双相介质的频谱分析技术在流体识别中的应用——以中东某油田裂缝型碳酸盐岩稠油油藏为例

双相介质理论认为地下岩石是由具有孔隙的固体骨架和孔隙中所充填的流体所组成。地震波在含流体的多孔介质中传播时,会使流体在孔隙空间流动,从而引起低频共振与高频衰减。对三维地震资料及井旁道典型单井的频谱分析,以确定不同流体性质的频谱特征。应用面积差值法求取高、低频能量的差异,实践证实,油气层往往表现为明显的高频衰减与低频共振特征,而水层与干层则表现不明显。该方法在中东某油田碳酸盐岩裂缝储层发育区流体预测符合度可达80%,为区内的增储上产提供了有力的技术支撑。     

基于BISQ机制的双相EDA介质的波场分析

本文应用高精度交错网格有限差分法,实现了基于BISQ机制的单层双相EDA介质波场模拟、三层双相介质地面地震记录模拟,分析了在地震频带内双相介质理论与单相弹性介质理论在解释地震波传播时的差异及影响慢纵波的因素。得出以下认识:①基于BISQ机制的双相EDA介质中的地震波场的地面地震模拟结果表明,这类介质中存在第二类纵波(慢纵波),慢纵波的速度与孔隙率、流体密度成正比,与耦合密度成反比,而其振幅一般与孔隙率成反比。②在给定相同参数的情形下,BIOT理论、BISQ理论、单相弹性理论所描述的地震波场的传播现象是相似的,同双相BISQ理论相比,BIOT理论和单相弹性理论都低估了地震波的衰减,高估了地震波的频散,这说明BIOT理论存在不足;从地震波的到达时刻来看,在地震频带内(即低频范围),单相弹性理论和BIOT理论预测的各种波的速度较BISQ理论预测的各种波的速度高,到达时刻也早。目前认为基于BISQ机制的双相介质模型更符合实际情况,应用BISQ正演模拟技术可提取储层参数。     

基于双相介质的地震油气检测方法——以Y925地区为例

依据Biot理论,地震波通过双相介质时,存在"高频共振、低频衰减"的现象。本文根据设计理论模型,应用地震波场正演模拟技术模拟认为,当储层含有水或油时,出现低频增加、高频衰减的趋势,并且含水低频增加的趋势更为明显;当储层含有气时,出现高频衰减,验证了地震波在双相介质中传播频率发生变化。分析了不同油气检测方法在时间域和频率域中的适用范围,其中,Y925地区沙三(Es3)中层第6砂组流体预测结果吻合较好,表明所用检测方法具有较强的适用性和可行性。     

时频谱分析在油气储层预测中的应用

地震波在介质中传播由于受到各种因素的影响,能量、频率等方面都会衰减,尤其是在含流体储层介质中传播衰减会更加明显。为了能有效地提取出地震波含流体信息,利用时频谱分解方法的基本理论,以及其局部异常特征进行了储层预测。数值模拟验证了其可行性,最后利用实际地震资料进行处理,含油气性储层预测结果与实际钻井结果相吻合,证实了该方法的有效性,在地震数据处理中具有广阔的应用前景。     

灰岩潜山储集层的油气检测方法

 理论研究和实验表明，多孔隙介质中流体的存在及其运动是弹性波频散和衰减的主要原因。地震波在地下岩层多孔介质的传播过程中，由于所含流体性质不同，特别是当岩石中含有石油和天然气时，地震波的吸收衰减量显著增大。地震波的吸收衰减信息和振幅信息密切相关，与其他地震信息相比具有更高的灵敏度。本文以Biot理论和实验室试验数据为依据，在多相介质条件下，阐述了储层中不同流体对地震波振幅的吸收衰减作用的差异，并利用地震波的振幅吸收衰减信息对灰岩潜山缝洞型储集层进行了油气检测研究，取得了良好的应用效果。     

