CMP道集NMO叠加速度分析拾取的时间速度对不仅受到水平层状介质假设的限制,而且在复杂构造低信噪比数据的适用性方面受到限制。提出了基于卷积神经网络和叠加速度谱的地震层速度自动建模方法,不拾取时间速度对,而是将速度谱作为神经网络的输入数据,将时间域层速度作为标签数据,通过模拟大量随机速度模型和加入随机噪声建立强化测试集,基于L1正则化对卷积神经网络进行训练,得到可直接将速度谱映射为时间域层速度的神经网络模型。将时间域层速度作为标签数据可以增强速度谱和速度模型的空间匹配,使得速度谱与速度模型的空间映射更加紧密和有效。将速度谱作为神经网络模型的输入数据,代替了速度谱时间速度对的拾取,能够较好地克服复杂构造、噪声干扰对速度谱能量团聚焦性的影响。大量随机速度模型和随机噪声强化测试集,增强了深度学习速度建模网络的泛化能力和实用性。模型数据和实际资料测试结果表明,该卷积神经网络模型能够适应复杂低信噪比地震资料的自动速度建模,建模精度与人工拾取结果相当,建模效率提高100倍以上。
相比传统的声波逆时偏移方法,弹性波逆时偏移(ERTM)可以提供更多地下结构的物理信息,然而其偏移中的串扰噪声及各种非物理噪声严重降低了成像质量。为了获得更高分辨率的地震成像,介绍了一种在ERTM生成的倾角域成像道集上使用卷积神经网络(CNN)估计叠加孔径,实现稳相叠加从而压制偏移噪声的方法。该方法通过在倾角域识别主要的反射波能量,剔除对成像贡献不大的部分,从而压制了偏移中的各种噪声,提高了ERTM成像质量。CNN是一个端到端的深度学习过程,一旦网络经过训练得到适合权系数和偏置,可以替代人工实现自动拾取。BGP盐丘模型数据和SEG起伏地表模型数据测试结果表明:利用CNN实现自动拾取的算法在只对少量道集拾取并作为标签数据,对神经网络训练后,可较好实现海量道集的自动拾取。基于CNN的倾角域弹性波逆时偏移噪声压制方法效果好、效率高。
流体因子是储层流体识别中的重要参数,传统的流体因子不能较为准确地识别储层流体,等效流体体积模量对储层流体的变化更加敏感。多波AVO反演是从地震道集中提取等效流体体积模量的重要手段之一。常规的多波AVO反演基于最小二乘或贝叶斯理论,反演精度强烈依赖于初始模型,但大多数实际工区很难建立高精度、高分辨率的初始模型。为了进一步提高储层流体识别的精度,并降低反演对初始模型的依赖程度,在AVO反演理论的指导下,构建基于无监督深度学习的纵波和转换波道集直接反演等效流体体积模量的方法,将该方法应用于X工区实际数据的反演并进行储层流体识别。X工区内井旁道地震道集的试算结果表明,该方法具有较高的精度,反演结果与测井数据的相对误差约为2.949%,绝对误差小于0.1GPa;X工区内反演得到的等效流体体积模量的剖面和时间切片与已知测井解释结果匹配度良好,说明该方法能够较为精确地识别储层流体,具有良好的实用价值。
包含专家经验知识的知识库对复杂测井解释评价有着重要作用,但测井解释知识库普遍存在自动调用准确度不高的问题。因此将KNN算法(K邻近法)与Fisher判别法相结合,提出了一种基于KNN-Fisher算法的测井解释知识库构建方法。该方法利用地区经验模型及专家经验参数等研究成果建立知识库,通过混合推理查找知识,对唯一确定的知识直接调用。如果存在多条知识,则利用KNN-Fisher判别法调用知识。方法具体流程如下:首先通过Fisher判别法建立知识模型,然后将需要调用知识的层组测井资料导入模型,再通过引入权重系数并利用质心点约束的K邻近法对知识进行判别调用,最终实现知识的自动调用。将该方法应用于南海西部海域油气田测井解释评价,结果表明,利用该方法自动获取到的知识与所在地层条件吻合,该方法可有效克服混合推理和KNN算法存在的不足,实现测井解释知识库的准确调用。
