重力、地震联合反演在研究含油气盆地构造中的应用

本文采用parker反演方法对济源盆地的高精度重力观测资料进行了密度界面反演。为了消除反演迭代过程中下延因子的影响,根据正则化方法原理,设计了正则化因子a。选取a值的原则是既要保证反演结果的稳定性,又要保证反演结果的精度。针对济源盆地地层密度非均匀变化的特点,可以依据地震速度谱和已知的密度资料,设计非均质反演模型,在已知的地震反射界面和钻井资料的约束条件下,进行密度界面反演。反演结果,给出了地震资料显示不清楚地段上的界面形态。可见,重力和地震的联合反演,能够提供较准确的构造信息。     

基于余弦变换的密度界面重力异常正反演研究

针对提高重力资料处理的精度问题，本文提出利用余弦变换研究密度分界面重力异常正、反演问题，从理论上推导出二维、三维常密度单界面重力异常余弦变换谱正演公式及其界面深度反演公式。为探讨该方法的反演精度，分别利用Parker—Oldenberg法和余弦变换法反演了常密度单界面理论模型的深度，并进行了误差对比分析。Parker-Oldenberg法反演的界面深度相对于理论模型深度的计算点最大误差和均方差分别为0．148km、0．013km，而余弦变换法反演为0．041km、0．003km，最大误差和均方差分别降低了0．107km、0．010km，这说明余弦变换法的反演精度明显高于Parker—Oldenberg法，其反演精度提高了3倍多。     

具有横向和纵向差异变化的三维重磁约束深度反演

通常重磁深度反演总假定异常是由一个主要的密度或磁化强度界面造成的,本文的反演方法是针对由沉积压实作用和基底起伏引起的密度或磁化强度的不均匀分布所设计的。界面之上的密度函数可用一个指数函数来近似,界面之下可以看作基底内有差异存在。此外,还用了来自于钻井或地震资料的局部深度约束,以及一般的几何学约束和界面差异约束。在场变换后,根据谱分析和约束条件确定主要以界面平均深度和两介质之间平均参数差异为特征的初始模型。深度调整是在约束条件下用由布格平板理论导出的空间域公式通过迭代完成的。界面模型效应在波数域中计算。本文用模型数据说明了反演的精度和约束规则。给出了一个盆地地区的野外例子,可从众多的钻井资料中导出其约束条件,重力资料的反演是成功的,给出了基底的等深度图。把与盆地已知岩性变化有关的密度非均匀性考虑在内就可获得可与来自钻井资料的局部深度约束相比美的图件。     

用重力,地震资料联合反演直接预测油气藏的方法

本文针对用高精度重力法直接预测油气藏技术存在的问题，提出了一种重力，地震资料联合反演直接预测油气藏的方法。该方法首先利用深度偏移地震剖面解释的地质构造信息为地质模型，进而用重力正演消除非目的层的密度界面对目的层的影响；然后，将目的层压缩成为一个等效密度界面，再用消除非目的层影响的剩余重力异常反演该界面的视界面密度差值。     

渭河盆地基底三维变密度重力反演

渭河盆地前寒武系变质基底深度反演对于盆地古生界油气勘探具有重要意义,但目前对于基底深度认识不足。盆地内各沉积层密度随深度变化且横向上亦有差异,因此采用常密度模式的重力反演不能准确得到盆地基底深度。本文根据渭河盆地综合地球物理剖面解释结果,结合不同构造单元内各地层密度,在不同水平位置利用6种密度-深度函数拟合实际地层密度。不同函数拟合误差统计结果表明,指数变密度函数更符合渭河盆地沉积层密度变化规律。利用不同位置的指数变密度函数中地表密度差及密度随深度的变化系数进行插值,进而得到了全区的地表密度差及密度随深度变化因子,据此建立了渭河盆地及邻区三维密度模型,并利用该变密度模型反演了前寒武系结晶基底深度。与常密度模式重力反演结果对比表明,三维变密度反演结果更加准确,能为盆地油气勘探提供基础数据支撑,该方法亦可为解决类似地质-地球物理问题提供研究思路。     

随钻方位电磁波测井反演模型选取及适用性

随钻方位电磁波测井可提供邻近地层界面的准确位置信息而被广泛运用于实时地质导向钻井,但如何选取合适的反演模型和最优化算法则是决定随钻方位电磁波测井资料反演速度和精度的关键。为此,首先基于降维策略将复杂地层随钻方位电磁波测井资料3D反演问题简化为一系列1D问题,然后探讨不同1D反演模型、反演算法的可行性与反演效果,并给出了两者组合的最优选取方法。数值模拟结果表明,1D反演模型的选取取决于靶层的厚度,而反演算法的选取则依赖于反演模型的层数,即对靶层厚度为4.0 m以上的厚层,应选用单界面反演模型和梯度反演算法组合;当靶层厚度为1.0~4.0m时,仅需将单界面反演模型替换为双界面反演模型即可提供准确的邻近上、下地层界面;对薄层随钻方位电磁波资料,则需采用多界面反演模型和Bayesian反演算法。     

