正交各向异性介质反射系数精确解

中国陆相沉积岩大多具有薄互层特征,当受到构造运动的影响时,会发育垂向或近似垂向的高角度裂缝,呈现出典型的正交各向异性,可看作是VTI和HTI各向异性的叠置。研究正交各向异性介质的AVO响应特征对裂缝型储层的精细刻画有重要的意义。针对VTI背景介质中发育的一组直立裂缝诱导的正交各向异性,采用Tsvankin提出的各向异性参数构建刚度系数矩阵,再根据Christoffel方程和边界条件推导了精确反射系数和透射系数的计算方法。理论模型试算表明：①若P波从低阻抗各向同性介质入射至高阻抗正交各向异性介质,背景介质VTI各向异性强度的增大会导致PP波反射系数增大、PS1波和PS2波的反射系数减小;而随着裂缝弱度的增强会导致PP波反射系数的减小、PS1波和PS2波的反射系数的增大。②若P波从高阻抗各向同性介质入射到低阻抗正交各向异性介质,PP波、PS1波和PS2波的反射系数变化规律与①相反。③PP波反射系数的方位各向异性远小于PS1波和PS2波。与Rüger反射系数近似公式计算结果的对比,验证了该反射系数计算方法的正确性。     

P—SV波AVO分析

参照 Aki和 Richards的近似方法 ,本文对 Zoeppritz方程所描述的 P- SV波反射系数公式的角度项进行了泰勒展开 ,并保留了密度和速度的二阶项 ,得出一个新的反射系数近似公式。对 4个三层含气砂岩模型的定量计算表明 ,该近似公式所得出的计算结果在入射角小于 4 0°时与由 Zoeppritz方程给出的精确解吻合得很好 ,甚至优于 Aki和 Richards公式的近似效果 ,很适合大入射角的 AVO参数反演和理论研究。以新的近似公式为基础 ,文中分别从不同岩性参数表示的转换波反射系数、P- SV转换波的 AVO加权叠加方法及 P- P波和 P- SV波AVO联合反演等三个方面深入讨论了利用该近似公式进行岩性参数反演的过程     

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。     

基于时间—振幅双γ模型的PP-PS波联合反演

在常规PP-PS波反演中利用走时计算纵横波速度比(γ)模型以对PP波、PS波进行时间匹配,这在构造复杂或岩性横向变化剧烈区会引起严重误差;另外常规PP-PS波反演通常假设γ=2来进行,这往往导致反演结果不准确。因此,本文介绍一种利用时间走时和振幅能量计算的双γ模型方法来求取最佳γ,使得PP波和PS波得到最佳匹配;在此基础上利用纵波截距、梯度和横波梯度三个独立参数反演得到纵波速度、横波速度和密度及泊松比等岩性参数。反演过程使用模拟退火方法进行全局寻优,可以有效避免局部极值。将该方法应用到苏里格气田某区块,预测结果的总符合率达到80%以上。     

GeoMountain多波解释软件研发与应用

由于缺乏较为完善的多波解释软件,使得多波解释工作难以顺利开展。因此研制具有自主知识产权的多波解释软件为三分量地震资料解释提供实用工具,为多波技术提供研究平台,填补国内多波软件空白十分必要。在参照引进的商业软件系统和自身探索多波解释方法、技术的基础上,研究了多波合成记录、层位标定、层位联合对比与匹配,基于PP波和PS波反射系数近似公式的AVO线性联合反演等关键技术,以及满足山地地震资料逆断层解释需要的交互方法。以此为基础,开发了一套二维三分量解释软件,能完成二维三分量地震资料解释和多波联合反演。应用该软件完成了四川盆广安地区二维三分量地震资料解释,并进行了目标气层的多波联合反演,解释了含气范围,取得明显的效果。     

横向约束分步叠前弹性参数反演

针对部分实际地震资料信噪比分辨率不高、PP波反演结果不稳定、反演过程不适定等问题,提出了横向约束分步叠前弹性参数反演方法。首先利用Stewart的PP波和PS波反射系数近似式得到纵、横波速度信息;然后将获得的纵、横波速度作为已知背景项代入传统的Aki-Richards PP波三参数反射系数近似式,并在卡尔曼横向约束下进行AVO反演获得密度信息。理论分析及模型测试结果表明,横向约束分步叠前弹性参数反演改善了三参数AVO反演不稳定的问题,在一定程度上压制了噪声,提高了密度等参数的反演精度。实际资料测试结果表明,在纵、横波角道集同相轴匹配一致的前提下,横向约束分步叠前弹性参数反演能获得较好的应用效果,反演的密度和纵波速度剖面很好地反映了储层特征。     

