利用叠前地震资料的角度道集进行流体预测的方法研究——以塔河地区的应用为例

为了提高储层预测精度和可信度,根据不同角度道集所反映的地层结构和流体信息不同的特点,利用AV0分析方法中角度道集的预处理,对叠前地震资料处理,获得近角度叠加道集和远角度叠加道集2个属性。将远近不同的2个属性进行组合而形成一个新的流体识别因子。并通过数值模拟和塔河地区的实际地震数据处理证明,该流体识别因子在突出异常的同时也压制了其他的干扰,对流体预测的效果是敏感的。     

基于高分辨率反演谱分解的储层流体流度计算方法研究

反射地震数据中的低频信息包含了与储层及流体有关的丰富信息,从地震数据中提取储层流体流度属性可以为利用地震低频信息进行储层预测和流体识别提供一种新的途径。为此,研究并提出了基于高分辨率稀疏反演谱分解的储层流体流度计算方法。首先基于Biot孔隙介质依赖频率的反射系数低频渐近分析理论,推导出了储层流体流度属性的计算表达式;然后利用地震数据低频段优势频率的瞬时谱振幅代替相应频率处的反射系数,给出了储层流体流度属性的直接近似计算方法,其中关于瞬时谱的计算采用了基于交替方向算法的高分辨率稀疏反演谱分解方法,该方法相对于常规谱分解方法具有更高的时间分辨率和频率分辨率。陆上和海上二维叠后地震资料的试处理结果表明,基于高分辨率稀疏反演谱分解的储层流体流度计算方法得到的储层流体流度属性剖面分辨率非常高,对于含油气储层显示了良好的成像能力,降低了储层流体识别的多解性和不确定性。     

基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法

常规的叠前和叠后反演技术难以满足刻画薄储层的需求。由于道集叠加而产生的干涉效应对地震信号所蕴含的真实信息造成不同程度的弱化、畸变甚至湮灭,因此为有效地保存真实信息,应尽量避免叠加。另外,叠前道集的地震属性在随炮检距变化之外还受频率因素的影响,而以高分辨率谱分解为基础展开的FAVO反演方法能够提升流体识别能力。为此,以不叠加为核心思想,提出基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法。首先,从叠前道集出发,对包含目的层段的角度内道集进行筛选和提取,依托信号的稀疏表示理论对抽选的单角度地震数据开展高分辨率时频分解;其次,基于贝叶斯理论直接建立波阻抗与地震数据的映射关系,利用非线性最优化算法对初始模型进行扰动;最后,以前一个频率反演的结果作为后一个频率反演的约束,逐级进行反演,最终得到不同角度的高分辨率增维反演结果。以A研究区为例,在有效角度范围内对单角度地震数据分频约束反演,拓宽了数据维度,提升了反演精度,增强了对薄储层的描述能力。     

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。     

基于快速匹配追踪算法的地震道集剩余时差校正

为提取正确的AVO信息和获得高信噪比、高分辨率的叠加剖面,需要消除CMP道集上的剩余时差,校平同相轴。为此,给出了一种基于匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法的地震道集剩余时差校正方法。利用匹配追踪算法在地震信号分解与重构方面的优势,将CMP道集信号分解为不同的子波,对各个子波分别进行剩余时差校正,再用校正后的子波重构出消除剩余时差后的地震道。同时,为提高匹配追踪算法的计算效率,利用相位展开法得到稳定的瞬时频率,以瞬时频率为中心进行扫描,快速得到最优匹配频率。理论模型和实际资料的测试结果表明,这种方法不仅可以提高匹配追踪算法的计算效率,而且还能很好地校平CMP道集同相轴。     

共等值线抽道集叠加识别油气水界面方法及其应用

针对在地震剖面上难以识别无显著地震振幅响应的油气水界面这一问题,阐述了解决此难点的共等值线抽道集叠加技术识别油气水界面方法及其应用前提。它基于三维地震波形叠加,通过叠加油气效应,放大由流体变化产生的振幅变化,识别出无显著地震响应的油气水界面。应用此方法,分别识别出具有“平点”的背斜气藏和无“平点”的构造-岩性复合圈闭背斜气藏的油气水界面。对此技术应用效果讨论并总结出共等值线抽道集叠加方法的应用前提。     

