利用反射纵波评价裂缝倾角的模拟实验研究

声波全波列测井中的反射纵波可以用来评价高角度裂缝和对井周附近地质结构进行成像.目前的研究主要侧重于直接从波形资料处理出发计算裂缝的位置和倾角,其可靠性和准确性无从评价和校验.文中采用模拟实验的方法记录了倾角为60°～80°范围内的8种倾角裂缝的反射脉冲纵波波形,自行推导了反演裂缝倾角的公式,结合波场分离技术对实验测量波形数据进行了处理,计算出的裂缝倾角与实际值具有良好的一致性.本文结果表明,利用至少2个深度点的纵波反射波波形资料就可以准确地反演裂缝的倾角.     

川西坳陷裂缝性储层的裂缝测井评价技术

川西坳陷具有良好的油气资源前景,上三叠统须家河组是"十五"的勘探主攻目的层.该储层孔隙度、渗透率极低,裂缝是储层的主要渗滤通道,储层含气性对裂缝的依赖性极强,储层的裂缝识别在储层评价中最为关键.文章根据声波全波列对纵波、横波、斯通利波等能量的不同衰减情况进行裂缝及类型的识别,一般情况下,纵横波传播系数与裂缝倾角有一定关系[1],即0°～33°和76°～90°倾角的裂缝对纵波幅度衰减小,对横波幅度有明显衰减;33°～76°倾角的裂缝对纵波幅度衰减较大,对横波幅度衰减较小.由成像测井信息映射井壁微电阻率图像,对井壁微电阻率图像进行地质刻度,从其中提取裂缝特征.常规测井识别裂缝首先利用声波测井和电测井,根据声波跳波和双侧向电阻率差异进行判别,其次用岩心裂缝信息标定测井曲线,建立裂缝评价指标--渗透率增大率(Ker)和多种测井响应的关系,由常规测井判断地层Ker的变化规律,由此对其进行裂缝评价.经实际应用,证明方法技术可行、有效.该套方法技术不仅适用于川西坳陷裂缝性地层,而且可推广到其它类似的裂缝性地层.     

横向各向同性介质纵波方位各向异性物理模型研究

 Ruger公式表明：在各向异性介质中,当各向异性参数、纵波阻抗、横波速度、介质密度已知的情况下,反射系数是方位角和入射角的二元函数;若采用固定炮检距观测方式,只改变测线与裂缝方向之间的夹角,则反射系数可化简为方位角的一元函数,根据Ruger公式便可得到不同炮检距下的反射系数值。本文基于Ruger公式,运用物理模型模拟方法,在水中以50,100,150mm的炮检距观测了HTI介质的地震响应,了解了反射波振幅、反射旅行时随裂缝方位角变化的规律。研究表明：在不同炮检距情况下,裂缝层顶、底界面的反射纵波振幅均出现方位AVO响应,即当方位角为0°时,纵波反射振幅最大,当方位角为90°时,纵波反射振幅最小;裂缝对纵波旅行时也产生影响,即反射时间随方位角增大而增大。物理模拟实验结果与理论计算结果相近,从而为裂缝识别和预测提供了借鉴。     

倾角对裂缝密度反演的影响分析

在倾斜裂缝中,能不能利用普遍使用的裂缝发育强度近似公式进行裂缝密度评价,是一个值得讨论的问题。由TTI介质反射振幅方程出发,推导出与HTI介质裂缝密度计算公式相似的TTI介质的裂缝密度计算公式;通过对两个公式的对比分析,建立了裂缝倾角影响裂缝密度计算结果的理论基础;通过数值计算,绘制了裂缝密度与裂缝倾角的关系曲线,对裂缝倾角的影响程度进行了量化分析,得出在设计的代表性模型中,当裂缝倾角小于80°时,利用简化公式评价裂缝密度,将使结果产生较大偏差的结论。依据塔河油田裂缝型储层设计了TTI介质和HTI介质模型,正演模拟结果验证了上述结论的正确性,同时还发现裂缝倾角对裂缝密度评价的影响甚至大于数据噪声引起的误差。基于此,提出对于倾斜裂缝介质,不能直接利用简化公式计算裂缝密度的建议。     

反射声波成像测井的物理模拟

反射声波成像测井的分辨率和测量范围介于常规地震勘探和常规测井之间，在当前油气勘探的诸多领域尤其是随钻测井、大斜度井和水平井评价等复杂油气藏勘探和定量解释中具有实际意义。为此，对反射声波成像测井进行了物理模拟，制作了缩小比例的铝质和混凝土模型井，并用于模拟井旁不同倾角的声阻抗不连续界面对声波的反射。在充液环境下对反射声波模型井进行了实验测量，从全波波形上可以清楚地看到沿井壁传播的折射波和来自井旁声阻抗不连续界面的反射纵波。应用偏移叠加技术对物理模拟波形进行了反演处理，从偏移剖面上反演出的反射界面的尺寸、位置和倾角等几何特性与实验参数基本一致。     

