孔洞性介质地震散射波场正演模拟

随着地震勘探的发展,在处理复杂的孔洞性地质构造时,常规反射波模拟方法出现了局限性。于是,针对孔洞性非均匀介质的散射波模拟方法发展起来。通过基于Green函数的积分方法来正演模拟孔洞性介质的地震波散射波场,了解其波场特征,分析物性参数对于孔洞性介质散射波场特征的影响,对油气的勘探开发具有十分重要的意义。     

碳酸盐岩溶洞数值模拟及地震识别

碳酸盐岩岩溶性储集层具有很强的非均质性，其预测非常困难。地震正演可以了解碳酸盐岩风化壳地震反射同相轴的变化特征和来自内幕洞穴的地震反射、散射等波场特征。应用高阶差分数值模拟方法，对一系列不同尺度、不同充填物（速度）的溶洞模型进行了系列的正演数值模拟，并对具地震反射特征及反射波振幅进行了综合分析。研究表明：①溶洞型油气藏的地震波沿溶洞边缘往复滑行形成多次绕射波，在地震剖面上表现为“串珠状”强短反射段；②溶洞横向尺度的大小对振幅影响很大，尺度越大，振幅越大；③溶洞充填物速度越高，其振幅越小。通过正演数值模拟研究，建立了溶洞的识别模式，将其应用于塔河油田碳酸盐岩储层的地震预测，效果较好，提高了钻井符合率。     

地质统计学反演在轮古油田碳酸盐岩储层预测中的应用

轮古油田碳酸盐岩储层以洞穴、孔洞、裂缝孔洞型储集体为主要储集空间,具有不规则形态、非均匀分布的特点,给储层预测带来极大的困难,常规的反演方法不能很好地描述其储层分布的特征。利用基于马尔科夫链-蒙特卡罗算法的地质统计学反演对碳酸盐岩储层进行预测,能够较为合理地描述碳酸盐岩缝洞体系的变化特征,解决了该区碳酸盐岩非均质性储层预测的地质问题。     

塔河油田南部缝洞储层的正演模拟及地震波场特征

塔河油田奥陶系碳酸盐岩非均质缝洞储层的地震响应特征复杂,而利用正演模拟技术模拟这种介质中传播的地震波的特征能为孔缝洞储层的预测提供理论依据。利用塔河油田南部的钻井资料,基于连续随机扰动模型,用阀值截取法模拟、构造各种不同的随机溶洞介质模型;利用联井地震剖面,建立接近实际的岩溶缝洞型储层地震-地质模型;利用非均匀介质的地震波场正演模拟技术,获得自激自收剖面及叠偏剖面。在此基础上,总结出了缝洞型储层的地震响应特征。     

随机介质地震波正演模拟在碳酸盐岩储层预测中的应用

为了研究碳酸盐岩储层的地球物理响应特征,在对塔河油田奥陶系风化面下碳酸盐岩储层初步认识的基础上,利用随机介质建模技术,设计并建立了一系列碳酸盐岩储层规则孔洞和随机孔洞模型,并应用变网格有限差分法对地震波在孔洞模型中的传播进行了正演计算,对模拟得到的地震属性进行了分析,研究了孔洞对地震反射特征的影响,获得了规则孔洞尺度以及随机排列孔洞密度对地震属性的影响规律。对于单个的溶洞而言,当溶洞横向尺度小于菲涅尔带半径,纵向尺度小于调谐厚度时,溶洞反射振幅与溶洞尺度成正比例关系;对于随机分布孔洞的碳酸盐岩储层而言,地震波能量与孔洞密度成正比例关系。     

孔洞型碳酸盐岩储层地震正演及叠前深度偏移

塔里木盆地孔洞型碳酸盐岩储层具有尺度小、埋藏深、非均质性极强的特征,严重制约油气的勘探开发。针对碳酸盐岩储层的复杂性和特殊性,有必要开展地震正演模拟和叠前深度偏移方法优选研究。基于PML边界的变网格高阶有限差分算法可对小型非均质地质体进行精确地震模拟,既保证了模拟精度,又提高了计算效率,为理论研究提供模拟数据。采用克希霍夫积分法、单程波、逆时偏移对模拟数据进行偏移成像。结果表明,在速度准确情况下,波动方程方法成像效果优于积分法成像,实际资料也验证了这一点;从保幅角度来看,单程波偏移方法的振幅相对保持能力最佳,优于积分法和逆时偏移。综合上述3种偏移方法的成像效果、计算效率和振幅保持能力,单程波叠前深度偏移更适合孔洞型碳酸盐岩储层的成像。     

