基于多高斯场截断模拟的河流相储层精细建模

准确的沉积相空间几何形态及相间配置关系表征是储层非均质性描述的重要内容,但当前常用的随机模拟法如序贯指示模拟、截断高斯模拟均无法有效地解决复杂相间接触关系表征和不同沉积相具有独立各向异性的问题.多高斯场截断模拟可以通过多个高斯场的变差函数定义不同沉积相的各项异性,并结合闽值规则实现对相间复杂空间结构关系的表征.本文首先详细讲解了该方法的基本原理及使用步骤,随后结合河流相储层进行了实际应用,对模拟结果进行分析得到了以下几点认识：多高斯截断模拟法可以有效地对地质模式进行定量控制,不仅能够再现地质体的空间连续性特征,还能再现不同沉积相的不同各向异性以及相间复杂接触关系;应用截断高斯模拟法,对多高斯场变差函数进行准确的迭代拟合使其与根据已知样本数据计算得到的各个沉积相的实验指示变差函数相符合是最终截断模拟模型能够再现实际地质现象非均质性和连续性特征的保证;截断规则及闽值的确定不仅要考虑样本数据反映的岩相比例,还要考虑研究区的沉积模式特征尤其是相间结构关系.此外,相间边界的清晰度很大程度上取决于多高斯分布的变差函数类型与阈值规律的组合关系.     

赵凹油田储层地质建模

油田进行开发调整需要进行油藏数值模拟研究,而数模的一个重要基础就是地质模型.在赵凹油田地质模型的研究过程中,首先从基础地质研究着手,通过取心井的研究共识别了11种岩石相类型及6种沉积微相,采用高分辨率层序地层学原理划分了7个短期基准面旋回.在详细地质研究基础上,以短期旋回为单位采用截断高斯模拟方法建立沉积微相三维模型,采用相控物性参数建模技术,利用顺序高斯模拟方法建立孔隙度、渗透率的三维模型.最后对模型进行了粗化处理,直接提供给油藏数模使用.     

应用截断高斯随机模拟法研究沉积微相

沉积微相在一定程度上控制着储集层参数场。确定沉积微相的边界和分布是准确预测储集层参数的基础。以往这一工作依赖人为的推断，模糊性和不确定性较大。引入地质统计学中的截断高斯随机模拟方法，对沉积微相的平面分布特征进行随机模拟。选用等概率模型，在非均质性极其严重的Ｈ油田沙三中段９砂组５小层４种沉积微相的分布研究中应用该方法，结果表明，该方法能克服因资料不全而引起的模型的不确定性，优于传统手工方法，应用效果良好。图４表１参２（邹冬平摘     

准噶尔盆地庄1井区J_1S_2~2砂组储层沉积模式及随机建模研究

通过井震联合得出储层沉积模式,然后以反演数据体为二级变量,通过同位协同模拟方法对自然 电位场进行随机模拟,再以每个自然电位场为约束,应用示性点过程方法建立多个储层三维相模型,最 后优选模型作为相约束,应用序贯高斯模拟方法建立储层参数模型。这种逐级约束、多级建模的方法在 区内取得了较好建模效果。     

BP神经网络与多点地质统计相结合的井震约束浊积水道模拟

勘探阶段,仅依靠数目较少的井点数据很难在较大工区范围内建立令人信服的沉积相模式。然而,以地震数据做约束,往往会使沉积相更加逼近软数据的分布趋势。以澳西北陆架Vulcan次盆P22区块Puffin组Unit7小层为研究对象,在建立沉积相的过程中,提出了分层次约束的方法,即以BP神经网络算法控宏观,以多点地质统计学约微观的方法流程,同时结合已知井的岩性类型数据点和源于地震的岩性类型数据点,再现了浊积水道的沉积展布规律。采用截断高斯和多点地质统计学2种方法进行模拟,分别产生了浊积水道的8个模拟实现,对比结果表明,多点地质统计学模拟方法在再现浊积水道的几何形态方面比基于变差函数的截断高斯模拟更具有优越性。最后以偏差目标函数为标准,优选出了偏差最小的模拟实现。     

