自适应双边滤波的方法技术。主要原理是:沿局部地层倾角、方位角提取滤波多窗口,在包含目标点的多窗口中采用自适应双边滤波,通过地质构造信息自适应设置空间变化相似度权重。在不连续地质体发育区域,选取较小的空间变化相似度权重;在连续平滑地质体区域,选取较大的空间变化相似度权重。最后选取方差最小窗口中的滤波结果作为目标点的最终输出。在模型数据测试中,将该方法与常规构造导向滤波方法及f-x域滤波方法进行对比,结果表明该方法的应用效果优于常规构造导向滤波和f-x域滤波方法。实际资料测试结果表明,该方法能够在保持边缘信息和有效信息的前提下压制随机噪声,在保护断面以及地层的有效反射信号的基础上,提高数据的质量和信噪比,保真性较好,具有较强的实用性。
大多数地震数据插值重建方法利用的是迭代策略,因此,有必要建立合理的质量控制准则来适时终止迭代,在保证插值精度的同时,提高计算效率。利用迭代硬阈值方法及投影算子推导出凸集投影方法(POCS),基于观测数据置入前、后的数据体建立了新的质量控制准则,该控制准则仅利用了观测数据的信息,具有较好的适应性,可以进一步提高POCS插值重建方法的计算效率。利用两套模拟数据详细比较了3种质量控制准则(J1,J2和J3)的应用效果,验证了新提出的质量控制准则的有效性。实际资料应用效果表明该准则可以在保证插值精度的同时提高计算效率。
从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力-应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿的格林函数计算。凹陷速度模型测试结果表明,该方法能有效补偿吸收衰减振幅。从Hessian核函数的数学物理特征出发,对比分析了声波点扩散函数(PSF)和黏声波点扩散函数,结果表明,吸收衰减效应显著降低了照明振幅强度,带吸收衰减的PSF明显比声介质PSF能量低,在深层这种能量损耗更为强烈;吸收衰减效应改变了观测系统对地下的照明图样。进行了面向目标体的PSF分解和求逆,并将求得的逆算子直接作用于成像结果。盐丘模型测试结果表明,在盐丘周围,吸收衰减效应显著降低了成像分辨能力,精确的逆PSF能够有效提高反演成像结果的分辨率。
最小二乘逆时偏移算法可对地下复杂构造精确成像,但由于计算量大,目前仍难以在实际资料处理中广泛推广应用,因此研究该方法的高效计算策略具有重要意义。结合Pthread标准,提出了多线程多图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)并行加速策略,在共炮点道集域分解计算任务,由多GPU并行计算并实时更新数据;并结合GPU存储器优化方法,调用GPU端共享存储和寄存器等高速存储器,提高波场模拟的计算效率;最终实现了二维空间的时域最小二乘逆时偏移算法大幅加速计算。分别对Marmousi2截断模型和Marmousi模型进行加速成像测试,结果表明:基于多线程多GPU并行加速的最小二乘逆时偏移算法具有普适性;随着数据规模的增加,该方法的加速效率可逐渐逼近线性加速,数据同步延迟小,加速效率显著。
基于常规模拟退火算法的零偏VSP全波形反演面临着计算量大和耗时长的问题。为此提出了一种不同阶段对应不同扰动模型和退火方式的分段快速模拟退火(segmented fast simulated annealing,SFSA)反演策略,以提高零偏VSP资料全波形反演的效率。在反演前期采用大模型扰动空间和较慢温度衰减速度,充分发挥全局搜索能力,而在后期引入限制因子产生扰动模型,在迭代不断增加的时候逐渐减小模型的扰动空间,同时采用较快的温度衰减速度,有效提高反演的速度,使反演快速收敛到最优解。基于相同的初始温度和马尔可夫链长度,分别利用基于SFSA和非常快速模拟退火(very fast simulated annealing,VFSA)方法进行零偏VSP纵波速度全波形反演测试。结果表明,基于SFSA的反演方法的反演效率提高约50%,在迭代次数更少的条件下能获得更好的反演效果。基于SFSA的零偏VSP全波形反演具有高效和高精度的特点,其反演结果为地震地质层位标定、成果解释及油气预测奠定了基础。
