非高斯反演在页岩气储层预测中的应用

利用地球物理资料进行页岩气储层预测十分重要。叠前反演是提取隐藏在地震中的弹性参数的重要途径,通常假设地震反演中噪声服从高斯分布,但基于高斯模型的叠前反演方法难以满足页岩气储层预测的需要。为此,对数据实际噪声情况进行分析,选择适合工区的非高斯反演方法进行叠前反演,得到工区弹性参数,提高了反演的准确度。通过不同反演方法的对比,表明非高斯反演方法比高斯反演更能反映优质页岩储层。     

陆相页岩油烃源岩总有机碳含量叠前地震反演预测方法与应用

针对济阳坳陷地区致密页岩储层微孔缝中以吸附态和游离态存在的页岩油预测问题,在测井资料的基础上,通过岩石物理分析,发展了一种陆相页岩油总有机碳含量(TOC)叠前地震反演预测方法。该方法首先对济阳坳陷已有测井数据的纵横波速度、密度、孔渗性、TOC和泥质含量等信息进行分析,研究对TOC敏感的弹性参数,根据纵、横波速度和密度的标准化弹性阻抗方程,建立TOC和弹性阻抗之间的关系,即确定性岩石物理模型,并将误差项加入这种关系中,从而获取统计性岩石物理模型,建立弹性参数与物性参数的桥梁。再进一步假设TOC先验分布服从混合高斯分布,并假设噪声也是高斯的,则TOC的后验概率密度是混合高斯分布。利用最大期望化(EM)算法计算混合高斯和高斯分布参数,解析地计算出TOC的后验概率分布,取最大后验估计(MAP)为最终反演结果。将该方法应用于济阳坳陷典型陆相页岩油工区,得到了和测井数据较为一致的TOC预测结果,为该地区页岩油地质甜点预测提供了参考依据。     

Joint inversion of petrophysical parameters based on Bayesian classification

应用地球物理资料进行储层物性参数反演是储层预测及综合评价的重要步骤。基于贝叶斯分类的储层物性参数联合反演方法综合应用统计岩石物理模型和蒙特卡罗仿真模拟技术,在贝叶斯反演框架下,基于贝叶斯分类算法计算储层物性参数后验概率分布,实现多种储层物性参数的联合反演。该方法不需要进行复杂的模型初始化,而是通过统计岩石物理模型建立储层物性参数与岩石弹性参数之间的关系,进而与叠前地震反演相结合,不仅能模拟地球物理随机特性,还能解决常规物性参数反演方法对测井资料过度依赖的问题。海上某区块实际资料应用结果表明,该方法能为储层精细描述提供多种物性参数,并可对反演结果的误差进行定量评价。     

基于贝叶斯分类的储层物性参数联合反演方法

应用地球物理资料进行储层物性参数反演是储层预测及综合评价的重要步骤。基于贝叶斯分类的储层物性参数联合反演方法综合应用统计岩石物理模型和蒙特卡罗仿真模拟技术,在贝叶斯反演框架下,基于贝叶斯分类算法计算储层物性参数后验概率分布,实现多种储层物性参数的联合反演。该方法不需要进行复杂的模型初始化,而是通过统计岩石物理模型建立储层物性参数与岩石弹性参数之间的关系,进而与叠前地震反演相结合,不仅能模拟地球物理随机特性,还能解决常规物性参数反演方法对测井资料过度依赖的问题。海上某区块实际资料应用结果表明,该方法能为储层精细描述提供多种物性参数,并可对反演结果的误差进行定量评价。     

基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演

物性反演是储层预测与评价的重要手段,可直观描述储集层所蕴含的信息。由于地球物理反演的非线性特征,以局部寻优方法开展的储层物性参数反演方法难以降低不适定性,结果存在多解性。为此,提出一种基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演方法。以弹性阻抗与储层物性参数关系为基础,构建储层物性反演目标函数,引入布谷鸟算法寻找目标函数最优解。布谷鸟算法作为一种新型元启发式算法,其包含的Levy飞行机制能有效解决常规方法陷入局部极值的问题,可实现更高精度的储层物性参数预测。理论模型和实际数据测试均表明,该方法能够有效反演物性参数,可为储层描述提供数据支持。     

