裂缝介质转换波方位各向异性研究

该文介绍了在弱各向异性条件下,基于Thomsen 裂缝理论---HTI 介质各向异性参数的转换波近似反射系数公式,通过AVO 正演,比较分析各向异性系数对于P-SV 波反射系数的影响及对P-P 波反射系数的影响。结果表明,应用联合P-P 波和P-SV 波的数据进行联合反演,能够更好地降低数据结果的不唯一性,从而得到更精确的裂缝参数。     

小生境遗传算法AVOA反演

采用具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)模型研究裂缝性油气藏,P波振幅随炮检距和方位角变化(AVOA),表现出较强的方位各向异性特征。本文基于Ruger提出的HTI介质模型的P波反射系数公式,利用由基准测线和另外两条与之呈45°、90°测线的P波反射系数的相对差异估算裂缝方位;同时引入小生境遗传算法,对基准测线和与之呈90°测线的P波反射系数差进行反演,得到了较高精度的纵、横波波速比和Thomsen各向异性参数。     

HTI介质饱和流体特性和裂缝密度对方位反射系数的影响

结合等效介质理论和Thomsen裂缝理论构建了饱和流体HTI介质弹性矩阵并推导出HTI介质弹性波反射/透射方程,基于该方程讨论了流体类型及裂缝密度对方位反射系数的影响。模型试算结果表明:下伏HTI介质饱含气和饱含水之间的方位反射系数差异比饱含油和饱含水之间的明显,饱含气和饱含水反射系数的差异随着入射角增大而增大,随方位角增大而减小;裂缝密度越大反射系数越小,不同裂缝密度的反射系数差异随着入射角和方位角增大而增大。研究结果为利用方位地震反射特征检测裂缝密度和流体性质提供了理论依据。     

基于傅里叶级数分析的各向异性参数估计及裂缝预测

利用Ruger反射系数近似公式进行地震方位各向异性椭圆拟合,研究裂缝密度与走向,在实际应用时因为待拟合点中存在奇异点,且椭圆拟合存在90°旋转问题,因而计算的方位角无法准确指示椭圆的长短轴方向。为此,将HTI模型纵波反射系数近似公式展开成傅里叶级数形式,利用最小二乘拟合提取傅里叶级数系数,从而提高各向异性参数估计和裂缝预测的准确性。针对不同方位角范围的数据,利用二倍角公式将纵波反射系数傅里叶级数展开式进一步展开,避免拟合提取傅里叶级数系数时因为同一个cos~nφ项对应两个各向异性反射系数而导致拟合结果出错。将该方法应用于HTI介质模型和实际地震资料,结果表明:对于HTI介质模型,展开后提取的拟合傅里叶级数系数与理论公式计算结果一致;对于实际地震资料,展开后提取傅里叶级数系数与工区裂缝发育及井资料指示的结果吻合,效果优于椭圆拟合结果和未展开时的傅里叶级数系数拟合结果。     

正交各向异性介质反射系数精确解

中国陆相沉积岩大多具有薄互层特征,当受到构造运动的影响时,会发育垂向或近似垂向的高角度裂缝,呈现出典型的正交各向异性,可看作是VTI和HTI各向异性的叠置。研究正交各向异性介质的AVO响应特征对裂缝型储层的精细刻画有重要的意义。针对VTI背景介质中发育的一组直立裂缝诱导的正交各向异性,采用Tsvankin提出的各向异性参数构建刚度系数矩阵,再根据Christoffel方程和边界条件推导了精确反射系数和透射系数的计算方法。理论模型试算表明：①若P波从低阻抗各向同性介质入射至高阻抗正交各向异性介质,背景介质VTI各向异性强度的增大会导致PP波反射系数增大、PS1波和PS2波的反射系数减小;而随着裂缝弱度的增强会导致PP波反射系数的减小、PS1波和PS2波的反射系数的增大。②若P波从高阻抗各向同性介质入射到低阻抗正交各向异性介质,PP波、PS1波和PS2波的反射系数变化规律与①相反。③PP波反射系数的方位各向异性远小于PS1波和PS2波。与Rüger反射系数近似公式计算结果的对比,验证了该反射系数计算方法的正确性。     

