基于广义弹性阻抗的流体识别因子反演方法研究与应用

常规叠前弹性阻抗(EI)反演识别流体的方法难以满足预测致密砂岩储层的要求,为此进一步推导了广义弹性阻抗(GEI)方程,表达为纵横波速度比v_P/v_S(可计算泊松比σ)和一种新的流体识别因子f/v_S(Gassmann流体项与横波速度的比值)的计算公式,可以直接反演出v_P/v_S(或σ)和f/v_S参数,避免了间接计算的累积误差。建立正演模型,分析弹性阻抗方程和广义弹性阻抗方程的精度可知,在鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩储层中,广义弹性阻抗方程的精度比弹性阻抗方程的精度高。分析测井资料多项参数后认为,泊松比σ为岩性识别最敏感参数,f/v_S为流体识别最敏感因子。对研究区进行正反演计算,通过正演模拟验证了广义弹性阻抗方程的精度,通过反演获得了v_P/v_S(或σ)和f/v_S数据,对反演数据进行分析研究,进一步验证了f/v_S对致密砂岩储层流体识别的可靠性;同时可知,流体因子f/v_S的识别精度虽受噪声影响,但可以清晰地检测出流体,具有一定的抗噪性。     

应用Lp拟范数稀疏约束的纵横波速比直接反演

纵横波速比(v_P/v_S)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文中提出了一种新的广义弹性阻抗方程,再进一步推导出一个与纵横波速比、纵波速度、密度相关的纵波反射系数近似方程。为了得到精度较高的反演结果,基于推导出的反射系数近似方程,提出一种基于L_p拟范数稀疏约束的叠前地震反演方法,并通过交替方向乘子算法求解。将提出的直接反演方法应用于理论模型和实际数据,并与间接反演方法相对比,结果表明该直接反演方法的反演结果精度较高,对含气储层的边界刻画更清晰。     

基于Gray近似的弹性波阻抗方程及反演

 为得到更准确的岩石物理参数数据体，减小计算误差的累积效应，人们希望通过某种方法直接提取岩石物理参数。用Connolly的弹性阻抗(EI)公式进行反演只能直接得到纵、横波速度和密度的信息，再通过计算得到相应的弹性参数，而且不同角度的弹性阻抗的量纲不统一。本文针对Connolly方法的不足，通过Gray近似把佐普里兹方程表示为反射系数是剪切模量μ、拉梅系数λ和密度ρ的函数，提出了以Gray的AVO近似方程为基础的一种新的弹性波阻抗反演公式，并对该公式进行了标准化以实现不同角度的弹性波阻抗间量纲的统一。文中用标准化后的弹性波阻抗反演公式对A地区的实际地震数据进行了反演，从反演得到的弹性阻抗数据体中可直接提取剪切模量μ、拉梅系数λ，表明用文中方法提取弹性参数更加稳定、准确。     

基于支持向量机的非线性弹性阻抗反演方法

常规弹性阻抗反演是由Zoeppritz方程近似式组建线性方程组并求解,但是弹性阻抗与弹性参数是一种完全非线性关系。本文把支持向量机方法引入弹性阻抗反演过程中,提出一种新的非线性弹性阻抗反演方法：①在基于精确Zoeppritz方程正演角道集基础上生成部分叠加剖面并求取弹性阻抗;②运用支持向量机方法训练弹性阻抗与弹性参数的非线性关系;③由此非线性关系反演弹性参数。将该方法用于模型数据和实际资料,反演结果表明支持向量机的非线性弹性阻抗反演保持了常规弹性阻抗反演稳定性的同时提高了弹性参数的反演精度,且克服了常规波阻抗反演解决不了的远炮检距数据或弹性参数纵向变化大等缺陷。     

基于扰动弹性阻抗的裂缝参数反演方法

裂缝参数是裂缝型储层评价的重要指标,利用基于方位弹性阻抗的叠前地震反演方法可获取裂缝储层参数,而地震波方位反射系数方程是叠前方位反演的基础。为探寻稳健的裂缝参数反演方法,首先对比分析方位反射系数方程中各参数的敏感性,探讨裂缝参数反演结果不稳定的根本原因,同时发现裂缝是导致储层呈现方位差异性的主要因素;然后结合扰动反演思想,将方位各向异性弹性阻抗表示为背景介质弹性阻抗项与扰动弹性阻抗项之和,定义扰动弹性阻抗缘于储层裂缝的存在;最终构建了一种稳健的基于扰动弹性阻抗的裂缝参数反演方法。模型试算和实际资料试处理的结果均表明,利用本文方法能够得到合理的储层裂缝参数,尤其是较好地解决了裂缝参数反演不稳定的问题。     