基于Zoeppritz方程的叠前和叠后混合多参数非线性地震反演

目前通过Shuey近似式或Gray近似式及基追踪理论反演泊松比,或依据叠前反演获得的纵、横波速度计算纵横波速度比,但不可避免地降低了参数反演精度。为此,尝试通过精确的Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比或泊松比。基于垂直入射反射系数和精确Zoeppritz方程的褶积模型,结合边界保护正则化建立叠前和叠后地震反演的目标函数,以降低反演不适定性的不利影响,并使用快速模拟退火算法进行全局非线性优化。由于多参数之间的量级差异以及多参数同步随机搜索增大了不确定性,在反演时通过在改进Fatti方程中引入密度与纵波速度、横波速度与纵波速度两个拟合式提高反演精度与稳定性。实际资料反演结果表明：精确Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比的精度明显高于间接反演,各参数反演结果与测井数据基本吻合;叠后反演获得的纵波速度和密度精度较高,叠前反演获得的纵横波速度比的精度高于叠后反演,18°~24°角度道集的反演效果好于3°~9°和33°~39°角度道集。     

用反射斯通利波确定地层裂缝宽度和渗透率

为了寻找反演地层裂缝宽度和渗透率的方法，采用平板状裂缝模型和渗透带模型模拟实际地层，根据斯通利波在裂缝性地层和渗透性地层中的传播特性，提出用反射斯通利波反演地层裂缝宽度和渗透率．当声源的中心频率为１ｋＨｚ时．在±５００Ｈｚ的范围内，从合成斯通利波波形中处理得到的反射系数与计算的反射系数相等，反演结果表明，地层裂缝宽度和渗透率的反演值与给定值相符．     

基于傅里叶级数展开的纵波方位各向异性裂缝预测

利用地震反射纵波的方位各向异性信息预测地下裂缝的发育和分布情况一直是地球物理学家研究的热点课题,常规方法是使用两项Ruger线性近似公式反演得到裂缝相对密度和走向,其计算结果存在多解性且只能计算入射角较小的情况。对任意对称面各向异性介质的纵波方位各向异性弱反射系数近似公式进行整理,结合Schoenberg线性滑移理论,得到纵波方位各向异性反射系数近似公式的傅里叶级数展开公式,给出了基于傅里叶级数展开的纵波方位地震数据裂缝预测方法。将该方法应用于辽河油田雷家地区沙河街组白云岩储层的裂缝预测,并与常规各向异性反演结果及实际成像测井数据进行对比,验证了方法的有效性。研究结果表明,该方法计算简单且不受入射角度的限制,预测的裂缝相对密度与常规反演方法预测的结果精度近似,与成像测井资料吻合,故可作为传统方法的验证和补充。     

利用横波源四分量VSP资料检测盐城凹陷地下裂缝

在国内首次采用远井源距纵波源 VSP资料进行检波器定位 ,效果明显。对数据进行了下行波分离、Alford旋转、S波震源能量归一化等处理和分析。在获得地下裂隙方位角的同时 ,结合零偏纵波 VSP资料得到快、慢 S波记录 ,进而计算了裂隙密度。通过计算 ,在 YC- 1井附近发现了地下3150 m以下厚达 70 0 m的裂缝密集带 ,裂缝走向方位约 86°。     

转换波资料在川西坳陷储层预测中的应用

转换波资料解释具有优质储层预测可靠、裂缝检测信息丰富、流体性质判断准确等优势。在川西坳陷新场地区,针对深层须家河组目的层,探讨了利用三维三分量地震资料进行储层预测的方法。利用多分量地震资料和纵横波测井资料,建立了裂缝型正演地质模型,获得了裂缝各向异性介质中地震波传播特征;通过纵、横波井震联合标定,弄清了地震相与沉积相的关系,确定了纵波和转换波反射同相轴的地质含义;对纵、横波资料进行匹配处理,使纵波与转换波的同层反射时间、振幅、相位、频率和波形一致;通过全波属性分析和纵波与转换波联合解释研究等,形成了针对川西坳陷储层预测的转换波地震资料解释技术。在川西坳陷深层须家河组优质储层预测、裂缝检测和含气性识别中,该技术获得了良好的应用效果,钻井获得了高产工业气流。     

软地层中声波测井的波形特征

讨论了在软地层中声波测井的波形特点,重点介绍了一系列不同软地层中横波和弯曲波的波形和特点,说明在软地层井中应当用偶极声源激发的弯曲波估计地层的横波速度,同时也详细介绍了软地层斯通利波的波形和频散特性,强调它的速度与硬地层大不相同.     

