岩石物理驱动的储层物性参数非线性地震反演方法

叠前地震反演和岩石物理反演分别是获取弹性参数和物性参数的重要手段,两者结合有助于实现储层参数预测并精细刻画储层特征.储层物性参数的反演依赖于岩石物理模型,在进行物性参数反演时可以将复杂的岩石物理模型做泰勒展开,进而得到其一阶或高阶的近似表达式,然而这会降低模型的精确性并增加反演的误差.为了提高储层物性参数反演的稳定性和准确性,本文以碎屑岩储层为例,提出了岩石物理驱动的储层物性参数非线性地震反演方法.首先,基于贝叶斯框架和高斯分布约束条件,从叠前地震数据中实现纵、横波速度及密度等弹性参数的反演.其次,通过碎屑岩岩石物理模型建立起弹性参数与物性参数之间的联系.最后,利用粒子群算法进行全局寻优获得较为准确的孔隙度、泥质含量和含水饱和度等物性参数.合成数据和实际资料测试结果验证了所提方法的可行性和准确性,反演结果与测井数据吻合较好,可有效指示含气储层区域,本文方法在储层预测和评价方面具有广泛的应用前景.

基于地震波形特征全局寻优的非线性地震反演砂体预测技术研究及应用

针对窄小河道含油砂体预测难、垂向分辨率和平面分辨率不能兼得的问题,形成了基于地震波形特征的全局寻优的非线性地震反演砂体预测技术,该技术能够充分利用非线性地震反演提高了纵向分辨率高,同时基于地震基于波形特征反演技术又提高了横向分辨率;利用该地震反演技术河道砂体预测精度由过去的76.3%提高到83%,取得了较好的效果,该技术对窄小河道砂体的精细预测具有较好的指导意义。

基于Wolfe搜索机制的随机梯度地震反演方法

地震反演技术能够最有效地从地震信号中挖掘地层参数和岩性信息,一直是储层预测研究的焦点.传统线性地震反演算法缺乏全局搜索能力,反演结果精度较低.本研究以全局寻优为出发点,将一种结构简单和寻优能力强的全局优化算法——梯度优化算法(Gradient-Based Optimizer,GBO),引入地震反演.相比于差分进化等其他全局优化算法,GBO算法通过梯度随机搜索机制和局部逃逸算子进行全局搜索,能有效降低地震反演的多解性.但是,GBO算法收敛速度慢和局部随机性强,难以满足大批量的地震反演计算需求.因此,本文在GBO算法迭代过程中引入Wolfe线性局部搜索机制,提出基于Wolfe搜索的随机梯度优化算法(Stochastic—Gradient Optimization Based on Wolfe's Search,SGO-WS).在全局搜索过程中,通过线性搜索算子,充分挖掘当前迭代解周围的局部最优,既保证了反演解精度,又大幅提高了原GBO算法的计算效率,同时还有效降低了反演解的局部随机性.Marmousi-2模型测试验证了SGO-WS算法的可行性和准确性,厄瓜多尔Tapir油田地震资料也验证了SGO-WS算法的实用性.

基于属性约束的烃源岩地震反演定量预测

烃源岩评价是含油气盆地、凹陷勘探研究的基础。目前常用的地球化学、测井、地震识别三大类评价方法,均能实现烃源岩的评价,但又受资料制约,存在各自局限性。笔者等结合地质、沉积、地化及测井、地震等数据探索了多属性约束下基于地震反演的烃源岩定量预测技术研究,确定了研究区内文昌组烃源岩的发育规模,并对其进行了烃源岩等级评价和生烃量的估算。

基于全波形反演速度约束的叠后地震反演方法

对于井数较少或者沉积相变化较快的地层,利用测井曲线建立的反演低频模型难以控制反演弹性参数的空间变化趋势。据此笔者发展了基于FWI速度约束的叠后地震反演方法,该方法充分利用了FWI速度的真三维信息,据此得到反演弹性参数的空间变化趋势。对于叠后地震反演所需要的纵波阻抗低频模型,提出了基于测井岩石物理拟合关系将FWI速度转换为FWI纵波阻抗的方法。另外,针对FWI纵波阻抗和测井纵波阻抗存在一定差异的问题,提出了FWI纵波阻抗均值校正方法,据此可得到较为准确的纵波阻抗低频模型。单井和实际工区应用表明,纵波阻抗反演结果和井上结果匹配性较高,因此笔者提出的基于FWI速度约束的叠后地震反演方法较为有效,可为储层预测提供较为有利的技术支持。

