叠前地震反演应用研究

叠前地震反演涉及地震采集(炮检距范围)、地震数据处理(保真度)、地震解释和测井解释、储层岩石物理以及反演算法本身与约束条件等方面,因此影响因素很多,此外还存在认识与观念上的差异,使其在实际应用中难以获得理想和真实的油藏描述结果。为此,仅限于地震叠前反演技术本身涉及的实际问题,分析了叠前地震反演在油藏地球物理应用中存在的问题,并对如何获得有效的反演结果展开了讨论。对大庆徐家围子火成岩储层进行叠前AVO反演和叠前弹性反演的结果表明:①叠前反演受输入数据的影响大,因此要做好AVO前期处理,如各向异性校正等;②不同炮检距范围叠加地震数据的弹性阻抗反演面临着各种因素的影响,如子波提取、井震标定和井约束等。     

叠前高精度反演方法在复杂岩性储层预测中的应用

叠前地震反演技术是挖掘叠前信息提高储层预测能力的重要技术手段。叠前反演方法的理论基础是Zoeppritz方程,基于该方程简化式的反演方法误差大,精度低,通过构建非线性叠前反演目标函数和直接基于Zoeppritz方程推导构建雅克比偏导矩阵,研究形成了叠前高精度反演方法。在胜坨南沙河街砂岩储层预测中开展了实际应用,通过叠前地震资料优化处理、高精度叠前地震反演以及基于岩石物理多参数解释技术的应用,提高了复杂岩性区储层预测能力。     

基于量子退火Metropolis-Hastings算法的叠前随机反演

传统的Metropolis-Hastings （MH）算法是一种常见的随机反演方法,可以得到大量来自于后验分布的样本,从而得到更可靠的参数估计和反演结果的不确定性信息,但对于较为复杂的参数空间,MH算法往往不能对其充分搜索。为此,针对该问题提出了基于量子退火MH算法的叠前随机反演方法,主要通过调节算法的接受概率提高算法的计算效率和稳定性。模型试算与实际数据反演结果表明,相较于传统的MH算法,该方法具有更高的收敛效率。     

叠前弹性参数反演在S地区的应用研究

以S地区为例,在对研究区测井数据标准化、校正处理的基础上,开展岩石物理研究,寻找与砂岩储层关系紧密的的弹性参数。应用“叠前弹性参数反演”方法对这些敏感弹性参数进行直接反演。     

叠前同时反演方法在流体识别中的应用

基于多角度道集和多尺度信息约束的叠前同时反演方法是利用多个角度的叠加数据体,将叠后波阻抗和叠前AVO属性整合到反演流程中,并将地震、测井、地质(包括构造倾角)等多尺度信息作为软约束条件参与反演的方法。应用迭代算法,同时反演出与岩性和含油气性相关的纵波阻抗、横波阻抗和密度等多种弹性参数,综合判别储层物性和含油气性,降低单纯利用纵波弹性阻抗反演的非唯一性,增强反演结果的稳定性和可靠性。综合利用颜色编码交会分析和三维可视化技术对众多叠前同时反演属性三维数据体在剖面和空间上进行解释,提高了对弹性反演属性的解释能力。将该反演方法和技术思路应用于新疆某油田M地区,优选Xu-White模型估算S波时差曲线,对4个不同角度的叠加数据体进行了叠前同时反演,使用AVO颜色编码交会分析技术预测了工区中砂岩和含油气性分布。结果表明,利用该方法能有效识别储层和流体。     

叠前综合反演技术在西湖斜坡WYT地区储层预测中的应用

西湖凹陷平湖构造带武云亭（WYT）地区储层厚度薄,横向变化快,常规叠后和单一叠前储层预测方法在该地区存在一定的局限性。针对WYT地区储层开展叠前综合反演技术,首先利用岩性-物性量板,采用Ipsom智能判别器实现岩相自动识别;采用BP神经网络算法,利用密度、伽马、纵波速度、电阻率,进行横波速度预测,降低了横波速度预测的不确定性;通过岩石物理分析发现,WYT地区砂岩具有较低的纵横波速度比和泊松比特点。在上面研究的基础上开展武云亭（WYT）地区叠前地震随机反演。利用最终反演的弹性参数属性及岩性数据体,精细恢复和反演了WYT地区平湖组和宝石组的砂岩厚度,实现了单砂组级别的砂岩空间展布分析,为WYT地区分析有利砂体展布特征及下步井位提供依据。     

叠前地震资料的广义线性反演

广义线性反演是地震资料反演中经常采用的方法之一。这一方法要求反复计算雅可比矩阵。而雅可比矩阵的形成依赖于所采用的地球物理模型和制造人工合成记录所用的数学公式。对于声学层状介质来说，由点震源激发的地震波的传播问题可有解析解。在该问题的反演中，基于这一解析解可得到计算雅可比矩阵的递推公式，从而简化了计算程序，节省了时间。对于模型数据来说，用广义线性反演可以改进平面波延拓反演的结果。特别是较大地提高了反演密度的精度。但是，对于实际地震资料，或加有噪音的模型数据，反演就极难成功。     

