基于Kf-μ-?近似方程的深层叠前地震反演研究

Yin X Y等（2014）提出了基于流体体积模量的四项AVO近似方程,该文在此基础上,并根据Zhang等（2014）的假设推导出适用于深部储层窄角度的基于流体体积模量K_f、体积模量μ和孔隙度?的三项AVO近似方程。通过精度分析和模型测试表明:在入射角达到27°时,该近似方程与Zoeppritz方程反射系数差值为0.015,精度满足反演要求;在无噪和有噪两种条件下,该方程的反演结果与原始曲线误差皆在允许的范围内,稳定性满足反演要求;因此理论条件下,基于K_f-μ-?的AVO近似方程具有一定的可行性。在实际资料应用中,反演结果与原始曲线对应结果基本一致,为利用流体体积模量K_f反演并进行储层预测和流体识别奠定了基础。     

基于入射角的AVO近似及属性提取

本文基于佐普里兹方程的Aki和Shuey近似式,利用斯内尔定律,建立了反射系数与上层入射角、岩石物性参数间新的近似表达式。此改进近似式将反射系数表示为上层入射角的函数,其计算结果的误差较现有常规方法小,为下一步准确提取AVO属性奠定了基础。应用本文近似式对模型和实际数据的处理均取得了显著效果。     

裂缝型储层预测的稳定方位AVO梯度无约束反演方法研究

为克服常规方位AVO梯度提取方法各方位截距项难以一致,以及井的方位AVO梯度先验约束不易获取的问题,提出了稳定方位AVO梯度无约束反演方法。该反演方法分为两步:第一步认为地震数据是反射系数序列,据此消除导致最小二乘反演方程不稳定的子波项,得到自激自收地震记录和方位AVO梯度地震记录;第二步基于最少反射层假设搜索准确的地下界面位置,以降低方位AVO梯度地震记录反褶积方程维数。模型试算结果表明,该方法能够提高方位AVO梯度反演方程稳定性,并且所得方位AVO梯度的椭圆分析可以较好地指示裂缝密度和裂缝走向。实际工区的应用结果表明,稳定方位AVO梯度无约束反演结果的方位AVO梯度椭圆分析可以较为准确地预测地层裂缝发育带,为裂缝型储层预测提供了有利的技术支撑。     

考虑振幅随炮检距变化的人工合成地震记录制作方法

利用褶积模型制作人工合成地震记录,进而标定层位是地震资料解释的基础工作。常规的反射系数递推公式建立在地震波垂直入射的基础上,这种递推关系因为没有考虑反射系数随入射角或炮检距的变化,所以得到的反射系数的数值大小与极性可能与实际资料相差较大,用于地震解释则容易造成岩性解释和层位标定的错误。本文通过对Zoeppritz方程的简化,给出了非零炮检距条件下的反射系数递推公式。利用递推公式可以计算不同炮检距或不同道集的反射系数序列,与子波褶积后就可以得到较为准确的人工合成地震记录。模型试算证明了方法的准确性。     

从纵波资料中提取转换横波反射系数的方法

本文提出从纵波资料中提取转换横波反射系数的方法,其理论基础为Zoeppritz方程和郑晓东AVO简化式。即利用郑氏简化式纵波和转换横波反射系数分别为偶奇函数的特点,首先对纵波反射系数沿入射角正弦方向求导,获得初步的转换横波反射系数;然后针对一次项和三次项进行“双系数校正”;最后,因郑氏简化式转换横波反射系数精度与Zoeppritz方程精度有差距,需做剩余误差补偿以获得拟转换横波反射系数,若已知速度比和转换横波子波,就可获得最终拟转换横波记录。从模型数据测试结果可知,利用该方法提取的拟转换横波反射系数与Zoeppritz精确解的拟合程度超过0.95,充分表明了该方法的有效性。     

P-SV波AVO响应特征分析

本文首先回顾了P—P波AVO响应特征及其分类，随后从P—SV波反射系数及振幅特征、归一化的P—SV波反射系数及截距梯度特征、地层参数变化趋势与AVO类型的关系等方面系统地阐述了P—SV波AVO响应特征。文中选用castagna、Hilterman给出的四种AVO类型的岩性参数，利用佐普里兹方程计算了P—SV波反射系数，得出以下认识：①对于不同类型气层，P—SV波AVO响应特征比较复杂，利用单一的反射系数曲线和振幅特征无法同时区分四类AVO类型，表明P—SV波AVO响应对储层流体成分并不敏感；②通过引入伪转换波阻抗的概念，归一化反射系数曲线呈现单调性，同时放大了弱AV0异常。对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类AVO类型的气层，无论储层含水还是含气，垂直入射时归一化反射系数随入射角单调递增；对于Ⅳ类AVO类型的气层，储层流体的性质不影响反射系数的变化趋势，反射系数都为正值且随入射角单调递减；③Ⅰ、Ⅱ类气层具有负截距和正梯度，Ⅲ类气层的截距和梯度都接近于零，Ⅳ类气层具有正截距和负梯度。文中利用P—SV波AVO截距梯度理论对不同AVO类型和castagna给出的25种含（油）气砂岩模型进行了截距梯度分析，进一步验证了P—SV波AVO响应特征及其对不同气层的分辨能力。本文的研究对AVO正演模拟、储层流体替换、多波AVO分析和参数反演都具有重要意义。     

