基于高分辨率反演谱分解的储层流体流度计算方法研究

反射地震数据中的低频信息包含了与储层及流体有关的丰富信息,从地震数据中提取储层流体流度属性可以为利用地震低频信息进行储层预测和流体识别提供一种新的途径。为此,研究并提出了基于高分辨率稀疏反演谱分解的储层流体流度计算方法。首先基于Biot孔隙介质依赖频率的反射系数低频渐近分析理论,推导出了储层流体流度属性的计算表达式;然后利用地震数据低频段优势频率的瞬时谱振幅代替相应频率处的反射系数,给出了储层流体流度属性的直接近似计算方法,其中关于瞬时谱的计算采用了基于交替方向算法的高分辨率稀疏反演谱分解方法,该方法相对于常规谱分解方法具有更高的时间分辨率和频率分辨率。陆上和海上二维叠后地震资料的试处理结果表明,基于高分辨率稀疏反演谱分解的储层流体流度计算方法得到的储层流体流度属性剖面分辨率非常高,对于含油气储层显示了良好的成像能力,降低了储层流体识别的多解性和不确定性。     

匹配追踪法在碳酸盐岩流体检测中的应用——以哈萨克斯坦楚-萨雷苏盆地为例

由于碳酸盐岩储层非均质性强、结构复杂,给含油气性的正确判识带来了较大困难.匹配追踪是目前较为有效的一种高精度时频域分解技术,基于含气储层的频率特性构造的流体活动性属性参数,可较好指示碳酸盐岩储层含油气的变化.以哈萨克斯坦楚-萨雷苏盆地ASA研究区碳酸盐岩储层为例,应用匹配追踪方法对地震资料进行高精度时频分解,根据地震波入射饱和流体多孔介质波动方程,建立流体活动属性与频率关系式,获得与流体性质密切相关的流体因子,对含气储层分布范围进行预测.经钻探证实,单井吻合率达86.3 % .这一预测成果对该地区的油气勘探具有重要指导作用,也为今后碳酸盐岩储层的勘探提供了一种很好的方法.     

纵波速度频散属性反演方法研究

利用与频率有关的地震属性进行储层特征描述一直是地球物理学家研究的热点,由于含烃类储层会造成地震波的衰减和速度频散,因此,反映速度频散的属性在一定程度上可以指示含烃类储层。基于弥散介质界面反射系数随频率变化的假设,通过研究纵波法向入射时反射振幅随频率的变化规律,推导了包含表征纵波速度频散程度属性的反射系数近似公式,构建了反演方程,通过小波域分频和贝叶斯三参数反演分别得到分频地震数据和密度相对变化量,最终反演得到频散属性数据体。模型实验和实际资料的应用结果表明,纵波速度频散属性对含气储层具有较好的指示效果。     

频散属性在致密薄储层识别中的应用

针对鄂北大牛地气田致密砂岩薄互层储层识别预测难题,首先通过正演模拟分析不同储集条件下反射系数与频率的相关性及其频散程度;进而利用反演谱分解方法的地震道分解与重构技术获得实际地震资料的分频剖面,研究储层响应的纵波分频能量变化特征;在此基础上完成了研究区三维地震资料的频散属性提取,从剖面和平面上进行目标储层段的含气性分析预测。应用研究结果表明,频散属性预测结果与已知井吻合较好,证明了频散属性用于研究区致密砂岩薄互层储层预测的有效性。     

基于Gray反射系数的频变AVO反演

地震波传播过程中的频散现象对于流体识别至关重要,而常规的AVO反演技术没有考虑地震波在传播过程中的能量衰减和速度频散,忽略了频率因素,影响流体识别效果。基于Gray的λ-μ-ρ反射系数公式,通过依赖频率的AVO反演,构建了新的频散属性I_λ和I_μ,将其作为新的流体识别因子可以识别出含流体介质所引起的频散现象。模型试算和实际数据处理结果表明,该频散属性可以较好地识别出含流体储层,并且对不同流体的敏感性存在差异,频散属性I_λ可以更加准确地识别出含气储层,且受背景干扰很小。因此,基于Gray反射系数公式的频变AVO反演方法得到的频散因子对于有效储层的识别具有重要意义,为利用频散属性进行流体识别提供了一条有效途径。     

