AVO理论和方法的一些新进展

本文阐述了如下内容:①提出了平面弹性波反射和透射的统一公式,并阐明了转换波和非转换波动力学特征的差异。指出,“在不同弹性介质分界面上入射平面弹性波,转换波的反射系数和透射系数是射线参数p的奇函数;非转换波的反射系数和透射系数是射线参数p的偶函数”。②作为上述结论的直接应用,本文提出一组以奇偶幂级数形式表示的平面弹性波反射和透射的近似公式,包括目前广泛用于地震勘探的Aki公式和Shuey公式。与前人的公式相比,本文公式具有物理意义明确、岩性关系清晰、形式简洁和易于分离变量等优点。新的近似公式扩展了AVO分析的应用领域、易于实现更为全面的岩性参数反演,并可分离纵波和横波。③针对地震勘探中的水平叠加技术存在的问题,本文提出了AVO滤波的概念,发展了一种振幅保真、高分辨率、高信噪比的处理新方法——AVO曲线拟合滤波,并且指出更为真实的岩性分析方法必须抛弃传统的CDP叠加概念,这是地震勘探的必然趋势。文中最后以实例说明了这些新的处理方法的原理和应用。     

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.     

横向各向同性介质中纵波和转换横波的快速射线追踪方法

首先根据横向各向同性介质中群速度与相速度的关系,以及横向各向同性介质中射线参数的表达式,推导出适用于做射线追踪的射线参数解析表达式。在介质的对称平面内,利用逐段迭代的射线追踪方法导出了任意形态光滑界面反射点和透射点的一阶修正量公式,可适用于纵波、转换横波的射线路径及旅行时的计算。公式推导未做弱各向异性的假设,对任意强度的各向异性介质都适用。通过用水平界面各向异性介质时距曲线公式（Ｔｓｖａｎｋｉｎ     

赛汉塔拉和文留地区的横波资料解释

横波地震勘探在我国还处于初期阶段。在东濮凹陷文留地区和内蒙赛汉塔拉地区开展的横波地震勘探工作,取得了一些有意义的结果。1. 获得了v_s、v_p/v_s、σ和岩性及油气变化的关系曲线,这些曲线可以作为岩性解释和烃类检测的依据。2. 纵波主频约为横波主频的2～2.5倍,而且横波的频带比较窄,这和以往的结论是不一致的。 3.把纵横波剖面分别和井孔中地层连接时,横波剖面更为可靠。横波剖面对于识别小断层、小幅度构造和追踪薄砂层也更有效果。     

垦71地区多分量地震资料解释方法研究进展

多分量地震资料解释主要包括纵波和转换横波资料的层位对比标定、纵波和横波地震属性参数计算、储层解释及油气预测等。其中的多分量地震层位对比是岩性解释和油气预测的关键技术环节。根据垦71地区多分量地震资料和纵横波测井资料,分析了转换波剖面的极性,研究了深度域法、剖面压缩法层位对比标定的方法步骤,并在此基础上进行了纵横波属性分析。实际资料的层位对比效果明显,属性分析取得初步成果。     

用P-SV波叠加剖面合成横波层速度剖面

本文从Zoeppritz方程的精确解出发,导出了P-SV波反射系数的高精度近似表达式,证明P-SV波的反射振幅正比于△V_s/V_s.这里,V_s为反财界面两侧横波层速度的平均值;△V_s为两侧横渡层速度的差值.文中将P-SV波共转换点水平叠加改进为共转换点拟合叠加,得到正比于△V_s/V_s的叠加振幅.仿照纵波勘探中的波阻抗技术,利用P-SV波拟会叠加剖面(或其偏移归位剖面)逐层向下递推反演,再加上适当的标定,便可获得横渡层速度剖面.     

六种岩性海底地震波透射能量AVA特征研究

海上地震勘探中的海底透射波能量分布特征影响勘探方案设计和数据处理。针对此问题,基于流—固界面反射和透射系数及能量方程等理论,探讨了淤泥、凝灰岩、粉砂岩、粗砂岩、石灰岩和花岗岩等六种岩性海底的透射波能量随入射角的变化特征。研究结果表明,随着入射角变化,不同岩性海底的透射波能量分布差异很大:①淤泥,小于临界角(49°)时有利于透射纵波勘探,大于临界角时有利于透射转换波勘探;②凝灰岩,入射角≤65°时有利于透射纵波勘探,入射角在40°~80°范围时,有利于透射转换波勘探;③粉砂岩和粗砂岩,在小于临界角(分别为61°~55°)时,有利于透射纵波勘探;④石灰岩和花岗岩,透射纵波能量在小于第一临界角(分别约为14°和18°)时为10%~30%;透射横波在第一临界角(同上)和第二临界角(分别约为28°和34°)之间约为40%,大于第二临界角后透射波消失,故此类岩性不利于海上勘探。     

VSP转换波成像技术及实例分析

VSP三分量测井记录含有丰富的地震波场信息 ,除纵波外还有转换横波资料。由于横波具有不在液体或气体中传播的特点 ,因此可以联合利用横波和纵波信息进行井旁储层分析。根据PSV波的特征 ,导出了PSV波动校正公式 ,实现了PSV波水平叠加归位。通过数值计算及井旁成像剖面的实例分析 ,表明转换波的VSPCDP方法原理是可靠的 ,这就为井旁构造分析和岩性分析提供了可靠资料。从获得的塔河油田转换横波资料看 ,转换横波对三叠系和石炭系地层反映敏感 ,说明横波技术具有解决塔河油田三叠系和石炭系岩性勘探和油藏描述的潜力和优势     

