横波速度计算方法与应用

利用地震资料研究储集体速度特征和地震响应时常需要横波速度资料,但由地震采集或测井获得的横波速度资料较少。本文利用常规测井及实验室岩石物理数据,基于Gassmann方程和Xu-White、Kuster-Toksz等岩石物理模型估算横波速度,并应用测井约束反演与叠前波形反演对估算的横波速度进行修正,最终得到符合实际地震波性质的横波速度计算方法。应用结果表明了该方法的可行性。     

横波估算方法探讨

叠前地震反演是寻找隐蔽油气藏的有力手段,而横波估算是开展叠前地震反演的必要条件,又是难点之一。目前大部分井缺少横波测井数据,或数据质量差而无法应用。在对比目前常用的3种横渡估算方法的基础上,在Y38井应用实例中,采用经验公式和理论计算相结合的方法估算横波速度,旨在探寻有效的方法,获得可使用的横波测井数据。实际应用的结果符合理论上的一般认识,基本可靠。     

测井约束地震反演解决地质问题能力的探讨

本文首先从地震勘探的基本原理出发，分析地震反演解决地质问题的本质；然后从基础资料的品质、测井约束地震反演方法及反演参数的选择，地层格架模型建立和外推控制三个方面，分析、探讨测井约束地震反演解决地质问题的能力；最后认为，测井约束地震反演解决地质问题的能力是有限的，并提出了提高测井约束地震反演解决地质问题能力应重视的几个因素。     

利用地震,测井资料联合反演储层物性参数

地震、测井资料联合反演技术，是利用地震，测井数据的互补特性，从井间地震数据中反演地层的物性参数。共分三步进行：（１）查清井间地层构造形态，应用Ｂｏｒｎ近似反射线性反演技术，从叠前或叠后地震记录中得到反映层速度界面的反射系数剖面，效果相当于有或叠后的偏移剖面，并用作非线性反演的井间几何形态约束信息；（２）求取井间地震波参数，应用最优拟合牛顿法学线性反演技术，分别得到地层反射系数，波阻抗和介质速度参数     

深度域神经网络数据驱动岩性参数反演

本文针对深度域地震资料反演问题提出了神经网络数据驱动岩性参数反演方法。该反演方法是非线性的，且由数据驱动，不需基于任何确定性算子，其中数据驱动方法由结构风险最小化神经网络实现。在反演运算过程中，通常将测井资料和地震记录作为训练样本，其中井旁道地震记录作为输入，测井资料作为输出，网络学习完成后，得到由地震记录转换为测井资料的反演映射关系，进而进行岩性解释。文中通过理论模型及叠前深度偏移地震资料的岩性参数反演实例，说明了方法的有效性。     

Application of prestack simultaneous AVA multiparameter inversion in gasbearing reservoir prediction

随着油气勘探的不断深入，叠前地震数据的反演和应用逐渐成为热点。叠前AVA同步反演可从小、中、大三个角度部分叠加数据体上同步反演出纵、横波阻抗和密度数据体。在此基础上，可提取出地层的组合弹性参数。通常砂岩储层含气后纵波速度明显降低，横波速度变化不大，同时密度也降低。与单纯应用纵波阻抗相比，纵、横波阻抗等属性联合可提高流体的识别精度。因而，应用同步反演技术进行含气储层识别是可行的。首先介绍了叠前AVA同步反演的基本原理，继而从地震和测井资料处理、角度子波提取和标定以及最终反演等方面，讨论了叠前AVA同步反演技术在胜利油田中层气藏勘探中的应用。结果表明该方法进行含气储层预测是有效的。     

叠前AVA多参数同步反演技术在含气储层预测中的应用

随着油气勘探的不断深入，叠前地震数据的反演和应用逐渐成为热点。叠前AVA同步反演可从小、中、大三个角度部分叠加数据体上同步反演出纵、横波阻抗和密度数据体。在此基础上，可提取出地层的组合弹性参数。通常砂岩储层含气后纵波速度明显降低，横波速度变化不大，同时密度也降低。与单纯应用纵波阻抗相比，纵、横波阻抗等属性联合可提高流体的识别精度。因而，应用同步反演技术进行含气储层识别是可行的。首先介绍了叠前AVA同步反演的基本原理，继而从地震和测井资料处理、角度子波提取和标定以及最终反演等方面，讨论了叠前AVA同步反演技术在胜利油田中层气藏勘探中的应用。结果表明该方法进行含气储层预测是有效的。     