应用周期性成层Patchy模型分析薄层反射特征

针对地下薄储层的物性对地震波的传播和储层厚度的定量预测影响大的问题,基于周期性成层Patchy模型对薄层进行描述,详细推导了地震波在孔隙薄层介质中的传播规律,给出了薄层反射波的振幅和相位的表达式。针对不同物性参数,进一步分析薄层内地震波多次反射叠加后的振幅谱和相位谱特征,发现薄储层的渗透率、孔隙度和饱和度对薄层多次反射波的振幅和相位的峰值频率均有影响,因此,利用薄层厚度对峰值频率的影响规律预测薄层厚度时,必须考虑薄层的物性参数。利用周期性层状Patchy模型建立的薄层介质,克服了均匀各向同性完全弹性薄层介质的局限性。数值分析结果为薄储层的地震资料解释提供了理论依据。     

油气储集层地震综合预测及应用研究

油气储集层地震综合预测系统由地震数据输入及目的层数据生成子系统、储层地震参数提取子系统、参数分析子系统、储层综合预测子系统构成。该系统具有以下特点 :1将无井综合参数法预测、有井广义线性分类器法预测分别与非线性识别技术有机地结合 ,结合线性和非线性预测方法优选油气富集带 ;2突出与油气存在有关的参数 ,排除与油气无关的参数 ;3使用非线性动力学参数、地震波场参数及地震介质参数 ,可一次性完成对储层的综合评价研究。文中结合实例分析了综合预测的效果 ,通过提取、分析、处理多种地震特征参数及非线性参数 ,证实了含油气特征与地层结构变化和岩性变化密切相关 ,取得了较好的预测效果     

灰岩潜山储集层的油气检测方法研究

大量的理论研究和实验证明，多孔隙介质中流体的存在及其运动是弹性波频散和衰减的主要原因。当地震波在地下岩层多孔介质中传播时，由于所合流体性质不同，特别是岩石中含有石油和天然气时，地震波的吸收衰减量显著增大。地震波的吸收衰减信息与振幅信息密切相关，与其它地震信息相比具有更高的灵敏度。本文以Biot理论和实验室试验数据为依据，在多相介质条件下，阐述了储层中不同流体对地震波的振幅嘤收衰减信息的差异，并利用地震波的振幅吸收衰减信息在灰岩潜山缝洞型储集层进行了油气检测研究，得到了良好的应用效果。     

地震波衰减属性在油气预测中的应用

地震波衰减的主要原因是地层吸收,地层吸收性质是地下介质的重要特性之一。地震波在聚集了石油、天然气的储层中传播时,地震波的高频成分多被储集层所吸收,尤其是聚集油气的储集层,对高频成分的吸收能力更强,因此可以利用地震波的衰减属性预测油气富集区。文中介绍了地震波的衰减机制,说明了应用傅立叶变换分析地震波频谱时的缺陷,引入了小波变换求取瞬时频谱的方法;在A区块油气预测中应用了EPT软件的衰减属性,振幅谱的能量分别占总能量的65%、85%时的频率衰减属性参数能较好地刻画油气的分布范围。     

松辽盆地南部顾家店致密气藏储层脆性地震预测

本文在目前普遍采用岩石弹性参数计算或脆性矿物含量计算方法的基础上,结合研究区的区域特征,探索出一种新的储层脆性评价方法。储层脆性可直接影响地震波传播及其能量强弱,据此耦合关系在单井致密储层脆性评价基础上,通过储层脆性与地震反演波阻抗相关性统计分析,建立钻井致密储层脆性与其相应的波阻抗耦合模型。利用已建立的模型对地震波阻抗体进行转换,求取目的层储层脆性预测体。进行钻井致密储层脆性与地震预测致密储层脆性相关度分析,以检验致密储层地震脆性预测结果,从而提高致密储层地震预测的准确性。     

双相各向同性介质伪谱法地震波场数值模拟

伪谱法是一种模拟精度和计算效率都较高的地震波场数值模拟方法.该方法通过对空间坐标的快速傅里叶变换实现数值计算,在时间域直接采用差分运算代替导数的求解,避免了求偏导数;不存在有限差分和有限元等方法对高频成分限制的问题,可以实现全频带地震波场模拟;对内存容量的需求远远低于有限元法.利用伪谱法实现双相各向同性介质地震波场数值模拟的基本原理是:首先基于Biot模型给出双相各向同性介质弹性波波动方程;然后推导出二维双相各向同性介质的伪谱法计算公式;最后对给定的介质模型进行模拟试算.模拟结果表明,弹性波在双相各向同性介质中以快纵波、横波和慢纵波3种方式传播.基于模拟结果,分析了各类波的传播规律,讨论了耗散系数和孔隙度对地震波传播的影响.     

