碳酸盐岩溶洞横向尺度变化的地震响应正演模拟

为了模拟碳酸盐岩储层中不同横向尺度溶洞的地震响应特征,设计了具有不同横向尺度但高度和充填物相同的溶洞地质模型,分别采用数值模拟技术和物理模拟技术进行了正演模拟,分析研究了由溶洞宽度变化引起的地震响应变化的特征。研究结果表明,溶洞宽度的变化会引起溶洞反射特征“串珠”中“珠”的数目发生改变,溶洞顶、底位置与溶洞绕射波的相位有对应关系,在偏移剖面中“串珠”尺度与实际溶洞尺度之间存在较大差异。对比同一模型的数值模拟和物理模拟正演结果发现,所得的不同横向尺度溶洞的地震响应特征总的趋势是一致的,但在细节上有所差异,这表明两种正演方法具有互补性,为研究溶洞的“串珠状”地震波反射特征提供了更好的手段。     

溶洞物理模型地震响应及其属性分析

 在叠后偏移剖面上，地下孔洞的地震响应常呈“串珠状”特征。基于地震物理正演模拟，结合实际地质孔洞的类型，本文设计了一组大小不同的孔洞模型，置于一个三层物理模型的高速层中，并进行二维数据采集。根据模型数据的偏移结果，在“串珠状”反射区进行了包括自相关函数类、频谱类、振幅类、道时频分析等多种属性的提取与分析，研究地震属性与溶洞大小的关系及因溶洞尺度大小不同导致的地震属性差异。对众多属性的分析和对比表明，孔洞纵横向尺度大小与某些地震属性存在一定的规律性，为今后在溶洞特征识别方面提供了有效分析方法。     

碳酸盐岩溶洞数值模拟及地震识别

碳酸盐岩岩溶性储集层具有很强的非均质性，其预测非常困难。地震正演可以了解碳酸盐岩风化壳地震反射同相轴的变化特征和来自内幕洞穴的地震反射、散射等波场特征。应用高阶差分数值模拟方法，对一系列不同尺度、不同充填物（速度）的溶洞模型进行了系列的正演数值模拟，并对具地震反射特征及反射波振幅进行了综合分析。研究表明：①溶洞型油气藏的地震波沿溶洞边缘往复滑行形成多次绕射波，在地震剖面上表现为“串珠状”强短反射段；②溶洞横向尺度的大小对振幅影响很大，尺度越大，振幅越大；③溶洞充填物速度越高，其振幅越小。通过正演数值模拟研究，建立了溶洞的识别模式，将其应用于塔河油田碳酸盐岩储层的地震预测，效果较好，提高了钻井符合率。     

基于深度卷积神经网络的地震数据溶洞识别

溶洞识别对于缝洞型油气藏的勘探与开发具有重要意义。传统溶洞识别方法多解性强且效率低,因此将具有强特征学习能力、高泛化性的深度学习方法引入溶洞识别中,但溶洞的地震波场响应特征复杂、异常体尺寸较小、训练样本难以获取等导致深度学习在识别溶洞时仍具挑战性。为此,提出一套识别地震数据溶洞的"两步法"深度学习方法:首先通过U-Net模型识别地震剖面上的"串珠状"异常反射;再根据"串珠状"异常识别结果对地震数据进行小范围截取,输入深度残差网络中,实现对实际溶洞轮廓的预测。对于实际溶洞预测训练数据难以获取这一问题,采用波动方程正演模拟的方法制作具有准确标签的溶洞地震数据。实际地震数据的应用表明,该方法对于溶洞识别准确性高,抗噪能力强,可以极大地节约人工解释成本。     

基于深度卷积神经网络的地震数据溶洞识别

溶洞识别对于缝洞型油气藏的勘探与开发具有重要意义。传统溶洞识别方法多解性强且效率低,因此将具有强特征学习能力、高泛化性的深度学习方法引入溶洞识别中,但溶洞的地震波场响应特征复杂、异常体尺寸较小、训练样本难以获取等导致深度学习在识别溶洞时仍具挑战性。为此,提出一套识别地震数据溶洞的"两步法"深度学习方法:首先通过U-Net模型识别地震剖面上的"串珠状"异常反射;再根据"串珠状"异常识别结果对地震数据进行小范围截取,输入深度残差网络中,实现对实际溶洞轮廓的预测。对于实际溶洞预测训练数据难以获取这一问题,采用波动方程正演模拟的方法制作具有准确标签的溶洞地震数据。实际地震数据的应用表明,该方法对于溶洞识别准确性高,抗噪能力强,可以极大地节约人工解释成本。     