宽方位地震资料方位各向异性处理——以大庆长垣三分量地震数据为例

地震纵波在HTI介质中传播时，沿垂直于裂缝方向的速度小于沿平行于裂缝方向，且反射强度降低和频率变低；横波在HTI介质中传播时分裂成快、慢横波。以大庆长垣喇嘛甸地区的宽方位三分量地震资料为基础，分析了方位各向异性的表现特征、影响及不同方位角范围内属性的变化，并根据这些性质的变化利用椭圆拟合对该地区的各向异性的方位和强度进行定量预测，与利用横波分裂预测的结果一致。为了消除方位各向异性对地震成像分辨率的影响，利用椭圆拟合准确求出了HTI介质的方位速度，进行方位速度动校正，消除了方位各向异性引起的快慢波时差，提高了资料的成像质量。     

裂缝介质的纵波方位AVO反演研究

基于Zoeppritz方程的地震波反射系数解析式是非线性的，而利用地震波反射系数公式来反演介质的弹性参数，或是直接利用非线性反演方法，或是对复杂的反射系数公式进行线性化近似。首先，从理论上讨论了各向异性介质中的反射和透射系数方程，给出了裂缝介质的线性近似反射系数公式；然后，利用ISO／HTI模型对Vavrycuk和Ruger的近似反射系数与真实反射系数进行了对比，得出在大角度情况下Vavrycuk近似比Ruger近似更逼近真实值的结论。因此．选择Vavrycuk纵波近似反射系数公式对纵波方位AVO线性反演公式进行了推导；最后，用模型对反演公式进行了验证，反演结果能满足精度要求。     

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。     

两组任意夹角倾斜裂缝介质地震波场模拟

 两组任意夹角的倾斜裂缝在自然界中具有普遍性,本文针对两组任意夹角的倾斜裂缝介质模型,采用交错网格高阶差分法进行地震波场二维三分量数值模拟。根据Hudson理论和Bond矩阵变换得到裂缝型储层在观测坐标下的弹性系数,对比了在本构坐标和观测坐标下地震波场之间的差异,分析了不同方位角下炮记录波场特征、不同炮检距方位角道集上的波场特征,以及改变裂缝夹角后在方位角道集记录上的响应特征。研究表明,裂缝型储层的各向异性特征是裂缝的综合反映,各向异性的强弱不仅与裂缝的发育强度有关,还与裂缝发育的复杂程度有关。通过对方位各向异性介质数值模拟和波场特征的分析,可为方位各向异性介质的裂缝反演提供理论基础。     

基于贝叶斯理论的裂缝性介质叠前地震同步反演方法

裂缝的发育使储层表现出方位各向异性,而不同方位的叠前地震数据则表现出在振幅等属性上存在一定差异。所以,基于方位地震数据的叠前地震同步反演方法能获取储层裂缝相关参数,进而进行储层裂缝预测。为此,从方位各向异性介质的基本理论出发,介绍描述裂缝性介质的岩石物理参数,并给出各向异性参数与裂缝参数之间的转换关系。针对分步反演法可能产生累积误差的缺点,结合贝叶斯理论,提出裂缝性介质叠前地震同步反演方法。模型测试和实际资料测试结果均表明,新方法具有较好的可靠性和稳定性。     

HTI介质方位转换波反射系数一阶扰动近似

人们根据不同研究目的对Zoeppritz方程进行了简化与近似,但各类近似方程在大入射角情况下,大多无法准确描述转换波振幅变化规律,且由于地震数据随方位变化,对于PSV波方位反射系数的研究也相对薄弱。为此,基于HTI介质反射/透射系数精确表达式,根据介质分解理论与扰动思想,在弱各向异性假设条件下,推导了PSV波反射系数近似表达式,通过正演模拟分析振幅随方位的变化特征,并讨论方位转换波反射系数对各向异性参数的敏感性。正演分析表明：①在小入射角时,反射系数方位特征不明显,各向异性参数变化几乎不影响反射系数;随入射角增大,反射系数随方位角变化特征愈加明显,反射系数受各向异性参数变化影响;②界面上、下介质各向异性参数差越大,反射系数随方位变化越明显;③γ^（V）（与SH波垂直传播和水平传播速度差异相关）变化对反射系数影响最大,ε^（V）（与准纵波垂直传播和水平传播速度差异相关）变化对反射系数影响最小,且各向异性参数变化对反射系数的影响与方位角有关。     