塔中地区碳酸盐岩储集相控建模技术及应用

针对塔中地区溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层非均质性极强的特点,充分利用多种地震信息,高度综合地质、钻井、测井、地震等资料,将传统的“相控建模”思想引入碳酸盐岩储层建模当中,提出了溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层建模新技术--“碳酸盐岩储集相控建模技术”。研究结果表明,该技术利用“碳酸盐岩储集相”和地震波阻抗反演数据体进行双重控制和约束,能有效增加模型的确定性,降低随机方法的多解性,显著提高储层建模的精度,是建立碳酸盐岩储层参数地质模型有效的建模方法。其建模结果与地质实际相符合,客观地反映了溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层的严重非均质性,改善了碳酸盐岩储层三维地质随机建模方案,能为油藏精细描述、数值模拟、开发方案的制定提供合理的三维储层模型。     

火成岩下伏地层地震反射波场特征研究

在火成岩发育区,火成岩对下伏地层的地震成像影响严重,制约了岩下油气藏勘探。研究地震波在火成岩下的传播特征、分析火成岩对地震波场的影响是选择适合火成岩区地震资料采集和处理方法的基础。从Zoeppritz方程出发,分析了火成岩地层中地震波的透射能量与地震波的入射角和界面上下纵波速度比之间的关系;采用一阶弹性波交错网格有限差分对不同火成岩模型以及利用不同主频的子波对非均匀火成岩模型进行了正演模拟,分析了各模型的波场特征;采用反射率法合成了不同主频的火成岩互层模型的τ-p域道集,揭示了火成岩的非均质性对透射能量的衰减作用。模拟分析认为,火成岩发育对下伏地层成像的影响因素除了高速屏蔽还有介质的非均质性导致的散射。研究结果表明,转换波可以更好地对岩下地层成像,低频信号在通过薄互层和非均匀地层时能量损失较小。     

随机均匀介质地震波振幅属性研究

基于二维随机-均匀介质模型,讨论了复杂介质中由非均匀体产生的散射波的特性,同时讨论了不同尺度地质体条件下散射波对直达波和反射波的影响。建立了11个不同尺度的随机-均匀介质模型,并利用有限差分法进行了正演模拟。基于正演模拟结果,提取了直达波、散射波和反射波的均方根振幅、平均绝对振幅、振幅峰态和绝对振幅积分4种振幅属性,绘制了振幅属性与非均匀地质体尺度的关系曲线。研究认为,当非均匀地质体尺度与地震波长相近或更小时,3种地震波的4种振幅属性值随地质体尺度的增大而增大;当非均匀地质体尺度比地震波长大或大很多时,随着地质体尺度的增大,直达波和反射波的4种振幅属性值均呈减小趋势,散射波的4种振幅属性值呈增大趋势。     

井间弹性波波场散射特征数值模拟分析

地震波正演数值模拟是实现井间弹性波波场分析的重要手段。文中采用弹性波波场分离数值模拟技术对层状含孔洞的速度模型进行了井间波场观测和波场特征分析,通过改变孔洞尺寸及其纵横波速度来研究井间地震波波场的散射特征。数值模拟结果表明,孔洞的存在增加了井间地震波波场的复杂性,且其尺寸与纵横波波长之间的差异将产生诸如以多次散射和反射等为主的复杂波场特征;横波波长较短,比纵波更易引起波场散射。     

波形分析方法在碳酸盐岩储层预测中的应用

碳酸盐岩储层预测一直是一世界性难题，塔河油田奥陶系碳酸盐岩也不例外，而且其储层埋藏深(大于5300m)，储集空间以后期构造及成岩作用形成的溶蚀孔洞及裂缝系统为主，纵、横向非均质性强。通过分析数10口井的钻井结果，细致类比过井地震剖面上地震反射波形特征，并结合模拟实际地层的正演模拟结果，总结出了储层发育与其地震反射波形之间的相关性，建立了应用波形分析预测碳酸盐岩储层的技术。     

碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究

在碳酸盐岩地区的油气勘探中,溶洞地震响应特征的识别面临着很大挑战,关键问题在于对溶洞的形态、大小及充填物变化引起的地震波变化规律及地震响应特征的认识。为此,针对碳酸盐岩储层的地质特点,抽象出3类(不同形态、不同尺度及不同充填物)溶洞物理模型,利用地震物理模拟技术开展了模拟实验。结果显示,小尺度的溶洞(d(?)λ),地震波到达溶洞后,散射现象占主导,缝洞绕射波振幅与偏移距有近似解析关系。大尺度溶洞的形态对绕射波的振幅具有强烈影响,在菲涅耳带半径内,线体能量最强,片、柱、椭球、球型体绕射信号逐渐减弱。均匀充填溶洞的绕射波能量最强,波形简单,剖面信噪比高,反射成像收敛的"串珠"能量强,对称拖尾较短;非均匀充填溶洞的绕射波能量较弱,剖面信噪比低,非均质性越强其成像"串珠"形态畸变越大、拖尾越长。     

塔里木盆地轮西地区古岩溶洞穴型储层分布规律

由岩溶作用形成的洞穴及其相关的裂缝、溶蚀孔洞是碳酸盐岩油田高产稳产井的主要储油空间，古岩溶作用发育具有较强的非均质性，使得洞穴型储层的分布预测极为困难。以塔里木盆地轮西地区为例，开展了古岩溶洞穴型储层分布规律的研究，探讨了预测该类储层分布的测井地质方法。通过岩溶洞穴的测井识别以及岩溶相带的划分与对比，结合岩溶发育的地貌背景，指出了优质洞穴型储层的发育相带和分布区域。     

碳酸盐岩裂缝性储层研究的地质物理基础

本文对碳酸盐岩裂缝分布规律及其地震波场特征进行了研究,理论测试和实际资料分析结果表明：碳酸盐岩裂缝具有多尺度性,并且不同尺度裂缝在地震波的主频、振幅、速度等波场参数上的响应是不同的。本文研究成果是我们进行碳酸盐岩裂缝性储层研究的地质物理基础,对碳酸盐岩裂缝检测方法的形成和发展具有重要意义。     

基于随机缝洞介质理论模拟塔中北坡储层的地震响应

由于碳酸盐岩缝洞型储层自身的特点,岩石物理性质呈跳跃性变化,储集体形态变化也较剧烈,现有的随机介质模型并不适合对缝洞型储层的描述,且随机介质的非均匀尺度往往局限于水平方向和垂直方向,无法对地下任意方向的非均质特征进行描述。为此,在混合型自相关函数的基础上,通过引入方向因子给出了一种新的矢量自相关函数表达式,使产生的随机介质具有一定的方向性,在此基础上采用阈值截取法,通过给定缝洞发育的长、短半轴及局部发育密度构造具有不同统计特征的缝洞介质模型,实现了对不同尺度、发育密度、发育角度及不同充填速度的复杂缝洞的有效描述。结合塔中北坡实际钻井资料及测井解释成果,建立了符合该区实际地层结构的随机缝洞介质模型,利用非均匀介质条件下波动方程数值模拟,研究了不同参数情况下一间房组顶部储层的运动学及动力学特征。正演模拟结果表明,缝洞型储层发育尺度越大、发育密度越高及缝洞内充填速度越小,则对应T₇⁴界面波峰的反射能量越弱、低频特征越明显,从而为一间房组顶部缝洞型储层波场特征识别及储层预测提供了依据。在此基础上优选出对一间房组顶部缝洞型储层参数变化敏感的属性（均方根振幅及瞬时频率）,大大提高了在界面强反射干扰下缝洞型储层预测的准确性。     

