基于扰动弹性阻抗的裂缝参数反演方法

裂缝参数是裂缝型储层评价的重要指标,利用基于方位弹性阻抗的叠前地震反演方法可获取裂缝储层参数,而地震波方位反射系数方程是叠前方位反演的基础。为探寻稳健的裂缝参数反演方法,首先对比分析方位反射系数方程中各参数的敏感性,探讨裂缝参数反演结果不稳定的根本原因,同时发现裂缝是导致储层呈现方位差异性的主要因素;然后结合扰动反演思想,将方位各向异性弹性阻抗表示为背景介质弹性阻抗项与扰动弹性阻抗项之和,定义扰动弹性阻抗缘于储层裂缝的存在;最终构建了一种稳健的基于扰动弹性阻抗的裂缝参数反演方法。模型试算和实际资料试处理的结果均表明,利用本文方法能够得到合理的储层裂缝参数,尤其是较好地解决了裂缝参数反演不稳定的问题。     

裂缝型储层五维地震有效压力参数预测

裂缝型储层是目前油气勘探开发的重要领域之一,有效压力预测在此类油气藏的开发中发挥着重要作用。有效压力可由有效压力参数计算得到,具有丰富方位及偏移距等信息的五维地震数据为裂缝型储层有效压力参数预测提供了基础资料。基于各向异性Gassmann方程和线性滑动理论,结合Smith有效压力参数函数和临界孔隙度模型,推导出由有效压力参数、流体体积模量和裂缝法向及切向裂缝弱度参数直接表征的正交各向异性(OA)介质纵波反射系数弱各向异性近似方程。在此基础上,提出了五维地震时频域分步反演方法,即在分步反演策略的基础上,综合利用时间域地震反演的抗噪性和频率域反演的高分辨率优势,提高预测精度。基于五维地震频率和振幅信息及岩石、测井和地质资料,实现了裂缝型储层有效压力参数及流体参数和裂缝法向及切向裂缝弱度参数的直接预测。模型测试和实际数据应用结果表明,反演结果与井上实际数值吻合程度较高,为裂缝型储层五维地震有效压力预测提供了一种可靠的方法。     

非均质HTI介质裂缝弱度参数地震散射反演

长波长假设下各向同性地层中发育的垂直排列裂缝可构成等效的具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质。裂缝弱度是重要的非均质各向异性介质特征参数,弹性逆散射理论是非均质介质参数反演的有效途径。基于地震散射理论,首先推导了非均质HTI介质中含裂缝弱度参数的纵波散射系数方程,并通过裂缝弱度的参数组合,提出了一种新颖的HTI介质方位弹性阻抗(AEI)参数化方法。为了提高反演的稳定性和横向连续性,改进了贝叶斯框架下的HTI介质各向异性方位弹性阻抗反演方法,同时考虑了柯西稀疏约束正则化和平滑模型约束正则化,最终运用非线性迭代重加权最小二乘策略实现了裂缝弱度参数的稳定估算。模型和实际资料处理表明,反演结果与测井解释数据相吻合,证明利用该方法能稳定可靠地从方位地震资料中反演得到裂缝弱度参数。     

方位弹性阻抗傅里叶级数裂缝预测方法

目前裂缝预测方法主要分为两类:第一类方法基于方位地震数据的振幅或振幅导出属性(频率、衰减等)预测裂缝,仅能得到界面两侧地层的综合响应,无法确定上覆、下伏地层的裂缝信息;第二类方法基于方位AVO叠前地震反演获得不同方位的弹性参数,可直接求取目的层内的裂缝信息,但待反演参数维度高,且各向异性参数值较弹性参数值小得多,反演稳定性有待提升。为此,提出了基于方位弹性阻抗傅里叶级数的裂缝预测方法。基于Rüger的方位AVO反射系数近似方程,首先推导了方位弹性阻抗方程,将裂缝介质的界面信息转化为地层内部的弹性信息,方位弹性阻抗差异体现了地层的各向异性;其次,利用傅里叶级数展开方位弹性阻抗方程求取二阶傅里叶系数,通过方位弹性阻抗与余弦函数的互相关求取裂缝法向。模型测试表明,基于方位弹性阻抗傅里叶级数展开的裂缝预测方法能较好地预测裂缝发育情况以及裂缝法向,精度较高且抗噪性较强。实际数据预测结果表明,裂缝预测结果与成像测井结果一致,具有较高精度。     