横波估算质量控制方法

横波资料是叠前地震反演中最重要的特征参数之一,在油气藏描述中起着关键作用。结合纵波、密度等参数衍生出其他岩石物理参数,从而较好地反映地层的岩石性质和流体特征,减少地震预测的多解性。论文从测井环境校正、岩石物理建模、计算方法、井震标定等方面研究了横波计算质量控制。应用实例进行了横波计算质量控制,得到了精确的横波资料,达到准确反映地下地质情况的目的。     

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。     

地震道的非线性约束反演

对于复杂波场储层研究，非线性反演在解空间的性质、状态方面比线性反演更具有优势。基于非线性最优化理论，本文提出了构造测井约束下的地震资料非线性反演方法，该方法综合了测井约束反演和宽带约束反演等线性反演方法的优点。实际地震资料的处理结果表明，该方法运算速度快、稳定、精度高，在油气储层研究中具有良好的应用前景。     

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。     

利用不同角度域P波资料反演纵、横波速度

基于反射P波垂直入射假设的常规地震道反演方法不能得到可靠的速度或其他岩性信息，而利用叠前地震资料按部分角度道集叠加后，可以获得多个具有AVO特性的地震剖面，信噪比也得到显著改善，因此角度部分叠加道集可以作为弹性阻抗反演或纵、横波速度同步反演的基础道集记录。对每个角度范围的部分叠加剖面进行反演处理都会得到该角度范围内的阻抗或纵、横波速度值，但是不同角度范围内反演结果之间的关系以及如何求取零入射角的纵、横波速度值仍然是难以解决的问题。为此本文提出利用地震波传播速度在各向异性介质中随入射角变化的理论，由各个角度范围的纵、横波速度反演结果求取地震波零入射角的纵、横波速度的方法，实现了利用叠前P波资料同步反演地震纵、横波速度，进而可以求得纵、横波速度比和泊松比剖面，为解释人员进行岩性及含油气性解释提供可靠的依据。     

黏弹性介质叠前地震反演方法

前人只是从理论上分析了黏弹性介质中各种波的传播特征和衰减特征,并未对黏弹性介质精确的Zoeppritz方程进行近似,无法用于实际反演;沈章洪等以完全弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似方程,由于该近似方程的实部为完全弹性项,虚部为黏弹性项,因此也无法用于实际资料。为此,本文以黏弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似公式,以此为基础,基于贝叶斯理论的叠前地震反演,将纵横波速度、密度的反演推广到纵横波速度、密度和地层品质因子(Q值)的联合反演,建立了黏弹性介质近似方程,再根据贝叶斯理论建立反演方程,最终利用共轭梯度法对方程进行求解,得到纵横波速度、密度和地层Q值。模型试算与实例分析结果表明,根据联合反演所得的纵横波速度、密度和Q值进行储层描述,可提高储层预测精度。     

基于最优输运原理的陆上单分量资料弹性波全波形反演

陆上地震单分量地震数据只包含纵波信息,没有横波信号。声波全波形反演是最常用的利用纵波数据反演地下纵波速度、密度的方法,但忽略了单分量资料的弹性AVO特征和转换纵波的存在。为此,基于弹性介质假设推导了伪压力弹性波方程,该方程数值模拟结果仍为标量波信号,但具备弹性AVO特征和转换纵波信息,能够指示横波速度的变化。在此基础上构建了利用纵波数据进行弹性参数全波形反演的理论框架。由于全波形反演的高度非线性,准确的初始速度建模尤为重要,引入基于最优输运理论的二次Wasserstein距离（W₂范数）,在不增加计算量的前提下优化了目标函数的凸性,克服了周期性跳跃导致的局部极值问题。在此基础上,再进行常规的基于L₂范数反演,克服了对初始模型的依赖。应用重采样的Marmousi模型验证了该方法仅用纵波数据反演纵、横波速度的有效性,以及避免周期性跳跃方面的优势。将该方法应用于中国东部M工区的实际地震资料,验证了该方法的实用性和稳定性。     

