等效流体体积模量直接反演的流体识别方法

流体因子构建对储层流体识别具有重要意义。基于等效介质理论,将体积模量中体现流体效应的部分定义为等效流体体积模量。岩石物理分析表明,等效流体体积模量对于岩石孔隙内流体类型更加敏感,叠前地震反演可以有效获得等效流体体积模量。借助多孔弹性介质岩石物理模型,建立了Gassmann流体项与等效流体体积模量的直接关系,推导了基于等效流体体积模量的Zoeppritz方程的近似方程以及弹性阻抗方程,实现了基于弹性阻抗的等效流体体积模量直接反演。模型试算验证了方法的可行性,实际资料应用表明基于等效流体体积模量直接反演提高了流体识别准确度。     

惠西南地区储层含油气性叠前地震固液解耦识别

惠西南地区位于珠江口盆地珠一坳陷惠西半地堑南侧,主要以构造-岩性复式圈闭勘探为主,主力油气层为K08—K22,其砂体纵向变化大,常规的流体识别方法难以排除因孔隙度造成的假"亮点"。本文对Xu-White模型进行改进,建立了变孔隙纵横比的砂泥岩地震岩石物理模型,发展了基于测井约束反演修正的横波预测技术。基于地震岩石物理模型,进行地震岩石物理分析,优选弹性阻抗和固液解耦等效流体体积模量为敏感参数,为储层描述和流体识别工作提供有力支撑。利用贝叶斯弹性阻抗反演方法获取部分角度叠加的弹性阻抗数据体,推导了相应的弹性阻抗方程,对固液解耦等效流体体积模量进行直接提取。该方法综合利用了地质信息、测井数据以及叠前地震AVO信息,既保证了常规弹性阻抗反演的抗噪性,又避免了间接反演的误差累积和孔隙度等物性的影响。实际资料处理结果与测井解释结果和地质认识吻合较好,证明了方法的可行性和实用性。     

利用三参数AVO近似方程的深层叠前地震反演

目的层埋藏深度的增加使地震波在目的层的入射角范围变窄,造成大入射角地震信息的缺失;深层更强烈的压实作用影响了常规流体因子对储层的敏感性,因此需构建对储层更敏感的流体因子并做相应的叠前地震反演方法研究。考虑到流体体积模量K_f对碳氢化合物的敏感度较高的特点,本文从岩石物理理论出发,推导了基于流体体积模量K_f、固体刚性参数K_m和密度ρ的三参数AVO近似方程和弹性阻抗方程,该方程满足窄角度入射时反演对精度和稳定性的要求;基于本文近似公式介绍了流体体积模量K_f的提取流程。模型试算和实际资料反演结果表明,流体体积模量K_f可从叠前地震数据中提取,且方法具有稳定性、实用性和精确性。     

基于Kf-μ-?近似方程的深层叠前地震反演研究

Yin X Y等（2014）提出了基于流体体积模量的四项AVO近似方程,该文在此基础上,并根据Zhang等（2014）的假设推导出适用于深部储层窄角度的基于流体体积模量K_f、体积模量μ和孔隙度?的三项AVO近似方程。通过精度分析和模型测试表明:在入射角达到27°时,该近似方程与Zoeppritz方程反射系数差值为0.015,精度满足反演要求;在无噪和有噪两种条件下,该方程的反演结果与原始曲线误差皆在允许的范围内,稳定性满足反演要求;因此理论条件下,基于K_f-μ-?的AVO近似方程具有一定的可行性。在实际资料应用中,反演结果与原始曲线对应结果基本一致,为利用流体体积模量K_f反演并进行储层预测和流体识别奠定了基础。     

基于统计岩石物理的含气储层饱和度与孔隙度联合反演

从地震数据中得到饱和度与孔隙度等储层物性参数是进行储层评价的关键。利用Gassmann方程讨论了储层岩石骨架特征、孔隙流体特征对介质地震弹性性质的影响．研究结果表明利用地震弹性属性反演饱和度等物性参数有其实现的特定岩石物理基础．其一是在气／水／油多相流体中,气体的体积模量相对于水／油的体积模量具有一定的可比性。而不能被忽略;其二是岩石骨架的纵波阻抗等弹性属性对所赋存孔隙流体的变化较为敏感。这样岩石的纵波阻抗等弹性参数随含水饱和度变化的变化率会明显增大,从而降低了从地震弹性属性中求取饱和度的不确定性和不稳定性。考虑到孔隙度与饱和度对储层岩石弹性特征影响的相关性,给出了基于随机岩石物理模型的Bayesian技术对孔隙度与含水饱和度进行联合反演的方法和步骤,并将该方法运用于高孔隙度含气砂岩储层的孔隙度及含水饱和度的预测中获得了较好的应用效果。     

