叠前弹性波阻抗反演技术及应用

叠前弹性波阻抗反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术。叠前弹性阻抗反演是利用不同炮检距道集数据及横波、纵波、密度等测井资料,联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数,综合判别储层物性及含油气性。该方法也被称作弹性参数反演。由于叠前弹性波阻抗反演利用了大量地震及测井信息,较叠后声阻抗反演在可信度方面有很大提高,并能对含油气性进行半定量-定量描述。本文在简要论述叠前弹性波阻抗反演的基本原理及方法的基础上,给出了该方法的反演实例。     

叠前同步反演在徐家围子断陷火山岩气藏预测中的应用

徐家围子断陷营城组火山岩发育,天然气资源丰富,但火山岩储层的岩性非常复杂,气层与气水层之间存在严重的波阻抗叠置现象,基于全角度多次叠加地震资料的常规波阻抗反演不能给出反映物性和流体特征的参数,因此很难对火山岩气藏进行准确预测。但火山岩储层含气后,纵波速度降低,横波速度变化不大,基于这一特征,采用叠前同步反演技术,综合应用纵波弹性阻抗和纵横波速度比,可以对火山岩气藏进行识别。阐述了叠前同步反演的基本原理,讨论了反演处理中的地震资料处理、岩石物理分析、层位标定和子波提取、低频趋势模型建立等关键步骤。实际资料分析表明,低纵波弹性阻抗和低纵横波速度比对应含气火山岩储层,根据这一特点预测了有利含气区。     

叠前随机反演方法及其在薄层预测中的应用

在钻井数量相对少的情况下,充分挖掘利用地震信息来为海洋油气勘探开发服务则至关重要。叠前随机反演技术是一种将叠前AVA同步反演与随机模拟理论有机结合的反演方法,不但考虑了地下地质的随机特性,而且充分利用了叠前地震资料中与储层变化特征有关的地质信息,产生多种弹性参数体的多个等概率的预测结果。该结果既符合输入数据的地质统计学特征,且又受地质模型的约束,真正融合了测井数据的垂向分辨率高和地震数据横向分辨率高的优势。基于对南海L气田的地质认识,综合地质、测井和2个限角度叠加地震数据体,通过叠前随机反演技术得到了高分辨率的纵波波阻抗、纵横波速度比、密度以及泊松比、拉梅常数等一系列岩石弹性参数,同时,还直接得到储层岩性(砂、泥岩等)、物性(孔隙度、含水饱和度等)数据体,直观地展示出储层的空间分布,薄层砂体和砂泥互层都十分清楚,为该区沉积微相和储层非均质性的研究以及开发风险评价奠定了基础。     

纵横波联合反演在储层预测中的应用 ——以沾化凹陷罗家地区沙一段生物灰岩为例

目前油气勘探中单纯依靠纵波数据反演的结果存在多解性。利用纵波和转换横波地震数据进行联合反演, 可以有效提高对横波阻抗的计算精度以及储层预测的可靠性。针对罗家地区沙一段生物灰岩储层岩性横向变化较大,常规纵波叠前反演难以准确预测储层及油水分布的问题,利用多波多分量地震勘探技术,开展纵横波联合反演研究,通过纵横波联合标定、转换横波压缩匹配,构造精细解释等方法建立联合反演初始模型,进而求取对岩性和流体敏感的纵横波速度比、密度等适用于储层预测与油藏描述的弹性参数。实际应用结果表明,纵横波联合反演得到的弹性参数能够识别沙一段生物灰岩储层变化,同时也能够反映储层流体分布,与研究区该层段56口井实钻资料的吻合率达到85%。     

四川地区多分量阻抗反演技术的应用

介绍了多分量地震资料波阻抗反演方法，特别是转换波资料波阻抗反演的原理和方法。应用多分量波阻抗反演技术，对纵波和转换波地震资料进行了波阻抗联合反演，获得了纵波和横波波阻抗剖面、纵横波速度比剖面、λρ剖面、μρ剖面以及各种岩性参数交会剖面。利用这些成果，可以得到比常规波阻抗反演更准确、更丰富的储层信息，在目标储层的含气性识别中取得了很好地效果。     