基于基追踪的时变子波提取与地震反射率反演

由于噪声和衰减的影响,地震数据不平稳,即地震信号的频谱从浅到深是逐渐变化的。为了研究地震数据的非平稳性质,基于基追踪谱分解方法进行高分辨率时频分解,通过点谱模拟提取广义地震子波,继而构建时变子波核矩阵和时变子波字典,最终实现非平稳基追踪地震反演。实际资料测试表明,基追踪谱分解广义时变子波提取方法能实现高效井震标定,基于时变子波的非平稳基追踪地震反演结果分辨率更高、地质连续性更强、地质细节展示更详细。     

地震信号谱分解匹配追踪快速算法及其应用

提出了地震信号谱分解的两步法匹配追踪(MP)算法。该方法根据最优小波的时间延迟,采用多点同时搜索的方式,在不损失MP算法精度的同时使运算效率得到了提高。阐述了基于Ricker小波MP算法的基本原理,给出了两步法MP快速算法的实现步骤。基于理论模型,讨论了MP算法谱分解的效果,并与Gabor变换和小波变换的谱分解效果进行了对比分析;利用谱分解的峰值瞬时频率进行了薄层反演,与常规薄层反演算法的对比表明,该方法对储层上、下界面反射系数的变化不敏感。在某地区,利用两步法MP快速算法对实际地震记录进行了谱分解,并基于由谱分解得到的不同频率的切片,分析了含气储层下方的影子效应,结果表明影子效应直接指示了烃类的存在。     

基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法

常规的叠前和叠后反演技术难以满足刻画薄储层的需求。由于道集叠加而产生的干涉效应对地震信号所蕴含的真实信息造成不同程度的弱化、畸变甚至湮灭,因此为有效地保存真实信息,应尽量避免叠加。另外,叠前道集的地震属性在随炮检距变化之外还受频率因素的影响,而以高分辨率谱分解为基础展开的FAVO反演方法能够提升流体识别能力。为此,以不叠加为核心思想,提出基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法。首先,从叠前道集出发,对包含目的层段的角度内道集进行筛选和提取,依托信号的稀疏表示理论对抽选的单角度地震数据开展高分辨率时频分解;其次,基于贝叶斯理论直接建立波阻抗与地震数据的映射关系,利用非线性最优化算法对初始模型进行扰动;最后,以前一个频率反演的结果作为后一个频率反演的约束,逐级进行反演,最终得到不同角度的高分辨率增维反演结果。以A研究区为例,在有效角度范围内对单角度地震数据分频约束反演,拓宽了数据维度,提升了反演精度,增强了对薄储层的描述能力。     

基于同步压缩小波变换的速度频散属性估算方法及应用

随着渤海A构造区油气勘探的不断深入,勘探目标逐渐由构造油气藏转变为构造-岩性复合油气藏。A区构造-岩性油气藏的流体关系复杂,储层非均质性强,导致常规油气检测方法多解性严重,不能为该区油气勘探提供可靠的烃检结果。地震波在含油气储层传播时,不仅会发生较强的能量衰减,同时也会发生较强的速度频散,因此,反映速度频散的属性可作为流体指示因子用于流体检测。基于此,文中提出了一种基于同步压缩小波变换的速度频散属性估算方法,从叠后地震数据中提取出表征速度频散程度的群能量梯度属性,进行油气检测。实际资料处理结果表明:基于同步压缩小波变换的速度频散属性油气检测方法分辨率非常高,对含烃储层具有较好指示效果,降低了油气检测的多解性。     

基于频变AVO反演的频散属性估算方法及其应用

地震波在含油气储层传播时会发生较强的能量衰减和速度频散,以特定的频散属性定量地表征速度频散程度,并可将其作为-种新的烃类指示因子用于储层预测。基于介质界面反射系数随频率变化的数学关系,本文研究了频变振幅随炮检距的变化规律;应用贝叶斯反演理论,可从分频叠前道集中反演出表征纵波速度频散程度和频散程度随炮检距变化的梯度等属性参数。模型测试结果验证了本文所述方法的可行性及频散属性识别油气的有效性,实际应用则进-步说明据此反演得到的频散属性可为储层烃类检测提供较可靠的数据支撑,有效地降低了烃类检测的多解性。     