加拿大阿萨巴斯卡地区油砂储层内的侧积砂层和泥岩隔夹层发育,井间非均质性强,储层内岩性的空间精确刻画对蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发井部署至关重要,而井孔储层段的岩性识别是进行空间岩性研究的基础。目前该地区井孔岩性划分主要依据钻井取心数据,成本很高,如果使用常规测井曲线就能准确识别岩性,则可以降低生产成本。以该地区Kinosis工区为研究对象,采用了基于贝叶斯概率模型无监督学习的测井岩相分析方法,选用常规测井曲线数据,在主成分分析(PCA)基础上进行聚类分析,得到井位处的垂向岩相分布。综合测井曲线、测井解释结果、岩心照片等地质资料,对岩相结果进行统计分析和标定,确定储层内每个岩相的岩性特征和地质特征。应用结果表明,无监督学习测井岩相分析技术充分利用数据之间的内在关系,无需提供先验的岩性模型,结果更为客观;通过标定,岩相识别结果与取心数据吻合率高,展示了一种利用常规测井曲线预测油砂储层井孔岩性的较为经济的研究方法。
快速沉积的砂砾岩单元复杂非均质性导致了储层不连通,进而形成剩余油,影响了开发效果,这是油田生产开发中后期亟待解决的问题。砂砾岩沉积单元的地震响应差异小,需要采用不同于常规方法的单元边界检测方法,为此提出了利用方向可控金字塔方法实现单元体边界检测。首先,将地震属性图像作为输入信号,通过构建地震属性图像金字塔对各个尺度的地震属性图像进行多方向分解;然后对不同方向的地震数据加入方向滤波估计,得到最优方向的结果;最后将各尺度的地震属性图像重构得到最终的地震属性图像。采用方向可控金字塔的地质体边界识别方法将地震属性分解为多尺度、多方向的特征分量,可以增强表征沉积地质体的横向分布特征,该方法可以挖掘地震属性中隐蔽的沉积地质体分布特征,并利用沉积规律在各个分量的显示度对其进行重新组合,这对准确刻画井间沉积地质体边界起到关键作用。将该方法应用于春风油田p609区块沙湾组地层的边界识别,应用结果表明,p609区块西部为扇三角洲沉积,由多个北西西向地质体组成,东部14井区为辫状河三角洲沉积,为北北东向地质体,利用方向可控金字塔的地质体边界识别方法处理后的地震属性和位于同一组地质体的累产油量具有高度的相关性。
瞬变电磁信号易受各种噪声的干扰,尤其是在信号晚期,噪声甚至会淹没有效信号,严重影响了后期的反演。为此,提出了将瞬变电磁信号分为早中期和晚期两部分进行处理的思路,并首次将非负矩阵分解(NMF)的有监督算法应用于受噪声影响较大的瞬变电磁晚期信号的处理。首先,在训练阶段,将纯净信号进行短时傅里叶变换和非负矩阵分解处理,得到表征信号特征的原子字典。然后,在降噪阶段,利用原子字典和降噪模型处理含噪信号,得到初步估计的瞬变电磁信号。最后,多次重复以上步骤,将初步估计的瞬变电磁信号的晚期数据和含噪信号的原始早中期数据分别累加,求各自的算术平均值,再将两者拼接,估计出最终的完整的瞬变电磁信号。仿真实验和实测数据处理结果表明,该算法可以有效改善信噪比和均方根误差,减少波形的失真,降噪效果明显优于小波变换、Hilbert-Huang变换(HHT)和奇异值分解(SVD)等传统降噪方法,为提高后续反演的准确度奠定了基础。
针对准噶尔盆地腹部沙漠区A工区地层岩性目标区薄砂体和小断裂等地质目标的精细识别需求,基于“两宽一高”地震采集资料,开展了宽频处理技术研究。首先,采用近地表Q补偿技术较好地解决了近地表的吸收衰减问题,使地震波的高频成分得到一定程度的补偿;然后,利用地表一致性脉冲反褶积技术最大限度压缩子波,提高地震数据的纵向分辨率;在此基础上开展OVT域叠前时间偏移,通过对偏移道集进行方位各向异性时差校正、提频等优化处理改善叠前道集品质,为叠前反演油气检测奠定良好的资料基础;最后,利用叠后零相位反褶积和蓝色滤波等技术进一步提高地震剖面分辨率。A工区资料处理结果表明,该宽频处理流程显著拓展了地震资料的频带宽度,提高了剖面分辨率,对薄砂体储层和小尺度断裂的刻画更加精细。
