基于岩石物理模型的纵、横波速度反演方法

纵、横波速度是储层特征评价、流体识别的重要参数。针对勘探生产中缺乏速度测井资料的情况,研究并提出了基于岩石物理模型的速度反演预测方法。首先介绍了前人给出的速度-孔隙度关系式和基于岩石物理模型的速度估算过程;然后以岩石孔隙参数为基础,建立测井数据与岩石弹性参数之间的岩石物理关系;最后重构反演目标函数,通过模拟退火反演获得可靠的纵、横波速度。实验室数据和实际测井资料的计算结果表明,该方法能够在不使用速度测井信息作为先验约束的情况下得到可信度较高的速度预测结果。     

基于一维卷积神经网络的横波速度预测

纵横波速度是地球物理勘探中识别储层岩性、物性和储层等目标极其重要的信息,由于采集技术与成本投入的限制,横波速度资料通常较为缺乏,横波速度预测便成为岩石物理分析中亟需解决的重要问题。传统上基于理论方法和经验公式的横波速度转换方法局限性较大,常规的点对点的机器学习方法无法有效表达测井参数的空间特征,对横波速度与其它测井参数之间的内在关系的表征不够充分。为此,开展了基于一维卷积神经网络(1D-CNN)模型的横波速度预测方法研究,基于声波时差、密度、自然伽马和电阻率等16种测井参数建立深度学习回归模型,通过不同尺度卷积提取测井参数在测井深度空间上的结构性特征,并采用多层网络结构,学习横波参数与测井参数深度特征之间的关系,从而建立更为精确的预测模型。通过在苏里格气田上古生界碎屑岩储层的实际应用,验证了一维卷积神经网络模型的横波速度预测精度较高,且具有良好的泛化性。     

岩石物理横波速度曲线计算技术

横波速度是地震勘探中的重要参数。针对实际生产中缺乏横波速度测井曲线资料，利用经验公式计算精确度不高的问题，通过对横波速度计算理论模型的研究分析，选择Blot-Gassman模型法，利用岩石矿物成分、流体成分、孔隙度及密度等测井曲线进行横波速度测井曲线的计算，并对横波速度计算技术和流程进行研究。在实际工区进行了横波速度曲线计算，计算结果与实测横波吻合程度较高，误差小于10％，该技术在储层和流体识别预测的应用中取得了较好效果。     

横波速度计算方法与应用

利用地震资料研究储集体速度特征和地震响应时常需要横波速度资料,但由地震采集或测井获得的横波速度资料较少。本文利用常规测井及实验室岩石物理数据,基于Gassmann方程和Xu-White、Kuster-Toksz等岩石物理模型估算横波速度,并应用测井约束反演与叠前波形反演对估算的横波速度进行修正,最终得到符合实际地震波性质的横波速度计算方法。应用结果表明了该方法的可行性。     

PP波与P-SV波叠前联合反演研究与应用

基于各向异性介质理论和Zoeppritz方程，利用PP波与P SV波叠前地震资料能够反演纵波速度、横波速度、密度及各向异性系数，能够进一步计算得到弹性阻抗、泊松比、体积模量、剪切模量和拉梅常数等多种弹性参数。结合地质、测井、岩石物理等资料，对反演获得的各种参数进行优化，归纳总结其变化规律，提炼岩性判断和流体识别的各种敏感参数，实现含油气异常区域的准确圈定。综合分析多种参数异常的交叉分布区域，能够更准确地实现有利储层及油气分布的预测与评价。基于新场3D3C地震资料，将这套方法和技术思路应用到川西坳陷深层须家河组超致密非常规天然气藏储层预测与含气性检测中，获得了良好的实际应用效果。     