时频分析在苏里格地区含气性检测中的应用

地震波通过含气层时高频能量将发生明显衰减,利用地震波高频能量的衰减可预测含气层。首先对比了短时傅里叶变换、小波变换、广义S变换和匹配追踪分解等4种时频分析方法,证实了匹配追踪分解时频分析具有较高的时间域分辨率和频率域分辨率;其次通过模型正演验证了地震波通过含气层时具有高频衰减的特征及高频衰减梯度方法可反映高频能量衰减;最后运用匹配追踪分解法对苏里格气田西部一块三维地震工区进行了时频分析,并应用高频衰减属性进行了含气性检测。其预测结果与钻井的含气性符合率较高,证明该含气性检测方法是可行的。     

地震信号可变分辨率匹配追踪频谱成像方法

基于传统的Morlet时频原子库的匹配追踪时频表征方法存在时频分辨率不可调的缺点,解决实际问题的能力受到限制。通过引入分辨率调节参数,使Morlet小波的时频分辨率灵活可控,在此基础上提出了可变分辨率的匹配追踪时频表征方法,实现时间分辨率和频率分辨率分别可调的目的。在薄层频谱成像中,利用可变分辨率匹配追踪时频表征方法来提高匹配追踪时频分布的时间分辨率,可以有效避免复杂地质背景的干扰,实现薄储层的清晰成像。     

Variable resolution matching pursuit spectrum imaging of seismic signals

基于传统的Morlet时频原子库的匹配追踪时频表征方法存在时频分辨率不可调的缺点,解决实际问题的能力受到限制。通过引入分辨率调节参数,使Morlet小波的时频分辨率灵活可控,在此基础上提出了可变分辨率的匹配追踪时频表征方法,实现时间分辨率和频率分辨率分别可调的目的。在薄层频谱成像中,利用可变分辨率匹配追踪时频表征方法来提高匹配追踪时频分布的时间分辨率,可以有效避免复杂地质背景的干扰,实现薄储层的清晰成像。     

利用双向匹配追踪提高地震分辨率

在常规时间域匹配追踪子波分解的基础上,提出了时频谱匹配追踪子波合成的思路,类似于数字信号处理的正、反过程,基于Gabor反褶积的理论框架,利用双向匹配追踪算法,在时频域实现了一种非平稳的提高地震分辨率方法,其流程为：1将地震道数据进行正向匹配追踪子波分解,将每个子波的时频谱进行叠加得到地震道的时频谱;2通过匹配追踪时频谱平滑和数学运算,得到近似反射系数时频谱;3对反射系数时频谱进行反向匹配追踪,得到一系列高分辨率的地震子波,进而合成高分辨率地震道。对实际地震资料的处理结果表明,该法有效拓宽了地震资料的相对频带,提高了地震数据的分辨率。     

基于匹配追踪算法的碳酸盐岩储层低频伴影识别方法研究

由于储层介质具有黏滞性,地震波在穿过含油气地层时会产生强烈的吸收衰减,并在储层下方产生低频伴影异常,因此,这种异常可以作为一种直接检测烃类的方法。 深层碳酸盐岩储层内部结构复杂,地震资料分辨率低,用常规时频分析方法难以精确刻画储层内部结构。 针对这些问题提出了一种基于匹配追踪算法的碳酸盐岩储层低频伴影识别方法,该方法利用匹配追踪算法对地震资料进行谱分解。 通过与其他时频分析方法进行对比,表明该方法具有更高的时频分辨率,能够有效检测储层低频伴影异常。 实际资料试算表明,基于匹配追踪算法的低频伴影方法能够有效检测深层碳酸盐岩含气储层。     

匹配追踪煤层强反射分离方法

地下存在煤系地层时地震剖面上会出现强能量反射同相轴,使煤层之上或之下的含气目的层反射信息淹没于强反射之中,加大了储层预测难度。依据稀疏表示理论,提出匹配追踪煤层强反射分离方法。匹配追踪去煤层强反射的关键是稀疏字典的选取,通过地震数据在不同的一维字典中的稀疏性分析,并考虑强反射信息的低频特征,选取由低频原子构成的一维非抽样离散小波变换(UDWT1D)字典来稀疏表示强反射信息。采用Blumensath等给出的迭代算法进行匹配追踪分解,该算法虽是一种贪婪算法,但由于对每个地震道只需进行一次匹配分解,计算效率较高。模型数据测试和实际资料处理结果证明了该方法的有效性。