贝叶斯框架下联合AVA反演与统计岩石物理的储层参数估计

本文基于贝叶斯理论框架研究联合地震AVA反演和统计岩石物理的储层参数概率分布估计方法。首先通过井资料约束的贝叶斯线性AVA反演从角度域道集估计介质弹性参数的概率分布;然后结合适应目标储层的岩石物理模型,依据统计岩石物理关系从弹性参数进一步反演储层参数的概率分布。上述贝叶斯反演以后验概率分布的形式给出了弹性参数与储层参数的估计,以及由实际数据噪声、介质非均匀性、AVA正演方程与岩石物理方程近似引入的不确定性。通过理论模型数值试验展示本文方法的正确性,并应用于川东北地区碳酸盐岩地层的储层参数分布估计,证实了方法的应用潜力。     

基于构造约束联合概率反演的油藏参数表征方法

对于油藏参数预测及其不确定性评价,前人的方法均为多步骤反演,很难考虑各个环节的不确定性。为此,提出基于构造约束联合概率反演的油藏参数表征方法。首先通过统计井资料得到岩相依赖储层弹性参数和物性参数混合高斯联合先验分布,在岩石物理参数敏感性分析基础上建立储层弹性参数和物性参数高斯联合先验分布;利用地质构造约束最小二乘井插值将构造信息和井信息整合到反演框架,基于贝叶斯理论推导得到同时表征储层弹性参数、物性参数、岩相后验概率分布的解析表达式。与传统方法相比,新方法通过同时反演策略降低误差累积,提高了储层参数及其不确定性信息预测的准确性;另外,新方法引入构造信息和井信息提高了反演结果的横向连续性及分辨率。为验证新方法的有效性,对M区实际数据集通过条件井和盲井测试,对比、分析了无构造约束多步方法与新方法的反演结果。结果表明：基于线性化模型且服从高斯分布假设,新方法获得了较好的反演效果,得到的岩相后验概率较无构造约束多步方法更准确,客观表征了不确定性,为油藏表征、评价提供了有利依据。     

弹性参数反演与属性融合技术在“甜点”预测中的应用

利用坐标旋转技术可以构建新的弹性参数,并且通过寻找合适的旋转角度,可以使新构建的弹性参数对储层物性和含气性的区分能力最大化。地震属性融合可以将多个属性融合在一起,达到更准确地预测储层的目的。首先通过岩石物理特征分析,利用坐标旋转技术选取和构建了对储层物性和含气性敏感的弹性参数,然后对这些弹性参数进行叠前同时反演;同时利用叠前和叠后地震数据提取了多种地震属性,从中优选出与"甜点"因子相关度较好的地震属性;最后将弹性参数反演结果与优选出的地震属性进行融合,并根据融合结果对储层"甜点"区进行了识别和预测,结果与钻井实际情况基本一致,且比用单一方法更加可靠。     

致密砂岩储层物性参数预测方法研究

致密砂岩储层不同于常规砂泥岩储层,具有低孔、低渗等特征,其地震弹性参数和储层物性参数的关系复杂,储层的岩石物理确定性建模和反演难度大。为了有效预测致密砂岩储层的物性参数,基于岩石物理敏感性参数分析结果,采用核贝叶斯判别法,构建了孔隙度、孔隙尺度和渗透率预测技术流程。首先考虑孔隙尺度对渗透率的影响,提出了等效孔隙尺度求取方法;进而展开岩石物理敏感性参数分析,得到对储层物性敏感的弹性参数;最后利用核贝叶斯判别法求取储层物性参数。所构建的致密砂岩储层孔隙度、等效孔隙尺度和渗透率预测技术流程,保证了渗透率预测的准确性。测井和地震资料试验结果表明预测的孔隙度和渗透率均与测井数据匹配良好,该方法能够有效识别砂岩储层并刻画其孔渗特征,对油气田的勘探开发具有重要的指导意义。     

煤系地层地震岩石物理建模及横波预测方法

煤系地层油气资源发育潜力较大,现有地震岩石物理建模方法欠缺对储层含煤后岩石物理性质的系统研究。为此,利用自洽(SCA)模型耦合煤的影响,将其以包含物的形式加入背景介质中,构建一种适用于含煤储层的地震岩石物理模型;通过分析煤层占比、泥质含量、含水饱和度及孔隙度等微观物性参数对岩石弹性模量的影响,优选表征储层物性特征的敏感弹性参数;推导出以纵波速度为约束的岩石物理反演目标泛函,利用模拟退火全局寻优算法实现了横波速度的预测。将该方法应用于实际测井数据,预测横波速度与实测数据吻合度较高,证明了该模型对煤系地层的适用性。     