含裂缝致密砂岩多波AVO响应分析

研究含裂缝致密砂岩的AVO响应特征,对致密砂岩储层参数的预测及油气开发具有重要意义。本文基于Biot-Gassmann流体替换理论,利用Thomsen各向异性理论建立含裂缝致密砂岩的等效HTI地震模型,通过分析含裂缝致密砂岩的PP、PS1、PS2波AVO响应特征发现：各向异性与各向同性介质的PP波反射系数在入射角小于10°时无明显差别,入射角大于10°时,不同裂缝密度致密砂岩的反射系数会有明显差异,且随裂缝密度增高而变大;各向异性与各向同性介质的PS波反射系数在入射角为0°、55°时两者几乎无差别;不同裂缝密度时PP波与PS1、PS2波AVA的极性反转位置移动规律不同。     

HTI介质方位观测PP波反射系数一阶扰动近似

五维叠前地震数据具有丰富的炮检距与方位信息,基于五维地震数据所发展的OVT域叠前地震属性分析可以对地下储层进行有效预测。本文在方位观测系统下,基于扰动思想与介质分解理论,推导出一种新的PP波HTI介质反射系数一阶扰动近似公式,突破了传统反射系数近似公式仅适用于小炮检距的局限,进一步提高了五维地震数据中炮检距信息的利用率。计算结果表明,本文所构建的一阶扰动近似公式与传统线性近似公式相比,具有更高的精度,与精确公式的AVO特征具有更高的相似性,为利用中远炮检距信息进行五维地震反演奠定了理论基础。     

裂缝介质中地震波方位AVO特征分析

预测储集层中的有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在油气勘探开发中具有重要的意义,裂缝的存在将导致介质属性的变化,不同的裂缝发育模式具有不同的表现特征,地震反射波振幅的方位变化就是一个重要的特征。对不同裂缝各向异性地质模型的地震波方位AVO特性进行了分析,建立地震波方位AVO的变化特征与裂缝走向和倾向的关系,尤其是具有一定倾斜角度的裂缝对地震波方位AVO的响应特征,为利用振幅变化信息预测裂缝提供了依据。将其应用于千米桥古潜山有利裂缝发育带的分析,取得了一些效果,促进了该方法在油气勘探中的应用。     

用切变模量近似P-SV波反射系数及在多波AVO反演中的意义

本文从精确的P－SV反射系数公式出发,推导出了作为射线参数函数的近似公式。该式说明,在非法线入射时,P－SV波反射系数主要取决于两个弹性参数：①反射界面两侧介质体密度之差与平均体密度之比△ρ／ρ;②反射界面两侧切变模量差与平均体密度之比△μ／ρ。文中还给出了数值实例,以说明该式的计算精度,同时分析了其适用范围,并与Aki和Richards（1980）的近似式的数值结果作了比较。本文采用阻尼最小平方反演理论计算出的反演参数的结果表明,在AVO资料线性反演中,估算△μ／ρ比估算泊松比差△σ精度高。     

用P-SV波叠加剖面合成横波层速度剖面

本文从Zoeppritz方程的精确解出发,导出了P-SV波反射系数的高精度近似表达式,证明P-SV波的反射振幅正比于△V_s/V_s.这里,V_s为反财界面两侧横波层速度的平均值;△V_s为两侧横渡层速度的差值.文中将P-SV波共转换点水平叠加改进为共转换点拟合叠加,得到正比于△V_s/V_s的叠加振幅.仿照纵波勘探中的波阻抗技术,利用P-SV波拟会叠加剖面(或其偏移归位剖面)逐层向下递推反演,再加上适当的标定,便可获得横渡层速度剖面.