优化岩石物理模型以提高横波速度预测精度

横波速度对于地震资料的AVO(振幅随偏移距的变化)分析、地震叠前反演、流体识别等具有重要意义。然而实际测井数据中横波速度信息缺乏,因此横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容之一。首先针对碳酸盐岩的特殊性,将其孔隙分成3大类:硬孔隙、与黏土有关的孔隙、软孔隙(即裂隙孔隙);其次在DEM-Gassmann岩石物理模型基础上利用模拟退火优化方法引入虚拟裂隙孔隙度,弥补因岩石弹性参数、物性参数不准带入的误差;最后将该方法应用于实际测井资料的横波速度预测中。预测结果表明,横波预测精度相对未进行优化的预测结果有较大的提高,说明该方法是行之有效的,具有较强的实用性。     

VSP资料在储层预测中的应用

砂、泥岩地层中储层因含气往往导致纵波速度降低,从而与围岩速度重叠或接近,此时应用常规声阻抗反演方法难以识别储层。测井资料分析发现泊松比能较好地分辨储层和围岩,因此提取并综合利用泊松比参数是识别储层的-个有效方法。本文提出利用零井源距VSP资料拾取的高精度初至获得精细的纵、横波速度,通过转换得到泊松比参数,同时基于非零井源距VSP纵、横波剖面进行纵、横波联合反演,得到纵、横波阻抗和泊松比剖面,通过对泊松比剖面分析可识别有效储层。应用该方法在SLG气田进行储层预测,结果与实钻情况吻合,取得了良好效果。     

碳酸盐岩地层横波速度重构

地震勘探和岩石力学性质评价需要知道横波速度。然而，在这些工作中常常没有横波测井曲线，因此重建横波测井曲线是一个重要问题，尤其是在复杂的双孔隙微观结构的碳酸盐岩地层。我们在本文提出一种确定横波速度的技术，通过它利用常规测井曲线（纵波时差，微电阻率测井，总孔隙度，密度和伽马）的联合联合反演求出横渡速度，专门针对具有不同次生孔隙类型的碳酸盐岩地层。这种用理论测井曲线进行计算的根据是双孔隙介质模型，模型由均匀的各向同性骨架组成，介质具有原生孔隙和次生孔隙，后者接近圆球状。选择椭球体的纵横比就可以模拟不同类型的次生孔隙，比如岩穴（靠近球体）、由吼道连接的孔洞（扁长球状体），以及裂缝（扁球体）。为了用该模型计算的各种物理性能，应用了对称有效介质近似法的自相容方法。联合的同时反演方法在于把测量的和计算的测井曲线之间的差异减少到最小程度。作为反演结果，我们获得孔隙微观结构的下列参数：骨架和次生孔隙度值以及次生孔隙形状。随后，使用由反演确定的模型参数模拟出横波测井曲线。该技术在墨西哥南方区域的井眼得到证实，该区域既测量了纵波测井曲线也测量了横波测井曲线。预测的横波测井曲线和测量的横波测井曲线之间的比较表明，两者的一致性很好，重建的误差小于8％。     

利用有效应力进行横波预测及其应用

横波预测往往建立在大量假设条件下,给计算带来了较大不确定性。采用基于地震岩石物理模型预测横波速度的方法,无须预先预测干岩样弹性模量,选择控制岩石体积模量的参数作为回归变量,不存在对典型未知参数的不可靠假设条件,减少了人为原因造成的误差。鉴于研究区域地层疏松,采用有效应力作为回归变量,相比无有效应力时,预测横波速度更为精确。利用校正后3口井实测横波与预测5口井横波资料,进行波阻抗反演、纵横波速度比反演,计算结果均反映出了关键砂层组。孔隙度反演结果与测井孔隙度曲线吻合较好,而泥质含量反演效果在某种相对意义上趋势也是合理的。综合孔隙度、泥质含量反演结果,可用于评价砂岩相对含量,进而可为钻井优选有利目标。     

