基于双γ模型的叠前多波反演技术预测苏里格含气储层

鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8段主要发育河流相储层,砂体纵向叠置、横向变化快、非均质性强,常规反演方法无法有效区分致密砂岩和含气砂岩。该文利用基于双γ模型和模拟退火的叠前多波反演方法进行储层预测。此方法利用时间走时和振幅能量计算各自纵波、横波速度比(γ)模型,然后通过模拟退火方法求取最佳γ数据体,使纵波、横波反射层位匹配最佳;在此基础上利用纵波截距、梯度及横波梯度数据直接反演纵波、横波速度等参数。模拟退火反演采用区间四分法确定临界温度,准确、稳定地对目标函数全局寻优求解。实际资料的反演证明了该方法的有效性和适用性。     

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。     

纵横波联合反演在储层预测中的应用 ——以沾化凹陷罗家地区沙一段生物灰岩为例

目前油气勘探中单纯依靠纵波数据反演的结果存在多解性。利用纵波和转换横波地震数据进行联合反演, 可以有效提高对横波阻抗的计算精度以及储层预测的可靠性。针对罗家地区沙一段生物灰岩储层岩性横向变化较大,常规纵波叠前反演难以准确预测储层及油水分布的问题,利用多波多分量地震勘探技术,开展纵横波联合反演研究,通过纵横波联合标定、转换横波压缩匹配,构造精细解释等方法建立联合反演初始模型,进而求取对岩性和流体敏感的纵横波速度比、密度等适用于储层预测与油藏描述的弹性参数。实际应用结果表明,纵横波联合反演得到的弹性参数能够识别沙一段生物灰岩储层变化,同时也能够反映储层流体分布,与研究区该层段56口井实钻资料的吻合率达到85%。     

多分量地震联合AVO/AVA反演在垦71井区的应用

鉴于多分量地震联合反演同时利用纵波和转换横波地震信息,可提高反演的稳定性和准确性。本文提出一种纵波、转换横波联合AVO/AVA反演方法,该方法将纵波、转换波地震AVO/AVA分析与地震反演相结合,采用模拟退火全局优化技术,通过匹配纵波和转换波地震数据的振幅和时间信息估算地层弹性参数。将该方法应用于胜利油田垦71井区实际多波地震数据处理,得到了较高精度的弹性参数,为研究区岩性预测和流体检测提供了可靠依据。     

VSP多层系多波列横波速度反演

横波速度是非常重要的地球物理参数。分别从VSP上行转换波和下行转换波时距方程出发,推导出利用VSP上行转换波和下行转换波旅行时进行横波速度反演的公式。为了提高反演精度,进一步提出了多层系、多波列横波速度反演的方法,与纵波速度一起,计算出泊松比等参数。M-21井转换波资料成像处理表明,该方法反演的横波速度能够使上行转换波得到很好的成像。     

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。     

四川地区多分量阻抗反演技术的应用

介绍了多分量地震资料波阻抗反演方法，特别是转换波资料波阻抗反演的原理和方法。应用多分量波阻抗反演技术，对纵波和转换波地震资料进行了波阻抗联合反演，获得了纵波和横波波阻抗剖面、纵横波速度比剖面、λρ剖面、μρ剖面以及各种岩性参数交会剖面。利用这些成果，可以得到比常规波阻抗反演更准确、更丰富的储层信息，在目标储层的含气性识别中取得了很好地效果。     

各向异性介质三维纵横波联合叠前反演方法及应用

 为了提高储层预测精度,本文利用三维三分量资料及前期处理结果,以各向异性(TI)介质弹性波传播理论为基础,研究了多波精确振幅特征方程,进而推出三维各向异性介质纵横波联合叠前岩性参数反演方法。该方法利用叠前NMO道集,将5个岩性参数在同一方程联合求解,可同时获得5个反演参数。为保持反演参数的独立性,可直接反演地层纵波速度、横波速度、密度及另两个各向异性系数,进而计算出地层的弹性参数、弹性阻抗(EI)及弹性阻抗梯度(EIG)等共13个岩性、弹性参数,用于对岩性及流体的识别和描述。文中采用的纵横波联合叠前反演方法可提高反演的可靠性和精度,经实际三维多波地震数据处理证明了方法的适用性。     