三维多波地震双反演储层预测技术在苏里格气田的应用

三维多波地震双反演储层预测技术基于AVO原理,其输入数据是PP波和PS波的角度道集(或者叠加数据),反演结果综合了时间域和振幅域的信息。通过在反演过程中使用一个初始模型约束反演,使结果吻合低频初始纵、横波速度比的趋势。具体步骤如下:①选择目的层反演层段进行PP/PS层位匹配,求出目的层段纵、横波速度比,并将PS波数据压缩至PP波时间域;②通过一系列的模拟退火运算以及参数控制,让约束条件方程不断收敛,不断逼近一个最小值,直至得到一个全局最优反演的纵、横波速度比;③利用得到的纵、横波速度比,进一步反演得到纵、横波速度和密度;④最终由纵、横波速度和密度信息计算出泊松比、拉梅系数和流体因子等弹性参数。本文通过对鄂尔多斯苏里格气田多波三维地震转换波静校正、波场分离、速度分析、振幅恢复等处理技术进行深入研究,得到了品质较高的地震多分量资料,在此基础上,利用双反演方法进行纵、横波联合解释,细化了储层的非均质性,找出了相对含气富集区。     

基于贝叶斯理论的VTI介质多波叠前联合反演

以VTI介质Ruger近似反射系数公式为基础,研究了多波叠前多参数联合反演方法。该方法以VTI介质Ruger近似公式为AVO正演方程,联合应用转换波和纵波数据,利用最小二乘原理构建目标函数来反演密度比、速度比、各向异性参数差等5个参数。在反演过程中引入贝叶斯理论,假定先验信息服从高斯分布,待求参数服从改进的Cauchy分布,并对待求参数去除相关性。对某地区地层模型正演的多波数据和含噪声数据分别采用本文方法进行了反演,与单独利用纵波数据反演的结果相比,联合反演的结果精度更高、抗噪能力更强、稳定性更好。模型数据测试结果验证了本文方法的可行性和有效性。     

P-SV波在提取SS波零偏移距反射率中的应用

利用Gardnefs经验关系式对P—SV波反射系数近似公式进行了简化，给出了一个描述P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间关系的统一近似公式。4个不同的含油气砂岩模型的定量计算表明，该统一近似公式不受岩性弱反差条件的限制，入射角在30。以内能够准确地反映P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间的近似关系，而且能够适用于不同形式的P—SV波反射系数近似公式。因此，利用该关系式可以由P—SV波直接构建SS波零偏移距剖面，而且可以实现SS波阻抗的定量反演和多波AV0分析，还可以通过SS波资料提取P—SV波振幅随入射角变化的信息。     

P-SV转换波AVO加权叠加反演

本文从P-SV转换波反射系数幂级数近似公式出发，给出了多个由不同参数组合表示的P-SV转换波反射系数近似式，并探讨了利用这些近似式进行AVO加权叠加参数反演的理论和方法。不同理论模型的加权叠加反演结果表明，在利用P-SV转换波AVO进行加权叠加反演时，直接反演纵横波速度、密度以及波阻抗信息具有较大的误差；若直接反演剪切模量△μ／μ和△(μδ)／(μδ)型流体因子，则不仅具有很高的精度，而且反演结果稳定，适用于P-SV转换波和多波AVO参数反演。     

用炮检距面元对PP和PS数据进行3参数AVO反演

给出了一种把PP波和PS转换波反射振幅转化为3参数(P波、S波阻抗及密度)的反演方法。并用实例论证了3参数联合反演优于2参数联合反演和3参数PP反演。该方法仅用少量在受限范围内的等炮检距叠加道集作为反演程序的输入,反演结果与用所有炮检距道集反演的同样好。     