基于波动方程重建震源子波的三维全波形反演

提出一种基于波动方程重建震源子波的三维全波形反演方法,通过提取叠前炮集近炮检距的直达波作为波动方程求解的边界条件,重新求解波动方程,并记录震源点处的时间序列作为地震子波。该方法利用震源波场重建原理模拟震源爆炸沿地表传播的逆过程,在逆推过程中提取近炮检距直达波,避免了折射波、反射波以及潜水波等干扰。该方法只使用模型表层速度,可以有效降低对初始模型的依赖。对三维SEG/EAGE推覆体模型以及实际工区数据的测试结果表明,基于波动方程震源波场重建子波与输入子波只存在相位差异,经过相位调整后,将重建子波用于三维全波形反演,全波形反演速度接近真实速度,特别是在河道处的全波形反演结果更加可靠,观测记录与模拟记录在波形、相位等方面均有较好的对应,验证了算法的可行性与适用性。     

基于佐普里兹方程的高精度叠前反演方法

本文利用佐普里兹方程及其近似公式计算了四类具典型AVO特征地层模型的反射系数曲线,计算结果表明:在小角度(小于30°)入射时,利用Aki-Richards、Shuey近似公式计算的反射系数精度较高,与佐普里兹方程计算的反射系数非常接近;当入射角大于30°时,利用近似公式计算的反射系数与佐普里兹方程计算的反射系数的差别较大。为此,本文提出了直接利用佐普里兹方程进行叠前反演,并通过引入广义线性反演理论和贝叶斯方法详细推导了叠前反演算法。理论模型试算结果表明,基于佐普里兹方程的叠前反演能够获得精度较高的反演结果。     

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     

盖层各向异性对时移地震AVO的影响

油藏盖层各向异性在油藏开发前后对地震AVO曲线有相同程度的影响,而这种影响能否在2次地震AVO曲线相减后变得很小,可以被忽略？利用某油田数据建立了储层岩石物理模型,根据Gassmann方程获得了该油田储层的纵、横波速度与含油饱和度的关系曲线.设计了双层油藏模型,通过求解横向各向同性（VTI）介质界面的透射系数与反射系数的线性方程组,计算了油藏盖层存在各向异性时的P-P波和P-S转换波反射系数,分析了不同Thomsen参数对反射系数及其油藏开发前后反射系数差异的影响,并进行了定量分析.分析结果表明,小入射角情况下进行P-P波时移地震AVO分析,可以忽略盖层各向异性的影响;大入射角情况下进行P-P波时移地震AVO和多波时移地震AVO分析,盖层各向异性不能忽略.     

裂缝介质的纵波方位AVO反演研究

基于Zoeppritz方程的地震波反射系数解析式是非线性的，而利用地震波反射系数公式来反演介质的弹性参数，或是直接利用非线性反演方法，或是对复杂的反射系数公式进行线性化近似。首先，从理论上讨论了各向异性介质中的反射和透射系数方程，给出了裂缝介质的线性近似反射系数公式；然后，利用ISO／HTI模型对Vavrycuk和Ruger的近似反射系数与真实反射系数进行了对比，得出在大角度情况下Vavrycuk近似比Ruger近似更逼近真实值的结论。因此．选择Vavrycuk纵波近似反射系数公式对纵波方位AVO线性反演公式进行了推导；最后，用模型对反演公式进行了验证，反演结果能满足精度要求。     

地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟与逆时成像

为了进一步提高对地震波传播规律的认识,将波印廷矢量引入到二维地震波动方程方向行波波场分离正演数值模拟中。 根据地震波波印廷矢量的波场数值特征,实现了对全地震波场中左行波、右行波、上行波和下行波波场的自动识别与分离。以均匀介质模型、倾斜界面模型以及 Marmousi 模型为例,开展了相应的数值模拟实验与逆时成像处理。 计算结果表明,该方法准确有效,能够实现任意时刻波场快照中方向行波的波场分离,并合成分别由左行波、右行波、上行波和下行波形成的波场快照与数值模拟记录。该方法简单易行,计算量较小,对实际地震资料中方向行波波场的识别、分离、成像及验证具有一定的应用价值。     

组合震源对AVO的影响及校正方法

组合激发技术被广泛应用于地震勘探野外数据采集中,在陆上低信噪比地区和海域的应用更为频繁。但组合激发的地震波在空间不同方向上传播时能量具有差异性,这与AVO理论的单震源假设条件相矛盾。本文采用将相控理论与波动方程数值模拟相结合的方法,探究组合激发时地震波在各方向上的传播特点及其AVO曲线变化规律,总结出组合激发条件下的AVO曲线校正方法。理论模型试验结果表明,利用本文方法可有效消除由组合激发造成的AVO分析误差,提高AVO分析的精度并扩展其适用范围。     