常规地震数据处理技术无法充分利用宽方位地震数据所包含的方位角信息。针对塔里木盆地塔河油田某区块的实际宽方位地震数据,基于全方位偏移成像技术,利用全方位共反射角道集对研究区碳酸盐岩储层的小断裂进行了精细成像,并将偏移道集、成果剖面和地震相干属性与OVT技术的偏移结果进行了对比和分析;同时,对全方位倾角道集进行了绕射波分离成像,并对比分析了绕射波分离前、后的成像剖面和地震属性。结果表明,全方位共反射角道集的信噪比更高,对应的剩余延迟时谱的能量团更聚焦,该道集在全方位和分方位角范围内的成像剖面对小断裂的刻画更精细,断裂面更清楚,断点更干脆;绕射波成像剖面能有效提高溶蚀孔洞的识别精度,与绕射波分离前的成像剖面相比,其响应特征更明显,分布范围更广,溶蚀孔洞之间的区分度更高。
测井资料较少、气云区成像质量差等问题常导致传统断层解释技术难以满足海上复杂断块油田开发阶段断层精细刻画的需求。集成边缘保护结构增强滤波、方差蚂蚁体融合属性、变解释测网密度快速断层解释、构造样式分析、三维可视化质控等技术,研究形成了适用于海上复杂断块油田开发阶段的断层解释技术组合。具体流程为:首先开展地震数据解释性处理;随后提取平面导航属性;接着开展剖面平面互动断层解释;然后基于构造样式指导剖面断层组合;最后对成果进行校验并输出。应用该流程完成了老油田A的断裂系统精细解释,在满足解释精度的同时较大程度提升了解释效率,并通过地震剖面与压力测试结果验证了解释成果的合理性,为后续油田滚动挖潜提供了技术支持。
河流相沉积的“富砂型”储层中,河道交切关系复杂,精细刻画河道末期水线对理清砂体叠置关系、单一点坝刻画具有重大意义。针对渤海海域A油田高弯度复合型河道砂体(明上段B砂体),基于高分辨率地震资料进行倾角导向滤波及90°相移转换,开展高精度小尺度相干技术研究。利用正演模型,验证了不同尺度河道在地震剖面上的响应特征,确定了利用常规相干方法不能刻画小尺度河道的结论。针对地震数据的非相干性,可以采用振幅对比的方法进行刻画,结合实钻井资料,证实了利用振幅对比方法刻画小尺度河道及点坝边部岩性边界的正确性。在此基础上,利用地震多属性融合方法将河道和砂体信息叠合,采用等间隔地层切片方法直观展示河道和砂体平面形态,从而可以清晰研究河道发育迁移过程和砂体沉积过程,再结合地震剖面,提出了新的砂体沉积模式。以此沉积模式为指导,将复合砂体拆分为三期朵体沉积砂体,统一了油水界面,为部署评价井提供了依据。该方法技术对类似复合型曲流河沉积砂体精细研究具有借鉴意义。
在西湖凹陷B构造,高孔渗的储层“甜点”是该区花港组成藏的主控因素之一,利用地震资料开展致密砂岩背景下的储层“甜点”预测是该区增产增效的重要措施。研究区内4口井的弹性参数全面筛选分析结果表明,对花港组砂岩最敏感的弹性参数是泊松比,对储层“甜点”最敏感的弹性参数是密度。在叠前道集优化处理的基础上,由叠前AVO三参数反演得到最敏感的弹性参数数据体(泊松比和密度数据),以此为基础开展定量解释并预测砂体及储层“甜点”的分布。通过与沉积相对比分析,预测的花港组砂体平面展布特征与沉积相相吻合,储层“甜点”的分布受沉积相带的控制作用明显。基于砂体及储层“甜点”预测结果,在花港组新增落实一系列构造岩性圈闭,累计面积为102.6km2,为该区提高储层“甜点”钻遇率、扩展隐蔽油气藏勘探提供了有力的生产支撑。
四川盆地优质页岩储层受埋藏深、厚度薄、致密化程度高等复杂条件的制约,页岩气勘探开发难度大。经过近8年的勘探开发研究与实践,形成了四川盆地深层页岩气“甜点”预测与钻井工程辅助设计技术,具体如下:①综合利用大偏移距、宽方位、高覆盖次数、小面元的三维地震资料和地质、测井、岩石物理等信息,在有利沉积相带分析和构造解释的基础上,采用岩石物理敏感参数分析、弹性参数反演和有机碳含量(TOC)反演等方法,获得页岩储层有利沉积相带、构造、埋深、岩性、物性、脆性、生烃能力、含气量、裂缝、孔隙流体压力和地应力差异等“甜点”要素,实现地质与工程“甜点”综合评价与逐级分类;②将Ⅰ类和Ⅱ类“甜点”列为重点开发目标,利用地质、地球物理、工程一体化水平井轨道设计、跟踪与动态调整及压裂数值模拟等方法,实现深层页岩气钻井工程地球物理辅助设计与现场支撑。该技术在威远、荣县、永川、井研—犍为、丁山、赤水等页岩气探区的勘探开发中发挥了重要作用,实现了四川盆地深层页岩气的高效勘探与商业化开发。