基于分频成像的小尺度溶洞检测

针对塔里木盆地小尺度缝洞储层识别的难题,提出一种基于叠前分频成像的小尺度溶洞识别技术。首先结合地震分辨率概念,通过不同主频地震子波正演模拟,说明高频地震资料对于提高小尺度缝洞体识别精度的必要性和实际意义;然后通过分析实际资料小尺度“串珠状”反射特征,确定小尺度溶洞频带范围,得到分频参数;再对CMP道集进行分频叠前时间偏移,得到高频数据体;最终利用高频数据体检测小尺度溶洞。实际地震数据处理结果表明,叠前分频（高频）数据体能很好地识别常规全频带数据体上难以识别的小尺度溶洞,大大提高了小尺度溶洞的预测精度,更有利于溶洞边界、轮廓的描述,预测结果与实际钻井数据相吻合,可进一步降低勘探、开发风险。     

碳酸盐岩溶洞型储集体地震检测的累计能量差方法

在新疆塔河油田碳酸盐岩储层中,溶洞型储集体是油气的主要储集空间。溶洞型储集体在纵、横向上均具有较强的非均质性,在地震剖面上表现为“串珠状”反射特征。若能通过地震资料对溶洞进行有效检测,对于提高钻探成功率、降低勘探风险具有实际意义。为此,提出了一种新的溶洞检测方法——累计能量差法,即利用道内或道间地震反射能量上的差异进行溶洞检测。首先讨论了地震波场累计能量差的计算原理;然后通过建立溶洞系统的理论模型,利用地震正演对方法的应用基础进行了验证,并利用无噪和含噪的正演记录对检测参数进行确定。新疆塔河托普台油田实际资料的应用结果表明,累计能量差法能很好地识别和检测出碳酸盐岩储层中溶洞的发育位置和特征。     

碳酸盐岩溶洞的“串珠”状地震反射特征形成机理研究

本文采用一阶双曲型标量波动方程交错网格高阶有限差分法对薄层与溶洞的地震响应进行二维地震正演模拟,认为"串珠"状反射特征是溶洞顶、底反射以及微弱的溶洞顶、底间二次反射在偏移剖面上的响应;以塔里木哈拉哈塘海相碳酸盐岩实际地层参数为依据,设计了一个简化的水平层状地震地质模型(速度模型),通过三维地震物理模拟技术,对溶洞地震响应的瞬时振幅、均方根振幅、分频振幅和纵波阻抗体等四种属性进行了三维雕刻,得到了一种雕刻体积和真实体积的实验统计关系,认为前三种属性都将原本离散的"串珠"状转换成了连续的锥状振幅体,同时降低了纵向分辨率,而纵波阻抗剖面的纵向分辨率明显较其他属性剖面高。最后,针对各种属性剖面中存在的一些问题进行了讨论。     

碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究

在碳酸盐岩地区的油气勘探中,溶洞地震响应特征的识别面临着很大挑战,关键问题在于对溶洞的形态、大小及充填物变化引起的地震波变化规律及地震响应特征的认识。为此,针对碳酸盐岩储层的地质特点,抽象出3类(不同形态、不同尺度及不同充填物)溶洞物理模型,利用地震物理模拟技术开展了模拟实验。结果显示,小尺度的溶洞(d(?)λ),地震波到达溶洞后,散射现象占主导,缝洞绕射波振幅与偏移距有近似解析关系。大尺度溶洞的形态对绕射波的振幅具有强烈影响,在菲涅耳带半径内,线体能量最强,片、柱、椭球、球型体绕射信号逐渐减弱。均匀充填溶洞的绕射波能量最强,波形简单,剖面信噪比高,反射成像收敛的"串珠"能量强,对称拖尾较短;非均匀充填溶洞的绕射波能量较弱,剖面信噪比低,非均质性越强其成像"串珠"形态畸变越大、拖尾越长。     

塔里木盆地顺北地区断溶体地震反射特征与识别

断溶体为塔里木盆地奥陶系一种重要的碳酸盐岩储集体,是油气勘探开发的重要目标之一。根据断溶体形成机理,结合实际岩石物理参数,设计断溶体正演模型,通过正演模拟得到断溶体地震反射特征。正演结果表明,断溶体以大型走滑断裂为核心,形成“花束”状地震反射;大型走滑断裂处同相轴“错断”,断溶体缝洞型储层表现为单个“串珠”状反射或强、弱“串珠”反射群等特征。正演模拟结果与实际地震资料吻合较好,证明了设计的断溶体模型较为可靠,可以指导地震剖面上断溶体的识别。     