非牛顿流体孔隙介质弹性波动方程

重油、聚合物和压裂液等非牛顿流体普遍存在于油气勘探和开发过程中,研究孔隙尺度非牛顿流体流动及其对地震波场的影响具有重要意义。Biot理论忽略了流体黏性系数及剪切应力的非线性变化,虽然可用于描述完全饱和固体与经典牛顿流体在波场作用下的相互作用,但是对于非牛顿流体孔隙填充物来说不准确,因此需要研究含非牛顿流体效应的孔隙介质波动方程。通过建立非牛顿流体的分数阶导数麦克斯韦（fdMaxwell）模型,发现非牛顿流体孔隙介质波场传播特征与常规波动方程明显不同,波场频散和衰减存在共振现象,而牛顿流体饱和的孔隙介质波场频散和衰减未表现出这种特殊效应。同时,非牛顿流体本构关系的流变参数和分数阶导数对流—固耦合作用有明显影响。计算结果表明,含非牛顿流体效应的波动方程对重油砂岩纵波速度预测结果更准确。非牛顿流体本构关系对流—固耦合带来新的变化,对孔隙介质波场频散和衰减的影响不可忽视。文中研究是对真实地震岩石物理模型非牛顿流体效应的探索,对致密油储层地震勘探、含压裂液的裂缝储层微地震模拟等领域可产生积极的推动作用。     

地质统计分析方法在鲕滩储层预测中的应用

地质统计分析方法实现了地震属性到储层岩石物性参数的转换，可以获得可靠的预测结果。针对LJZ构造鲕滩储层层多、层薄、纵横向分布不均匀等特点，利用地质统计分析方法进行了飞仙关组鲕滩储层定量预测。提取了均方根振幅和平均振幅等6种地震属性参数，选取相关性高的属性参数与井数据建立统计关系，经过内插外推得到井间物性参数平面图。地质统计分析方法预测的鲕滩储层厚度及孔隙度与井资料吻合程度较高，储层的平面分布与速度反演方法预测的鲕滩储层横向分布规律一致。     

基于BISQ高频极限方程的交错网格法数值模拟

BISQ方程是反映含流体多孔隙南中Biot流动和喷射流动共同作用下地震波和声波传播的最新研究成果。本文从多孔隙横向各向同性介质的BISQ方程的高频极限方程出发，利用交错网格方法对横向各向同性孔隙介质中波的传播进行了数值模拟。结果表明，弹性波在横向各向同性多孔隙介质中传播时存在快拟P波、慢拟P波、拟SH波和拟SV波，同时出现横波分裂、波面尖角等现象，从而验证了BISQ理论的正确性，并为进一步应用、研究奠定了基础。     

孔隙度、泥质含量、饱和度对岩石声波的影响

乔文孝等．孔隙度、泥质含量、饱和度对岩石声波的影响．测井技术，１９９５，１９（３）：１９４～１９９早期的Ｂｉｏｔ多孔介质声学理论只适用于骨架固体和孔隙内流体分别为一种固体和一种流体，这限制了该理论在实际工程中的应用。本文把Ｂｉｏｔ理论和Ｂｅｒｒｙｍａｎ理论结合起来，研究了多孔介质的声学性质（纵、横波波速等）与孔隙度、饱和度、泥质含量及频率之间的关系，并将计算结果与实验测量结果进行了对比，二者的趋势有较好的一致性。本文的工作表明，Ｂｏｉｔ理论和Ｂｅｒｒｙｍａｎ理论可方便地应用于声全波测井和地震勘探。     