多分量地震勘探技术在准噶尔盆地西北缘的应用

利用准噶尔盆地西北缘车排子地区纵、横波资料、测井资料,根据纵波、转换波传播的性质和特点,进行有针对性的转换波勘探观测系统设计,得到较高质量的多分量地震勘探数据;通过对转换波资料进行水平分量负炮检距反转,转换波去噪、静校正、共转换点道集抽取、速度分析、时间偏移等处理,得到信噪比较高、反射信息丰富、波组特征明显的多分量处理数据;通过纵横波标定、合成地震记录制作、转换波波型识别与层位对比、转换波剖面压缩与速度比求取、属性剖面计算、地震岩石物理分析、纵横波联合反演的解释思路,获得了与钻探结果相吻合的解释成果。     

基于双差反演策略的时移地震AVO反演

叠前时移地震资料中包含着重要的振幅随炮检距变化(AVO)信息。对时移地震资料反演可以得到油藏开发前、后弹性参数的动态变化,进而能够勘探剩余油分布、优化注采方案、提高油田采收率等。但是由于不同年份时移地震数据间的反演不一致性常造成反演假象,导致不正确的解释结果。为解决上述问题,将时移全波形反演中的双差反演策略引入时移AVO反演;同时,使用改进的射线参数域地震纵波反射系数近似方程作为正演方程进行时移地震AVO反演。模型测试结果显示,所提的基于双差反演策略的时移地震AVO反演方法不易受基准模型的反演质量、基准模型反演和监测模型反演行为的不一致的影响,可以有效压制目标区域外的反演假象,使反演结果集中在目标区域,从而准确地反映储层变化,提高了目标区域的反演精度,并减小油藏解释的误差。该方法还具有较强抗噪性,可稳定、准确地反演储层的纵、横波阻抗变化,并有效地反映上覆地层压力变化造成的微小纵、横波阻抗变化。     

柴达木盆地三湖坳陷横波勘探中的低幅异常消除技术

近年来,在柴达木盆地三湖坳陷开展了横波地震勘探,但是由于该区低幅度构造发育,横波静校正引起的"低幅"异常与上述低幅度构造相互混杂,难以区分。为此,针对该区横波表层调查难以控制表层横波速度模型的变化、横波近偏移距初至污染严重、横波折射层发育导致高速界面难以确定等问题,首先采用曲线拟合技术预测污染区横波初至时间确保初至完整性,然后采用面波模型与多层折射分层联合约束反演横波表层速度,最后通过基于速度谱分析的层位匹配建模技术确定合理的横波速度界面,形成了横波表层"低幅"异常消除技术,并进行了现场应用及效果评价。研究结果表明:①曲线拟合技术可以弥补近道污染区横波初至空白,保证层析反演模型的完整性;②基于瑞雷波的频散特性反演建模可以为确定该区浅层横波速度提供可靠的资料,提高浅层模型精度;③面波模型与多层折射分层联合约束反演能够更准确的反演该区表层横波速度场,较好地建立横波速度模型,消除横波剖面上"低幅"异常现象。结论认为,所形成的横波地震勘探低幅异常消除技术消除了横波静校正引起的"低幅"异常现象,提高了横波地震资料的成像品质。     

基于弹性波动方程的叠后地震反演方法

本文提出一种新的基于弹性波动方程的叠后反演技术,即利用反射率法求解弹性波动方程的一维解析解。反射率法利用向量化的递推计算求取地震波反射系数并以此模拟全波场（反射波和多种转换波以及多次波）,并考虑透射损失和地层厚度对波场的影响。新方法首先分析纵波速度、横波速度与密度之间的关系,然后直接从叠加数据中反演纵波速度。本文在贝叶斯反演框架基础上,通过微分拉普拉斯分布引入弹性参数的先验信息,降低了反演的不适定性,提高了反演分辨率和稳定性。模型数据和实际资料反演结果证明了新方法的有效性。     

多波资料处理及解释方法的研究进展

笔者认为,当前多波勘探研究的重点仍然是多波资料的处理和解释问题。文中在常规多波资料处理的基础[1]上,展示了笔者近几年在多波资料处理及解释方面研究的新方法、新技术、新成果。内容包括以各向异性介质为基础的裂缝预测成果、速度分析、动校叠加、AVA叠前参数反演成果,以及以深度域成像为基础的深度域多波合成地震记录、层位标定及声阻抗、横波速度等参数反演的成果等。以上成果提高了多波处理及参数反演的精度,开辟了多波解释的途径。