基于弹性参数的PP波AVO分析

根据Aki＆Richards等给出的PP波反射系数近似公式,利用纵横波速度、密度与拉梅常数和剪切模量之间的关系,给出了一个物理意义明确、形式简单、涉及弹性参量少的PP波反射系数近似公式。分析该近似公式中两个弹性参量之间的关系及25个不同模型的AVO交会图,得出的结论是:两弹性参量之间满足线性关系,直线的斜率为纵横波速比平方倒数的2倍;直线的截距为界面两侧泊松比之差的2.25倍。因此,利用这两个参量的AVO交会图可以直接提取纵横波速比和泊松比差等参量,并可以定性区分和判别反射界面两侧岩性的变化。图3参13     

鄂尔多斯盆地SX地区PP+PS波地震流体检测技术

鄂尔多斯盆地是典型的低孔、低渗、低压岩性油气藏,地震预测有效储层难度大,同时SX地区天然气储层特殊的地质条件导致PP波地震资料在有效储层的识别上存在多解性。开展多波地震勘探以获取不受流体影响的横波信息,利用PP+PS波联合解释含气层,尽量规避单纯利用PP波资料的多解性,是解决SX地区地震流体检测问题的新途径。故基于SX地区测井资料岩石物理分析的基础上,主要阐述PP+PS波地震流体检测技术系列,包括PP+PS波"亮点"特征分析技术、PP+PS波振幅比技术、PP+PS波AVO分析技术与PP+PS波匹配压缩对比分析技术等。本技术系列在SX地区取得广泛应用,减少了PP波检测流体的多解性,提高了地震检测流体的能力和预测钻井成功率。     

含裂缝致密砂岩多波AVO响应分析

研究含裂缝致密砂岩的AVO响应特征,对致密砂岩储层参数的预测及油气开发具有重要意义。本文基于Biot-Gassmann流体替换理论,利用Thomsen各向异性理论建立含裂缝致密砂岩的等效HTI地震模型,通过分析含裂缝致密砂岩的PP、PS1、PS2波AVO响应特征发现：各向异性与各向同性介质的PP波反射系数在入射角小于10°时无明显差别,入射角大于10°时,不同裂缝密度致密砂岩的反射系数会有明显差异,且随裂缝密度增高而变大;各向异性与各向同性介质的PS波反射系数在入射角为0°、55°时两者几乎无差别;不同裂缝密度时PP波与PS1、PS2波AVA的极性反转位置移动规律不同。     

基于深度学习的多波地震信号智能匹配方法与应用

在油气勘探开发领域，为充分发挥多波多分量地震勘探的技术优势，需进行多波地震信号的高精度匹配处理。异于传统方法通过改变地震信号的传播时间、相位、频率等特征完成匹配，提出了一种基于深度学习的多波地震信号智能匹配方法，它利用了卷积神经网络(CNN)的特征提取能力，直接提取地震信号的波形特征，并辅以重采样抽取转换波(PS)、纵波(PP)和转换波特征损失加权、Adam梯度下降算法更新PS波特征等，使PS波波形在保持整体不变的前提下，在时间域向PP波逼近。通过PP波与PS波的波形匹配，自动完成多波地震信号的传播时间、相位、频率等动力学、运动学和几何学特征匹配。川西坳陷新场3D3C地震资料的应用表明，该方法在多波地震信号的匹配过程中，不需人工干预，具有高精度、高效率、智能化和自动化等优点，匹配后的PS波在保持原始特性的基础上，主频、频宽、波形等更逼近PP波，能有效地描述地层接触关系，更有利于断层识别、地层追踪、岩性边界刻画等地质解释，为多波地质解释、联合反演等奠定坚实基础。     

转换波反射系数近似公式及精度分析

为便于研究，在转换波AVO分析和叠前反演中经常用到由Zoeppritz方程衍生出的各种转换波（PS波）反射系数近似公式，但对这些研究结果尚没有进行过系统的分析和归纳，应用时存在着适用性问题。为此，在详细推导各种近似公式的基础上，对其假设条件、参数类型、适用范围进行了总结，并利用Ostrander和Goodway含气砂岩模型，分别对各近似公式的相对误差随入射角的变化进行了分析。结果表明，各近似公式在入射角较小时普遍适用，在大角度入射时，各近似公式的精度与上、下界面弹性参数的组合密切相关。     