叠前地震反演在柴达木盆地三湖地区天然气预测中的应用

 采用一套叠前地震反演的配套技术对三湖生物天然气进行预测。首先在三湖地区已知气田建立气藏AVO反演模式，然后类比处理和解释Td2井区的地震数据，预测该区的含气区，并为钻探证实。这套技术包括4项内容：不同炮检距叠加剖面定性AVO分析；建立层速度—深度模型，利用此层速度—深度模型预测与气藏分布有关的低速异常区；判定CDP与CRP道集是否具有AVO特征；通过AVO反演分析预测三湖地区生物天然气。     

叠前叠后地震多属性反演在牛东潜山油气检测中的应用

冀中坳陷霸县凹陷牛东潜山构造带发现和探明的古潜山油气藏为古生界寒武系碳酸盐岩储层,其储集空间以孔洞、裂缝为主,物性横向变化较大。针对潜山及潜山内幕碳酸盐岩储层非均质性较强的难点,开展叠前弹性反演研究,采取叠前弹性阻抗反演技术、AVO属性分析技术;并结合叠后子波分解与重构技术,预测和刻画储层缝洞体系的空间分布规律,划分储层发育有利区带,准确预测裂缝发育区、油气富集区。该区实钻结果表明,牛东潜山构造带碳酸盐岩储层裂缝发育,油气显示良好,证实了碳酸盐岩储层特征预测技术的有效性。     

石油地震勘探数据叠前速度反演稳定性初步分析

基于一维层状声学介质理论，对点震源激发的三维球面波反射波叠前数据（二维）的速度反演稳定性进行初步分析。笔者提出了一个反演方法，并在文中发表了用这个方法从海洋石油地震数据得到的叠前反演速度剖面，但这一方法的实现（计算数学上称之为递推，地球物理勘探上称之为剥层）是复杂的，稳定性分析这一关键问题也是复杂的，所以，初步分析集中于反演计算的核心步骤，在层状介质中平面波传播方程的计算，文中给出波阻抗函数的结构繁度的定义，并提出了一个涉及反演稳定性及波阻抗函数结构繁度的定理，阐明了何时及如何利用这个反演方法得到较精确的反演速度。     

全数字地震叠前储层预测技术在苏里格天然气勘探中的研究与应用

苏里格地区是天然气勘探开发的重点地区。该区近地表结构复杂,储层为陆相沉积,横向变化大。近几年来,针对该区复杂的地震地质条件和上古生界天然气勘探目标,开展了以全数字地震采集、处理、解释为代表的地震勘探技术攻关,形成了以长排列、小道距、单点数字检波器接收的高次覆盖采集技术;以保持叠前动力学特征为核心的叠前地震资料处理技术;以叠前反演与叠后综合解释相结合的储层预测技术系列,取得了丰硕的地震地质成果,满足了叠前有效储层预测需要,为苏里格地区快速、高效勘探开发提供了有力技术保障。     

叠前纵横波联合反演技术在PH油气田薄储层预测中的应用

PH油气田已进入开发中后期,其主力产层之一的HA储层埋藏深、厚度薄、物性横向变化快,采用单一的叠后纵波阻抗反演技术难以识别和预测薄储层.采用叠前纵横波联合反演方法对PH油气田HA储层进行了预测,实钻结果与钻前预测结果相吻合,使得依据储层预测结果所设计的调整井取得了预期效果,说明叠前纵横波联合反演技术在本地区具有广阔的应用前景.     

利用模拟退火算法实现地震叠前反演

讨论了叠前同步反演和模拟退火算法的基本原理,介绍了利用模拟退火算法实现叠前同步反演的技术流程,把实现叠前同步反演分为高保真地震数据处理、共角度道集生成、子波提取和同步反演四大步骤,并重点叙述了模拟退火算法在叠前同步反演中的应用。该方法在苏里格气田砂岩分布及有利含气区预测的应用结果,验证了其有效性,同时表明该方法具有运算速度快、算法稳定、预测效果好等特点。     

叠前地震反演技术的应用条件及难点分析

叠前地震反演技术可以通过数学运算,从未叠加的叠前地震资料中获得速度、密度和泊松比等弹性参数。通过弹性参数可识别出油气勘探开发过程中所关注介质的岩性、物性及流体等特征,能够大幅度提高储层描述精度,减少多解性;但叠前地震反演技术具有一定的应用条件,对地质、地震和测井资料有适应性的要求,其反演结果的应用效果受多方面因素影响。为此,在分析叠前地震反演技术优势的基础上,应用模型数据和实际地震、测井资料,确定该技术的应用条件,并分析应用过程中存在的难点问题;结果表明,叠前地震反演具有资料多样性和技术本身的优势,且可获得丰富的反演成果数据;但应用该技术时,须采用高品质的地震资料,进行岩石物理可行性分析以及合理的叠前地震反演过程控制和成果应用。目前叠前地震反演技术存在的难点有反演结果存在多解性、须解决多种资料的匹配以及反演结果的纵、横向分辨能力与勘探开发需求的一致性等。     