地震反反演技术在桥口-白庙地区储层预测中的应用

桥口—白庙地区地质条件复杂，受构造位置和物源影响其沉积类型亦不相同，砂体分布和岩性变化大，应用地震反演技术，对储层进行预测，为油气分布和控制因素的研究奠定了基础。地震反演和储层预测采用了约束稀疏脉冲反演方法，把叠后的地震反射振幅数据变换为地层波阻抗数据，然后利用反演的波阻抗数据，估算出砂岩厚度和砂岩储层物性参数。根据该项技术，最终生成了各目的层的5类平面成果图，即地层厚度、平均波阻抗、预测砂岩厚度、预测砂岩百分比、预测砂岩平均孔隙度等值图。地震反演与储层预测结果表明，在井均匀分布的约束下，能较好地预测砂岩储集层的平面分布，圈定面积和砂岩发育区，反映出物源方向及可能的油气分布。     

弹性阻抗在岩性与流体预测中的潜力分析

给出了弹性阻抗的概念,并根据弹性阻抗与波阻抗定义的相似性,提出了利用叠后测井约束反演方法实现弹性阻抗反演的思想。利用Gassmann方程对渤海湾地区上第三系储层进行了流体替代模拟,得出横波速度随水饱和度变化很小,纵波速度和密度随水饱和度变化较大,对流体变化较敏感的结论。用不同饱和度的纵、横波速度和密度参数,利用波动方程正演模拟得到叠前合成道集,并提取角道集剖面,然后反演得到弹性阻抗剖面。反演结果表明,利用叠后测井约束反演方法实现弹性阻抗反演是有效和可靠的。对弹性阻抗和波阻抗与水饱和度的关系进行了对比分析,结果表明,弹性阻抗可以更好地反映流体饱和度的变化,在岩性和流体的识别和预测中具有很大的潜力。对鄂尔多斯苏里格气田的实际资料进行了处理,发现入射角为16°时弹性阻抗与自然伽马有很好的相似性,因此利用16°入射角对应的弹性阻抗可以识别有效储层。此外,通过井点弹性阻抗与自然伽马的对比分析,可以确定区分有效储层的门槛值,如苏里格地区有效储层的弹性阻抗门槛值为2900。     

层状半空间地震数据的弹性波方程反演

由于叠前地震数据同时含有丰富的纵波和横波信息，而且这些信息与岩性密切相关，因此根据叠前数据的反演可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息。由于层状弹性半空间的地震波传播规律具备模拟AVO分析的条件，所以可采用一种基于弹性波波动方程的方法来合成叠前记录。文中推导了球面波在层状半空间形成的反射公式，此式包含了波前扩散效应、层状地层的横波反射及自由表面的反射，以此正演模拟算法为基础，建立了一套叠前弹性波方程反演方法，其中反演问题的求解用遗传算法完成。为了能有效地搜索到最佳地层参数，遗传算法的具体实现完全依照叠前反演这一特定的多参数非线性优化问题而设计。由叠前弹性波反演得到的纵横波速度和密度可用来计算泊松比、弹性模量等岩石物性参数，为识别储层孔隙中的流体性质提供了新手段。     

地震反演技术在桥口-白庙地区储层预测中的应用

桥口-白庙地区地质条件复杂,受构造位置和物源影响其沉积类型亦不相同,砂体分布和岩性变化大,应用地震反演技术,对储层进行预测,为油气分布和控制因素的研究奠定了基础。地震反演和储层预测采用了约束稀疏脉冲反演方法,把叠后的地震反射振幅数据变换为地层波阻抗数据,然后利用反演的波阻抗数据,估算出砂岩厚度和砂岩储层物性参数。根据该项技术,最终生成了各目的层的5类平面成果图,即地层厚度、平均波阻杭、预测砂岩厚度、预测砂岩百分比、预测砂岩平均孔隙度等值图。地震反演与储层预测结果表明,在井均匀分布的约束下,能较好地预测砂岩储集层的平面分布,圈定面积和砂岩发育区,反映出物源方向及可能的油气分布。     