基于局域波分解和约束插值的地震反演

在我国东部油田的勘探开发中,井震联合高分辨率反演是薄互层储层预测的有效方法,将高频测井资料和相对低频的地震资料有机地结合起来,得到与地震资料吻合程度高的层状地质模型是获得好的反演结果的基础.为此,在时间-相位模型约束的井资料外推方法中,引入局域波分解技术来求解地震瞬时相位;通过井旁地层对比,建立测井资料与地震资料之间的联系,把测井信息在地震资料建立的等相面约束下外推出去,以获得高分辨率的属性反演剖面.针对局域波分解方法中的一些不足,提出了一种新的方法--希尔伯特变换均值模式分解法,提高了方法的计算速度和抗噪能力.此外,对测井属性外推插值到井外的方法--基于约束插值的反演理论进行了探讨,从理论上解释了拟测井曲线反演的有效性.将上述方法应用于大庆油田茂2井区,获得的扶余油层的波阻抗、自然伽马、电阻率、砂体隶属度分布等反演剖面的分辨率得到了提高,横向连续性得到了改善.     

匹配追踪法在碳酸盐岩流体检测中的应用——以哈萨克斯坦楚-萨雷苏盆地为例

由于碳酸盐岩储层非均质性强、结构复杂,给含油气性的正确判识带来了较大困难.匹配追踪是目前较为有效的一种高精度时频域分解技术,基于含气储层的频率特性构造的流体活动性属性参数,可较好指示碳酸盐岩储层含油气的变化.以哈萨克斯坦楚-萨雷苏盆地ASA研究区碳酸盐岩储层为例,应用匹配追踪方法对地震资料进行高精度时频分解,根据地震波入射饱和流体多孔介质波动方程,建立流体活动属性与频率关系式,获得与流体性质密切相关的流体因子,对含气储层分布范围进行预测.经钻探证实,单井吻合率达86.3 % .这一预测成果对该地区的油气勘探具有重要指导作用,也为今后碳酸盐岩储层的勘探提供了一种很好的方法.     

孔隙度预测中的地震特征优化方法及应用

孔隙度是油气藏描述的一个重要参数。基于双相介质中地震波传播理论,论述了地震孔隙度预测原理。考虑到地震孔隙度预测的复杂性与BP网络函数逼近需要利用全体样本的信息、学习效率低（不适于用来优选地震特征）等不足,提出采用完全利用样本信息（CUSI）的网络做孔隙度预测。该方法利用CUSI网络的局部逼近功能,依据井孔数据与井旁地震数据建立地震特征与孔隙度的函数关系来预测孔隙度。在此基础上还提出了CUSI网络孔隙度预测中的地震特征优化原理和基于遗传算法的地震特征优化方法。实际应用结果表明：此方法明显改善了地震孔隙度的预测精度,具有实用价值。     

几种提取品质因子方法的对比分析

地层的品质因子对衡量地震波传播过程中的能量衰减具有重要意义。实际上对品质因子的反演困难且存在不确定性。基于介质中的地震波传播理论,从方法原理、模型试算和实际资料验证等方面,对比分析了目前常用的5种提取品质因子的方法,即频谱比法、中心频率偏移法、上升时间法、振幅衰减法和解析信号法,认为：频率域方法更稳定,多种方法应联合使用等。     

储层的地震低频响应及识别

常规地震资料处理中把大地看成是完全弹性介质，实际上，地层岩石孔隙中常常含有流体（油、气、水），当地震波在其中传播时要发生与频率相关的能量衰减和相位畸变，且高频成分的衰减、散射和弥散远高于低频成分。地层介质对地震波的这种选频吸收作用使得在地震波的低频成分中保留了更为丰富的反映介质性质的信息。为此，开展了储层的地震低频响应研究。首先将Korneev等提出的一维弥散粘滞型波动方程拓展为二维形式，推导出二维形式下波动方程的解；然后设计了二维透镜体储层模型，采用二维弥散粘滞型波动方程通过相位移加插值方法进行了数值模拟。数值模拟结果与实验室物理模拟结果类似，从理论上证实了含流体储层存在低频高能量现象（低频伴影）。