椭圆各向异性介质中SH波波场模拟

在二维椭圆各向异性介质条件下,各向异性波动方程可以分解为一个独立的 SH 波波动方程和一个 P-SV 波波动方程组。本文用褶积求微分的有限差分方法实现了二维椭圆各向异性介质中 SH 波的共炮点记录的模拟。模拟结果的成败在于求解 SH 波波动方程时对边界条件的处理,文中分别给出内边界及边界端点的吸收公式;同时给出多种各向同性和椭圆各向异性介质中的共炮点记录和波场切片图(Snapshot),展示了椭圆各向异性 SH 波波场的特性。从中可以看出:①反射 SH 波的时距曲线并非双曲线;②各向异性波在界面上的反射和透射仍满足Snell 定律;③各向异性介质中的 SH 波和各向同性介质中的波型是完全对应的,只是两种介质中的同一类型的波在传播时间、传播速度和同相轴的形态及能量分布有所不同。     

高精度地震纯波震源数值模拟

为了提高纵波震源和横波震源计算机数值模拟的精度,提出了高阶高精度纯纵波震源和纯横波 震源的网格配置方法,对比分析了多种震源网格配置方案,从理论上分析了新震源配置方法的准确性。通 过对各向同性弹性介质复杂模型波场分离的数值试算,指出常规纯波震源的设置方法存在阶数较低和残 留波场等问题。改进后的仿真结果所引入的干扰波场能量较弱,数值模拟精度较高,因此,该方法能够再 现野外纵波震源和横波震源的地震勘探模拟,并可以观测到利用常规数值模拟方法难以获得的特殊波 场,有利于地震波波动理论的验证和完善,可用来指导地震资料的采集、处理和解释。     

泥饼对声波全波波形确定渗透率的影响

根据Biot提出的孔隙地层的波动理论,采用Johnson动渗透率模式,针对测井中泥饼问题,计算出声波全波列的合成波形。由合成波形可以看出,井壁上的边界条件对声波波形影响很大,由此产生的斯通利波的幅度变化并不完全代表地层渗透率的变化。当泥饼层薄时,可用斯通利波的幅度衰减量来估算地层的渗透率,但要作一些必要的校正;当泥饼层较厚时,用斯通利波幅度衰减量来估算地层渗透率及提取的横波时差是错误的。高频伪瑞利波爱瑞相(低速)也是地层渗透率很好的指示标志,但要考虑环境条件的影响;低频伪瑞利波(高速)能很好的估算原状地层的横波衰减量,进而估算地层的渗透率。     

多极子阵列声波(MAC)在油田生产中的应用

MAC-多极子阵列声波技术是目前较先进的测井技术。高质量的数字阵列声波提供纵波、横波和斯通利渡时差具有十分重要的作用，通过综合处理，可以得到各种岩石强度参数和岩石的破裂压力等，为油层的改造和油田的生产提供准确的参数。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田地震转换波解释

钻井表明高能水道的分布是控制苏里格气田有效储层分布的最主要因素。指出由于高能水道沉积的粗砂岩具有较高的横波速度,且与泥岩的横波速度差较大,使得转换波剖面出现较强的反射振幅,故利用转换波资料可以很好地刻画高能水道的分布,这是在苏里格气田利用多波多分量解释气层最为重要的基础。利用模型证明含气砂岩和泥岩的转换波反射系数是致密砂岩和泥岩反射系数的4倍左右,同时还证明在苏里格地区纵波和转换波具有180°的相位差,认为在解释时应把转换波剖面相位调整到和纵波剖面一致,这样解释的结果与井的吻合度较高。     

畸形波的实验室模拟

研究实验室畸形波的模拟。介绍在空间域里研究畸形波的特性，并将实验室模拟的畸形波和实际海况下的畸形波进行比较，发现它们很相似。     

正演技术在地震解释中的应用

地震解释中,标定、地震解释属性提取时时窗的选取、断裂解释都存在一些主观的不确定性。针对这些问题,模拟实际地震资料的视主频和频宽,采用雷克正子波,进行了正演研究。研究表明:剖面上厚层泥岩/厚层砂岩组合方式、砂层的顶界正对着波峰,这时要获得更多砂岩的信息,提取属性选择时窗应该在波峰下取时窗;大套泥岩中的5 m砂和10m砂提取属性选择时窗应该在波峰以下取时窗;大套泥中的15 m砂岩、20 m砂岩和25 m砂岩应以波峰对称来开时窗;剖面上厚层砂岩/厚层泥岩组合方式,泥层的顶界将会正对波谷,此可作为标定时的第二标志层;大断面下往往会出现近断面相位上提、远断面下拉,从而造成断裂假象;煤层(低速)横向相变或突变,将会在相变处或突变处造成断裂解释误区。这些认识应用效果良好。     

球面波分解理论及其倾斜叠加方法的实现

本文首次对球面简谐波和脉冲波的平面波分解进行了理论探讨 ,分析了现行 τ- p变换方法及其与球面波分解的关系 ,提出了精确的球面脉冲波记录分解方法 ,并给出了数值算例。理论分析和数值试验结果表明 ,单纯的 τ- p变换不能真正实现对球面波的平面波分解 ,而本文提出的方法则能较好地解决球面波分解的问题。     

声波参数识别含气砂岩地层实验研究

在实验室常温常压条件下，对砂岩样品声波参数随含水饱和度的变化关系进行了实验研究；并根据Ｇａｓｓｍａｎｎ公式对岩样的声波参数进行了计算，从中得出声波参数与含水饱和度，孔隙度的关系。将理论与实验对比，分析了存在差异的原因。结果表明，当砂岩含少量气体时，声波参数发生明显变化，纵横波速度比和压缩系数均与孔隙度有密切关系，并可用于识别气层。