基于页岩岩石物理等效模型的地层压力系数预测方法

近年来页岩气的勘探开发实践表明其产量与压力系数呈正相关关系,但准确的地震预测难度较大。页岩气储层富含有机质及有机质孔隙,其矿物组分及微观结构相比常规储层更复杂。为此,构建了一种适用于海相页岩的岩石物理模型,并提出了一种基于该模型的页岩地层压力系数预测技术。首先结合页岩储层微观结构特征,针对骨架矿物的差异性,分别采用自洽(SCA)模型和微分等效介质(DEM)模型模拟得到背景介质,结合孔隙及流体等特征,建立等效岩石物理模型;进而通过计算背景介质体积模量及饱和流体等效岩石体积模量,发现两者的差异与实钻井压力系数正相关,并建立地震预测模型;最后推导建立了基于Gray近似弹性阻抗的体积模量直接反演方法,实现了页岩地层体积模量及压力系数的定量预测。实际数据试验表明预测结果与实钻井及后验井吻合度较高。     

基于支持向量机的非线性弹性阻抗反演方法

常规弹性阻抗反演是由Zoeppritz方程近似式组建线性方程组并求解,但是弹性阻抗与弹性参数是一种完全非线性关系。本文把支持向量机方法引入弹性阻抗反演过程中,提出一种新的非线性弹性阻抗反演方法：①在基于精确Zoeppritz方程正演角道集基础上生成部分叠加剖面并求取弹性阻抗;②运用支持向量机方法训练弹性阻抗与弹性参数的非线性关系;③由此非线性关系反演弹性参数。将该方法用于模型数据和实际资料,反演结果表明支持向量机的非线性弹性阻抗反演保持了常规弹性阻抗反演稳定性的同时提高了弹性参数的反演精度,且克服了常规波阻抗反演解决不了的远炮检距数据或弹性参数纵向变化大等缺陷。     

声学全波形反演预测饱和度

饱和度是储层定量描述的重要参数之一,研究饱和度对于地下流体分布、储量估计及井位设置都至关重要。基于全波形反演提供的高精度地层弹性参数,研究了地震饱和度预测方法。通过数学分析和数值计算,讨论了流体体积模量和孔隙空间体积模量特征及其对流体的敏感性,并在此基础上,提出了利用两参数全频带声学全波形反演和Brie公式预测饱和度的方法。通过数值计算,分析了体积模量和密度反演误差及Brie公式中指数因子误差对饱和度预测的影响。通过四川广安气田实际地震数据反演和饱和度预测,进一步验证了方法的有效性。     

PP波与P-SV波叠前联合反演研究与应用

基于各向异性介质理论和Zoeppritz方程，利用PP波与P SV波叠前地震资料能够反演纵波速度、横波速度、密度及各向异性系数，能够进一步计算得到弹性阻抗、泊松比、体积模量、剪切模量和拉梅常数等多种弹性参数。结合地质、测井、岩石物理等资料，对反演获得的各种参数进行优化，归纳总结其变化规律，提炼岩性判断和流体识别的各种敏感参数，实现含油气异常区域的准确圈定。综合分析多种参数异常的交叉分布区域，能够更准确地实现有利储层及油气分布的预测与评价。基于新场3D3C地震资料，将这套方法和技术思路应用到川西坳陷深层须家河组超致密非常规天然气藏储层预测与含气性检测中，获得了良好的实际应用效果。     

多参数声学全波形反演及气藏检测

致密油气藏储层物性与围岩差异小,地震异常弱,需要更高灵敏度的检测方法和技术。基于多参数声学全波形反演提供的高精度地层体积模量和密度,通过多相介质岩石物理模型,获取储层物性参数并进行致密气藏"甜点"预测。阐述了时间域体积模量和密度两参数声学全波形反演,分析了Gassmann方程和Koster-Toksöz方程的特征,提出了基于全频带地震数据的多参数声学全波形反演策略及联合Gassmann方程和Koster-Toksöz方程的气藏检测方法。该方法充分利用了先验信息及时-空域多参数全波形反演,给出了高精度地层弹性参数,同时考虑了Kuster-Toksöz方程刻画孔隙形态能力和Gassmann方程易用性特征,所构建的气藏指示因子考虑了孔隙流体和孔隙度因素,能较准确地指示气藏的存在和品质。通过在致密砂岩气田的实际应用,有效气藏("甜点")预测结果与测井及钻井基本一致。     

TI介质多波AVA联合反演岩性参数方法及应用

AVA岩性参数反演方法大都是基于各向同性理论的近似公式利用P-P波单分量资料来反演。对于大角度入射的地震资料，基于各向同性理论的AVA近似公式与基于各向异性理论的AVA精确公式的计算结果存在较大差异。仅利用P-P波振幅反演地层岩性参数无论在理论基础还是反演精度上都存在不足，而同时用P-P波和P-SV波振幅联合反演岩性参数，可增加约束条件，提高反演结果的可靠性。以TI介质中的振幅特征方程为理论基础，进行多波AVA联合反演纵、横波速度、地层密度和地层各向异性系数。实际资料计算结果表明，此方法不仅能够可靠的求取地层岩性参数，还能得到与地层裂缝有关的各向异性系数。联合反演结果比单分量反演的结果更稳定可靠，是一种行之有效的叠前弹性阻抗参数反演方法。用反演得到的岩性参数求取对油气反应敏感的弹性阻抗，进而可以利用不同角度弹性阻抗的梯度变化进行油气水的识别。     

