地震勘探中小尺度非均匀性的描述及长波长理论

地球物理成像解释的一个重要问题是,地震波传播时其本身受到地质体中小尺度非均匀性的影响,对该问题的研究具有重要的意义且备受关注.据此,本文首先从统计意义上的表示形式来描述小尺度非均匀性,给出一种拓展了小尺度非均匀性择优取向的随机介质建模新方法,重点阐述了建模过程中对误差处理的重要性.其次讨论了地震波在水平层状介质中传播时的长波长理论,并指出对该理论的适用条件进行研究的重要意义.且还基于1D随机层状介质,从局部各向异性因子曲线的角度对长波长理论进行了研究,并讨论了密度及泊松比扰动对曲线形态的影响.最后,从对1D和2D随机介质进行数值模拟的角度重点研究长波长理论不能满足的情况下地震记录的特点,为了便于对比分析,文中也计算了1D随机介质在不同平均化长度下,通过长波长理论得到的等效介质的理论走时(走时的计算是在弱各向异性假设条件下完成的),并给出有指导意义的结论.

地震勘探中三维小尺度非均匀性随机介质模型的建立及其特点分析

地震勘探中,地质体中小尺度非均匀性对地震波传播影响的研究一直是备受关注的,然而,对该问题进行研究时所涉及到的模型绝大多数局限在一维薄层状介质(周期式或随机式的)及二维随机介质范围。给出了一种灵活、实用的用于描述三维小尺度非均匀性的随机介质建模方法,为了压制建模过程中由于离散计算而产生的误差,首次给出一种三维锥形函数表达式,有效地将其应用于建模过程中,使得所建立的模型更具可信度。另外展示了3种典型的三维随机介质模型并分析了其特点,最后给出具有指导意义的结论。

裂缝性储层的电各向异性响应特征研究

以水平裂缝分布的孔隙介质模型为基础,建立了水平裂缝面的平行裂缝分布和带粗糙表面的点接触裂缝模型,导出了两类裂缝模型的水平和垂直电阻率响应关系,分析了两类裂缝模型在没有围压和存在围压条件下的水平电阻率、垂直电阻率变化规律和电各向异性系数的变化特征.讨论了裂缝开度、裂缝密度和裂缝粗糙度等裂缝特征参数对裂缝性储层电各向异性的影响.为简化讨论,所有电性响应特征的分析都忽略了裂缝和孔隙表面的导电性和极化的影响.利用平行分布水平裂缝面模型和带粗糙面的裂缝模型,考察了围压条件下的裂缝性岩石的电各向异性响应特征,得到了对实际应用有意义的结果.

各向异性层状介质中视电阻率与磁场响应研究

针对任意各向异性地层,利用极向型和环向型标量位函数,导出相应的直流电视电阻率和磁电阻率的磁场响应关系.计算了各向异性地层的直流电视电阻率和磁电阻率响应特征,重点分析了电阻率测深方法与磁电阻率探测方法对地下各向异性介质的探测能力.文中采用状态矩阵的分析方法,首先采用极向型和环向型标量位构造了各向异性层状介质电场与磁场的通解,利用各层界面电场、磁场的连续性及地面激励源的耦合条件,推导了不同层之间电磁场的状态矩阵,建立了空间电场与磁场的递归计算关系.其次,针对递归计算中指数项数值计算的不稳定性,借用状态矩阵的性质,导出了将不稳定指数计算项转化为稳定的指数项的转换关系.针对横向各向同性(TI)介质中极向位与环向位解耦的特点,导出了电磁场的直接积分解.最后,采用解析解验证了算法的正确性,给出了多层各向异性地层模型的视电阻率和磁场响应曲线,分析了直流电法探测裂缝性地层、估计裂缝分布性状的可能性.

直流电测深中各向异性层状地层的视电阻率响应特征

基于各向异性介质的电磁场方程,利用极向型与环向型标量位函数,得到了任意各向异性层状介质的电磁场响应和视电阻率响应关系。利用界面上电磁场切向分量的连续性及地面激励源的耦合条件,导出不同层之间电磁场的传播状态矩阵和递归计算关系。针对递归计算中指数项的数值不稳定性,借助状态矩阵的性质,构造稳定的计算格式。针对横向各向同性(TI)介质中极向位与环向位解耦的特点,地面磁场的计算采用格林函数积分方法,用均匀各向异性介质的解析解检验所提算法的正确性。结果表明:对于水平薄交互储层或水平裂缝带,地面测得的视电阻率小于实际地层的真电阻率,由此计算的含油气饱和度偏低;对于发育倾斜裂缝的储层,方位视电阻率的极向图表现出明显的反常现象,即随方位视电阻率呈椭圆状分布,长轴方向指向裂缝分布的走向;利用方位视电阻率的椭圆特征参数可以估算地下地层的裂缝分布参数。

基于经验小波变换的地震资料噪声压制方法

噪声压制是地震资料处理中重要的环节,目前已有的去噪技术存在着噪声去除不干净、有效信号丢失、不能处理非线性非平稳信号等问题。经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,简写为EWT)是一种能自适应分解原始信号的算法,其相较于经典的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,简写为EMD)具有更好的自适应性和完善的数学理论基础。将EWT算法引入到地震资料噪声压制中,选取合适的小波函数并利用EWT算法对目标地震信号进行自适应分解,得到其各个频率尺度的固有模态分量;然后根据原始地震信号的主频设定阈值范围,选取主频值在阈值范围内的固有模态分量进行重构,最终获取去噪后的地震信号。结果表明将EWT噪声压制算法应用于数值模型和实际地震资料中,可以很好地实现有效信号和噪声的分离,结果均比常规算法的去噪效果要好。

基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术

受埋藏深度以及复杂构造的影响,渤海湾盆地辽东湾坳陷旅大构造区东营组储层在横向和纵向上变化均较快,单一的地球物理方法存在较强的多解性。在实际工作基础上,建立了一套基于高分辨率层序地层分析的古近系储层精细预测技术。首先,通过层序地层分析和等时地层格架的建立,在宏观上识别出不同期次的沉积体,并确定各自的优势沉积中心;其次,结合地震相分析及正演模拟,总结出不同沉积微相对应的地震响应特征,分析表明,强振幅、低频、较连续反射为优质储层的典型特征;最后,根据不同相带的地震反射特征,优选能够反映富砂区反射规律的地震属性进行储层精细研究,实现储层边界由定性到半定量的刻画。研究结果表明,该方法在旅大构造区东三段储层预测中取得了较好的效果,且预测结果得到已钻井的证实,为该区后续的勘探开发工作提供了有力支撑。

地质统计学反演技术在超薄储层预测中的应用

地质统计学反演技术将地震反演方法与随机模拟理论充分结合,能够有效的综合运用地质、测井和地震信息对地下储层进行研究,在充分发挥地震资料横向分辨率优势的同时,具有更高的纵向分辨能力.渤海K油田储量主要集中在明化镇组地层内,发育分流河道型浅水三角洲沉积,储层厚度薄、横向变化大,绝大部分单砂体厚度远远低于地震资料分辨能力的下限,属于超薄储层类型.针对这类储层首次在渤海油田开发阶段引入地质统计学反演方法,并与常规稀疏脉冲反演成果进行对比,该方法能极大提高薄层分辨能力,有效的解决了油田超薄储层预测问题.后续钻井揭示砂岩预测符合率较高,研究成果对K油田开发井的调整与实施起到了很好的指导作用.