A time domain induced polarization relaxation time spectrum inversion method based on a damping factor and residual correction

Relaxation time spectra （RTS） derived from time domain induced polarization data （TDIP） are helpful to assess oil reservoir pore structures. However, due to the sensitivity to the signal-to-noise ratio （SNR）, the inversion accuracy of the traditional singular value decomposition （SVD） inversion method reduces with a decrease of SNR. In order to enhance the inversion accuracy and improve robustness of the inversion method to the SNR, an improved inversion method, based on damping factor and spectrum component residual correction, is proposed in this study. The numerical inversion results show that the oscillation of the RTS derived from the SVD method increased with a decrease of SNR, which makes it impossible to get accurate inversion components. However, the SNR has little influence on inversion components of the improved method, and the RTS has high inversion accuracy and robustness. Moreover, RTS derived from core sample data is basically in accord with the pore-size distribution curve, and the RTS derived from the actual induced polarization logging data is smooth and continuous, which indicates that the improved method is practicable.     

地震波形反演与测井联合的三维建模方法

基于褶积模型的地震反演能得到较高分辨率的结果,但它对初始模型的依赖性强。依托波动理论的波形反演法可获得准确、稳定的低频信息,横向保真性高;测井资料纵向分辨率高,频率信息丰富。本文提出一种基于波形反演结果和测井资料的联合建模方法,综合波形反演结果横向高保真性和测井资料纵向高分辨的优势,提高初始模型的构建精度,进而提高反演结果的精度。应用结果表明,联合构建的三维模型不仅具有波形反演结果的低频特征,还具有测井资料纵向高分辨率的优点,以此作为褶积模型反演的初始模型,提高了储层预测的精度。     

钻井液密度窗口随钻预测理论及其工程应用

将岩石力学方法与地震勘探理论相结合,通过考察地震记录、岩石物理参数与孔隙压力之间的定量关系,建立了利用地震数据直接反演孔隙压力的模型。根据岩石力学参数地质统计特性,实钻过程中充分利用录井、钻井等实时信息,通过随机反演方法随钻预测钻头前方待钻地层的孔隙压力。依据孔隙压力反演结果进一步求取地应力、岩石强度、坍塌压力与破裂压力,通过对预测参数的综合分析,最终实现对待钻井段的安全钻井液密度窗口进行随钻预测。该方法在川东北HB探区的2口深探井进行了工程应用,现场应用情况表明该方法预测精度较高、实时操作简捷、计算过程稳定,具备良好的随钻适用性。     

确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法

在前人的工作基础上,提出了确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法。以序贯Gibbs扰动模拟、扩展Metropolises—Hastings （M-H）算法为核心,引入层序地层网格,自适应融入地质统计学、构造以及沉积模式等信息,整个反演过程无需计算地层的局部倾角或进行复杂的坐标转换。针对随机地震反演结果的高频成分仍具有较大的不确定性,造成不同实现展示的储层特征差异较大,结合序贯Gibbs扰动模拟与同位协同克里金,通过引入确定性反演结果的协同约束,进一步限定随机反演候选解空间,从而降低随机地震反演高频成分的不确定性。获得以下认识：①相比确定性反演,随机地震反演可以产生高分辨率的反演结果,其中垂向变差影响随机反演的垂向分辨率,横向变差影响随机反演的横向连续性。②与均匀地震网格相比,由于层序地层网格融入了构造和沉积模式等信息,因此更适合变差函数横向约束随机反演;借助重采样矩阵,在层序地层网格进行抽样模拟,在均匀地震网格进行褶积正演,整个反演过程既满足构造和沉积模式的约束,同时又符合地球物理原理。③通过引入确定性反演的协同约束,可进一步限定候选解的解空间,增强波阻抗随机反演结果与确定性反演结果的相关性,进而降低随机反演高频成分不确定性。实际数据试算表明,通过对比随机反演的四个不同实现,验证了所提算法的有效性。     

多点地质统计反演技术

在开发中后期,传统的基于两点统计的地震储层反演方法可提高碎屑岩储层纵向表征分辨率,获得高分辨率的反演结果。然而在储层形态上,两点统计反演难以刻画储层复杂形态及结构特征。多点地质统计反演则能够通过多个空间点联合分布刻画特定地质体形态,同时保证垂向高分辨率特征。给出了一种基于多点地质统计学的储层反演方法和流程,首先通过多点地质统计建模确定岩相分布,然后通过岩相与弹性属性的先验分布抽样获得岩相模型控制下的弹性参数场分布,最后通过合成地震记录与理论地震记录匹配决定最优岩相和弹性参数场,实现多点地质统计地震反演。理论模型对比研究表明：相对于传统的两点统计反演和稀疏脉冲反演,多点地质统计地震反演结果精度高,具有推广应用价值。     