利用五维数据直接提取裂缝型储层参数

现有裂缝型储层流体识别方法在构建流体敏感参数过程中没有考虑岩石骨架、裂缝、孔隙及油气水耦合影响,对五维数据中丰富的方位信息蕴含的流体信息挖掘不够,并且针对裂缝型储层油气识别以间接计算参数为主。宽方位地震五维数据反演本身存在“病态解”及“不确定性”等问题,多裂缝参数同时反演更易导致储层参数反演精度下降。因此,基于间接代数组合的流体因子在计算过程中不可避免地累积计算误差,影响油气识别效果。为此,结合各向异性Gassmann孔隙弹性理论和线性滑动理论,以“固液缝”解耦流体因子为基础,推导了由“固液缝”解耦流体因子直接表征的新的纵波反射系数方程,分析、讨论了新纵波反射系数方程的适用条件及敏感性;在此基础上,构建贝叶斯框架的地震反演目标函数,并基于时频资料研究五维数据流体识别方法,可直接获得裂缝型储层“固液缝”解耦流体因子,消除了累计误差的影响,提高了预测精度。模型试算及实际资料处理表明,所提方法可以合理、可靠地预测裂缝型储层油气分布。     

拉梅参数直接反演技术在碳酸盐岩缝洞型储层流体检测中的应用

缝洞是某区碳酸盐岩储层的主要储集类型,非均质性强。为充分利用叠前地震资料的AVO信息,采用基于弹性阻抗反演的LMR技术来求取储层弹性参数信息,进而指导储层流体检测。首先,通过岩石物理和弹性参数流体敏感性分析得到流体敏感参数;其次,基于拉梅参数弹性阻抗方程开展拉梅参数的直接反演,以减少常规弹性阻抗先反演纵、横波速度和密度再计算拉梅参数信息所带来的累积误差;最后,利用反演得到的流体敏感弹性参数进行含气储层预测。实际钻井结果证明,在研究区采用基于叠前弹性阻抗反演的LMR技术能够有效地识别含水与含气储层。     

用3D叠前地震资料和测井资料进行裂缝性储层综合表征

储集岩的地质和力学性质控制着裂缝。本文介绍了通过地震和测井综合资料分析表征裂缝性储层的方法。在地震各向异性分析中使用5个方位的反演弹性阻抗，并且通过地震反演模拟从各向异性分析中获得裂缝方位。用储集岩的Lame参数、衰减属性和瞬时属性量化裂缝密度。这些属性与储层岩性、地震波衰减和波场干涉有关。研究结果表明，在工区内，断层系控制着裂缝方位和分布，并且高裂缝密度与特低渗透储层的高产能有联系。     

裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法及应用

页岩储层地应力地震预测法通常运用弹性参数计算水平应力差异比（DHSR）,但是存在不足：一是预测方程中含有各向异性参数（裂缝柔度）,不容易求取,造成地应力预测难度较大;二是预测方程中的杨氏模量、泊松比等参数是由间接反演求取的,精度较低,难以满足页岩气地质工程一体化的要求。为此,提出了基于裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法。建立了基于杨氏模量、泊松比和裂缝密度的纵波方位各向异性AVO方程直接反演弹性参数,推导了由泊松比和裂缝密度表示的DHSR公式。根据井数据进行页岩储层各向异性岩石物理建模,并开展叠前方位各向异性反演,利用反演的泊松比和裂缝密度估算DHSR,运用DHSR评价页岩储层的地应力特征。应用实例表明：DHSR越小,水力压裂会产生不同方向的正交复杂裂缝网,可以更好地改造储层的物性和渗流通道,储层改造体积越大,越利于储层压裂;DHSR越大,水力压裂会产生平行于水平最大主应力的非正交平面裂缝,形成孤立裂缝,不利于体积改造。同时,DHSR预测结果与现有的测井地应力计算、压裂监测及产量测试等结果的一致性很高,并且符合地质认识,说明了所提方法的有效性和可靠性。     