叠前地震道集AVA多频信息同时反演

叠前地震反演在储层预测与流体识别中起到了非常重要的作用,但常规振幅随角度变化(Amplitude Variation with Angle,AVA)三参数反演结果由于分辨率的限制已满足不了隐蔽油气藏勘探的高精度要求。为此,提出了一种综合利用隐含在叠前地震道集中的AVA信息与振幅随频率变化(Amplitude Variation with Frequency,AVF)信息的AVA多频信息同时反演的方法。首先对各入射角地震道集进行谱分解,得到振幅随角度和频率变化(Amplitude Variation with Angle and Frequency,AVAF)三维数据体,然后利用该数据体进行AVA多频信息同时反演,得到高分辨率的岩性参数反演结果。模型和实际资料应用结果表明,叠前AVA多频信息同时反演结果比常规AVA反演具有更高的分辨率,能更精细地刻画砂泥岩薄互层等隐蔽油气藏。     

基于广义S变换的低频瞬时能量谱油气检测技术

讨论了S变换的优良性质,并对S变换作了进一步推广。将从地震资料中提取的地震子波代替S变换中的基本小波,实现了应用在地震资料中的广义S变换。通过对原始地震数据做广义S变换,得到了S域中单频率段的复地震道;由单频率段的复地震道进一步求取瞬时属性,得到了广义“三瞬”,即广义瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位(也称单频段的瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位)。当储层中含有流体或气体时,会引起地震波能量和频率的变化,表现为高频段能量的衰减和低频段能量的增强,故利用基于广义S变换的低频瞬时能量谱可进行油气检测。     

基于叠前地震数据的流度属性计算方法

虽然从叠后地震资料的低频信息中提取流体流度属性进行储层预测和流体识别已经有了较好的应用效果,但是叠前地震资料相对叠后地震资料包含有更多关于储层和流体的信息,为了利用叠前地震资料中更多关于储层和流体的信息,将频散AVO分析与流体流度计算方法相结合,建立了流体流度与地震波入射角的关系,进一步推导了基于同步挤压广义S变换(SGST)的叠前流体流度预测方法,从而提取叠前地震资料中流体流度信息,并将其定义为叠前流体流度属性。建立AVO理论模型,计算了碳酸盐岩储层分别含水与含油时的叠前流体流度,证实了利用角道集振幅变化信息得到的叠前流度值变化更加明显;同时,对比不同时频分析方法对于流度计算精度存在的差异,验证了本文方法的理论有效性。将该方法应用于塔里木盆地某实际地震资料,并对比了叠前流度方法与叠后流度方法的应用结果,发现：叠后流度方法得到的流度属性虽然能够得到相对的流度值大小,但是很大程度上需要通过已钻井资料进行流度值门槛值标定,从而达到区分流体性质的目的;而叠前流度方法可通过流度变化正负值来直接确定流体性质。因此,叠前流度方法相对而言可以更好地预测流体性质。     

应用地震属性主成分分析识别古河道

利用曲率、相干等属性刻画河道的效果不明显,对这些属性的主成分分析效果较差。地震纹理、相干能量、谱峰值和分频振幅等属性虽然能较好地识别部分古河道,但是存在古河道刻画不全、识别范围有限等问题。为此,提出了应用地震属性主成分分析(PCA)识别古河道的方法,精细刻画了不同尺度古河道,预测效果优于单一属性,较好地提高了古河道识别精度。获得以下认识：(1)地震纹理、相干能量和谱峰值三种地震属性能够较好地刻画古河道,但是对古河道的识别结果不全面;利用PCA融合了三种地震属性识别河道的有效信息,可突出古河道的展布特征及边界形态。(2)基于分频瞬时振幅剖面对河道变化细节的识别差异,利用PCA融合不同频段瞬时振幅属性,以增强共性细节信息,提高了古河道识别精度。应用所提方法识别川西地区沙溪庙组河道,准确地反映了古河道的具体位置及轮廓。     

地震波逆时偏移中不同域共成像点道集偏移噪声分析

地震波逆时成像方法通常输出2种共成像点道集：一种是共成像点偏移距道集,另一种是共成像点角度道集。开展了针对地震波逆时偏移的2种共成像点道集波场特征及其差异的数值实验。以倾斜界面模型和复杂的Marmousi模型为例,合成了2种共成像点道集,其中角度道集是在逆时延拓过程中采用波印廷矢量制作的。计算结果表明,在速度模型准确的情况下,2种共成像点道集均可拉平,其中偏移噪声在偏移距道集上的分布规律较差,不利于后续的精细处理,而在角度道集上的偏移噪声主要集中在90°附近的高角度区域．对小角度范围内的地震道进行叠加时,逆时成像剖面的信噪比和地层的刻画能力均可得到有效提高,同时低频噪声能量与界面的反射系数存在正相关性。     