松辽盆地北部油气垂向运移及对成藏与分布的控制

在研究松辽盆地北部油气运聚成藏特征的基础上 ,对油气垂向运移的特征进行了研究 ,指出断裂是油气垂向运移的唯一通道。油气沿断裂既可发生向上的垂向运移 ,又可发生向下的倒贯运移 ,主要取决于油气垂向运移的动力。如果源岩具异常孔隙流体压力 ,其生成的油气可同时发生向上和向下的垂向运移 ;如果源岩不具异常孔隙流体压力 ,其生成的油气只能发生垂向运移。油气垂向运移动力和通道发育是决定油气垂向运聚成藏与分布的主要因素 ,在松辽盆地具体表现为 ,长期断裂控制着沙河子组～营城组源岩生成天然气在浅层的聚集与分布 ,异常孔隙流体压力和T2 断裂共同控制着扶、杨油层的运聚与分布 ,T2 或T1 至T0 6断裂控制着黑帝庙油层油气藏的形成与分布     

陆相盆地破碎断块区储层预测方法研究

陆相盆地破碎断块区具有砂体单层厚度薄、横向连续性差、地震反射紊乱等特征，采用常规的储层预测方法很难得到好的预测效果。针对这一问题，进行了储层预测综合方法研究：①采用高分辨率层序地层分析方法和相干体技术建立高精度地层约束模型；②采用地质约束的测井归一化处理、多道记录自相关统计、精确的井震标定等手段建立精确的测井约束模型；③利用沉积相约束反演过程，地质因素约束储层解释过程，使预测结果更符合地质规律。利用以上方法在东濮凹陷某三维地震工区进行了储层预测，预测的砂体分布趋势与沉积微相的解释结果相关程度较高，符合该区的地质规律。     

带约束的一维时频电磁联合反演研究

利用时频电磁资料可同时获取时间域及频率域电磁信息。相比单一时间域或频率域电磁信号,综合利用时频电磁信息可明显提高电性反演精度。为获得精细地电模型,基于正则化反演方法,融合数据约束、模型约束及步长约束,提出一种一维自适应时频电磁联合反演算法。该算法对时间域和频率域数据平衡因子及正则化因子采用自适应调整方案,同时将模型参数搜索范围约束与WOLFE准则相结合,在限制参数搜索范围的同时约束迭代步长,确保反演的稳定性和精度。使用经典层状模型、含噪声的页岩气地电模型及实测数据对该反演方法进行测试与分析,结果表明带约束的时频电磁联合反演方法可有效提高复杂模型电阻率反演的分辨率,对提高时频电磁方法油气藏识别精度具有实际意义。     

地震波形约束的蒙特卡洛——马尔科夫链随机反演方法

以地质统计学为基础、以测井资料为条件数据的地震随机反演方法的分辨率高于常规确定性反演,因此迅速得到广泛应用,但是提高计算效率以及消除随机性一直是难点.为此,提出了基于地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链(MCMC)随机反演方法.充分利用观测地震数据和待反演参数之间的地球物理映射关系,应用相关系数,根据已知的地震波形之间的...     

海上少井条件下低渗薄礁滩灰岩储层甜点定量解释——以珠江口盆地A油田为例

珠江口盆地A油田礁滩灰岩储层超薄、横向变化快、储层非均质性强及孔、渗关系复杂,加之海上钻井资料少、地震资料的纵、横向分辨率低,导致低渗储层甜点评价难度大。为此,建立了物探-测井-地质一体化定量解释薄层灰岩低渗储层甜点的技术对策。针对灰岩速度异常、厚度小、横向变化快等复杂油气藏,结合全波形反演的浅中层速度建模和网格层析中深层速度建模方法,利用反射波和折射波能量更新速度模型,减少速度误差,有效改善了成像质量,从而确保相带划分精度。基于孔隙形态因子校正技术优化复杂灰岩孔、渗关系,直接使用稳定的地震反演弹性参数解释渗透率,从而将渗透率解释模型向三维空间扩展。对于薄层、少井条件的地震资料反演,首次运用综合一维测井岩相和二维平面相联合嵌套约束的分级相控叠前高分辨率地震反演技术,定量表征了礁滩灰岩油藏低渗储层甜点。结合地震数据及反演结果精细解释了礁滩体层位,将灰岩层段分为致密碳酸盐岩台地、生物滩、下部生物礁以及上部生物礁共四个研究单元;认为灰岩低渗储层甜点局部发育,主要分布在1井以北、2井以南的礁滩主体部位。     