鄂南长7段致密油地震流体识别技术应用实践

鄂南探区致密油储层地震流体识别存在两方面的困难：一是储层致密，岩石物理特征不清晰，缺少对含油性敏感的岩石物理参数；二是地震资料品质较差，不能很好地满足弹性参数反演的需要。为了克服这两方面的问题，在岩石物理建模、地震资料处理及反演中提出了相应的方法流程和解决办法。针对鄂南致密油储层岩矿组分复杂等特点，提出了致密油储层复杂孔隙结构各向异性岩石物理模型的构建方法，在岩石物理建模基础上通过岩石物理分析，查明拉梅系数/剪切模量对含油性较为敏感。针对鄂南低信噪比资料的客观情况，提出了多尺度综合静校正处理、振幅一致性处理、角道集处理、弹性参数同时反演等关键环节的解决办法，获取了较为可靠的弹性参数反演结果。结合岩石物理分析得到的敏感参数及弹性参数反演结果，对鄂南某探区长7段储层含油性进行了预测，预测结果与实钻井情况对应关系较好。实践应用表明，相关方法流程及针对性的解决办法切实可行，一定程度上解决了鄂南低信噪比地区致密油储层地震流体识别技术难题，取得了较好的应用效果。     

叠前高精度反演方法在复杂岩性储层预测中的应用

叠前地震反演技术是挖掘叠前信息提高储层预测能力的重要技术手段。叠前反演方法的理论基础是Zoeppritz方程,基于该方程简化式的反演方法误差大,精度低,通过构建非线性叠前反演目标函数和直接基于Zoeppritz方程推导构建雅克比偏导矩阵,研究形成了叠前高精度反演方法。在胜坨南沙河街砂岩储层预测中开展了实际应用,通过叠前地震资料优化处理、高精度叠前地震反演以及基于岩石物理多参数解释技术的应用,提高了复杂岩性区储层预测能力。     

叠前地震反演在苏里格气田储层识别和含气性检测中的应用

介绍了叠前地震反演技术在苏里格气田有效储层识别和含气性检测中的应用。通过岩石物理分析建立了弹性参数与储层参数之间的联系,指出了工区内岩性、物性和流体的最敏感弹性参数。通过叠前地震反演获取了各种弹性参数反演结果,并根据岩石物理分析的结论将叠前地震反演结果进行综合解释,从密度和速度比交会图获得了岩性剖面,对识别出的砂岩根据反演的纵波阻抗计算了孔隙度剖面,对孔隙度大于5%的砂岩,利用笔者提出的新方法得到了含水饱和度剖面,在此基础获得了孔隙度含气饱和度乘积剖面     

基于地震岩石物理分析与叠前地质统计学反演技术的齐家地区致密薄储层预测

松辽盆地北部齐家地区青山口组钻遇致密砂岩油,但储集层岩石的矿物组成复杂、物性差,薄互层砂泥岩声阻抗叠置,井间薄储层地震预测因此难以开展,进而制约了致密油"甜点"区优选和水平井目标钻探的优化设计。针对上述问题,通过岩心声学测试及测井资料岩石物理分析,建立了适用于研究区地质特点的岩石物理模型,明确了不同岩性和"甜点"在纵波阻抗-纵横波速度比岩石物理解释图版中的弹性参数特征,为叠前反演统计分析和储层解释提供了基础资料。基于岩石物理分析,将叠前AVO反演和地质统计学建模相结合,采用高分辨率叠前地质统计学反演技术进行了致密薄储层预测及水平井优化设计,部署实施的5口水平井油砂钻遇率平均95%以上,表明基于地震岩石物理分析的叠前地质统计学反演技术是致密薄储层预测的有效手段。     

深埋储层孔隙度迭代反演方法

现有的岩石物理线性化反演方法是将叠前弹性反演得到的纵、横波速度及密度作为已知量,求取孔隙度、泥质含量与饱和度三个未知量。与纵、横波速度相比,密度对反射系数贡献较小,反演密度需要更大的叠前地震道集角度范围。在储层深埋条件下,由于叠前地震道集反射角较小,导致密度反演结果不可靠;在忽略密度项的情况下,岩石物理三参数反演方程为欠定形式,无法得到唯一解,从而限制了现有岩石物理线性化反演方法对深埋储层的预测。为此,提出一种基于迭代算法的储层孔隙度反演方法。该方法是在岩石物理模型线性近似的基础上,推导纵、横波速度与孔隙度、泥质含量的线性关系式,然后基于贝叶斯理论构建孔隙度迭代反演目标函数,再利用二分法迭代求解。该方法不依赖于密度项,适用于储层深埋条件的孔隙度反演。模型试算与实际应用证实,对于油、水两相的深埋储层,孔隙度预测不依赖于密度项,通过迭代算法即可得到合理的预测结果。     