北海ＰＰ和ＰＳ波反射数据的各向异性反演和成像

海底油气藏会受到气云遮蔽，引起纵波能量急剧衰减和发散。这时，用PS波成像却很有效，其中横波信息可降低岩性预测和流体饱和度预测的不确定性。资料处理时必须考虑介质各向异性对PS波时差和振幅的影响，否则会使转换点位置、CCP道集的射线轨迹和NMO速度等产生很大的误差，降低PS波成像的时间和空间分辨率。一个多分量各向异性处理的成功实例是用PP和PS波资料重建纯SS波反射旅行时，由PP和PS波的联合叠加速度层析成像得到假设的方位各向同性（VTI）模型的层间参数，用P波校验炮的反射层深度信息消除参数估算的歧解，最后建立用于深度成像的VTI模型。     

多波速度比参数含气性识别研究与应用

基于三维三分量地震资料,采用纵横波联合反演、递推计算等方法,可以提取多波速度比参数,包括横波与纵波速度比、横波与转换波速度比、转换波与纵波速度比,以及据此衍生出来的相关参数（如速度比导数）。以泊松比与纵横波速度比之间的数学关系为基础,利用纵波与转换波的传播特征,推导出采用泊松比或纵横波速度比表述的横波与转换波速度比、转换波与纵波速度比、转换波与纵波速度比对纵波速度的一阶导数、转换波与纵波速度比对泊松比的一阶导数。这些参数对岩性、含气性比较敏感,是油气预测中一类新的实用参数。将上述参数用于四川盆地西部深层须家河组低渗透-致密裂缝性气藏的含气性检测,发现多波速度比参数异常强、裂缝发育好的区域,是天然气富集的优质储层带。     

转换波叠后联合反演技术在川西须家河组气藏的应用

川西坳陷上三叠统须家河组气藏为超致密超高压非常规近源气藏,具有地质条件复杂、成藏机理不清、地震资料有效频带窄与主频低等不利因素,勘探开发难度极大。常规纵波反演技术不能够充分地利用横波信息,无法提供与储层预测、含气性识别等相关的精确参数,难以有效地解决致密气藏的勘探难题。而转换波叠后联合反演技术同时利用全波测井、地震、地质等综合信息,反演出泊松比、纵横波速度比、纵横波阻抗、密度等与岩性和物性相关的重要参数,为致密油气藏的描述提供了更准确、有效的依据。进行转换波叠后联合反演之前,还需要对PP波与PS波进行匹配处理,消除反射波组的频率、相位、波形等差异,以建立准确的反演初始模型。将该技术应用到川西新场地区须家河组气藏描述,获得了良好的储层预测、岩性识别及含气性检测效果。     

P-SV与P-P波的时间匹配

 本文针对叠前联合反演中的P-P波与P-SV波时间匹配问题进行了研究,认为将叠前时间偏移速度分析拾取的纵、横波速度比作为P-P波与P-SV波时间匹配的纵、横波速度比,匹配效果不是很好。文中利用数学模型正演模拟的数据,运用速度比扫描方法校正纵、横波匹配中的偏差,在扫描过程中根据构造成像的主要标志性层位确定大致时间及速度范围,选定计算时窗进行速度比扫描得到最佳速度比因子,从而完成匹配。将P-P波和P-SV波叠前时间匹配流程归纳为：①由P-P波和P-SV波速度分析得到速度比; ②根据速度比模型进行叠前时间道集匹配; ③如果匹配结果好则退出,反之则进行速度比扫描,更新速度比模型并转向②; ④结束匹配,输出匹配道集或叠加剖面。数学模型数据和实际野外陆上地震资料的时间匹配效果表明,文中的P-P波与P-SV波时间匹配方法解决了纵、横波反演过程中来自同一地层界面反射同相轴的时间匹配问题,为后续的纵、横波联合反演提供了准确的道集数据。     

TI介质多波AVA联合反演岩性参数方法及应用

AVA岩性参数反演方法大都是基于各向同性理论的近似公式利用P-P波单分量资料来反演。对于大角度入射的地震资料，基于各向同性理论的AVA近似公式与基于各向异性理论的AVA精确公式的计算结果存在较大差异。仅利用P-P波振幅反演地层岩性参数无论在理论基础还是反演精度上都存在不足，而同时用P-P波和P-SV波振幅联合反演岩性参数，可增加约束条件，提高反演结果的可靠性。以TI介质中的振幅特征方程为理论基础，进行多波AVA联合反演纵、横波速度、地层密度和地层各向异性系数。实际资料计算结果表明，此方法不仅能够可靠的求取地层岩性参数，还能得到与地层裂缝有关的各向异性系数。联合反演结果比单分量反演的结果更稳定可靠，是一种行之有效的叠前弹性阻抗参数反演方法。用反演得到的岩性参数求取对油气反应敏感的弹性阻抗，进而可以利用不同角度弹性阻抗的梯度变化进行油气水的识别。     

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。     

多波多分量地震资料速度扫描法转换波识别技术

多波多分量地震勘探得到的资料波场信息丰富,从中可以得到转换波信息.提出了一种速度扫描方法分离多波多分量资料中的纵波和转换波.该方法根据纵波速度及其自激自收时间,推导出相应的横波速度表达式;通过横波速度扫描,得到一系列转换波时距曲线;用得到的转换波时距曲线与多波地震数据作互相关匹配,相关程度最大时扫描横波速度最准确,也就得到了最佳的转换波波形,进而达到分离纵波和转换波的目的.利用该方法对数值模拟地震记录进行了转换波识别,取得了很好的波场分离效果.     