伪深度域声波数值模拟方法及应用

地震勘探所面对的地下介质中常包括低速体、起伏地表、高陡构造、孔缝单元等,对这些区域进行地震波场模拟时,为保证模拟精度和计算稳定性,网格间距需要取得很小,从而导致基于笛卡尔坐标系的常规有限差分正演模拟方法的局部过采样问题。为此,本文在前人研究成果的基础上,将伪深度思想引入到正演模拟中,利用曲线坐标系下的梯度、散度公式推导出伪深度域一阶速度-应力方程,实现了伪深度域地震正演模拟。同时,鉴于横向过采样问题没有得到有效解决的实际情况,采用自适应变差分算子计算横向空间导数,提出了伪深度域自适应变差分算子算法,综合考虑了纵、横向的空间采样问题,进一步提高了计算效率。最后,将算子扩展到逆时偏移中,实现了伪深度域自适应逆时偏移算法。模型试算结果表明:相比常规正演模拟算法,伪深度域自适应变差分算子算法在保证精度的前提下,计算效率提高了约25%,存储占用降低了近30%。     

基于子波重构的时—空域高斯束正演方法

近年来高斯波包法和频率域高斯束法均已广泛应用于地震波场模拟中,但高斯波包法只能模拟Gabor子波点源波场,频率域高斯束法虽能模拟任意点源波场,但需要频繁的傅里叶变换,计算效率较低。为此,将基于Gabor分解的子波重构技术应用于时—空域高斯束波场计算中,提出了一种可以模拟任意点源函数透射与反射波场的地震正演方法。采用子波重构技术可将任意震源函数分解为一系列可调制的且具有不同时间延迟的Gabor子波,而调制的Gabor子波波场在非均匀介质中可使用不同角度出射的时—空域高斯束向外传播,因此只需将不同角度、不同时间延迟的时—空域高斯束加权叠加就可得到地下或地表上任意一点记录的波场。光滑非均匀介质和层状模型的数值模拟结果表明:文中方法利用不同时间延迟的Gabor基函数重构震源子波,可模拟任意点源函数产生的地震波场,无需频繁的傅里叶变换,大大提高了计算效率,模拟精度可与有限差分法相比拟;文中方法具有局部的时—空域特性,计算时不需要波场的整体外推,避免了有限差分法中因差分代替微分所引起的数值噪声,可以较准确地描述地震波传播过程中的反射、透射和几何扩散等现象以及介质的非均匀性对波前相位的影响,可以较准确地刻画起伏地表对地震波走时和振幅的影响以及低幅度向斜形成的回转波等特殊波场现象。     

地震波标量方程的小波自适应网格有限差分法数值模拟

现有的地震波数值模拟算法都不能自适应地调整空间网格的大小。从而造成波场计算需要大量的储存空间和计算时间，同时局部波场模拟精度也不高。本文提出了基于平均插值小波的自适应网格算法，并给出了非均匀介质二维一阶压力—速度标量方程小波自适应数值解法。该方法将一般边界条件情况下的地震波传播问题放在小波插值空间中进行，波场的非均匀变化得到自适应响应。极大地提高了局部模拟精度和计算效率。数值模拟结果表明了该方法的正确性和有效性。     

利用相控参数场方法模拟储层参数场分布

提出了采用相控参数场方法模拟储层参数平面分布的方法,探讨了相控参数场的基本原理。在充分考虑沉积微相的基础上,利用沉积微相的模拟结果进行参数场的模拟,解决了沉积微相模拟与序贯高斯模拟之间的耦合问题,可以直接应用微相模拟的结果来处理储层参数的分布问题,充分利用了微相对参数分布的控制作用。实际应用结果表明,该方法的模拟结果在预测储层平面非均质性方面大大优于克里格估计。     