塔里木盆地塔中地区碳酸盐岩不同储层的递减率分析

塔里木盆地塔中Ⅰ号气田奥陶系是以裂缝、溶洞发育为主的碳酸盐岩凝析气藏,储层类型可分为裂缝—孔洞型、洞穴型、孔洞型和裂缝型,地质研究和生产动态特征表明气藏储层存在强烈的非均质性,气水关系复杂,部分试采井受地层产水影响严重,不同储层类型气井生产特征表现出极大差异。这就需要一定的研究工作,找出不同储层类型的递减规律,以便对油气井以后的油气生产作出预测和规划,提高油气井开发的经济效益。     

模型正演在塔东碳酸盐岩储层预测中的应用

塔东古城地区碳酸盐岩储层具有物性差、纵横向非均质性强的特点,识别白云岩是提高勘探成功率的关键。首先,根据钻井资料建立了白云岩储层的地质模型,并通过模型正演分析了地震波动力学属性参数的响应特征;然后,基于储层标定和正演模拟分析建立了白云岩储层的地球物理识别模式,为储层识别、预测提供了依据。通过"甜心体"预测了白云岩储层发育带,建立的基于地震正演模型识别白云岩储层的方法行之有效。     

缝洞储层地震波场数值模拟

为了揭示缝洞储层的地震波场特征，首先推导出了允许介质速度有纵横向变化，对地层倾角无限制，保振幅，并可以避免层间多次波产生的变参考慢度Rytov近似Fourier波场延拓算子，然后用该算子对根据某地区奥陶系储层溶蚀缝洞的地质特征所设计的四个缝洞模型进行正演和偏移并分析其波场特征。缝洞储层模型数值模拟的结果揭示了在不同情况下，单个裂缝、溶洞、缝洞带的宽度和密度的地震波场特征，得到了一些有益的结论和认识。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩孔洞发育规律研究

孔洞是碳酸盐岩储层最基本的储集空间类型,对其发育特征和分布规律的研究一直是油气勘探研究的重点和难点。塔里木盆地塔中地区奥陶系鹰山组发育大型层间岩溶裂缝孔洞型储层,目前在该区已发现亿吨级大型凝析气田,具有良好的勘探潜力,但对于碳酸盐岩孔洞发育规律还缺乏深入的认识。根据岩心观察、成像测井分析以及地震属性提取,详细论述了塔中地区鹰山组碳酸盐岩孔洞发育特征、控制因素及分布规律。鹰山组碳酸盐岩孔洞较为发育,洞穴大多分布在距鹰山组顶部以下120m的范围之内,且洞穴发育具有明显的井区差异性;中小型溶蚀孔洞纵向上叠置,横向上具有良好的层位性和成层性,平面上大面积分布,在局部具有较强的非均质性和穿层性。孔洞发育主要受岩性岩相、层间岩溶、埋藏岩溶、构造断裂作用的叠合影响,尤其是层间岩溶和埋藏岩溶作用,能导致孔洞发育层位差异性。孔洞的发育为塔中地区鹰山组油气藏提供良好的储集空间,不仅能形成孔洞型储层和洞穴型储层,而且发育的孔洞与裂缝相连通,形成该地区重要的裂缝孔洞型储层。     

基于相场法的酸压裂缝连通孔洞数值模拟

碳酸盐岩孔洞连通成串、成群可以有效提高改造体积,但受到高应力差、非均质性和孔洞随机分布等影响,孔洞连通性通常较差。针对碳酸盐岩酸压孔洞连通成串的工程问题,考虑酸压过程中酸液对于岩石的动态影响,引入描述酸岩反应的相场参数,提出一种基于相场法的酸压裂缝扩展模拟方法,对碳酸盐岩储层酸压孔洞连通成串现象进行模拟。对比了酸压与滑溜水压裂的裂缝扩展特征,分析了不同孔洞大小与分布情况下孔洞结构对酸压裂缝扩展的影响。根据模拟分析结果可知:1与普通水力裂缝相比,酸压裂缝扩展时缝宽增大,缝长降低,裂缝扩展速度降低;同时裂缝表面岩石被酸液腐蚀,裂缝表面粗糙程度明显上升;2孔洞结构会诱导酸压裂缝扩展,裂缝在酸化区域扩展时,靠近孔洞处的扩展速度更高;3缝洞型储层酸压过程中,孔洞半径越大,距离裂缝原扩展路径越近,裂缝越易发生转向,且越容易沟通多个孔洞,多孔洞连通成串可以有效提高泄流面积。