高分辨率非线性地震波阻抗反演方法和应用

在岩性高度非均质的复杂储层横向预测中，由于可观测信息的重叠、缺失以及噪声的干扰，反演问题总是对应着不唯一、不稳定和不确定的解，因此基于线性假定的储层横向预测技术已不适应这类地区的岩性勘探。为此，提出了一种多井约束分频非线性地震波阻抗反演方法。给出了反演方法的基本原理和算法结构，详细讨论了方法中的关键技术——井旁多级地震反子波的提取、直接反演初始地震波阻抗、井旁多级地震子波的提取、间接反演最终地震波阻抗和大尺度地质模型约束等。在琼东南盆地和南黄海北部盆地，利用实际资料对多井约束分频非线性地震波阻抗反演方法进行了验证。首先对井的波阻抗曲线进行了多尺度分解，并进行了频谱分析；在此基础上，通过井约束波阻抗反演提取了多级统计地震反子波序列；然后分别利用井的不同尺度的频率分量作为约束条件，进行了地震波阻抗反演，获得了低频波阻抗剖面、中高频波阻抗剖面以及由低频和中高频波阻抗剖面合成的全频波阻抗剖面。对这些波阻抗剖面的分析表明，低频波阻抗剖面反映的是大套地层的岩性结构，中高频波阻抗剖面则很好地刻画了地层岩性的细节。因此，可以利用高分辨率的中高频波阻抗剖面识别砂体的边界以及进行含油气性判别。     

基于测井曲线分频分析的地震反演

测井曲线是地层中多种信息的综合响应，不同频率尺度测井曲线表现出不同的形态，反映不同的地质与沉积特征。针对陆相沉积的复杂储层结构，本文提出一种分频分析方法：首先根据测井曲线的响应特征，分析不同频率尺度的储层岩石物性参数与地质特性的相关性，为岩石物性分频反演及沉积相横向变化预测提供依据；大尺度（低频）分量反映大套地层特征，中小尺度（中高频）分量反映地层局部细微特征；储层的非均质性和含油气性对小尺度分量反应更敏感。据此进行了岩石物性参数不同频率尺度下的非线性联合反演，得到了高分辨率岩石物性反演结果，表明此法可提高储层横向预测精度，改善储层空间的可描述性。     

应用边界元模拟方法分析复杂海底地震散射特征

边界元法对随机起伏的复杂海底界面具有良好的适应性.比较了边界元法与有限差分法对复杂断层模型的模拟精度,并验证了边界元法的有效性.利用边界元法对复杂海底模型进行波场模拟,反映起伏海底界面对地震波传播的影响;利用统计参数描述复杂海底地貌特征,将崎岖海底界面划分为快、慢变化和强、弱起伏等4种特征类型.根据不同统计参数的选择建立崎岖海底理论模型,利用边界元法对不同类型的崎岖海底理论模型进行模拟研究,同时与实际海底资料相对比,分析了复杂海底地震散射特征.此项研究成果可为复杂海底地区目标导向地震观测系统设计和采集参数优化提供理论依据.     

瞬时子波吸收分析技术的应用——以中国近海天然气检测为例

基于地震波在通过含气地层时高频成分衰减剧烈这一性质,通过分析高频成分的频谱可以对储层含气性进行检测。常规吸收分析技术是在地震道上分时窗直接进行频谱分析,分析结果受反射系数的影响较大,难以区分强振幅异常是由地层含气引起还是由高阻岩性引起。基于地震资料相对保幅处理的瞬时子波吸收分析技术,能在复赛谱中实现地震子波和反射系数的分离,排除了反射系数的影响,使分析精度得到很大提高。将该技术应用于中国近海多个海域的天然气检测,其结果与钻探结果相吻合。依据分析结果,进行了有利勘探区预测。     

基于改进匹配追踪傅里叶插值的地震数据规则化重构

由于地表条件的限制，野外采集的地震数据难以做到规则采样，不规则采样地震数据影响了地震数据处理与解释。针对这一问题，采用匹配追踪傅里叶插值算法对不规则地震数据进行重构，并在该插值算法中的迭代部分作出改进，使其只在频率-波数域中计算傅里叶系数谱，减少了迭代中大量的正反傅里叶变换，以降低匹配追踪傅里叶插值算法的计算时间，并将改进后的方法应用到随机欠采样凹陷正演地震记录、Marmousi正演地震记录以及实际CMP地震资料中进行规则化重构。结果表明：改进后的匹配追踪傅里叶插值算法可以将随机欠采样地震数据规则化，重构后其同相轴变得连续，频波谱能量收敛，有效信号得以恢复，且改进后该算法的重构时间明显降低，其加速比在30倍以上，表明了该方法的正确性与可行性。改进后的匹配追踪算法为不规则地震数据的重构提供了新的理论依据。     