叠前弹性波阻抗反演在流体检测中的应用——以渤海海域QHD29-2区块为例

常规叠后波阻抗反演和叠前弹性波阻抗反演技术难以有效预测和描述QHD29-2区块储层和流体的展布范围,为此,采用了基于Russell近似的叠前弹性波阻抗反演技术.该反演技术直接从流体弹性波阻抗反演数据体中提取对流体类型较敏感的流体因子f和剪切模量μ,使弹性阻抗与流体因子相关联,最终反演结果兼顾常规弹性阻抗反演的高抗噪性以及利用流体因子进行流体识别的直观性,有效地减少了常规流体因子间接计算的误差累积.利用叠前弹性阻抗反演方法进行QHD29-2区块东营组三段流体检测,进一步提高了该区块含油气储层物性横向变化的认识.     

——以渤海海域QHD29-2区块为例

常规叠后波阻抗反演和叠前弹性波阻抗反演技术难以有效预测和描述QHD29-2区块储层和流体的展布范围,为此,采用了基于Russell近似的 叠前弹性波阻抗反演技术。该反演技术直接从流体弹性波阻抗反演数据体中提取对流体类型较敏感的流体因子f和剪切模量μ,使弹性阻抗与流 体因子相关联,最终反演结果兼顾常规弹性阻抗反演的高抗噪性以及利用流体因子进行流体识别的直观性,有效地减少了常规流体因子间接计算 的误差累积。利用叠前弹性阻抗反演方法进行QHD29-2区块东营组三段流体检测,进一步提高了该区块含油气储层物性横向变化的认识。     

准静态孔缝介质广义裂隙弱度研究

基于地震低频条件下的等效介质理论,联合应用线性滑移模型和各向异性流体充填理论研究包含一组平行裂缝的含流体孔隙介质。由于不能简单地用法向和切向附加弱度表示Gurevich准静态孔缝介质模型中的裂缝,其柔度矩阵也无法用各向同性背景岩石的柔度加上法向和切向柔度来表示,因此本文提出用广义裂隙弱度表征Gurevich准静态等效介质中的含流体裂缝。广义裂隙弱度是各向同性背景介质岩石、裂隙和充填物的物性参数的函数,分析裂隙密度、充填流体和等径孔隙度对广义裂隙弱度的影响,为广义裂隙弱度指示裂隙发育程度和裂隙中流体的存在提供理论依据。同时,为了从地震数据中获取广义裂隙弱度信息,研究了基于Born近似的由广义裂隙弱度表达的反射系数公式,并进行了广义裂隙弱度反演敏感性研究。结果表明,广义裂隙弱度是更具有普遍意义的表征含流体裂隙的特征参数,可用于实现准静态孔缝模型地震数据的定量解释。     

宽方位杨氏模量反演和裂缝预测方法及应用——以渤中凹陷H构造潜山勘探为例

裂缝可作为油气储集空间或运移通道,是潜山油气勘探的重点目标。传统的方法多基于地震属性、利用弹性分界面AVO特征预测裂缝发育方向,但是由于顶、底界面AVO特征可能存在差异,导致裂缝预测精度较低。为此,利用杨氏模量对裂缝的指示性作用,从HTI介质一阶扰动近似方程出发,拓展基于杨氏模量、泊松比和各向异性参数表征的方位弹性阻抗方程,建立方位弹性阻抗反演方法;结合方位杨氏模量椭圆拟合和各向异性参数预测裂缝发育带,避免了顶、底界面AVO特征差异对裂缝预测结果的影响;最后通过模型试算,并实际应用于渤中凹陷H构造潜山勘探中,证实了所提方法可行、合理,预测的裂缝发育强度、方向符合实际情况。     