基于分形高频初始模型和低频先验信息的物性参数随机反演

基于分形高频初始模型和低频先验信息的储层物性参数随机反演方法综合利用混合先验信息和统计岩石物理模型,在贝叶斯理论框架下直接反演储层物性参数。首先通过分形高斯模型算法和克里金插值得到物性参数的先验信息;然后根据统计岩石物理模型建立弹性参数与储层物性参数之间的关系,构建似然函数;最终利用基于模拟退火法(Simulated Annealing,SA)改进的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法(SAPSO)实现后验概率密度的抽样。与确定性反演结果相比,该方法能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率,并且先验信息中融合了低频成分,可以得到宽频带的反演结果。一维和二维实际资料反演得到的孔隙度、泥质含量和含水饱和度与井资料吻合很好,分辨率较高,验证了该方法的可行性。     

基于页岩岩石物理分析技术的TOC和脆性预测

页岩储层甜点评价需要综合利用岩心、测井、岩石物理、地震等各方面的资料,运用页岩岩石物理分析技术,结合叠前弹性参数地震反演结果,形成一套页岩气储层有机碳含量(TOC)预测和页岩气储层脆性预测的技术。为此,文中着重阐述了页岩储层岩石物理分析的三大方面:井曲线校正和反演预测技术、岩石物理扰动分析技术以及有利弹性参数交会分析技术。将该技术应用于中国南方海相页岩气储层甜点预测项目,结果表明该技术适用于该海相页岩气区块,对其他类似地区具有一定的借鉴意义。     

基于统计岩石物理的含气储层饱和度与孔隙度联合反演

从地震数据中得到饱和度与孔隙度等储层物性参数是进行储层评价的关键。利用Gassmann方程讨论了储层岩石骨架特征、孔隙流体特征对介质地震弹性性质的影响．研究结果表明利用地震弹性属性反演饱和度等物性参数有其实现的特定岩石物理基础．其一是在气／水／油多相流体中,气体的体积模量相对于水／油的体积模量具有一定的可比性。而不能被忽略;其二是岩石骨架的纵波阻抗等弹性属性对所赋存孔隙流体的变化较为敏感。这样岩石的纵波阻抗等弹性参数随含水饱和度变化的变化率会明显增大,从而降低了从地震弹性属性中求取饱和度的不确定性和不稳定性。考虑到孔隙度与饱和度对储层岩石弹性特征影响的相关性,给出了基于随机岩石物理模型的Bayesian技术对孔隙度与含水饱和度进行联合反演的方法和步骤,并将该方法运用于高孔隙度含气砂岩储层的孔隙度及含水饱和度的预测中获得了较好的应用效果。     

MCSEM和地震AVA数据联合反演储层物性

海洋可控源电磁（MCSEM）数据对高阻的含油气储层比较敏感,联合反演MCSEM和地震数据可提高储层物性参数估计的可靠性。本文提出一种利用MCSEM和地震AVA数据联合反演储层物性参数的方法,该方法利用Archie公式和Gassmann方程建立储层物性参数与电磁属性（电导率）和地震属性（速度、密度）之间的联系,采用模拟退火（SA）算法求解联合反演目标函数。模型试验表明,与单一数据反演结果相比,联合反演MCSEM数据和地震AVA数据能够得到更可靠的储层物性参数估计,且与基于梯度下降的Occam反演方法相比,该方法不依赖于初始值。     

基于自动相关判别先验的叠前同时反演方法研究

基于叠前地震数据振幅随入射角变化特征的叠前反演方法是获得储层弹性参数估计的重要手段。常规贝叶斯叠前反演假设弹性参数反射系数满足某一特定分布,利用该分布作为先验信息约束反演,且分布一经确定不再随不同地震道变化,但在弹性参数反射系数的分布横向变化较大或不满足既定分布时会产生误差。为此,通过引入自动相关判别先验,提出了一种贝叶斯叠前同时反演方法,将弹性参数反射系数的先验信息融合到反演中,该先验信息不再对弹性参数反射系数的总体分布作出假设,且随着地震数据的变化自适应改变,使弹性参数反射系数的反演结果具有更好的准确性、更符合横向变化的地质特征,并且更好地反映岩性边界;在构建反演目标函数时,加入了趋势约束算子,提高了反演的稳定性;采用同时反演策略,避免了基于弹性阻抗的叠前反演过程中存在转换误差。单道弹性参数模型和经典推覆体2D模型测试结果证实了方法的可行性和正确性,实际地震数据测试结果证实了方法在提高分辨率和反映地质体特征及边界上的优势。