致密储层敏感弹性参数叠前同步反演方法

杨氏模量和泊松比是表征致密储层脆性的重要弹性参数,而Gassmann流体项则是地震流体识别中常用的流体因子。利用叠前地震反演方法从叠前地震资料中同步获取此类参数是可行且有效的途径。为此,针对致密储层预测及流体识别的需要,提出了一种致密储层敏感弹性参数叠前同步反演的新方法。在孔隙弹性介质反射系数近似方程的基础上,通过重新组合变化,推导出包含杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度参数的纵波反射系数方程,建立起了杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度反射率与纵波反射系数间的线性关系。在此基础上,采用基于贝叶斯理论的弹性阻抗反演技术,提出了杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度参数的叠前同步反演方法。模型数据试算和实际资料测试结果均表明,所提出的方法能够从叠前地震资料中稳定地获取致密储层的敏感弹性参数,为此类储层的预测及流体识别提供了一种可靠的技术途径。     

杨氏模量和泊松比基追踪反演

本文基于基追踪理论利用叠前地震反演方法直接反演杨氏模量和泊松比。首先从Zoeppritz方程的Gray近似公式出发,根据弹性参数间的关系推导出包含杨氏模量、泊松比和密度的地震反射系数线性近似公式;然后基于基追踪反演理论建立了叠前地震反演方法,直接反演杨氏模量和泊松比,并在基追踪反演的目标函数中加入模型约束项,以提高反演方法的稳定性;最后,利用模型试验和实际数据证明该方法可以从地震数据中稳定估算杨氏模量和泊松比。     

拉梅参数直接反演技术在碳酸盐岩缝洞型储层流体检测中的应用

缝洞是某区碳酸盐岩储层的主要储集类型,非均质性强。为充分利用叠前地震资料的AVO信息,采用基于弹性阻抗反演的LMR技术来求取储层弹性参数信息,进而指导储层流体检测。首先,通过岩石物理和弹性参数流体敏感性分析得到流体敏感参数;其次,基于拉梅参数弹性阻抗方程开展拉梅参数的直接反演,以减少常规弹性阻抗先反演纵、横波速度和密度再计算拉梅参数信息所带来的累积误差;最后,利用反演得到的流体敏感弹性参数进行含气储层预测。实际钻井结果证明,在研究区采用基于叠前弹性阻抗反演的LMR技术能够有效地识别含水与含气储层。     

等效流体体积模量稳定反演方法

基于等效流体体积模量的反射系数近似方程,并结合Connolly弹性阻抗思想,推导了基于等效流体体积模量的弹性阻抗方程,并对弹性阻抗方程进行了归一化处理。在反演等效流体体积模量过程中,发现待反演参数的系数之间存在系数相关性,严重影响了等效流体体积模量反演的稳定性。首先采用贝叶斯框架下的弹性阻抗反演方法,进而将孔隙度反演结果作为已知信息加入到等效流体体积模量反演方程中,使待反演参数系数矩阵满秩,结合弹性阻抗反演结果,实现了等效流体体积模量的稳定反演。该方法有效地去除了系数之间的相关性,并将待反演参数减少为3个,所需要的角度个数也由4个减少为3个,提高了等效流体体积模量反演的稳定性。模型实验结果与实际数据应用均验证了方法的有效性。     

杨氏模量和泊松比反射系数近似方程及地震叠前反演

杨氏模量和泊松比是表征岩石性质的重要弹性参数;地震叠前反演是获取地下弹性参数最有效的方法之一,其核心是描述地震波反射特点的反射系数方程。针对缺失大入射角的地震数据,经典三项式反射系数方程的反演不稳定性较突出的情况下,拟从减少参数维数入手,提高反演结果的稳健性。首先从Aki-Richards近似方程出发,通过引入密度幂指数经验近似模型拟合密度反射系数,推导得到直接反演杨氏模量和泊松比的两项式反射系数近似方程;然后,从正演与反演角度,利用多个参数化模型对新方程的稳定性与精度进行分析、验证,结果表明该方程具有计算精度高、适用性较强的特点;最后,依据新方程总结了一套适用于含气储层、能够直接反演岩体脆性参数的叠前反演方法,该方法较好地刻画了含气目标,为油气储层含气特征的识别提供了新的手段。     

层状半空间地震数据的弹性波方程反演

由于叠前地震数据同时含有丰富的纵波和横波信息，而且这些信息与岩性密切相关，因此根据叠前数据的反演可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息。由于层状弹性半空间的地震波传播规律具备模拟AVO分析的条件，所以可采用一种基于弹性波波动方程的方法来合成叠前记录。文中推导了球面波在层状半空间形成的反射公式，此式包含了波前扩散效应、层状地层的横波反射及自由表面的反射，以此正演模拟算法为基础，建立了一套叠前弹性波方程反演方法，其中反演问题的求解用遗传算法完成。为了能有效地搜索到最佳地层参数，遗传算法的具体实现完全依照叠前反演这一特定的多参数非线性优化问题而设计。由叠前弹性波反演得到的纵横波速度和密度可用来计算泊松比、弹性模量等岩石物性参数，为识别储层孔隙中的流体性质提供了新手段。     