核磁测井资料在岩石粒度反演中的应用

岩石粒度参数是储层岩石物理分析的关键评价参数。研究岩心核磁共振T₂谱与岩石粒度分布曲线之间的关系,发现核磁共振T₂分布与岩石粒度分布直接相关,因此可以利用核磁T₂谱资料来反演岩石粒度分布。首先基于岩心实验结果对每块岩心采用分段非线性刻度转换方法由核磁T₂分布计算岩石粒度分布,调整刻度参数使得计算得到的粒度分布与岩心分析粒度分布逼近,误差最小时即获得每块岩心的转换刻度参数。然后结合孔渗参数对岩心进行分类,确定每类岩心的刻度参数。最后根据实际核磁测井T₂分布曲线对井下岩石粒度进行反演,反演结果与岩心分析结果对比效果良好,验证了方法的可靠性,为地质储层岩石物理分析提供准确的连续岩石粒度分布剖面。     

深感应测井深度域反演算法及应用

为了克服沃尔什变换域反演的不足，构造了一种深度域反演算法，并结合信息分辨率理论，对两组深感应测井模型进行了反演处理。结果显示，该算法能有效恢复薄层，纵向分辨率达到了0．25m，精度较高，且高电导率地层比低电导率地层的反演效果好。     

利用高斯径向基函数的拟神经网络重力反演方法

为了提高重力反演分辨率,提出一种利用高斯径向基函数的拟神经网络反演方法。该方法利用高斯径向基函数压缩模型空间,在保证复杂模型表征能力的前提下,实现了反演参数的降维;以高斯径向基函数为激活函数,构建一种拟神经网络结构,不需要训练,可以克服建立训练数据集的困难。该方法较好地解决了重力反演不适定性所导致的趋肤、垂向分辨率低、多解性强和严重依赖先验约束等问题,并从重力数据中最大程度地提取有效信息以提高反演结果的分辨率,增强可靠性。模型实验证明了该方法具有较高的精度和分辨率,能较准确地反演模型的位置、边界和密度。应用该方法反演车镇凹陷重力数据,得到了垂向分辨率较高的剩余密度模型,从中提取密度界面和剖面开展构造解释,揭示了下古生界构造格局和潜山发育规律,证明了该方法的实用价值和应用潜力。     

“两宽一高”三维地震资料的纵向分辨率探讨及应用

为了探讨宽频地震资料的纵向分辨率问题,依托2015年吐哈油田葡北“两宽一高”三维地震处理数据,通过分析合成地震记录、倍频程滤波和不同频带的地震反演结果,认为：不同频带的地震反射代表了对不同尺度地层界面的分辨能力,在低频段只能分辨大套地层的界面,在高频段既能分辨大套地层又能分辨较薄地层的界面,地震资料低频成分的缺失使地震反射的层次感降低;当地震资料缺失低频成分越多,用井插值模型补偿低频的波阻抗反演与实际宽频地震反演结果差别越大,即地震资料的低频决定反演精度,高频决定反演分辨率。通过吐哈油田葡北三维地震的宽频反演,储层预测精度明显提高,有效指导了该区岩性油气藏的勘探。     

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地震资料与测井资料联合反演技术用于反演地震剖面，得到了由测井曲线构成的剖面。文章研究基于近年来得到不断发展和应用的非线性理论中的神经网络算法，其目的是为了得到高分辨率、高精度的反演剖面。方法具有自适应子波调整的特点，克服了传统反演方法在这一方面的缺陷；能够反演多种测井曲线，比传统反演方法具有明显优势；可获得纵、横向上分辨率均较高、与实际资料吻合程度高的反演剖面，有利于储层的高精度、综合性的研究。方法在初步应用中取得了较好效果，展示了良好的应用前景。     

近地表Q值测试方法研究进展与展望

准确求取近地表品质因子Q值是构建近地表衰减Q模型、实施反Q滤波处理以提高地震资料分辨率的重要前提。通过对现有近地表品质因子估算方法的梳理,将其初步划分为岩石样本测试Q估算和地层原位测量Q估算两大类。前者依据测试原理的不同可细分为应力-应变法、驻波法和行波法三种;后者按照现场观测技术的不同细分为微测井法、小折射法、大炮初至波法和面波法四种。进一步对不同测试方法的基本原理、应用条件、探测范围、优点与不足等进行对比分析,指出各方法研究和应用中存在的问题。总体而言,岩石样本测试Q估算的测量精度相对较高,但受样本自身局限性及测量频率与地震勘探频率的非一致性等因素影响,测量结果在地震勘探中的实用效果难遂人愿。微测井法和小折射法均可获得有限调查点的较准确Q值,具有较高的纵向分辨率,但难以精准描述Q值横向变化。此外,小折射法还受近地表观测条件限制,地域适应性欠佳。大炮初至直达波法易于估算近地表低降速层Q平均值,能够较好地描述近地表Q值的横向变化,但纵向分辨率不足。初至折射波法无法反映近地表高速层的衰减特性。可控源记录初至波法理论上可获得与小折射法同等精度的Q值纵向分辨率,且具有优于小折射法的横向Q值变化刻画能力。面波法主要应用瑞雷面波,包括来自大炮记录的瑞雷面波信息,其探测深度较小,主要揭示近地表风化层的Q值。此外,受面波信息处理、提取和速度频散曲线求取精度等限制,现有的面波法Q值估算精度有限。井地联合及多源信息融合Q反演应该是未来近地表准确Q值反演和应用研究的主要发展方向。     