基于叠前分频振幅差异的溶洞识别技术及应用

碳酸盐岩缝洞型储层中溶洞大小的识别是实际生产中一个较难解决的问题,为此,介绍了一种针对碳酸盐岩溶洞尺度识别与描述的技术。采用叠前分频偏移成像方法,分析了叠前分频对多尺度溶洞刻画的优势;然后对"串珠状"反射进行时频分析,研究溶洞的频率特征,确定合理的分频参数,对CMP道集开展叠前分频偏移成像;最后进行了基于分频振幅差异的多尺度溶洞识别研究,形成了一套基于叠前分频振幅响应差异的多尺度溶洞识别技术。该技术在塔河油田的实际应用结果表明,能够有效识别不同尺度的溶洞,溶洞识别的精度得到明显提高。     

基于AVO反演的溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层预测

在塔里木盆地溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层预测中,基于叠后资料以"串珠状"强反射为目标的传统手段难以弄清溶洞内充填状况,也无法识别不具"串珠状"反射特征的"内幕低阻抗"储层。本文以塔中45、中古21和轮古34三个井区为例,基于地震资料保幅处理和岩石物理分析,应用AVO反演预测了溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层。相比传统叠后方法,AVO反演不仅能够分辨溶洞储层,而且能进一步判断其内部充填情况。此外,AVO反演还能识别不具"串珠状"强反射特征的"内幕低阻抗"储层。统计表明,AVO反演预测的结果与实际三个井区内全部33口井的吻合程度达91.3%。     

塔中中西部地区鹰山组“串珠状”反射地震地质特征及主控因素分析

塔中中西部地区在地震剖面上常见"串珠状"地震反射,通过对常规地震剖面的剖析,可将研究区"串珠状"反射细分为强"串珠"反射和弱"串珠"反射。两者的区别在于反射能量的强弱,在地震剖面上两类反射具有一定的相似性。从地质上解析,两者也具有类似的成因和控制因素,其分布主要受到了构造断裂、风化壳岩溶及埋藏岩溶的影响。通过对塔中中西部地区鹰山组"串珠状"反射地质特征的描述,建立起该区单井地震-地质模型,并对研究区形成"串珠状"反射的控制因素进行分析,明确了"串珠状"反射的发育分布模式。     

正演模拟技术在碳酸盐岩溶洞响应特征研究中的应用

在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层识别中,“串珠状”反射是十分重要的地震响应特征之一。文中利用波动方程正演模拟技术,设计了不同的溶洞模型,分析了溶洞宽度和高度变化时对“串珠状”响应特征的影响。结果表明：溶洞宽度增加时,“串珠”响应振幅增强,但响应时间长度不变;溶洞高度增加时,“串珠”振幅呈先增大后减小的趋势,且响应时间长度变长。模型正演为进一步研究溶洞的响应机理、溶洞形状与“串珠”特征的关系提供了手段,从而为碳酸盐岩储层的半定量或定量预测提供了依据。     

顺北走滑断裂-断溶体物理模拟及地震响应特征分析

塔里木盆地顺北地区高角度走滑断裂对岩溶缝洞储集体的发育起着决定性的作用。为了明确断裂的地震响应特征,针对走滑断裂的宽度、非均质程度、横向可分辨能力、断裂样式及溶洞发育形式分别进行了物理模型的构建及实验地震数据的采集分析。结果表明,走滑断裂在地震剖面上的杂乱反射能量异常特征是断裂带宽度及破碎程度的综合效应;断裂横向分辨能力与上覆地层无密切关系,主要受子波等因素影响,但如果上覆地层吸收衰减严重,则会导致频带变窄,地震波长变长,从而降低横向分辨能力;断裂带内部发育的溶洞无明显"串珠"特征,大规模溶洞及反射界面处发育的溶洞能产生"串珠"特征,但仍难与断裂产生的杂乱反射进行明显区分。通过模型响应结果与实际地震资料的对比,形成了关于顺北地区3种典型断裂地震响应特征的认识,即断裂弱反射、断裂强反射、断裂杂乱反射+"串珠",为该地区实际断裂的识别提供了有效参考,对类似地区走滑断裂及相关断溶体的检测具有借鉴意义。     