基于纵横波同步联合的孔隙模量三参数AVO反演方法

等效流体体积模量是一种较为敏感的流体指示因子,在复杂储层的含油气识别中具有重要意义,但仅利用纵波资料AVO反演Gassmann流体因子进行流体识别时存在精度低、多解性强,边界刻画不清晰等问题,制约了其在流体识别中的应用。依据双相介质岩石物理模型,首先推导了新的由等效流体体积模量、岩石骨架剪切模量和孔隙度组成的PP波和PS波Zoeppritz线性近似方程,然后结合PP波和PS波数据,在贝叶斯理论和柯西先验分布约束下进行同步联合反演。Marmousi2油藏模型测试结果表明：与仅利用PP波的反演方法相比,基于独立PP波与PS波的同步联合反演方法更加稳定,反演精度更高,地质体边界特征刻画也更清晰,A油田实例工区应用进一步证明了该方法的可行性与鲁棒性。本文提出的纵横波同步联合反演方法对提高储层流体识别有一定的可借鉴性。     

基于包络反演的高低波数同步反演方法

全波形反演方法存在过于依赖初始模型及局部极值等问题。为此,利用坡印廷矢量进行梯度分解并构建高低波数同步反演方法,同时将该方法与包络反演相结合,提出了一种提高全波形反演方法稳定性的分步多尺度反演策略,即首先将线性速度模型作为初始速度模型进行包络反演,以构建浅层背景速度场;再将反演结果作为初始速度,利用坡印廷矢量实现偏移分量及层析分量的分解和同步迭代反演;最终构建扰动速度场及中、深层背景速度场。迭代反演过程中,将利用层析分量得到的梯度更新量补偿到常规反演梯度中,从而恢复中、深层低波数速度模型,同时避免了偏移/反偏移计算,减少了计算量。将该方法应用于Marmousi2模型数据的反演结果表明,基于包络反演的高低波数同步反演方法对中、深层背景速度恢复能力强;误差曲线表明,基于包络反演的高低波数同步反演方法的收敛误差小、收敛速度快且稳定性强,反演得到的速度模型为油气预测奠定了基础。     

岩性-物性高分辨率非线性联合反演技术及其应用

在沉积环境复杂和钻井资料少的勘探地区,有效地进行地震反演和储层预测是油气勘探和开发中的关键。针对我国近海岩性和物性高度非均质复杂隐蔽岩性储层的勘探实际,提出了基于非线性统计地震褶积模型和非线性储层岩性物性统计褶积模型的联合反演技术,实现了确定性反演、统计性反演和非线性理论三者的有机结合。南黄海盆地北部坳陷北凹陷A构造、辽东湾渤中251勘探区和旅大勘探区的目的层是以曲流河与辫状河为主的河流相沉积和以三角洲前缘与浅湖为主的湖泊相沉积,储层的岩性和物性高度非均质,岩石物理关系复杂。将岩性—物性高分辨率非线性联合反演技术应用于这些地区,反演结果刻画了储层岩性和物性的横向变化细节。     

利用多井声波测井数据谱分析进行储层非均质性描述

利用多井声波测井数据纵(P谱)横(H谱)波谱分析定量描述了储层的纵横向非均质性.P谱分析方法描述了储层物性参数沿纵向变化的方式,其谱指数随储层不同深度的变化揭示了储层纵向上非均质性的物理含义;利用多井声波测井数据的横向预测特征,通过H谱分析方法描述了储层物性的构成,旨在描述储层物性横向扰动的程度,即将其作H谱变换到慢度域表征该层段每种物性成分所占的比例,判断地层岩性物性构成和分布特征,揭示了储层物性横向非均质性的程度.     

地震波阻抗反演的ANNLOG技术及其应用效果

通过地震子波的多级分解和多级非线性变换，得到一种非线性地震褶积模型。将该模型与Ｆ－Ｐ模型人工神经理论相结合可形成一套利用测井和地层约束的高分辨率地地震波阻抗反演技术。其突出的特点是：多级非线性变换能使迭代反演快速收敛，并具有极高的纵向反演分辨率；用于存储多级地震子波的人工神经网络，可根据地震数据动力学特征在横赂上的变化进行了可靠的自适应外推反演，并在横向上保持纵向保持纵向分辩率的连续性。