叠前反演道集质控与优化

高质量的部分叠加道集数据是地震叠前反演的基础,然而不同偏移距叠加道集数据之间经常出现时间、振幅等不闭合现象,直接进行叠前反演则会影响反演弹性参数的可信度。因此,有必要对叠前反演道集进行质控及优化,以提高近、中、远偏移距道集的闭合效果。以残差准相关系数阈值为标准对部分叠加道集数据进行有限的调整,同时利用校正量统计图谱分析和递归插值的方法,对校正的时间偏移量和振幅缩放系数进行控制和优化,最终得到闭合效果较好的部分道集叠加数据体。实例表明使用校正及优化后的部分叠加道集数据进行反演能够显著提高叠前反演质量。     

叠前地质统计学反演技术在复杂储层量化预测中的应用

地震确定性反演、叠后地质统计学反演是目前致密碎屑岩气藏普遍采用的储层预测技术,但针对复杂岩性结构和复杂波阻抗特征的薄储层,这些反演方法的适应性有限。叠前同时反演与地质统计学反演技术的结合是此类储层量化预测的有效方法,不仅可提高纵、横向分辨率,还可解决储层与围岩波阻抗叠置情况下有效储层的识别问题。叠前同时反演技术可以得到纵波阻抗体、横波阻抗体、纵横波速度比体和密度体,能够解决复杂波阻抗储层的识别问题,但反演受地震频带限制,纵向分辨率有限。基于随机建模技术的叠前地质统计学反演方法,能有效地综合地质、测井和三维地震数据,极大地提高预测结果的纵、横向分辨率,实现储层的精细描述,在叠前确定性反演的基础上可以更好地识别薄层及薄互层储层,为陆相致密碎屑岩气藏储层描述提供了重要技术支撑,在川西新场须四气藏储层预测应用效果明显。     

叠前地震反演精度影响因素

叠前地震反演能够提供更加丰富的地球物理信息,但影响其反演精度的因素较多。设计了包含不同速度特征的地质模型,再对基于地质模型提取的地震模型数据体进行反演,将反演结果与理论值进行误差对比,分析了初始约束模型、信噪比、反演子波选取、反射系数计算公式选择对叠前地震反演精度的影响。结果显示,精度高的初始约束模型反演结果好于精度低的初始约束模型;信噪比大的地震数据体的反演结果优于信噪比小的地震数据体;选取的反演子波与地震数据主频的匹配程度越近似,反演精度越高;可以选取适用条件相对较合理的Zeoppritz方程作为反射系数计算公式。地质模型数据与实际资料反演结果对比表明,构建与实际地质模型弹性属性接近的反演初始参数模型,对采集数据进行滤波去噪和修饰处理提高地震资料信噪比,通过测井和地震资料提取主频与地震数据相匹配的反演子波以及反射系数计算公式等参数的合理选择有利于提高叠前地震反演精度。     

高分辨率反演在春风油田储层预测中的应用

车排子地区春风油田研究区地震剖面上,近缘沉积体系沙一段1砂组储层呈弱反射或空白反射．储层描述难度大。为解决此问题,首先,对研究区地震资料开展了具有针对性的地震拓频处理和测井资料的标准化处理,获得了较为可靠的基础资料;其次,以精确层位解释为基础。开展精细储层标定与子波提取,明确了储层与地震的对应关系：然后,建立符合地质规律的初始波阻抗模型,经试验获得了适合该区的反演参数;最后,应用测井约束地震反演技术,得到了高分辨率的波阻抗数据体．研究区沙一段1砂组有利砂体的平面展布规律分析结果表明,中部及西部近物源储层较为发育,为有利的目标区域。该研究为研究区下一步勘探部署提供了重要依据．     

基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法

常规的叠前和叠后反演技术难以满足刻画薄储层的需求。由于道集叠加而产生的干涉效应对地震信号所蕴含的真实信息造成不同程度的弱化、畸变甚至湮灭,因此为有效地保存真实信息,应尽量避免叠加。另外,叠前道集的地震属性在随炮检距变化之外还受频率因素的影响,而以高分辨率谱分解为基础展开的FAVO反演方法能够提升流体识别能力。为此,以不叠加为核心思想,提出基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法。首先,从叠前道集出发,对包含目的层段的角度内道集进行筛选和提取,依托信号的稀疏表示理论对抽选的单角度地震数据开展高分辨率时频分解;其次,基于贝叶斯理论直接建立波阻抗与地震数据的映射关系,利用非线性最优化算法对初始模型进行扰动;最后,以前一个频率反演的结果作为后一个频率反演的约束,逐级进行反演,最终得到不同角度的高分辨率增维反演结果。以A研究区为例,在有效角度范围内对单角度地震数据分频约束反演,拓宽了数据维度,提升了反演精度,增强了对薄储层的描述能力。