南黄海崂山隆起石炭系-下二叠统海相碳酸盐岩叠前三参数反演储层预测

崂山隆起为南黄海盆地的构造稳定区,中-古生代海相地层存在较好的油气前景,但其构造复杂,地震资料信噪比低等缘故制约了油气勘探进程。该文采用类比方法,运用相同沉积演化历史环境的四川盆地测井和地震资料作为研究样本,分析碳酸盐岩储层测井和地震响应特征,建立南黄海古生界海相碳酸盐岩地震相和储层分布特征。根据简化的Zoeppritz方程引入岩石弹性模量,对南黄海崂山隆起地震测线进行叠前三参数反演,获得相对密度、体积模量和剪切模量数据体,沿着研究目的层提取以上3种属性参数进行3D聚类分析,再反投到地震剖面上获得地震相,在地震相的控制下再次进行聚类交互,分别获得各地震相下有利储层的空间分布情况。通过分析,南黄海崂山隆起下二叠世和石炭纪时期主要发育局限台地相、开阔台地相、台地边缘浅滩相和台地边缘生物礁相4种沉积相,相应发育岩溶型白云储层和礁、滩相储层,储层受沉积环境影响较大,但后期的构造运动对储层孔隙也有一定的改造作用。

基于共轭方向置换的叠前三参数反演方法及其实现

叠前地震资料含有地层的纵、横波速度和密度等信息。利用叠前地震反演获得地震数据中的这些信息,即可揭示岩性及孔隙流体的性质。本文以平面波在层状弹性半空间传播时形成的地震共反射点道集数据与地层参数的关系为基础,提出了一种基于Powell共轭方向置换的叠前三参数反演方法。该方法不需要求解和存储庞大而复杂的一阶和二阶导数矩阵,通过目标函数的正则化,极大地改善了三参数反演的病态问题,并压缩了解空间。方向置换过程利用新的置换策略,有效防止了搜索方向的线性相关。同时,在反演实现过程中提出了一种高、低频分步反演策略,既保证了叠前地震数据信噪比较低时反演结果的稳定性和精度,又大大提高了收敛速度。本方法已利用理论模型进行了检验,并应用于油田实际工区,为充分利用叠前地震数据进行岩性识别和有利储层预测奠定了基础。

电磁波三参数反演方法

针对三层地质模型，进行了电磁波测井三参数反演方法研究。最后的数值模拟结果表明了方法的有效性。

鲁棒性AVO三参数反演方法及不确定性分析

密度可用于推测流体饱和度,在储层预测中起至关重要作用。本文针对反演密度项造成的不适定问题和地震资料的带限特征,提出一种鲁棒性AVO三参数反演方法。该方法是通过在概率化AVO三参数反演目标函数中加入正则约束项,反演得到纵横波阻抗及密度参数,在提高反演结果稀疏性的同时,对反演结果低频分量进行补偿,保证结果的可靠性。文中还对反演结果进行了不确定性分析,验证了反演结果的可信程度。模型试算和实际资料测试结果均表明该方法具有可行性。

叠前三参数同步反演方法及其应用

叠前三参数同步反演的优势是可以同时获得地层的纵波、横波和密度信息,进而定量描述储层的流体饱和度。提出了一种叠前三参数同步反演的新方法。该方法基于Zoeppritz近似方程和贝叶斯参数估计理论,用协方差矩阵来描述参数间的相关程度,然后用参数间的岩石物理关系对反演结果进行约束,从而得到稳定、准确、可靠的解。仿真实验和实际应用表明,该反演方法鲁棒性好,为储层的进一步识别提供了更多的物性参数。

基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法

由于反射系数线性近似公式受到小角度入射和界面弹性参数差异小的基本假设的限制,常规AVO反演在大角度入射和界面弹性参数差异大的情况下存在严重不确定性。提出了基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法,该方法将研究工区的特定岩石物理条件作为先验软约束融合到反射系数近似公式中,以最优反射系数近似为基础实现了最终的三参数同步反演。从应用效果看,基于岩石物理模型的最优化三参数同步反演具有更强的工区适用性,减小了常规反射系数近似公式的基本假设对反演结果的影响,而且正交基函数提高了AVO反演的可靠性。