随着塔河油田勘探开发程度的进一步深入,对缝洞储集体空间位置成像的准确度和小尺度缝洞成像精度提出了更高的要求,常规叠前时间偏移成像技术已经很难满足需求。为此,建立了分频叠前深度偏移成像技术流程。首先,根据实际地震和地质资料特征,设置不同频宽的滤波器;其次,对叠前CMP道集进行分频处理,得到高、中、低不同频段的CMP道集数据体;最后利用克希霍夫叠前深度偏移技术,对不同频段的CMP道集分别进行偏移成像,从而得到与之相对应的不同频段叠前深度偏移数据体。塔河地区某工区实际三维地震资料应用结果表明,与叠前时间偏移后分频技术的应用结果相比,分频叠前深度偏移成像技术明显降低了叠后分频技术带来的“假频、‘串珠’纵向拉长”的假象,不但提高了缝洞体空间位置成像的准确度,同时提高了地震资料的分辨率,利用高频段叠前分频深度偏移数据体能够识别更小尺度缝洞体,且缝洞成像结果与实际钻井结果吻合。该技术在塔河地区具有较大的应用前景。
近年关于四川盆地飞仙关组鲕滩的勘探开发多集中在开江梁平海槽两侧,为进一步拓展盆地内飞仙关组鲕滩发育有利区,利用大量新采集的盆地大格架剖面和二维、三维地震资料,充分结合地质认识、钻井资料和测井资料,开展了川中川东地区飞仙关组鲕滩分布规律研究。通过优选整个四川盆地飞仙关组井位,精细标定鲕滩储层在不同相区的地震剖面上的响应特征和发育位置,结合盆地大格架剖面上飞仙关组沉积特征,建立了飞仙关组鲕滩从盆地中部到川东北地区的发育模式,发现了四川盆地飞仙关组鲕滩分布及迁移规律,提出了鲕滩储层发育是受物源方向和裂陷槽联合控制的沉积模式的地质新认识。研究认为四川盆地飞仙关组鲕滩具有“自西南向东北方向”迁移的特征,川中川东地区沿蓬溪武胜台凹和开江梁平海槽发育3期大规模鲕滩:飞一段前积鲕滩体,飞二、飞三段前积鲕滩体和飞二、飞三段加积鲕滩体,川中中部蓬溪武胜台凹处也发育与开江梁平海槽两侧一样的飞仙关组高能鲕滩储层,这一发现为飞仙关组地层的勘探提供了新的勘探区域,具有重要的勘探价值。
单极子声源有限差分方法建立了直角坐标系,数值模拟了溶洞地层全波列声波的传播,研究了地层溶洞对纵、横波首波以及散射波的影响。结果表明:当溶洞距井壁的距离超过单极子测井的最大探测距离后,它对井孔声波的影响很小。当溶洞的位置不超过声波测井的最大探测距离且径向排列时,纵波的初至时间和首波幅值的变化与溶洞的半径、数量呈正相关。横波首波的衰减与溶洞的半径线性相关。在单极子声源的探测距离内,溶洞的数量越多,横波的衰减程度越大。当地层横波遇到含水溶洞时,随着源距的增加,转换横波和转换纵波会逐渐分离,横波首波的衰减先增大然后逐渐减小至平稳。横波对地层的溶洞更敏感。溶洞距井壁的距离对声波的影响较复杂,当溶洞距井壁的距离达到一定数值时,纵、横波首波幅值变化最大。散射波能量由溶洞的半径、位置和数量共同决定。一般情况下,溶洞的数量越多,散射波能量越强。
套管井中瞬变电磁勘探得到的瞬态响应中直接耦合响应占据总响应很大幅度且与地层电导率无关,为了提取包含地层电导率信息的涡流再次激发响应,需要研究去除直接耦合响应的方法。根据Doll电流环模型和瞬变电磁响应精确解的级数展开给出了直接耦合响应与地层涡流再次激发响应之间的耦合关系——频谱的实部与虚部,确定了瞬变电磁响应携带地层电导率信息的方式——响应的相位移动。结合瞬变电磁响应的扩散过程,给出了地层电导率计算方法:用不同地层电导率时的响应相减消除直接耦合信号,响应差正比于地层电导率差。利用点源激发的推迟势可将上述方法推广到电极激发响应,其涡流再次激发响应与地层电导率的开平方成反比关系。以此为基础,设计了井内发射、接收系统同时移动跨越浅层测量深部地层电阻率的精细勘探方法。该方法从套管井测量资料中得到验证:瞬变电磁能量可穿过套管和近地层测量深部地层的电导率。
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