塔中BZ井区碳酸盐岩非均质储层叠前精细预测技术

塔中BZ井区上奥陶统良里塔格组礁滩体储集层是油气勘探重要目的层之一,其特点是埋藏深,储集层基质孔渗低,储集空间多为构造裂缝及溶蚀作用所产生的孔、缝、洞系统,储集体受多种因素控制,纵横向非均质性强,叠后声阻抗反演技术和常规叠后地震属性分析技术难以有效预测该类储层。因此有必要开展叠前弹性波阻抗反演研究。给出了叠前弹性波阻抗反演技术的主要实现方法、步骤,比较了利用弹性波阻抗反演技术与常规叠后声阻抗反演技术预测上奥陶统良里塔格组礁滩体储层实际应用效果。结果表明弹性参数预测储层分辨率高,能够反映碳酸盐岩储层非均质性分布特征,与实际的钻探成果具有较好的一致性,该方法对塔中地区下一步碳酸盐岩油气勘探具有一定的参考意义。     

叠前弹性参数反演技术在识别白云岩储层中的应用

白云岩储层由于含有轻质原油组分,纵波阻抗往往与其他岩性的阻抗叠置,常规反演往往不易区分。以Zoeppritz方程为理论依据的多角度叠加数据体反演得到的纵、横波速度、密度数据体及其组合变换参数可以很好地区分白云岩储层;流体替换技术可以作为叠前反演的先导性试验。通过叠前弹性参数反演方法在实际识别白云岩储层的应用中取得了明显的效果。     

全数字地震叠前储层预测技术及应用效果

针对苏里格气田盒8段砂岩储层厚度薄、有效储层和围岩波阻抗差异小的难点,在测井岩石物理分析确定储层敏感性参数的基础上,采用叠前反演和AVO属性分析技术,提取储层的弹性参数,对储层岩性、物性及含气性进行综合预测。研究表明,在该区横波阻抗、泊松比可以有效地识别岩性;纵波阻抗与泊松比交会以及不同角度间的弹性阻抗交会能够预测储层的含气性,提高储层的预测精度和钻井成功率。     

频率域叠前波动方程反演及其应用

基于波动方程的叠前反演是地球物理反演的重要发展方向,它利用全波场信息反演的弹性参数对预测地下储层的含油气性有重要的参考价值。本文推导了频率空间域全波形反演公式,并将波动方程写成矩阵形式,反演过程中采用波场回传技术和可控共轭梯度算法来更新模型参数。推覆体模型试算结果表明,该方法适用于速度横向变化剧烈地质体,经过几十次迭代可以收敛到真实速度模型。在我国西部某气田实际资料应用表明,反演出的弹性参数与井数据吻合较好,能够为流体识别和储层含油气性预测提供可靠的地球物理参数。     

基于岩石物理模型和叠前弹性参数反演的孔隙度计算

地层孔隙度参数的准确求取是油气勘探中储层预测、储层描述、储量估算和油气藏综合研究的一项关键性技术,而运用常规方法对孔隙度进行计算存在精度不高、物理意义不明确等问题。为此,从岩石物理的基本理论和岩石物理测试数据出发,在合理的假设前提下,以Gassmann方程和Eshelby Walsh方程为基础,推导和建立了利用高信噪比地震资料进行叠前弹性参数反演来计算地层岩石孔隙度的数学模型。选取实际资料的应用结果表明：①利用新模型可以提高碳酸盐岩储层孔隙度精确度约10%;②能够有效地计算预测地层孔隙度的纵横向展布,且符合地质、钻井认识规律;③利用地震资料叠前弹性参数反演获得的横波速度和体积密度剖面纵向分辨率较纵波速度剖面高,在此基础上开展的孔隙度计算能够提高孔隙度剖面的纵向分辨率。该数学模型提供的孔隙度数据为后期的钻井部署、储量估计、油气藏描述等研究提供了技术支撑。     

多分量地震全波形弹性反演预测砂岩油藏剩余油分布

中国东部油田经过几十年的开采,主力油层先后进入高含水后期,但仍有相当一部分原油留存在地下。笔者依据中国东部油田原油及地层水的物性特征,分析并研究了流体黏滞性对饱和岩石剪切模量的影响以及黏滞流体剪切模量的变化规律,提出了基于Krief模型和广义Gassmann方程的剪切模量分解及油、水识别方法,并在此基础上进行油水分布预测。根据地震波场的矢量特性和东部油区陆相沉积地层特征,将全波形弹性波动方程反演方法应用于叠前多分量数据处理,获取深度域地层密度、拉梅常数和剪切模量。在大庆油田某油区2D3C地震数据的应用结果表明,利用多分量地震数据全波形弹性反演和流体剪切模量可以比较好地识别油和水,预测剩余油分布。     