随钻方位电磁波仪器界面预测影响因素分析

随钻方位电磁波仪器的探测深度决定仪器的界面预测能力,了解随钻电磁波仪器在不同地层环境下的探测特性,对准确进行界面预测和判断有重要意义。模拟了仪器的界面响应特征以及边界走向与仪器工具面角的关系,介绍了随钻电磁波仪器探测深度的定义,通过模拟随钻方位电磁波电阻率的探测特性,分析了不同地层及仪器参数对随钻方位电磁波仪器探测深度以及界面距离反演结果的影响。结果表明,在地质导向过程中,相邻地层的电导率的差决定了随钻方位电磁波仪器的信号幅度,而相邻地层的电阻率对比度和电导率的差同时影响仪器的探测深度,同时仪器对交叉耦合分量电动势(Vzx)的分辨能力也决定了仪器的探测深度;界面距离反演地层模型中,低电阻率地层电阻率的精确度比高电阻率地层电阻率精确度对反演距离的正确性和准确度影响更大。     

利用地震资料约束反演预测地层压力

以往利用地震资料预测地层压力时所用的速度参数由速度谱拾取,密度参数由经验公式计算获取.这样求取的密度参数不能反映地层岩性的横向变化.尤其是此法只限于单井预测,因此,预测的地层压力精度受到限制.本文利用地震资料反演方法,通过给定的初始地层岩性模型,将测井数据作为反演约束条件,求取地层物性参数,然后作出预测地层压力剖面.应用实例表明,用该方法预测的地层压力精度较高,而且沿横向可以对比、追踪地层压力的变化情况.     

一种基于电成像测井和双侧向测井的联合反演方法

利用电阻率测井理论和反演技术,以三参数(侵入带半径、侵入带电阻率、地层电阻率)反演为重点,在常规双侧向曲线反演技术的基础上,结合电成像测井资料,建立了一种基于电成像测井和双侧向测井的联合反演方法,即利用电成像测井探测深度浅且分辨率高的特性为双侧向反演提供精细的地层界面、产状和侵入带电阻率信息;运用双侧向测井资料进行迭代反演进一步得到侵入带半径和地层电阻率参数。实际测井数据的处理结果表明,本文提出的联合反演方法提高了双侧向反演结果及测井解释的精度,进一步提高了常规测井资料对油气储层的识别能力。     

“两宽一高”三维地震资料的纵向分辨率探讨及应用

为了探讨宽频地震资料的纵向分辨率问题,依托2015年吐哈油田葡北“两宽一高”三维地震处理数据,通过分析合成地震记录、倍频程滤波和不同频带的地震反演结果,认为：不同频带的地震反射代表了对不同尺度地层界面的分辨能力,在低频段只能分辨大套地层的界面,在高频段既能分辨大套地层又能分辨较薄地层的界面,地震资料低频成分的缺失使地震反射的层次感降低;当地震资料缺失低频成分越多,用井插值模型补偿低频的波阻抗反演与实际宽频地震反演结果差别越大,即地震资料的低频决定反演精度,高频决定反演分辨率。通过吐哈油田葡北三维地震的宽频反演,储层预测精度明显提高,有效指导了该区岩性油气藏的勘探。     

饶阳凹陷虎8北潜山重力三维松约束反演

饶阳凹陷前古近系古潜山是油气勘探的重要目标,为了清楚认识虎8北古潜山的结构特征,对该地区的大比例尺重力资料进行了处理和三维反演计算。首先采用二次趋势面最小二乘法剔除区域异常后,得到剩余重力异常;然后以地震解释的前古近系顶界面数据和该区的密度数据为基础,建立基于层面的三维模型,采用Parker算法对剩余重力异常进行三维密度界面松约束反演;最后采用松约束三维重力资料反演方法,得到了与重力异常吻合的前古近系顶界面三维模型,为认识虎8北古潜山的规模和幅度等结构特征提供了依据。研究表明,利用地震资料对重力资料进行松约束三维反演是一种比较有效的方法,能充分发挥地震资料和重力资料各自的优势,提高认识的可靠性。     