砂泥岩地层横波测井曲线预测方法研究

基于早期开发井普遍缺乏横波测井资料的现实,分别讨论了基于Greenberg-Castagna公式、近似Gas-smann方程和Xu-White模型等3种方法在砂泥岩地层预测横波测井曲线的基本思路,给出了相应的计算流程。以某油田开发井横波时差测井曲线预测为例,通过实测横波测井资料的对比,分析了3种方法在砂泥岩地层的应用效果。结果表明,Greenberg-Castagna公式法简单实用,经过流体校正后在砂泥岩地层的应用效果较好;近似Gassmann方程法和Xu-White模型法相对复杂,对输入参数进行优化将有助于提高横波速度预测的精度。     

虚拟孔隙度优化Xu-White模型法预测横波速度

纵、横波速度和密度是连接岩石各种物理性质与地震波勘探的桥梁,是储层岩性、物性和流体分析识别的重要参数.在实际工作中只有极少数井进行了横波速度测井,甚至没有横波资料,而利用横波速度可以得到泊松比、拉梅模量等反映流体性质的物理量,减少地震振幅解释的多解性,这种情况下,就需要预测横波速度.文中在Xu-White理论模型的基础...     

利用二次型寻优网络预测砂泥岩地层横波速度

横波速度是反映储层岩性特征的重要参数之一,而常规测井数据中往往缺少横波速度数据.为此,根据横波速度与其他参数的关系,构建了端到端二次型寻优网络,利用 自然伽马、孔隙度和纵波速度直接预测横波速度,无需求解中间的过渡参数.网络训练过程使用二次型寻优算法替代Adam算法,同时采用正交试验法分析训练策略(包括优化算法)及不同参...     

富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法研究

许多实际测井资料中缺失横波速度数据,给叠前地震资料反演、脆性因子计算、应力分析和储层预测等带来不利影响。关于碎屑岩和碳酸盐岩的横波速度预测方法已日趋成熟,而关于富有机质泥页岩的横波速度预测方法的研究相对较少。基于Keys-Xu干岩石模型,引入Gassmann方程和Brown-Korringa固体替代等岩石物理理论,构建了一种包含多矿物、复杂孔隙和有机质含量的富有机质泥页岩岩石物理横波速度预测方法。该方法将富有机质泥页岩等效为由岩石基质矿物、有机质和含流体孔隙组成的混合物,将岩石中复杂的孔隙结构等效为球形孔隙与裂缝状孔隙组合的结构;利用纵波速度计算球形孔隙与裂缝状孔隙的体积分数,进而预测横波速度。将该方法应用于实验室测试数据和建南构造侏罗系下统自流井组东岳庙段富有机质泥页岩实际测井资料,预测的横波速度与实测的横波速度吻合度较高,表明该方法在预测富有机质泥页岩横波速度时适用且有效。     

复杂多矿物组分的页岩气储层横波时差预测方法

测井资料是获取页岩气储层物性参数、矿物组分、总有机碳含量、含气量等关键评价参数的基础资料,在测井资料的工程应用方面,一般通过实际测井的地层纵、横波时差来计算岩石的杨氏模量、泊松比、破碎压力等力学参数,部分页岩气新井和大量老井中无横波时差资料,致使无法计算页岩气地层的岩石力学和脆性指数。为此,把已有的针对简单矿物组分的砂泥岩地层横波时差预测方法拓展应用到复杂多矿物页岩气储层,在准确处理出页岩气储层复杂矿物组分的基础上,基于孔隙介质岩石物理模型和Biot—Gassmann方程,应用VRH模型求得地层的等效弹性模量,再以纵波时差作为约束参数来反演预测页岩气储层的横波时差。应用效果表明:该方法预测结果与实测结果对比误差较小。同时还探讨了区域纵横波时差回归统计法、简化的基于纵波时差来预测横波时差等多种方法预测结果的差异和影响因素,最终优选出的适合页岩气储层的横波预测方法,满足了生产现场解释评价的需要。     