苏北盆地印支面地震属性方法研究

苏北盆地中、上古生界具有很好的烃源岩条件。由于受到多期构造运动的改造和地震资料的限制,致使中、上古生界地层的构造特征、分布和保存的多少历来存有争议。为了进一步了解印支面下伏中、上古生界地层在全区的分布状况,应用正反演方法进行尝试。应用一维正演模型和SeisClass模块沿印支面进行地震属性的提取、相关性分析和聚类反演,从有井控制区反演出无井控制区的印支面上下地层接触关系。通过对HQ地区地震属性的剖析,在该区选取均方根振幅和能量半衰时进行聚类反演得到印支面上下地层接触关系平面分布。此方法对于推测全区的印支面下伏残存中、上古生界地层具有很好的指导意义。     

利用地震信息定量预测烃源岩热成熟度——以琼东南盆地乐东—陵水凹陷为例

琼东南盆地深水区钻测井数量少、钻遇层位浅和难以获取高精度地层速度,不利于有机质成熟度的预测。为此,本文从烃源岩镜质体反射率—孔隙度(Ro-Φ)预测模型建立和地层速度提取两个关键环节入手,形成了一套适用于琼东南盆地乐东—陵水凹陷的烃源岩成熟度地震定量预测方法:①采用研究区及邻区烃源岩Ro与Φ的乘方关系,建立了烃源岩Ro-Φ预测模型;②利用有色反演方法确定了相对速度分量与低频速度分量,再将相对速度分量与低频速度分量合成为频带适中的地震绝对速度。对比Ro-TTI方法与本文采用的Ro-Φ方法的烃源岩成熟度预测效果可知:前者预测有机质成熟度精度更高,适用于勘探程度较高的地区;后者主要基于地震、钻井和地质资料,可以从宏观上了解烃源岩的空间展布及生烃潜力,适用于勘探程度较低的地区。古近系烃源岩成熟度的地震定量预测结果表明,古近系烃源岩在凹陷中心部位成熟度较高,向四周逐步降低,表现为:古近系上部渐新统(陵水组、崖城组)烃源岩达到成熟—高成熟阶段,局部地区甚至达到过成熟阶段,现今及成藏期对本区供烃具有重要贡献,其中崖城组烃源岩生烃最为有利;下部始新统烃源岩在全区几乎处于过成熟阶段。     

多尺度地震资料稀疏贝叶斯联合反演方法

针对地面和井中地震资料在不同尺度上置信度不同的问题,提出了多尺度地震资料稀疏贝叶斯联合反演方法。利用尺度分解方法分析多尺度地震资料与井旁合成地震记录的匹配度,以此为标准确定各种资料对应的尺度约束算子。从贝叶斯理论出发,进一步假设模型参数服从柯西先验分布,保证了反演解的稀疏性。引入尺度约束算子,建立多尺度地震资料稀疏联合反演目标泛函,采用PRP（Polak-Ribiere-Polyak）共轭梯度进行优化求解。模型测试和实际资料处理表明,多尺度地震资料稀疏贝叶斯联合反演方法有效利用了地面地震资料和井中地震资料中高置信区间内的尺度信息,为面向储层的综合研究提供了高精度的反演结果。     

利用地质统计学反演预测砂岩型铀矿体的变差函数求取方法

地质统计学反演的可靠性主要受控于变差函数等关键参数的选取，传统的求取变差函数横向变程方法的随机性较强。为了提高地质统计学反演预测砂岩型铀矿体的精度，提出一种在测井数据和地质意义控制下的变差函数求取方法，即通过统计井上数据点求取纵向变程，通过统计、分析已开发区矿体规模和矿点含矿性求取横向变程。相对于常规确定性反演，地质统计学反演基于测井数据随机建模，继承了地震资料横向分辨率高的特点，同时具有更高的纵向分辨率，对于厚度小、横向变化快的QJD砂岩型铀矿体的预测效果较好，其中变差函数的求取是影响反演结果的重要因素。QJD铀矿体预测精度分析及实际应用表明：①纵向变程取4.5m时，反演结果的纵向分辨率相对最高，且能兼顾反演效率； ②与叠后稀疏脉冲反演相比，基于所提变差函数求取方法的地质统计学反演结果与实际矿体分布更吻合； ③基于所提方法反演结果部署的12口勘探井完钻的工业见矿率为75%，较大幅度地提升了平均勘探成功率。