时频电磁法时域激电参数提取与应用

时频电磁法可同时研究电阻率和极化信息,适用于频域资料中极化信息的提取及利用。但通常从时域信息中提取激电参数更方便,其油气指示特征也更直接、明显。本文引入频域等效介质激电（GEMTIP）模型,对其进行简化和拉氏反变换,得到时域GEMTIP模型;分析模型时域特征后,将耦合与极化模型组合方式应用于激电真参数反演,实现了GEMTIP激电谱参数反演;针对华北油田文安斜坡-大城凸起区时频电磁法02测线,提取其面极化参数曲线,并与已处理的频域相位参数和反演极化率剖面进行对比,发现异常形态与位置对应一致,表明GEMTIP激电谱参数提取方法有效,同时也增强了油气检测结果的可靠性。由于GEMTIP激电谱参数提取过程便捷且效果明显,使得时频电磁法在油气检测中更具应用前景。     

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。     

基于柯西分布的频率域全波形反演

全波形反演利用了波形的整体特征,是一种高分辨率的成像方法。目前广泛使用的最小二乘法全波形反演隐含了地震数据处理中噪声服从正态分布,限制了实际应用的效果。本文在假设地震数据噪声误差服从柯西分布的前提下,提出了一种基于柯西分布的频率域目标函数构造方法,推导出了相应的梯度表达式,通过对理论模型的数值合成记录加入随机脉冲噪声、高斯噪声和线性噪声,验证本方法的正确性。反演过程中采用拟牛顿法从低频到高频进行了多尺度的全波形反演,并将低频反演结果作为高频反演的初始模型以便减少解的非唯一性。研究结果表明：该方法相对于最小二乘全波形反演方法,在噪声存在且不满足高斯正态分布的情况下,仍然能够得到较好的反演结果。     

带约束的一维时频电磁联合反演研究

利用时频电磁资料可同时获取时间域及频率域电磁信息。相比单一时间域或频率域电磁信号,综合利用时频电磁信息可明显提高电性反演精度。为获得精细地电模型,基于正则化反演方法,融合数据约束、模型约束及步长约束,提出一种一维自适应时频电磁联合反演算法。该算法对时间域和频率域数据平衡因子及正则化因子采用自适应调整方案,同时将模型参数搜索范围约束与WOLFE准则相结合,在限制参数搜索范围的同时约束迭代步长,确保反演的稳定性和精度。使用经典层状模型、含噪声的页岩气地电模型及实测数据对该反演方法进行测试与分析,结果表明带约束的时频电磁联合反演方法可有效提高复杂模型电阻率反演的分辨率,对提高时频电磁方法油气藏识别精度具有实际意义。     

基于Parker算法的磁性双界面模式正反演研究

Parker界面反演算法中包含了一个不稳定因子——向下延拓算子,导致其不稳定,通常的做法是在反演过程中加入一个低通滤波器以限制高频振荡。这种做法在消除高频假波的同时会对有效信号进行一定的压制,造成反演精度的降低。重新推导了正反演公式,提出了双磁性界面模式正反演公式和解决反演发散问题的方法。双界面模式正反演公式在实际应用中更具合理性和普适性,解决反演发散问题的方法保证了反演过程能够稳定收敛。讨论了算法实现的关键技术和措施,通过模型实验分析算法的精度和可用性,可以发现算法计算精度很高,误差为0.8%～4%,且具有一定抗噪性。用该方法处理中国某地磁测数据,得到较好效果。     

基于地震谱反演的地层速度估算方法及应用

本文提出将谱反演技术和波阻抗递推反演技术相结合的地层速度估计方法。该方法先通过谱反演获得地震剖面对应的反射系数剖面,再利用波阻抗递推反演方法,把反射系数剖面转换成速度剖面。既发挥了谱反演准确求取反射系数的优势,又能进一步获得与岩性密切相关的速度参数。利用Marmousi模型理论数据的测试,说明了该方法的可行性和有效性。针对南海北部陆坡神狐海域含水合物沉积层的速度和密度变化特征,采用基于Gardner指数函数的分段拟合方式,建立了由地层速度换算密度参数的分段关系式。然后,用提出的方法得到了沿该测线的地层速度剖面,较好地反映了天然气水合物的空间展布,并与速度测井曲线及钻探结果吻合较好,为天然气水合物预测提供了一种有效方法。     

频率域小波变换分频处理在川西地震勘探中的应用

基于频率域小波变换研究,在频率域构建了合适的小波滤波器,实现了一种对地震资料进行分频与重构处理的方法。地震合成信号的分频与重构实验表明,该方法能够有效区分不同频率的地震信号,具有较高的分辨率和精确度。针对川西坳陷深层须家河组致密碎屑岩天然气储层埋藏较深、地震资料主频低、分辨率十分有限的问题,应用频率域小波变换分频重构处理方法对该区的地震资料进行了处理,获取了不同频率段的三维地震数据,将其应用于井震标定、波阻抗反演和地震属性分析等方面,取得了理想的处理效果。