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储层的空间连通性对于油气田的开发有很大程度的影响，但如何正确地描述出储层的空间连通模式是地质学家所面临的难题之一。文章引入连通性的定义后，将储层连通性的模拟问题转化为在模拟区域G中模拟一满足条件连通约束条件的平稳随机集A，利用随机模拟理论中的截断高斯模拟技术，建立了在给定的连通约束条件下模拟储层岩相的空间展布的方法和具体的模拟步骤，分析了影响连通性的因素。实例模拟结果表明：模拟结果能很好地符合于连通约束条件；由于不同的初始图像代表对模拟区域连通性的不同估计，初始图像的不同，会导致模拟结果上的差异，这种差异性反映出模拟具有一定的多解性，但它能为地质学家提供多种可供选择的连通模型。     

沉积微相控制下的储层物性参数建模

储层随机建模主要分三步：构造建模，沉积微相建模，物性参数建模，其中物性参数的建模需要沉积微相模拟的结果来控制。沉积微相控制下物性参数建模的方法是，首先利用顺序指示模拟建立沉积微相约三维模型，然后按沉积微相类型分别采用顺序高斯模拟对其物性参数进行模拟，最后根据沉积微相模拟结果进行合并，得到相控下的储层物性参数模型。在实例中对比了相控下物性参数模拟与直接物性参数模拟的结果，结果表明前者更合理一些。     

等效场源法的CSAMT三维无限元正演模拟

针对传统CSAMT三维正演场源奇异性及无穷边界处理等问题,提出了一种基于等效场源的CSAMT三维无限元快速高精度正演模拟算法.首先,通过精确计算场源附近一定范围内网格节点的电磁场,实现水平电偶极源的精确模拟;然后,采用无限元代替传统截断边界条件,通过有限元—无限元耦合法和并行直接求解方法,实现基于等效场源的CSAMT三...     

变速成图速度场随机建模的不确定性分析

在速度建模和变速成图中用到的确定性方法不能对深度域构造图的不确定性进行明确表征,也不能直接评价这种确定性方法的可靠性。为此,以随机模拟的理论与方法为基础,主要研究了基于概率场模拟和序贯高斯模拟的速度场随机建模方法,并对随机模拟获得的多次实现之间的不确定性进行了统计分析。实际应用结果表明：在空间上条件数据点处速度没有差异,在非条件数据点处速度具有不确定性;序贯高斯模拟的速度场表征的不确定性比概率场模拟的速度场小。     

基于有限元超收敛的三维节点型有限元后处理技术

在电磁法节点有限元正演模拟中,需要对主场的有限元解进行数值微分求取辅助场,或者求解位的有限元解,从而得到电磁场分量。针对传统的后处理方法精度较低的问题,引入一种超收敛单元片梯度值恢复（SPR）技术,应用于可控源电磁法节点有限元正演的后处理。首先,基于可控源电磁法的电场二次场双旋度方程,采用结构化的六面体网格和节点伽辽金有限元法求解电场（主场）分量;然后,根据节点有限元法的超收敛性质,以围绕某一节点的所有的单元组成单元片,在单元片上以高斯点作为采样点对电场梯度值进行最小二乘曲面拟合,恢复单元片上节点的电场梯度值;最后,计算高精度磁场,进而获得高精度的视电阻率和相位响应。模型算例分析表明,与常规的单元形函数微分（SFD）法、拉格朗日插值（LI）法和移动最小二乘（MLSI）法相比,超收敛单元片梯度值恢复后处理技术能在极小幅度地增加内存和计算时间的情况下,非常显著地提高磁场分量的精度并且保持良好的稳定性。     