基于全局自适应MCMC算法的裂缝型储层缝隙流体因子叠前地震反演

裂缝型储层通常具有各向异性特征,其缝隙中充填流体时会表现出不同的地震响应。为了准确识别裂缝性储层缝隙流体,为油气勘探开发后期的水力压裂过程起到重要的指示作用,本文首先引入准裂缝法向弱度以及准裂缝切向弱度的概念并构建了一个新的缝隙流体指示因子,结合线性滑动理论推导得到了裂缝诱导的HTI介质的弹性刚度矩阵表达式;然后基于散射理论以及Born近似方程推导获得了弱对比界面的线性化P波入射各向异性反射系数方程。此外,本文在MCMC算法的基础上引入了自适应策略,提出了改进的全局自适应MCMC反演算法。结果表明:(1)无噪时模型测试结果与测井数据达到了90%以上的吻合度。(2)实际数据反演结果与测井解释结果较为吻合,且在目标层段钻遇油气。西南某工区模型测试以及实际资料应用结果表明,本文提出的裂缝型储层缝隙流体因子叠前地震反演方法,反演结果与测井解释数据吻合程度较高,具有一定的可靠性与适用性,可实现流体准确识别以及指示水力压裂。

基于地震反演技术的地应力建模方法在江汉新沟嘴组页岩油中的应用

江汉盆地新沟嘴组页岩油地质评价资源量为3.6×108 t,具有良好的勘探潜力,其中地质评价Ⅰ类有利区陈沱口凹陷有多口井在新沟嘴组新下段Ⅱ油组泥质白云岩中获得油流。由于页岩油井通常采用“水平井+分段压裂”工艺实现经济开采,因而地应力研究对该区水平井储层压裂改造具有重要的意义。三维地应力建模研究的核心问题在于提升井间地应力预测效果,传统的有限元方法由于方法本身的限制,井间预测效果较差,有必要利用地震资料反演技术来提升井间地应力预测的效果。针对该区页岩层矿物组分多、局部发育硫酸盐岩、地应力条件复杂的问题,首先对新沟嘴组页岩层开展基于实验室测量值约束的精细测井评价,其结果与岩心全岩X衍射测量结果吻合;在此基础上,选择自相容近似地震岩石物理建模流程,对目标层的弹性参数进行了正演模拟,正演结果与实测曲线基本吻合。然后,基于地层压力、实验室测量的岩石力学性能参数和测井解释结果,依据不同岩性的动静态关系,采用有效应力比值和构造应变法计算井的地应力参数。最后运用基于地震叠前反演技术的三维地应力建模方法,使用与一维地质力学建模相同的相关性和参数约束,建立了新沟嘴组页岩油的三维地应力模型。与一维地质力学研究成果相比,该三维地应力模型提取的伪曲线与工区大部分井一维地应力结果基本吻合,验证了该方法在新沟嘴页岩油地应力评价中的适用性和准确性。

随机地震反演技术及在文昌13-1油田的应用

随机地震反演技术是一种将随机模拟理论与地震反演相结合的反演方法,该方法可以有效地提高地震资料的垂向分辨率,并充分考虑地下地质的随机特性,使反演结果更符合实际地质情况。本文在做随机地震反演时,以确定性地震反演的结果作为软数据,以测井资料作为硬数据,使用同位协同克里金序贯高斯模拟技术反演储层物性变化。文昌13-1油田的实例研究表明,这种随机地震反演比起基于模型的确定性地震反演方法来说,其垂向分辨率更高,使得在油藏地质建模中可以充分使用地震资料,容易取得良好的效果。

鸡西东海矿利用地震反演和属性预测煤层厚度

地震勘探反演和属性分析是解决煤层厚度预测问题的有效方法。本文以鸡西东海矿为例,探讨利用地震反演和属性预测煤层厚度的实践方案。

地震反演储层地质模型的建立

以黄场油田为例 ,介绍综合运用地震、地质和测井信息 ,利用Gridstatpro(地质统计油藏描述 )软件建立地震反演储层地质模型 ,在黄22井区开展滚动扩边挖潜 。