多波联合反演研究进展

纵波和横波虽然同为地震弹性波,但是动力学特征差异显著。与地震纵波相比,地震横波对地下介质的横波速度和密度更为敏感,因此联合反演地震纵波和横波有助于更好地估算速度和密度参数,提高储层描述和流体检测的精度。回顾了多波联合反演的发展历程,其中纵横波旅行时反演具有较高的计算效率,但由于反演结果精度有限,难以直接用于油气检测;多波AVO反演利用地震波振幅信息反演多个弹性参数,有效提升了横波速度、横波阻抗、密度等参数的反演精度。大量实际应用结果表明,多波联合反演为提高储层定量化预测精度提供了有效途径,而多波数据匹配是保证多波联合反演结果可靠性的重要基础。继续发展深度域反演技术、智能化反演算法将有助于推动多波联合反演的应用。近年来横波可控震源技术的快速发展,极大地提升了纯横波地震数据的品质。最新现场试验结果表明,纯横波地震数据已具备与纵波地震数据相当的品质,并在实际生产中显示出较好的应用前景:SH-SH波可用于疏松砂岩气云区的高精度成像,SV-SV波可用于准确、可靠的高分辨率密度反演。因此基于横波震源的九分量地震勘探将是未来多波勘探技术的重要发展方向,需要进一步提升和完善对地震横波响应特征的认识,明确横波与纵波的动力学特征差异,为地震纵、横波油气直接检测提供重要的理论依据和方法支持。     

新近系馆陶组上段储层预测方法——以济阳坳陷沾化凹陷垦东北部地区为例

综合分析垦东北部地区新近系馆陶组上段储层速度分析和正演分析结果,结合储层地质特征,提出适合本区储层预测的3种方法:1)由于孤立河道具有强振幅、透镜状的地震反射特征,可以应用可视化解释软件在振幅数据体上直接进行储层的立体追踪;2)连续的强振幅波峰和波谷指示砂岩的连续沉积,砂岩与泥岩速度相近,阻抗资料不能有效区分砂体,因此可选用特征曲线反演进行储层的空间分布研究;3)本区典型气层速度远低于泥岩速度,气层具有低阻抗特征,因此波阻抗反演可以预测气层的空间分布。     

辽东湾31-6区块隐蔽油气藏的地球物理识别

辽东湾探区的隐蔽油气藏勘探既有成功的例子,也有失败的例子,说明识别隐蔽油气藏有很大的难度。为此本文提出了一套开展辽东湾地区隐蔽油气藏勘探的地球物理识别技术流程。在研究中,首先利用岩石物理测试数据建立岩石物理模型进行横波速度反演,再通过沉积规律研究、地震相分析、时频分析等研究成果确定隐蔽油气发育带;在横波速度反演的基础上,通过弹性波阻抗反演进行岩性预测,有效地识别储层;在砂体识别基础上,利用AVO属性分析、吸收分析、多属性分析等方法综合分析储层的含油气性。利用这套识别技术对 31—6a目标进行了储层和含气性预测,认为该目标为含气圈闭。     

应用泊松阻抗和烃类指示属性预测深水浊积砂岩油藏

M区深水油田发育深水浊积砂岩,该储层具有岩石物理特征复杂及横向变化快的特点,利用常规技术手段难以准确预测储层的含油气性。本文首先利用岩石物理分析、AVO模型和井震响应分析进行了可行性研究,应用叠前AVA同时反演技术求取纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等弹性参数;然后利用属性转换技术求取泊松阻抗和烃类指示属性等转换参数,对目标储层做进-步研究。研究结果表明,利用泊松阻抗能很好地区分砂、泥岩,烃类指示属性可预测砂岩的含油气性。最终利用泊松阻抗和烃类指示属性数据体提取的属性平面图,能预测储层的岩性和含油气性分布规律,为探井部署提供可靠依据。