杨氏模量和泊松比基追踪反演

本文基于基追踪理论利用叠前地震反演方法直接反演杨氏模量和泊松比。首先从Zoeppritz方程的Gray近似公式出发,根据弹性参数间的关系推导出包含杨氏模量、泊松比和密度的地震反射系数线性近似公式;然后基于基追踪反演理论建立了叠前地震反演方法,直接反演杨氏模量和泊松比,并在基追踪反演的目标函数中加入模型约束项,以提高反演方法的稳定性;最后,利用模型试验和实际数据证明该方法可以从地震数据中稳定估算杨氏模量和泊松比。     

叠前三参数同步反演方法及其应用

叠前三参数同步反演的优势是可以同时获得地层的纵波、横波和密度信息,进而定量描述储层的流体饱和度。提出了一种叠前三参数同步反演的新方法。该方法基于Zoeppritz近似方程和贝叶斯参数估计理论,用协方差矩阵来描述参数间的相关程度,然后用参数间的岩石物理关系对反演结果进行约束,从而得到稳定、准确、可靠的解。仿真实验和实际应用表明,该反演方法鲁棒性好,为储层的进一步识别提供了更多的物性参数。     

基于叠前地震反演参数的流体饱和度定量预测方法

提出了一种基于测井数据和叠前地震反演参数的流体饱和度定量预测方法——孔隙体积模量法。该方法基于Gassmann方程,在假设已经对岩性进行了可靠的定性预测,并较准确地计算了砂岩的泥质含量和孔隙度的前提下,利用测井资料计算干燥岩石体积模量和孔隙体积模量,利用各种叠前反演得到的弹性参数拟合干燥岩石体积模量,建立含水饱和度与孔隙体积模量的关系式,对流体饱和度进行定量估算。利用长庆油田苏里格地区的实际地震资料对孔隙体积模量法进行了验证,结果表明,该方法能定量预测含气饱和度,且能半定量预测气层的产能。根据预测结果部署的井位经钻探获得了高产气流。     

层状半空间地震数据的弹性波方程反演

由于叠前地震数据同时含有丰富的纵波和横波信息，而且这些信息与岩性密切相关，因此根据叠前数据的反演可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息。由于层状弹性半空间的地震波传播规律具备模拟AVO分析的条件，所以可采用一种基于弹性波波动方程的方法来合成叠前记录。文中推导了球面波在层状半空间形成的反射公式，此式包含了波前扩散效应、层状地层的横波反射及自由表面的反射，以此正演模拟算法为基础，建立了一套叠前弹性波方程反演方法，其中反演问题的求解用遗传算法完成。为了能有效地搜索到最佳地层参数，遗传算法的具体实现完全依照叠前反演这一特定的多参数非线性优化问题而设计。由叠前弹性波反演得到的纵横波速度和密度可用来计算泊松比、弹性模量等岩石物性参数，为识别储层孔隙中的流体性质提供了新手段。     

Seismic fluid identification using a nonlinear elastic impedance inversion method based on a fast Markov chain Monte Carlo method

Elastic impedance inversion with high efficiency and high stability has become one of the main directions of seismic pre-stack inversion. The nonlinear elastic impedance inversion method based on a fast Markov chain Monte Carlo (MCMC) method is proposed in this paper, combining conventional MCMC method based on global optimization with a preconditioned conjugate gradient (PCG) algorithm based on local optimization, so this method does not depend strongly on the initial model. It converges to the global optimum quickly and efficiently on the condition that efficiency and stability of inversion are both taken into consideration at the same time. The test data verify the feasibility and robustness of the method, and based on this method, we extract the effective pore-fluid bulk modulus, which is applied to reservoir fluid identification and detection, and consequently, a better result has been achieved.     

弹性阻抗在岩性与流体预测中的潜力分析

给出了弹性阻抗的概念,并根据弹性阻抗与波阻抗定义的相似性,提出了利用叠后测井约束反演方法实现弹性阻抗反演的思想。利用Gassmann方程对渤海湾地区上第三系储层进行了流体替代模拟,得出横波速度随水饱和度变化很小,纵波速度和密度随水饱和度变化较大,对流体变化较敏感的结论。用不同饱和度的纵、横波速度和密度参数,利用波动方程正演模拟得到叠前合成道集,并提取角道集剖面,然后反演得到弹性阻抗剖面。反演结果表明,利用叠后测井约束反演方法实现弹性阻抗反演是有效和可靠的。对弹性阻抗和波阻抗与水饱和度的关系进行了对比分析,结果表明,弹性阻抗可以更好地反映流体饱和度的变化,在岩性和流体的识别和预测中具有很大的潜力。对鄂尔多斯苏里格气田的实际资料进行了处理,发现入射角为16°时弹性阻抗与自然伽马有很好的相似性,因此利用16°入射角对应的弹性阻抗可以识别有效储层。此外,通过井点弹性阻抗与自然伽马的对比分析,可以确定区分有效储层的门槛值,如苏里格地区有效储层的弹性阻抗门槛值为2900。