地质统计反演之随机地震反演方法——以苏丹M盆地P油田为例

随机地震反演是地质统计反演方法的重要组成部分,是地震反演与序贯模拟的结合。在随机地震反演过程中,首先统计随机变量的直方图分布,计算随机变量的变差函数,确定随机变量在不同方向上的变程;然后,针对每一种实现,在地震道位置根据计算出来的反射系数人为合成地震道,比较合成道与原始地震道之间的误差,达到要求的精度后输出反演结果。以苏丹M盆地北部P油田为例,对波阻抗及测井数据进了直方图分析、变差图分析及相关性分析。用模拟退火方法对研究区全区的波阻抗体以及部分地区的密度体进行随机地震反演后发现,随机地震反演的波阻抗体与密度体反演剖面分辨率较高,甚至浅层薄砂体在反演结果上都有很好的反映,砂泥岩厚度的横向变化情况也刻画得非常好。结论表明,随机地震反演为油田开发阶段的地震反演提供了一种新的思路。

随机地震反演方法及其在埕北35井区的应用

随机地震反演方法是一项用于油田开发区块 ,提高储层描述精度及油气识别的重要技术。利用地质统计模拟与地震反演紧密结合完成的随机地震反演处理 ,可以得到多种地下目的储层的岩石物性参数分布特征 ,其分辨能力具有同时兼顾薄储层及厚储层的优点。在埕北 35井北地区的成功应用表明 ,该方法许多处理环节具有独特的技术特点和要求 ,通过对这些技术的有效控制和应用 ,取得的反演结果可以在储层描述、储量计算。

综合应用地震属性与地震反演进行储层描述

针对研究区构造复杂、储层横向变化大、物性非均质性强等特点,在井震结合、精细构造解释的基础上,首先综合利用地质、钻井、测井等信息,开展叠后地震属性储层预测研究,定性了解储层有利相带分布及砂体展布规律;其次开展叠后、叠前地震反演储层预测研究,半定量或定量刻画储层厚度、储层物性及储层内流体类型;最后结合目的层段的地质特征及油气富集规律,将定性了解和半定量、定量刻画相结合,以对目的层段的储层进行综合评价,对南堡油田2号构造古近系东一段的储层空间展布特征进行了精细、准确的描述,获得了良好的地质效果。

开发地震反演可行性研究及应用——以大庆长垣北部油田为例

为解决开发地震反演可行性和精细储层刻画的难题,提出了一种基于分频补偿的曲线重构方法。根据测井曲线不同频率尺度反映不同砂岩特征的特点,利用高频恢复、低频补偿方法重构"拟波阻抗"曲线。反演可行性分析实验表明,通过曲线重构反演、模拟退火算法引入以及密井网反演等关键技术,能够加强结果稳定性的优化,提高薄储层预测精度;同时,正演模拟和反演实践证明,在大套泥岩中含有薄砂层的地质条件下,开发地震对刻画2 m薄层砂岩是可行的。而对于小于2m以下的薄砂层,仅当泥岩围岩在2 m以上的泥包砂型薄砂层能够进行分辨。井-震联合沉积相研究主要修正了河道侧积体识别、河道连通关系、河道规模变化、河道组合关系和河道期次划分等5个方面。规模较大的分流河道含油性好,形成较好的注采不完善型剩余油;小型分流河道局部含油性好,但河道窄小,以井网控制不住型剩余油为主。

基于MCMC的叠前地震反演方法研究

马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC)是一种启发式的全局寻优算法.它在贝叶斯框架下,利用已有资料进行约束,既可使最优解满足参数的统计特性,又通过融入的先验信息,提高解的精度;寻优过程可跳出局部最优,得到全局最优解.利用MCMC方法,可以得到大量来自于后验概率分布的样本,不仅可以得到每个未知参数的估计值,而且可以得到与之相关的各种不确定性信息.此外,由于算法并不是利用有单一最优解的目标函数,所以结果对初始值的依赖不强.通过对简单一维层状介质模型的处理,和实际资料的应用,说明利用基于Metropolis-Hastings算法的MCMC方法进行地震反演,通过对解空间的随机搜索能够得到较好的效果.