储层地质建模在油藏描述中的应用

针对中国油藏精细描述工作现状,提出根据测井解释成果、结合地质统计学中的变差函数分析、运用随机模拟的方法定量进行储层沉积微相研究。并结合建模软件建立储层沉积微相模型,实现了测井解释成果的定量化应用。在此基础上,进一步应用微相模型控制储层物性参数建模,实现了油田开发地质研究工作中沉积微相研究成果的量化应用及与储层参数分布的有效结合。     

一种基于负熵的Bussgang地震盲反褶积方法

 独立分量分析作为一种新兴的信号处理工具，许多学者对其在地震信号处理领域中的应用进行了初步探讨。本文在Santamaria等提出的自适应高斯混合盲反褶积的基础上，结合独立分量分析中Bussgang类反褶积算法，通过引入约束项，对基于负熵准则的目标函数进行了改进，构造出新的非线性算子；同时采用修正的期望最大化（EM）算法优化反射系数高斯混合模型参数,成功地实现了地震信号的盲反褶积。数值模拟和实际资料处理的结果表明，该方法能较好地适应非最小相位系统，得到原始反射系数的最优估计，而且算法收敛快、精度高，是提高地震资料分辨率的有效手段。     

基于3D匹配滤波器和伪地震数据算法的多次波自适应相减方法

多次波自适应相减是预测减去法压制多次波的关键步骤。为进一步去除残余多次波,基于常规2D匹配滤波方法,文中引入3D匹配滤波器,同时利用多个预测多次波道集以匹配原始数据。针对3D匹配滤波器可能造成的一次波损伤现象,利用相同的3D匹配滤波器同时拟合多个原始数据道集;同时,引入伪地震数据算法求解对一次波施加Huber范数最小化约束的优化问题,不需满足一次波与多次波正交的假设,能有效分离一次波与多次波。另外,在整个迭代过程中,伪地震数据算法只需利用Cholesky分解算法进行一次矩阵分解,计算效率较高。模型和实际数据的处理结果表明,与基于一次波能量最小化的3D匹配滤波器方法和基于伪地震数据算法的2D匹配滤波器方法相比,所提方法能更好地均衡一次波保护与多次波分离。     

基于模型正演的测井曲线重构技术在储层表征中的应用

利用基于模型正演的测井曲线重构技术,采用同位协同克里金序贯高斯模拟方法将储层物性、测井响应、地震属性间的关系相结合进行随机建模,是稀井网条件下储层属性建模的有效办法,应用此方法建立了莺歌海盆地某气田莺歌海组二段Ⅱ下气组储层孔隙度模型.结果表明:测井正演重构曲线能有效地解决浅层气藏声波曲线畸变问题,建立较好的井震关系;用井约束反演波阻抗作为第二变量进行同位协同模拟,降低了随机模拟结果的不确定性.模拟结果符合地质认识,可以定量表征气藏内部的分隔关系,与实际生产测试结果相吻合.     

相位移方法的两个新算法

文中提出了有关相位移方法的两个新算法.一个是相位移分层算法,无论是模型还是偏移都可以实现剧烈纵横向变速;另一个是共炮检距剖面的相位移算法,运用几何地震学的绕射点公式和平面波分析方法,推出了常速介质条件下,共炮检剖面的模型和偏移的相位移公式.两种新的相位移算法都保留了原相位移方法的优点.合成记录的例子,进一步验证了方法、原理的正确性.     

储层地质模型建立方法--以坪北油田延长组长6段为例

采用高分辨率层序地层学原理对坪北油田地层进行划分和对比．对目的层识别出3个中期旋回。以中期旋回为单位采用顺序指示模拟方法建立沉积微相三维模型．采用相控物性参数建模技术,利用顺序高斯模拟方法建立孔隙度、渗透率的三维模型。采用逐点比较的方法．抽稀检验了沉积微相三维模型．结果表明．分三种微相类型的符合率为66．4％．只分砂泥岩的符合率为84％;利用多个实现的概率分布能够较好地预测微相分布。