针对阿姆河右岸H区块卡洛夫—牛津阶致密碳酸盐岩储层有效裂缝预测问题,综合应用岩心、成像测井、地震及测试资料,在分析裂缝发育特征的基础上,提出了构造应变模拟与地震体曲率属性相结合的有利裂缝带预测方法。首先由三维构造应变模拟揭示受构造应变分布控制的裂缝发育区,经过分析发现应变强度高的褶皱枢纽带、陡前翼及陡后翼部位的裂缝发育程度(密度、长度与开度)明显优于应变强度低的缓后翼部位;然后通过井震标定优选地震体曲率属性并识别裂缝发育带,建立了构造应变与最大正曲率综合预测裂缝发育情况的方法,并指出高应变区的最大正曲率高值带为最有利的裂缝发育带,可形成优质裂缝型储层;最后根据已钻井资料对预测结果进行了验证,验证结果表明高应变区的最大正曲率高值带储层连通性好且生产压差低,单井产气量高且产水低,证明了该预测方法的有效性。
关键词：裂缝预测;致密碳酸盐岩;断展褶皱;裂缝特征;构造应变;体曲率
复杂岩性预测是地震储层预测的难题,基于机器学习的非线性反演是识别岩性的有效手段。常规方法多以测井特征曲线(伽马曲线等)为学习目标,利用BP神经网络建立非线性映射预测岩性体,但这种方法存在两个问题,一是井震分辨率不匹配,二是BP神经网络在反演过程中存在局部收敛、效果不稳定以及非线性表征能力弱的问题。为解决这些问题,一是通过引入地震岩相概念解决井震分辨率不匹配问题,二是将深度学习引入到地震岩相反演中,经过优化样本采样、抽取相控伪井解决大样本集的构建问题,采用增量学习的策略进一步提高预测模型的精度和稳定性。以分频地震数据作为预测模型的输入,井岩相曲线为反演目标,实现了基于深度学习的地震岩相反演,有效解决了复杂岩性预测的难题。将该方法应用于海上某深水陆坡水道沉积研究区(该区发育灰岩、钙质砂岩、砂岩和泥岩4种岩相,岩石物理规律复杂,区分困难)岩性预测,结果表明,基于深度学习的地震岩相反演结果与井资料吻合,与地质认识相符。与叠前反演方法和BP神经网络学习岩相反演方法相比,基于深度学习的地震岩相反演方法准确度和分辨率更高,证明该方法是复杂岩性预测的有效手段。
目前主要利用叠后地震资料的振幅和频率信息进行油气检测。甜点属性预测是其中常用的一种方法,但受储层厚度、相邻层干涉等多种非流体因素影响,检测结果存在多解性。为此研究了基于90°相移的振幅属性和频率属性进行油气检测的原理,提出了融合90°相移的振幅和瞬时频率属性进行流体检测的方法。该方法基于原始零相位地震资料提取90°相移的振幅和频率属性,再利用已钻井油气水层的地震属性约束最优化求解融合参数,最后将基于90°相移的振幅和频率属性融合从而获得油气检测结果。模型正演结果表明,相较于常规甜点预测方法,该方法在主力储层厚度范围内(8~25 m)受储层厚度影响小,能有效压制相邻层干涉,更适合流体检测。渤海PL油田的实际应用结果表明该方法能够有效区分油层与水层,且烃检异常空间分布符合油气成藏规律。
巴中地区千佛崖组储层较薄且致密,不均匀裂缝发育,储层非均质性强。综合利用岩心、测井、地震等资料预测了储层裂缝发育特征及其分布特征,采用AVO技术建立了烃类指示因子DHI并进行目的层含气性分布预测,分别从剖面和平面上对比分析了研究区裂缝分布特征与含气性分布关系。结果表明,巴中地区千佛崖组储层裂缝类型复杂多样、产状多变,发育位置主要为千一段和千二段逆断层上盘构造曲率大的区域;含气性主要分布于千二段中、上亚段,千一段次之;分析裂缝与含气性关系发现,研究区致密砂岩储层中裂缝比较发育的层段含气性明显偏高,裂缝分布与气层分布对应关系好。因此,该地区裂缝分布规律研究对储层预测以及寻找高产气藏具有重要指导意义。
碳酸盐岩断溶体是近年来发现的一种重要的碳酸盐岩圈闭,常规断裂检测属性如精细相干、蚂蚁体等方法以表征断溶体内部断裂分布特征为主,不能很好地刻画断溶体圈闭的轮廓特征。引入梯度结构张量方法用于刻画断溶体的轮廓,并对其单一特征值及组合特征值进行断溶体轮廓刻画效果的对比分析。结果表明,梯度结构张量第二特征值的高值区域与断溶体的反射异常区域较为一致,其门槛值可利用实钻井的钻时曲线进行标定。在断溶体轮廓刻画的基础上,融合反演孔隙度数据体及蚂蚁数据体属性,表征其内部溶洞及断裂发育特征,由此形成一套刻画断溶体外部轮廓及内部结构的技术。塔河油田实际地震资料应用表明,该技术在刻画断溶体方面具有很好的效果,可直观体现断溶体在空间上发育的差异性,亦能刻画其内部缝洞结构。
苏公网安备 32011502010797号
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