致密碎屑岩储层地震反演技术方案及应用

致密碎屑岩储层与围岩地震波阻抗差异微弱,应用常规储层地震反演方法的有效性较差,精度较低。针对致密碎屑岩储层的地质、地球物理特点,本文提出了将神经网络和地质统计学结合起来的致密碎屑岩储层地震反演技术方案。在此方案中,通过神经网络地震反演获得地质涵义较为明确的但垂向精度较低的反演结果,以此结果为约束,以测井数据作为条件数据(硬数据)进行储层参数地质统计学随机反演/模拟,进而得到较为精细的、同时横向分布较为符合地质规律的储层参数反演成果。通过在D气田致密碎屑岩储层地震反演中的应用,提高了储层预测精度,达到了良好的应用效果。

煤田采区火成岩分布地震反演技术的应用研究

将基于模型的地震反演技术应用于国桩采区地震资料岩性解释过程中.首先对基于模型的地震反演原理进行了阐述,并针对煤田测井数据特点进行了数据处理与分析,然后对地震子波进行了分析提取,实现了精细的火成岩的层位标定.通过对国桩采区的火成岩及煤系地层进行的综合地质分析,利用地震反演技术实现了火成岩与煤系地层的薄层分布信息预测.结果表明,该方法有效的提高地了地震数据的分辨率,能解释常规剖面上不易识别出的一些地质现象,为采区火成岩的分布,薄煤层的开采、有利区带的评价提供详实的信息.

密井网条件下随机地震反演及其在河道砂体预测中的应用

以大庆长垣油田萨尔图油层为例,研究了密井网条件下随机地震反演方法及其在河道砂体预测中的应用。研究表明：不同厚度砂体的随机地震反演结果符合率差异较大：厚度大于3m的砂体符合率为91%;厚度为2~3m的砂体符合率为83%;厚度小于1m的砂体符合率为70%。随着砂体厚度的减小,符合率降低,井网密度越大,预测精度下降幅度越小。利用＂地震反演引导,井点微相控制＂方法,根据测井曲线形态差异与反演剖面砂体发育状况的分析,能够较为准确地对河道砂体的单一河道边界、走向、井间砂体叠置关系及窄小河道砂体进行描述。利用随机地震反演结果在河道砂体沉积模式的控制下完成油田开发中后期各类河道砂体的精细描述是切实可行的,且效果显著。

地震反演成果的沉积学解释

在油气藏勘探和开发中,沉积特征的研究具有重要意义,而将地震反演技术与沉积学原理结合进行沉积特征的刻画,是目前利用地震资料开展沉积微相研究最有效的方法。为了使反演结果贴近地下地质特征,将地震相控概念引入非线性随机反演中,在CZ凹陷C15井区进行探索性应用,以地震沉积学理论为指导,结合地震相分析,基于高精度地震反演成果进行了沉积特征解释,比直接在地震剖面上进行沉积描述具有更高的可靠性,获得了比较精细的沉积微相描述。

构造建模约束地震反演技术——以大庆萨尔图油田南八区为例

为了充分发挥储层预测多学科的综合能力,对构造建模约束地震反演的作用和构造建模在储层反演与地质建模的区别进行了分析。在此基础上,详细阐述了实现构造建模约束地震反演的4个关键环节,即井-震联合小尺度构造解释、合理设计地质框架、不同尺度网格设计和曲线均一化处理。以大庆萨尔图油田南八区萨Ⅱ7-12沉积单元为例,通过与未进行构造约束的地震反演对比,总结出构造建模约束下地震反演的优势,主要体现在:①能够提高砂体识别的准确程度,尤其是定位河道砂边界位置效果显著,采用"井点定相、切片组形"的方法,完成了井震结合沉积微相的修正;②明确主力厚油层及主力砂体接触关系,增加断层附近预测的细节,尤其是断裂两侧砂体明朗化,有利于指导剩余油的挖潜。因此,构造建模约束地震反演技术能够降低反演的不确定性,对油田后续开发调整具有重要意义。