塔里木盆地塔中卡1三维工区碳酸盐岩储层预测技术与应用

塔里木盆地塔中地区卡1三维工区前期勘探成果表明,奥陶系鹰山组碳酸盐岩储层以"裂缝、溶孔"型为主,但近期重新处理的地震数据中发现了一些"串珠、短轴状"强振幅地震反射异常体。针对这一现象,在新处理地震数据体的基础上,采用地震数字正演模拟、不连续性检测、古地貌恢复和地震多属性分析等技术,重新开展了卡1三维工区奥陶系鹰山组碳酸盐岩储层预测研究。结果表明,平面上呈"折线"状分布的强振幅异常体是火成岩的响应,而平面上呈散点状、剖面上呈"串珠"状的强振幅反射是较大尺度溶洞型碳酸盐岩储层的响应。这一成果已得到近期完钻井W20的证实,为本区下一步勘探部署开拓了新的方向。     

碳酸盐岩溶洞型储层综合识别及预测方法

多期岩溶作用使碳酸盐岩溶洞型储层各向异性特征显著。由于溶洞被少量充填、大部分充填或完全充填,使溶洞储层的地球物理特性变得更为复杂,单因素的地质或地球物理分析方法导致溶洞储层的钻井成功率较低。对塔河油田11区的综合研究表明,碳酸盐岩有效溶洞储层的发育应同时具备3个常规地震剖面波形特征,即断裂+串珠状反射+强波谷;一间房组顶面0~20ms振幅变化率特征为较强—极强;波阻抗特征为极低的波阻抗值(绝对波阻抗值小于1.2×10⁷kg/m³)。利用这3个条件可识别和预测有效溶洞和被完全充填的非储层溶洞,有效实现了碳酸盐岩溶洞型油藏的滚动开发。     

地震物理正演模拟在古岩溶储层研究中的应用

古岩溶储集岩储集空间类型复杂．识别与预测都有很大难度。研究表明,该类储层孔隙空间以洞穴、裂缝、裂缝-孔洞、孔洞为主。针对这4种孔隙空间设计了物理模型,来模拟地震反射特征,开展正演模拟研究。研究结果表明．洞穴内充填物速度很低时．在单炮和叠加记录剖面上能观测到明显的绕射,在二维叠加剖面上表现为短轴状较强的反射;裂缝发育带在地震反射上出现明显的异常,呈现“杂乱”反射特征;多组裂缝与孔洞的交叉部位附近．可能出现“串珠状”强反射;孔洞型储层在地震上表现为不连续的较强反射。     

负向构造塌陷体的地震正演模拟——以塔河油田为例

位于塔里木盆地沙雅隆起阿克库勒凸起西南部的塔河油田的外扩评价揭示了负向构造区也存在油气富集区,而在地震处理与解释上,负向构造塌陷体的缝洞成像与识别难度大。通过建立垮塌岩溶储层空间分布的地质构造模型,并利用全波场交错网格差分算法开展正演模拟研究。结果表明,负向构造岩溶塌陷在正演地震剖面上的反射具有表层"下凹"、内幕串珠状及同相轴"短小"的特征,与围岩特征存在着明显的差异,与塌陷体实际的地震剖面吻合度较高;利用叠前深度偏移能够更加准确地对溶洞塌陷形成的强反射进行归位,可较为准确地成像地下岩溶系统,通过正演地震成果可指导负向构造塌陷体的识别,对进一步开展岩溶塌陷体识别与刻画具有重要意义。     

莺歌海盆地D13区新近系黄流组大型海底扇地震识别及含气性预测

通过层序地层学和地震沉积学方法,对莺歌海盆地D13区新近系黄流组大型海底扇逐级解剖,并通过多属性融合地震切片技术对海底扇内水道进行雕刻识别,利用地震剖面上的“平点”反射特征预测含气甜点。研究结果表明：①研究区大型海底扇为古蓝江三角洲再次搬运而形成,发育了自南东向北西依次退积的4期扇体,并识别出11期砂体,早期扇的顶部地层被晚期扇不同程度侵蚀,相邻扇砂体间纵向局部连通。②海底扇中优质储层主要分布在沉积能量强、高水动力条件下形成的海底扇水道中,扇体内发育串珠状、复合型、曲流河形等类型的水道,其中“大、厚、宽”的水道为厚层优质“甜点”储层发育区;③地震剖面上的“平点”反射特征可用于识别水道沉积中的含气甜点,莺歌海盆地D13区平点具有水道内部近水平反射、水道底面反射能量变弱、平点向构造低部位略倾斜等基本特征。