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。     

三角洲砂岩尖灭线的地震匹配追踪瞬时谱识别方法

本文在介绍地震信号匹配追踪的基本原理和高精度瞬时谱的计算方法的基础上。通过分析楔形尖灭体的时域和频域响应特征,提出了一种在时频域利用瞬时谱特征识别砂岩尖灭位置的新方法。针对三角洲构造的不同方向的尖灭厚度是变化的,本文提出利用核主成分分析方法,将优势调谐频带内各瞬时谱分量包含的尖灭线有效信息进行综合,即可展示出尖灭线的全貌,从而减少了三角洲尖灭线解释的不确定性。     

利用叠前地震资料提取地层相对吸收系数

本文在衰减介质地震波正演模拟的基础上,依据Gu等推导的峰值频率两侧对称频率处的振幅值与地层吸收参数之间的关系,利用S变换计算表征地层吸收属性的相对吸收系数;根据吸收系数与品质因子Q值之间的关系,建立相对吸收系数与炮检距之间的关系式;采用多道拟合的方法消除炮检距影响,得到了更为可靠的零炮检距地层相对吸收系数表达式;通过建立理论模型,利用衰减介质单程波动方程非零炮检距数值模拟方法得到叠前CMP道集,并由此提取地层相对吸收系数。文中利用小、中、大角度角道集地震资料提取的地层相对吸收系数进行拟合,得到叠前地震资料相对吸收系数剖面,消除了叠后地震资料相对吸收系数剖面中上覆盖层和含水层处出现的相对吸收系数高值,与单角度域地层相对吸收系数剖面相比,进一步压制了上覆盖层的强反射引起的虚假强衰减,得到了更可靠的油气指示信息,提高了储层预测的精度。理论数据和实际资料均验证了文中方法的可行性。     

地震低频阴影的数值模拟分析

为阐明地震低频阴影现象产生的机理,设计了2个等效地层模型,水平层状介质模型分析结果表明,在低（如15 Hz）瞬时频谱剖面中,含油气层下部表现为强能量团;当频率为50 Hz以上时,储集层下方的能量比低频瞬时频谱剖面中对应位置的能量要弱得多,这就是典型的低频阴影现象。简化的碳酸盐岩溶蚀孔洞模型分析结果表明,溶洞含油时,溶洞下方最先存在波阻抗差异的界面附近会出现明显的低频阴影现象;而溶洞含水时,低频阴影现象不明显。该结论与实际地震解释结果相吻合,这为利用低频阴影现象识别油水层提供了理论依据。     

利用平滑模型约束的频率域多尺度地震反演

频率域地震反演是利用带限地震信号的频率域响应信息预测出地层模型参数。针对频率域反演的高分辨率特性和地震信号的带限特征,本文综合探究频率域反演和贝叶斯反演的思路,提出了基于平滑模型约束的频率域多尺度贝叶斯反演方法。通过对目标函数加入平滑模型约束信息,有效地解决了带限地震信号的低频分量缺失问题,并进一步提高了频率域反演过程的抗噪性和反演结果的空间连续性。此外,由于地震信号在频率域中实现了多频率分量的自动解耦,从而可通过多频率分量逐级迭代方式搜索到反问题的最优解,进而提高反演结果的收敛精度和分辨率,且减弱了反演算法对初始模型精度的过度依赖。最后,通过平稳和非平稳理论模型测试及实际资料的处理,验证了该方法的高分辨率特性和稳健性。     

基于叠加速度分析的叠前随机噪音和野值压制技术

进行叠前野值、随机噪音以及某些弱相干噪音压制技术的研究是低信噪比资料处理以及高分辨率资料处理中一项有意义的重要工作。将基于速度的波场变换技术与叠前压制噪音技术结合起来,将叠前相应道集变换到有效信号易于分离的新道集中,然后采用线性多项式分步拟合技术对校正后的CDP道集沿空间方向进行滤波,从而有效压制噪音。理论模型和实际资料的处理结果表明,该方法行之有效。     

宽频带地震数据瞬时谱分解及快捷解释方法

瞬时谱分解产生的若干共频率瞬时谱数据体不仅占用大量存储资源,而且影响了地震资料解释的效率。为此,本文首先提出联合应用短时傅里叶变换及S变换的时频谱分解方法,提高中、低频段时间分辨率及分解宽频带地震数据;接着应用分频段主成分分析实现宽频带瞬时谱数据集的降维与优化,并保持不同频段信息随频率变化的特性;最后将聚类测度引入模糊C均值聚类中,对经分频段主成分分析后数据集做进一步自适应融合。实际资料应用效果证实,本文方法可有效分解宽频带地震数据,快捷地提取和突出包含在大量瞬时谱数据集中的主要信息,清晰地刻画储层几何形态和展布特征,节省了存储资源并提高了宽频带地震资料解释效率。