叠前P-SV波裂缝参数提取方法

本文通过适用于单层HTI介质的P-SV波近似反射系数（R_PS）公式,对R_PS特征进行了分析,并与P-P波反射系数（R_PP）进行对比;利用HTI介质中P-SV波近似反射系数公式推导出叠前单层HTI介质裂缝方位及密度反演公式,试验结果证明了文中的叠前P-SV波裂缝参数提取方法的合理性,并得出以下认识：①受HTI介质各向异性的影响,R_PS随方位角的变化呈椭圆分布,并且椭圆的属性在一定程度上指示了裂缝的发育方向和发育强度;②各向异性系数ε对R_PP没有影响,而γ对于R_PP的影响最大;③各向异性系数ε、δ、γ都对R_PS有影响,且γ的影响最大;④R_PS对裂缝介质（HTI）的各向异性系数更加敏感,因此P-SV波叠前数据较P-P波数据包含更加丰富和准确的裂缝各向异性信息,可采用叠前P-SV波数据反演提取裂缝的方向和密度。模型正、反演试验证实,由裂缝方位角及发育强度反演公式得到的裂缝方位和强度结果精确度较高,因此可以根据本文方法计算并预测裂缝的方位及强度。     

纵横波联合叠前自适应MCMC反演方法

联合纵波（PP波）和转换波（PS波）地震资料进行AVO反演可降低解的非唯一性,提高反演的稳定性和AVO参数估算精度。文中提出了一种基于自适应马尔科夫链蒙特卡洛（MCMC）的纵横波叠前联合非线性反演方法,直接反演纵、横波速度及密度三个参数。该方法基于精确Zoeppritz方程,在贝叶斯框架下引入测井约束先验信息,在反演过程中使用自适应MCMC方法对贝叶斯后验概率密度进行抽样,并通过对收敛于后验概率密度随机样本的统计分析,获取表征纵、横波速度及密度参数的后验概率密度信息。同时对其AVO三参数反演结果进行不确定分析,可用于储层流体检测与岩性识别的风险评估。实际井模型数据测试结果表明,基于精确Zoeppritz方程的自适应MCMC法纵横波叠前联合反演精度较高、稳定性较好、抗噪能力也较强,验证了方法的可行性和有效性。     

多分量地震资料在识别隐蔽河道砂岩中的应用

在四川盆地秋林地区的多分量地震资料解释过程中,发现一类特殊的沙溪庙组砂岩储层：在纵波剖面上反射特征不明显,很难发现;在转换波剖面上反射特征明显,能够清晰地识别。多分量地震资料采用炸药震源激发、DSU3数字三分量检波器接收;资料处理以PP、PS波保幅处理为目标,针对PS波信噪比低的难点,使用分区、分域、分步保真与保幅噪声衰减技术,有效地提高了PS波资料信噪比;在井震标定的基础上,分别解释了PP、PS波目的层,并以PP波层位为基准,将PS波层位校正至PP波时间域,从而使PP与PS波在时间域匹配。根据多分量地震解释结果获得以下认识：(1)由于沙溪庙组砂岩纵波速度对孔隙度较敏感,致使PP波反射振幅受砂岩孔隙度影响较大;在一定孔隙度范围内,纵波速度、密度等弹性参数组合导致隐蔽河道砂岩在PP波剖面上没有明显反射,隐藏在泥岩中难以识别,以往的勘探过程常常漏掉这类储层。(2)PS波反射振幅受孔隙度变化影响小,在预测岩性方面比PP波更具优势,利用多分量地震资料进行属性分析,能够清晰地刻画河道的空间展布特征。钻井结果验证了上述认识,并利用多分量地震资料在沙溪庙组发现了大面积纵波勘探遗漏的河道砂岩,为该区下...     

几种P-SV转换波反射系数近似公式的比较

多波多分量勘探利用了纵波和转换波的AVO属性来了解复杂的构造、岩性、裂隙裂缝的情况,以及确定地下流体的性质等。影响AVO属性的因素有很多,其反演的多解性很强,将纵波和转换波的AVO属性综合起来应用,就会大大减少多解性,还可以得到更多的岩石物理参数,并能提高一些参数的精度。AVO近似方程可以对单一的纵波、转换波,或纵、横波联合进行AVO岩性参数拟合反演。为此,对P—SV转换波反射系数近似公式进行了讨论和总结,并用理论模型对近似公式的特点和精度进行了分析。