褶积神经网络高分辨率地震反演

随着地震勘探精细化要求的提高,薄层及横向变化大的复杂储层反演越来越重要。而当前反演方法大多基于褶积模型,分辨率较低。本文提出了基于褶积神经网络的反演方法,该方法完全由数据驱动,不受褶积模型的限制。褶积神经网络具有层状结构,其输入输出之间的映射关系用褶积算子来描述,而非内积算子。基于褶积神经网络结构,本文给出了映射算子的优化算法,并将其应用到地震反演中。应用结果表明,通过褶积神经网络地震反演,可以获得比常规稀疏脉冲反演分辨率更高的地层波阻抗剖面。     

——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。     

砂砾岩储集层的地震反演方法

T719井区位于东营凹陷宁海断裂构造带的T94断层和胜北断层文汇区下降盘，沙四段-沙三段沉积期的古地貌沟梁相间，发育了夹于烃源岩内的规模较大的深水浊积扇体，主要储集岩为含砾砂岩和砾岩，其厚度差异较大，横向变化非常快。为研究储集层的变化细节并精细预测其分布，采用经高分辨率处理的纯波带地震数据、以测井资料为约束条件，用神经网络技术建立精细波阻抗初始模型，再利用拟线性方法细微调整，在最终反演出的具有较宽频带的绝对波阻抗剖面上，砂砾岩扇体与波阻抗的对应关系良好，其分布范围与实际钻探结果吻合。图3参5     

一种叠前地震记录的全波场正反演方法

利用叠前地震数据的振幅及旅行时信息进行叠前地震记录的全波场反演，可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富的储层物性参数。同其它地球物理反问题类似，叠前地震全波场反演也需要某种正演算法来合成叠前记录。因为层状弹性半空间的地震波传播规律足以模拟通常的AVO分析，这样就可用慢度法作为叠前地震记录的正演模拟方法。慢度法能够提供地震波场的完全解，其结果包含了一次波、多次波和转换波。叠前反演问题由遗传算法实现，并根据叠前反演这一特定的多参数非线性问题，设计了遗传算法的所有算子，使其能够最大限度地搜索解空间并有效地搜索到最优解。叠前反演得到的纵波速度、横波速度和密度可用于指导岩性和流体的识别。     

稀疏反射系数频率域正余弦分量协同反演方法

谱反演作为近年出现的一种反演方法,不依赖测井资料等先验信息,只需利用地震数据本身的频谱信息就可反演地层稀疏反射系数,并能突破常规地震资料调谐效应导致的分辨率极限。研究发现,时间域的奇偶脉冲分量与频率域的正余弦分量具有等价性。基于此,本文提出一种直接在频率域利用地震数据谱的正余弦分量进行协同反演的方法,得到高分辨率稀疏反射系数序列。理论模型试验和实际资料应用结果表明,利用该方法能取得精确的反演结果,能识别原始地震剖面上无法分辨的薄层和小尺度地质体。     

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。     

地震倒谱特征参数谱聚类地震相分析方法

常用的地震相分析方法有随机模拟、神经网络、聚类算法和深度学习等。随机模拟结果易受随机模型影响,而且在地质结构复杂地区难以准确划分地震相。神经网络和深度学习具有较强的容错性和泛化能力,但需要海量训练样本数据,同时训练网络的计算量巨大。K均值聚类、C模糊聚类等经典聚类算法在简单数据集上均获得了理想的聚类结果,但对于非凸数据集并不能实现全局最优。为此,提出一种基于地震数据倒谱特征参数的谱聚类地震相分析方法。该方法以地震倒谱特征参数为谱聚类的输入变量,然后通过井标定,建立地震相与地质体间的对应关系。以图论为基础的谱聚类方法将数据的聚类转化为图的分割问题,通过图的最优分割实现数据的精确聚类。通过优化相似度矩阵计算方法,构建稀疏相似度矩阵,可以解决矩阵维度过大引起的存储和计算量大的问题,使谱聚类更适用于划分三维空间地震相。地震倒谱特征参数一方面能减少数据的维数,降低计算复杂度;另一方面能消除波形的影响,提高划分精度。模型试验和实际数据应用表明,与地震瞬时振幅、多地震属性地震相划分结果相比,所提方法划分的地震相带与古地貌吻合更好,边界更清晰,可解释性也更好,可为油气勘探和油藏评价提供数据支撑。     

硬币型裂缝介质的频散与衰减

为了快速、准确地模拟硬币型裂缝的频散和衰减，同时避免求解Galvin硬币型裂缝频变弹性模量表达式中存在的奇异性问题，基于Gauss-Lobatto等效离散积分的求解方法，将求解的第二类Fredholm积分方程转变为有限区间内的离散积分，并利用高阶近似方法将远场多重散射方程在零极限的求解问题与离散积分过程统一；进一步利用各向异性Gassmann方程，结合线性滑移理论与Hudson硬币型裂缝模型，分别给出了裂缝介质在高、低频极限条件下各个弹性模量的解析式。相速度和黏弹性反射系数数值模拟表明：随裂缝密度变大，衰减峰值变大；随裂缝尺度变大或流体黏度增强，衰减峰值频率向低频移动；相对于平行裂缝方向，垂直方向的速度和衰减变化最大，且当介质饱气时，反射系数明显大于含水、含油介质。数值模拟结果表明裂缝密度影响衰减，裂缝尺度和流体黏度影响介质由弛豫向非弛豫过渡的频带位置。     

泌阳凹陷安店区块薄储层精细预测

泌阳凹陷安店区块勘探目的层为砂泥岩薄互层,砂体厚度一般小于10 m,储层横向变化大,砂、泥岩声阻抗界限不明显,叠前资料缺失大角度信息。探讨了小偏移距条件下的薄储层预测方法——精细反演方法。首先采用两角度弹性阻抗反演方法进行叠前参数提取,并采用统计方法对叠前属性进行优选,得到对安店区块薄砂体的岩性和流体最为敏感的属性——泊松比;然后将叠前反演提取的泊松比数据体作为背景约束,采用高斯配置协模拟方法生成最终的高垂向分辨率泊松比数据体,实现薄储层的精细反演。利用精细反演方法,结合地质、测井等资料对安店区块薄砂体的展布特征进行了描述,并预测了有利储集体。预测结果得到了钻井结果的验证。     

基于动态匹配子波库的地震数据快速匹配追踪

 本文基于Liu 等的改进算法,以Morlet小波作为基本匹配子波,在控制参数的确定过程中,充分利用地震信号的瞬时特征确定动态扫描范围,并根据地震信号本身的特点创建动态子波库,通过一次迭代同时确定多个匹配子波,再利用匹配子波控制参数之间的关系,提出了双参数快速匹配追踪算法,进一步减少了扫描参数的个数,使计算效率得到了质的提高。为了使算法更快收敛,利用残差信号的能量对双参数快速匹配追踪算法的迭代次数进行有效控制,不仅避免了毫无意义的计算,而且可在一定程度上去除随机噪声。最后,本文利用各匹配子波的独立性,提出了一种变窗口短时傅里叶变换方法,得到了高精度时频分布图。