叠前弹性波阻抗反演技术及应用

叠前弹性波阻抗反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术。叠前弹性阻抗反演是利用不同炮检距道集数据及横波、纵波、密度等测井资料,联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数,综合判别储层物性及含油气性。该方法也被称作弹性参数反演。由于叠前弹性波阻抗反演利用了大量地震及测井信息,较叠后声阻抗反演在可信度方面有很大提高,并能对含油气性进行半定量-定量描述。本文在简要论述叠前弹性波阻抗反演的基本原理及方法的基础上,给出了该方法的反演实例。     

一种叠前地震多属性反演方法

介绍了一种借助于地震波弹性阻抗提高常规叠前地震反演的精度和可靠性,进而同时提取多种地层弹性属性参数的地震多属性反演方法。利用全波测井资料确定声波阻抗(AI)和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)(REI);将共中心点(CMP)道集变换成角道集并进行部分角度叠加;利用常规叠前弹性阻抗反演流程分别对小角度叠加数据及中等入射角的部分叠加数据进行声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)反演;对反演得到的声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)数据进行道运算,得到与弹性密度比、储层岩性变化和孔隙流体成分密切相关的地震属性;确定储层岩性和孔隙流体性质。该方法仅需要近、中角度的地震数据,其他弹性属性参数是由弹性密度比与声波阻抗之间的关系通过道运算获得,提高了计算效率,可用于绝大多数采集条件下获得的地震数据叠前反演。     

两项式弹性波阻抗反演方法在深层碳酸盐岩储层预测中的应用

川东北地区长兴组碳酸盐岩储层埋藏深度大,获取大角度地震信息困难,地震资料信噪比较低。为此,本文通过引入新的近似式,从中、小角度两个弹性阻抗数据体中提取岩石物性参数。文中首先以佐普里兹方程的Aki-Richards近似式为基础,详细推导了以纵横波阻抗表示的新的两项型弹性波阻抗公式,该式不仅考虑了密度与其他地球物理参数的联系,而且在舍弃密度项时,利用纵波速度与密度幂指数拟合关系式使密度近似为纵波阻抗更加合理;其次引入Tikhonov正则化方法以提高该方法反演的精度、稳定性和抗噪性。数值试算与实际应用结果都证明了该方法的可行性。     

弹性波阻抗反演

弹性波阻抗反演是近年来地震反演技术的一个"亮点",也是反演研究的热点。由于弹性波阻抗反演包含转换横波的信息,其结果不仅能更好地区分岩性,而且能够预测油气等流体。在论述了弹性波阻抗概念和原理的基础上,介绍了其反演用于储层描述的地质效果。在大量资料调研的基础上,认为角度或偏移距叠加反演与AVO反演相结合、弹性波阻抗与声波阻抗反演相结合的联合反演将成为地震数据解释的新方法。     

弹性阻抗方程中的K值选取问题探讨

叠前弹性阻抗反演需要计算弹性阻抗曲线,而常规计算均是基于K值为常数这一假设条件,与实际的K值不符,因而导致弹性阻抗曲线计算以及后续岩性参数提取时存在偏差。提出了利用K值扫描法来优化K值选取的方法,其原理是:选用不同的K值分别计算弹性阻抗,然后将其转化为反射系数,最后求取转化得到的反射系数与精确的Zoeppritz方程计算的反射系数之间的差,两者差值最小时的K值即为最佳。理论模型及实际测井曲线应用结果证明该方法能够确定最优K值。     

射线参数域叠前弹性参数反演在储层预测中的应用

P道集的地震波是按照射线路径传播的,与角度道集相比,更接近地震波的实际传播路径,更能表征地下的反射特征。同时P道集可直接从地震数据计算得到,不依赖于上覆地层速度,避免了不精确的速度模型给反演带来的误差。文章在介绍P道集基本概念及射线参数域叠前弹性参数反演流程的基础上,利用分P叠加数据,通过贝叶斯稀疏脉冲反演进行了不同P值的射线弹性阻抗反演,并通过约束搜索法求取了相关的叠前弹性参数。相比于角度域的叠前弹性参数反演,其反演结果具有高分辨率、高精度且客观真实的特点。将该方法应用于川西坳陷新马滚动区以及川北坳陷元坝西区的储层预测,实际应用效果证明了该方法的可靠性和准确性,其预测结果对研究区下一步的勘探开发工作具有重要的指导意义。     

宽方位杨氏模量反演和裂缝预测方法及应用——以渤中凹陷H构造潜山勘探为例

裂缝可作为油气储集空间或运移通道,是潜山油气勘探的重点目标.传统的方法多基于地震属性、利用弹性分界面AVO特征预测裂缝发育方向,但是由于顶、底界面AVO特征可能存在差异,导致裂缝预测精度较低.为此,利用杨氏模量对裂缝的指示性作用,从HTI介质一阶扰动近似方程出发,拓展基于杨氏模量、泊松比和各向异性参数表征的方位弹性阻抗...