利用不同角度域P波资料反演纵、横波速度

基于反射P波垂直入射假设的常规地震道反演方法不能得到可靠的速度或其他岩性信息，而利用叠前地震资料按部分角度道集叠加后，可以获得多个具有AVO特性的地震剖面，信噪比也得到显著改善，因此角度部分叠加道集可以作为弹性阻抗反演或纵、横波速度同步反演的基础道集记录。对每个角度范围的部分叠加剖面进行反演处理都会得到该角度范围内的阻抗或纵、横波速度值，但是不同角度范围内反演结果之间的关系以及如何求取零入射角的纵、横波速度值仍然是难以解决的问题。为此本文提出利用地震波传播速度在各向异性介质中随入射角变化的理论，由各个角度范围的纵、横波速度反演结果求取地震波零入射角的纵、横波速度的方法，实现了利用叠前P波资料同步反演地震纵、横波速度，进而可以求得纵、横波速度比和泊松比剖面，为解释人员进行岩性及含油气性解释提供可靠的依据。     

多次复盖中的绕射波

在多次复盖的时间剖面上常常能观察到绕射波,这对研究断层是一个有利因素。因此有必要探讨一下,在多次复盖中绕射波经迭加后是加强还是压制了。为此,首先导出在经过动校正后,绕射波剩余时差曲线的表达公式。我们假设反射界面是水平的,最大炮检距小,这样就可以采用近似公式来进行讨论。反射界面P的时距曲线可用下式近似表示t=t₀+x²/2t₀v²（1）式中:V～反射界面P以上的平均速度,其它表示符号见图1。     

黏弹性介质叠前地震反演方法

前人只是从理论上分析了黏弹性介质中各种波的传播特征和衰减特征,并未对黏弹性介质精确的Zoeppritz方程进行近似,无法用于实际反演;沈章洪等以完全弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似方程,由于该近似方程的实部为完全弹性项,虚部为黏弹性项,因此也无法用于实际资料。为此,本文以黏弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似公式,以此为基础,基于贝叶斯理论的叠前地震反演,将纵横波速度、密度的反演推广到纵横波速度、密度和地层品质因子(Q值)的联合反演,建立了黏弹性介质近似方程,再根据贝叶斯理论建立反演方程,最终利用共轭梯度法对方程进行求解,得到纵横波速度、密度和地层Q值。模型试算与实例分析结果表明,根据联合反演所得的纵横波速度、密度和Q值进行储层描述,可提高储层预测精度。     

基于横纵波速度比值迭代的纵横波联合反演方法

在利用弹性阻抗EI反演纵、横波速度和密度时,若无速度信息,通常设定横纵波速度比k为常数,从而与真实的k值存在误差,将导致反演结果不准确。进一步研究发现,当缺乏大入射角信息时单独基于EI反演纵、横波速度和密度,反演结果易受噪声影响而很不稳定。为此,利用参数分辨矩阵分析了k值对反演结果的影响,发现纵波速度和密度几乎不受k值误差的影响,横波速度对k值的变化十分敏感。基于此提出了非线性k值迭代方法,通过逐次迭代求取准确的k值,相应得到准确的横波速度,进而基于Aki-Richards转换横波反射系数近似方程推导了转换横波弹性阻抗(SEI)方程,提出了基于k值迭代的纵横波联合反演方法。利用层状模型和Marmous 2的部分模型测试了上述方法,结果表明该方法能使k值较快地收敛到真实值,可更加稳定地反演纵、横波速度和密度。     

HTI介质方位转换波反射系数一阶扰动近似

人们根据不同研究目的对Zoeppritz方程进行了简化与近似,但各类近似方程在大入射角情况下,大多无法准确描述转换波振幅变化规律,且由于地震数据随方位变化,对于PSV波方位反射系数的研究也相对薄弱。为此,基于HTI介质反射/透射系数精确表达式,根据介质分解理论与扰动思想,在弱各向异性假设条件下,推导了PSV波反射系数近似表达式,通过正演模拟分析振幅随方位的变化特征,并讨论方位转换波反射系数对各向异性参数的敏感性。正演分析表明：①在小入射角时,反射系数方位特征不明显,各向异性参数变化几乎不影响反射系数;随入射角增大,反射系数随方位角变化特征愈加明显,反射系数受各向异性参数变化影响;②界面上、下介质各向异性参数差越大,反射系数随方位变化越明显;③γ^（V）（与SH波垂直传播和水平传播速度差异相关）变化对反射系数影响最大,ε^（V）（与准纵波垂直传播和水平传播速度差异相关）变化对反射系数影响最小,且各向异性参数变化对反射系数的影响与方位角有关。     

转换波资料在川西坳陷储层预测中的应用

转换波资料解释具有优质储层预测可靠、裂缝检测信息丰富、流体性质判断准确等优势。在川西坳陷新场地区,针对深层须家河组目的层,探讨了利用三维三分量地震资料进行储层预测的方法。利用多分量地震资料和纵横波测井资料,建立了裂缝型正演地质模型,获得了裂缝各向异性介质中地震波传播特征;通过纵、横波井震联合标定,弄清了地震相与沉积相的关系,确定了纵波和转换波反射同相轴的地质含义;对纵、横波资料进行匹配处理,使纵波与转换波的同层反射时间、振幅、相位、频率和波形一致;通过全波属性分析和纵波与转换波联合解释研究等,形成了针对川西坳陷储层预测的转换波地震资料解释技术。在川西坳陷深层须家河组优质储层预测、裂缝检测和含气性识别中,该技术获得了良好的应用效果,钻井获得了高产工业气流。     

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.     

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%.     

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。     

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。