AVO多参数反演在气层检测和储层定量研究中的应用

利用Aki和Richards的近似方程进行多种AVO岩性参数的反演,可获得零偏移距纵波剖面、横波剖面、纵波和横波相对速度剖面、气层指示剖面和截距与斜率乘积剖面,用于地质解释.为了获取定量的岩石物理参数,将反演得到纵波零偏移距剖面和经重采样后的反射横波剖面进行合成声波测井处理,得到纵、横波速度剖面.利用纵、横波速度与孔隙度和泥质含量的数学模型及已得到的纵、横波速度,定量计算储层的孔隙度和泥质含量,并得到相应的孔隙度和泥质含量剖面.利用不同地区的两个研究实例,按S.R.Rutherford对气藏的定义对其进行分类,并利用AVO反演结果说明其不同的AVO特征.并系统地说明了上述剖面在气藏检测和储层定性→定量解释中的应用.     

多波联合反演研究进展

纵波和横波虽然同为地震弹性波,但是动力学特征差异显著。与地震纵波相比,地震横波对地下介质的横波速度和密度更为敏感,因此联合反演地震纵波和横波有助于更好地估算速度和密度参数,提高储层描述和流体检测的精度。回顾了多波联合反演的发展历程,其中纵横波旅行时反演具有较高的计算效率,但由于反演结果精度有限,难以直接用于油气检测;多波AVO反演利用地震波振幅信息反演多个弹性参数,有效提升了横波速度、横波阻抗、密度等参数的反演精度。大量实际应用结果表明,多波联合反演为提高储层定量化预测精度提供了有效途径,而多波数据匹配是保证多波联合反演结果可靠性的重要基础。继续发展深度域反演技术、智能化反演算法将有助于推动多波联合反演的应用。近年来横波可控震源技术的快速发展,极大地提升了纯横波地震数据的品质。最新现场试验结果表明,纯横波地震数据已具备与纵波地震数据相当的品质,并在实际生产中显示出较好的应用前景:SH-SH波可用于疏松砂岩气云区的高精度成像,SV-SV波可用于准确、可靠的高分辨率密度反演。因此基于横波震源的九分量地震勘探将是未来多波勘探技术的重要发展方向,需要进一步提升和完善对地震横波响应特征的认识,明确横波与纵波的动力学特征差异,为地震纵、横波油气直接检测提供重要的理论依据和方法支持。     

纵横波联合反演在苏里格含气性检测中的应用

苏里格气田目的层属于辫状河和曲流河沉积环境下的多种砂体组合，而且含气层速度值与泥岩的速度值有较大的重叠。因此，单纯纵波反演在该地区不能有效地剔除低速泥岩，区分致密砂岩与有效砂岩。AVO理论和实践证明，含气砂岩随饱和度的下降，纵波速度明显变化，而横波速度变化较小。纵横波联合反演可得到纵波阻抗和横波阻抗，进而可有效区分岩性。纵波阻抗和横波阻抗的比值，可消除密度项得到纵横波速度比。根据Aki Richards公式可知，在纵横波速度比为1.5左右时，可确定砂岩含气。据此，在推导纵横波联合反演公式和确定反演过程的基础上，对苏里格气田某测线进行纵横波联合反演，得到纵波阻抗、横波阻抗和纵横波速度比，从而确定了低速泥岩、致密砂岩与有效砂岩的分布范围。     

VSP横波速度反演实用性研究

利用VSP转换波旅行时,通过迭代可得到较为精确的横波层速度。本文从理论模型出发,研究不同初值方法、不同旅行时拾取误差及纵波速度误差对横波反演结果的影响。理论模型计算表明:用纵波速度和纵横波速度比估算横波速度值,且以假定地层为均匀介质时的横波速度为初值,对迭代结果不会产生不利影响;转换波旅行时拾取误差对反演结果会造成较大误差;当纵波速度出现误差时,对反演结果的影响仅限于最后一层的计算,对其他地层横波速度的计算影响较小。应用实例说明,地下倾角较小时,横向速度变化不大,同一口井反演出的横波速度相似性较好。