各向异性弹性介质方向行波波场分离正演数值模拟

为了进一步提高对弹性波波场传播规律的认识,将波印廷矢量应用于多波多分量各向异性介质弹 性波波动方程方向行波波场分离正演数值模拟中。 根据弹性波波印廷矢量的波场数值特征,在多分量弹 性波正演数值模拟过程中,实现了上行波、下行波、左行波和右行波的方向行波波场分离。 以均匀各向异 性弹性介质模型、倾斜界面模型和 Marmousi 模型为例,开展了相应的方向行波波场分离数值模拟实验。 结果表明,这种方法计算量小,算法简单,能够准确实现波场快照和数值模拟记录的方向行波波场分离。 因此,在多波多分量弹性波资料的地震波场模拟分析和成像方面具有一定的应用价值。     

Geochemical characteristics and diagenetic fluids of dolomite reservoirs in the Huanglong Formation, Eastern Sichuan Basin, China

Based on a comprehensive study of texture,diagenetic behavior and evolution of dolomite in the Huanglong Formation,trace （e.g.,Fe,Mn and Sr） and rare earth element （REE） geochemistry,andisotopic characteristics （e.g.,C,O and Sr）,four types of diagenetic fluids are identified in the Huanglong Formation dolomite reservoirs of the Eastern Sichuan Basin,China：1）：marine-derived pore waters in the marine diagenetic environment,2） sabkha compaction brine conserved in the early shallowburied diagenetic environment,3） strongly-oxidizing low-temperature meteoric water in the seepagesubsurface flow diagenetic environment,and 4） strongly reducing deeply seated mixed hot brine in the middle and deep burial diagenetic environment.The fluids developed hereditarily from one environment to another,which resulted in its respective characteristics.Fluid characteristics play an important role in the development of dolomite reservoirs：1） dolomitization by marine-derived pore water in the quasisyngenetic stage did not form an effective reservoir; 2） early diagenetic burial dolomitization by the sabkha compaction brine formed the basis for reservoir development; 3） meteoric water karstification in the paleo-epidiagenetic stage expanded both the distribution and the size of the reservoirs,and improved the reservoir quality; 4） deep-burial dissolution and tectonic fracturing in the reburial diagenetic stage further improved reservoir porosity and permeability.     

基于散射矩阵分解的反射系数二阶近似

常规AVO反演利用精确Zoeppritz方程的一阶近似式,更加适用于弱介质变化的反射界面、小角度或小炮检距反射问题,其假设条件导致计算误差,不利于准确提取密度参数,不能很好地预测复杂储层或中深部储层,且无法充分利用近临界角数据;基于反射/透射系数精确表达式进行高阶近似过于繁琐,利用上、下行波特征向量矩阵及矩阵对称性对反射/透射系数进行泰勒二阶展开,其过程物理意义不够明确,且得到的二阶近似式亦不够完善。为此,直接从P-SV平面波入射/散射矩阵出发,给出了一种求取散射矩阵高阶近似的方法,即利用扰动思想将散射矩阵分解为背景矩阵与一阶、二阶扰动矩阵,求取纵波反射系数背景项与一阶、二阶扰动项,推得纵波反射系数的二阶近似公式。模型对比分析表明,所推公式在中高角度乃至近临界角入射情况下具有较高的精度,对密度参数的敏感性更高,为充分利用大炮检距地震数据准确地反演物性参数提供了基础。     

Improving seismic interpretation: a high-contrast approximation to the reflection coefficient of a plane longitudinal wave

Linearized approximations of reflection and transmission coefficients set a foundation for amplitude versus offset（AVO） analysis and inversion in exploration geophysics.However,the weak properties contrast hypothesis of those linearized approximate equations leads to big errors when the two media across the interface vary dramatically.To extend the application of AVO analysis and inversion to high contrast between the properties of the two layers,we derive a novel nonlinearized high-contrast approximation of the PP-wave reflection coefficient,which establishes the direct relationship between PPwave reflection coefficient and P-wave velocities,S-wave velocities and densities across the interface.（A PP wave is a reflected compressional wave from an incident compressional wave（P-wave）.） This novel approximation is derived from the exact reflection coefficient equation with Taylor expansion for the incident angle.Model tests demonstrate that,compared with the reflection coefficients of the linearized approximations,the reflection coefficients of the novel nonlinearized approximate equation agree with those of the exact PP equation better for a high contrast interface with a moderate incident angle.Furthermore,we introduce a nonlinear direct inversion method utilizing the novel reflection coefficient equation as forward solver,to implement the direct inversion for the six parameters including P-wave velocities,S-wave velocities,and densities in the upper and lower layers across the interface.This nonlinear inversion algorithm is able to estimate the inverse of the nonlinear function in terms of model parameters directly rather than in a conventional optimization way.Three examples verified the feasibility and suitability of this novel approximation for a high contrast interface,and we still could estimate the six parameters across the interface reasonably when the parameters in both media across the interface vary about 50%.