基于频变AVO反演的深层储层含气性识别方法

地震波在地下含油气介质储层中传播时会发生地震振幅的衰减与弹性特征频散现象,造成深层含油气储层地震流体识别困难。为此,基于Chapman裂隙—孔隙微结构衰减理论模型,分析多种频变弹性参数的流体敏感程度,优选出Gassmann流体项的频散程度作为深层储层含气性预测的识别因子;联合连续小波变换时频谱分解方法对部分角度叠加地震数据展开频谱分析确定参考频率;在此基础上,研究基于贝叶斯Cauchy约束准则的叠前地震频变Gassmann流体项反演优化方法,利用频变Gassmann流体项反演结果指导储层的流体检测,并在我国近海某盆地P探区对该方法进行了深层储层含气性预测验证。研究结果表明,该方法可以实现基于叠前地震资料的频变Gassmann流体参数的可靠提取,由其所得到的深层储层流体识别结果与实际测井解释结果吻合度较高。结论认为,频变Gassmann流体项能够有效识别深层储层的流体类型,为深层天然气层的识别提供了新的技术思路和方法。     

The application of amplitude-preserved processing and migration for carbonate reservoir prediction in the Tarim Basin, China

Conventional seismic exploration method based on post-stack data usually fails to identify the distribution of fractured and caved carbonate reservoirs in the Tarim Basin,so the rich pre-stack information should be applied to the prediction of carbonate reservoirs.Amplitude-preserved seismic data processing is the foundation.In this paper,according to the feature of desert seismic data (including weak reflection,fast attenuation of high frequency components,strong coherent noises,low S/N and resolution),a set of amplitude-preserved processing techniques is applied and a reasonable processing flow is formed to obtain the high quality data.After implementing a set of pre-stack amplitude-preserved processing,we test and define the kernel parameters of amplitude-preserved Kirchhoff PSTM (pre-stack time migration) and subsequent gathers processing,in order to obtain the amplitude-preserved gathers used to the isotropic pre-stack inversion for the identification of caved reservoirs.The AVO characteristics of obtained gathers fit well with the synthetic gathers from logging data,and it proves that the processing above is amplitudepreserved.The azimuthal processing techniques,including azimuth division and binning enlargement,are implemented for amplitude-preserved azimuthal gathers with the uniform fold.They can be used in the anisotropic inversion to detect effective fractures.The processing techniques and flows are applied to the field seismic data,and are proved available for providing the amplitude-preserved gathers for carbonate reservoir prediction in the Tarim Basin.     

基于等效介质模型的裂缝参数AVOA反演

对于裂缝储层内部的垂直剖面,裂隙弱度差可能为负值,而裂隙弱度为非负值,裂隙弱度递推反演方法和假设反射界面之上为各向同性介质的反演方法所得到的反演结果与真实裂隙弱度有较大差异。为此,根据裂隙弱度差等于一阶差分矩阵与裂隙弱度的乘积推导出了反射振幅与裂隙弱度的直接关系式,并将裂隙弱度非负值约束条件加入裂隙弱度反演方程中,构建了裂隙弱度纵波AVOA反演方法。模型试算结果证明了改进的裂隙弱度直接反演方法的有效性。利用塔里木盆地麦盖提地区实际纵波AVOA数据实现了法向和切向裂隙弱度以及裂缝密度反演,裂缝参数反演结果表明该区裂缝基本呈条带状发育,裂缝发育强度与断裂带密切相关,裂缝储层预测结果与测井和钻井资料吻合。     

大牛地气田二叠系下石盒子组致密砂岩储层含气性识别因子研究

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系下石盒子组致密砂岩储层孔隙度低,含气饱和度变化所产生的地球物理特征变化相对微弱,储层流体识别困难。为此,基于岩石物理参数测试,优选出对含气性敏感的弹性参数组合;利用岩石物理参数关系,推导出基于地震纵、横波阻抗的流体敏感弹性参数计算公式,构建了一个新的含气性识别因子。利用叠前地震资料纵、横波阻抗同步反演结果计算出新的含气性识别因子数据体,对大牛地气田进行了流体识别。研究结果表明,新的含气性识别因子能有效地突出研究区流体变化的影响,对致密砂岩储层的含气性识别能力较强,且具有很好的抗噪能力。     

利用地震多波NMO速度信息预测裂缝的方法

指出利用地震多波NMO速度信息,可以预测出目的地层的裂缝发育方向、裂缝分布范围;而且,针对各向异性介质,利用地震多波资料可以预测出裂缝密度以及裂缝内含物。实例研究结果表明了用地震多波NMO速度方法进行裂缝检测的实用性和正确性。     

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。