黏弹性介质地震波吸收衰减研究进展

实际地下介质的复杂多样对地震探测技术提出严峻的挑战。黏弹性介质理论的发展及其应用,使得波场衰减信息的利用成为地下油气储层预测的重要技术之一。在概要回顾介质非弹性吸收衰减的一些经典黏弹性模型、黏弹孔隙介质理论和黏弹各向异性理论的基础上,重点介绍了介质中地震波衰减机理的研究进展、衰减各向异性以及强衰减介质理论的提出和发展现状;通过数值模拟对比强调了强衰减模型介质中地震波的衰减特征,指出了强衰减模型综合考虑介质的多种物理因素建立耗散系数来描述地震波黏滞衰减特征的有效性。认为:由于衰减机制研究尚不完善,波场强衰减是值得攻关研究的重要方向,但需要大量岩石物理实验的支撑,并充分结合流体流动机制和各向异性理论建立一般性的衰减介质理论。

煤层长波长地震各向异性的多尺度效应初探

在勘探地震频带范围内,我国陆相沉积的含煤地层均是典型的薄互层。含煤地层中各向同性薄层叠置,在不同地震波长尺度下呈现长波长地震各向异性特征,地震勘探中一般做横向各向同性(Transverse Isotropy with a Vertical Axis of Symmetry,VTI)等效或均匀各向同性(Isotropy,ISO)等效简化处理。但是针对不同弹性性质的地层,长波长等效理论的适用条件不同。以淮南煤田的含煤地层为例,利用钻孔声波和密度测井曲线建立二维水平层状薄互层模型,分析含煤地层的长波长地震各向异性的多尺度效应。通过不同平均长度均化测井曲线,重点分析了2种等效建模方法在不同平均长度下所建立的等效模型弹性参数的差异及其各向异性特征;最后通过不同等效模型弹性波场的数值模拟分析不同等效模型的适用性。结果表明:随着平均长度增加,等效模型的速度、密度和各向异性参数的单点数据异常减弱;ISO等效P波速度大于VTI等效;存在某个临界窗长(本次淮南含煤地层为λ_(min)/L≈3)使等效模型的层状各向异性开始减弱;当平均长度与地层厚度比(L/d)和最小主波长与平均长度比(λ_(min)/L)都满足长波长假设条件时,含煤薄互层等效模型弹性波传播特征才能逼近原始模型。研究结果有助于厘定含煤地层长波长地震各向异性特征,为含煤地层的正演模拟和反演模型建立提供理论指导,以进一步提高煤田地震勘探精度。

含油气薄互层的地震多波响应特征分析

随着我国油气田勘探开发的不断深入,各大油田的勘探方向逐渐向岩性等隐蔽油气藏转移,对储层预测的精度要求越来越高。目前,东部大多数油田已进入了勘探开发的中后期,油气新增储量主要集中在老油田的挖潜和已知油田的扩边,薄储层成为增储上产的主要勘探对象(凌云等,2010;胡志敏等,2014)。中西部碎屑岩油气储层大多是陆相或海陆交互相的沉积地层,面临的勘探开发目标多是岩性储层和裂缝性储层.

煤层中流体地震可探测性的模拟分析

作为一种典型的强阻抗差低阻抗薄层,煤层中孔隙含流体时是否会引起地震反射产生明显的异常是回答地震检测流体是否可行的根本.为此,本文针对强阻抗差薄层模型,基于Biot双相介质理论,通过弹性波有限差分法数值模拟,与各向同性单相介质假设的煤层反射对比,探讨了反射复合波受煤层孔隙度及流体性质变化的影响程度.模拟分析发现:由于薄层孔隙度和孔隙流体属性的变化在Biot理论中表现为纵波速度的变化,PP波反射AVO(Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距变化)特征对薄层是否含流体相对敏感;综合使用PP与PS波对比有利于薄层中流体的预测;孔隙度一定时,PP波反射振幅随着含气饱和度的增加而增大;受薄层调谐作用的影响,孔隙和流体变化对煤层反射的频谱特征影响不大,近似于单相介质时的情况.

薄层反透射系数关于射线参数的低阶近似

随着我国油气田及煤田开发的不断深入,薄储层成为地震勘探面临的主要对象之一。然而,薄层精准反透射系数矩阵方程较为复杂,难以直接应用于薄层AVO分析及反演。为了得到较为简洁的薄层反透射系数公式,对薄层反透射系数与射线参数的关系展开了奇偶性讨论。研究认为:纵波入射时,薄层非转换波的反透射系数是射线参数的偶函数;而转换波的反透射系数是射线参数的奇函数。在此基础上,建立了两类典型薄储层模型(强阻抗差薄层和弱阻抗差薄层),并对其反射系数进行小角度范围内(≤30°)拟合,研究射线参数的高次项舍弃问题。模拟分析结果表明:保留射线参数奇、偶一次项即可高度拟合反射系数,该结论对薄层近似公式的提出具有指导性意义。同时,对比不同厚度下薄层反射系数与薄层顶、底界面反射系数可知:厚度较大时,薄层及上覆围岩弹性参数对薄层反射系数的影响较大;厚度较小时,薄层上、下围岩的弹性参数对薄层反射系数的影响较大。