利用双参数预测储层的孔隙率

本文介绍了双参数预测储层孔除率的新方法,旨在同时利用纵、横波速度或时差和密度观参数来预测储层的孔隙率。据D。Eberhart－Phillips的岩石物理实验测定结果[3]和JLK地区6口测井资料的计算结果表明:利用纵、横波速度联合求取的孔隙率的平均相对误差为7.86％利用时差和密度联合求取的孔隙率的平均相对误差为13.0％。另外,该方法在获得预测孔隙率值的同时,还可得到较可靠的泥质含量值,这对于揭示储层的非均质性具有十分重要的意义。     

横波速度计算方法与应用

 横波速度可从地震横波数据或横波测井数据中获得，但这两种数据通常比较缺乏。本文探讨利用模型估算、测井约束反演和叠前波形反演等方法进行横波速度的计算，为岩石物理理论研究、地震正演模拟、地震反演分析及油气检测提供较可靠的横波速度资料。将本文总结方法应用于DY地区FSH3等井的实际资料测算，取得了良好效果。     

横波预测技术在苏里格气田储层预测中的应用

横波资料的缺乏严重制约了苏里格气田A区储层岩性、物性及流体识别等工作的开展,以往横波预测结果精度低,识别能力差,已不能满足储层预测需求。为此,基于地质、钻井、测井、地震等资料,针对苏里格气田A区上古生界砂泥岩地层的实际情况,确定了构建Xu-White模型所需的各项岩石物理参数,进行了横波预测研究,结合岩石物理分析、叠前弹性参数反演等技术实现由点到面的储层预测,获得的预测横波曲线与实测横波曲线吻合度较高。结果表明:①使用纵横波速度比、剪切模量以及拉梅模量/剪切模量、体积模量/剪切模量可有效划分砂、泥岩,利用拉梅模量/剪切模量—纵波阻抗、体积模量/剪切模量—纵波阻抗、泊松比—纵波阻抗交会等是识别流体的有效手段;②利用文中方法预测的盒8段储层、气层厚度与实钻数据误差小,储层分布与该区地质规律一致。     

临界孔隙度Pride模型及其应用

实际测井数据中缺少的横波速度信息对于储层表征、流体识别具有重要意义。本文给出一种新的横波速度预测方法:通过对Pride模型引入临界孔隙度导出临界孔隙度Pride模型,再结合Gassmann理论建立饱和岩石的纵横波速度计算模型。将该模型应用于室内实验室测量和实际测井资料的横波预测,结果表明本文提出的基于临界孔隙度Pride模型的横波速度预测方法是有效的。     

塔中地区ZG5-7井区横波速度的预测

纵、横波速度是储层岩性、物性和流体识别的重要参数,而实际生产中往往缺乏横波速度资料,因此,开展横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容。目前横波预测中普遍使用的是Greenberg-Castagna经验公式,但其在塔里木盆地塔中地区ZG5-7井区应用效果不佳。针对上述问题,充分利用已钻井的纵波速度、地层密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度等常规测井资料以及岩石骨架和流体的各种弹性参数,构建了流体置换的Xu-White模型,用来求取横波速度。该区６口井的横波曲线拟合的实验结果表明：Xu-White模型预测的横波速度与实测横波速度高低趋势一致,其相关系数最高达到0.970 9,完全能满足横波弹性反演和油气预测的需要。结论认为,Xu-White模型不仅适用于碎屑岩储层的横波速度预测,同样在碳酸盐岩的横波速度预测中也能取得良好的应用效果。     

基于支持向量机的虚拟测井声波速度重构技术研究

对只有地震层速度的待钻井，为精确推算各种地质参数，可利用已钻井地震层速度和测井资料的映射关系，重构待钻井虚拟测井声波速度。在这个过程中采用支持向量机理论（SVM）解决了已钻井地震层速度和测井资料的非线性映射问题，重构了虚拟测井声波速度。采用该方法在准噶尔盆地永字号井进行了虚拟测井声波速度重构。模拟结果与BP网络方法、RBF网络方法相比，在绝对误差、相对误差、相关系数以及数据方差方面都是较优的。通过该方法可以获得高分辨率虚拟测井声波速度剖面，提高钻井模拟质量和钻井工程设计的水平。