球坐标系下多震相走时三参数同时反演成像

球坐标系下多震相走时三参数(速度、震源位置和反射界面)同时反演需要解决两个关键问题:(1)球坐标系下3D速度模型中多次透射、反射(折射)及转换波精确、快速的射线追踪;(2)同时反演时三种不同参数间的强耦合问题.为此,我们将直角坐标系下分区多步不规则最短路径算法推广至球坐标系中,进行区域或者全球尺度的多震相射线追踪.然后将其与适合多参数同时反演的子空间算法相结合,形成一种球坐标系下联合多震相走时三参数同时反演的方法技术.与双参数(速度和反射界面或速度和震源位置)同时反演的数值模拟对比分析显示:三参数与双参数的同时反演结果大体接近,并且它们对到时数据中可容许的随机噪声不太敏感.结果说明本文中的同时反演成像为一种提高成像分辨率,同时反演速度、震源位置和反射界面的有效方法.

多震相走时联合三参数同时反演成像

采用新近研制的分区多步不规则最短路径多震相地震射线追踪正演技术,结合流行的子空间反演算法,提出了一种联合多震相走时资料进行地震三参数(速度、反射界面和震源位置)同时反演的方法技术.数值模拟反演实例、以及与双参数(速度和反射界面或速度和震源位置)同时反演的对比分析表明:三参数同时反演成像结果大体接近双参数同时反演成像的结果.另外,噪声敏感性试验表明:所提算法对到时数据中可容许的随机误差并不敏感,结果说明多震相走时的联合三参数同时反演成像方法技术不失为一种提高走时成像空间分辨率、进而降低重建模型参数失真度、行之有效的方法技术.

基于改进粒子群算法的阵列侧向测井快速反演

电阻率是评价储层含烃饱和度的重要物理参数,电阻率参数的精确度对测井储层参数评价及油气资源勘探开发方案有重要影响。在电法测井中,由于视电阻率影响复杂,如围岩—层厚、井斜、泥浆侵入、井眼、仪器分辨率等因素都会使测量的电阻率值产生较大的误差,测量资料准确度不够高,因而对测量的视电阻率数值进行校正很有必要。通过对电阻率资料反演的方法来进行视电阻率的校正,合适的反演算法一般都是要满足反演效率和精度的诉求。由于反演过程中伴随着大量的正演计算,所以实时反演对反演算法收敛速度及正演计算效率要求较高。提出了一种高速有效的实时反演算法--自适应混沌粒子群反演算法,与基本粒子群算法、马奎特算法相比,该算法在寻优成功率、收敛速度、抗噪性等方面具备一定优势。在反演的过程中,将严格的正演计算用预先制作的阵列侧向测井伪几何因子表格进行替代,采用线性插值法直接调用,在保证计算精度的前提下进一步提高了反演速度。构建三参数反演模型,将反演结果与基于渗流—对流扩散二场耦合的动态泥浆侵入模拟结果进行对比,证明了快速反演算法的适用性及准确性,可用于井场阵列侧向测井资料的实时反演处理。

储层泥浆侵入深度预测方法研究

泥浆侵入半径的确定尚缺乏严格的验证标准。以油水两相渗流理论和离子扩散方程为基础,结合储集层特点,研究了不同储层参数下泥浆滤液对地层的侵入特性。数值模拟侵入时间选取10 d和20 d。数值模拟结果表明,侵入半径在渗透率不变的情况下随孔隙度的增大而减小,在孔隙度不变的情况下随渗透率的增大而增大;当渗透率和孔隙度都发生变化时,泥浆侵入半径一般随孔隙度的增加呈幂函数增加。依据这种关系对测井资料约束处理,得到的泥浆侵入半径较客观地反映了地层的真实情况。

低电阻率油气层双侧向测井资料预处理方法

低电阻率油气层由于其复杂的电性特征,油水层深浅电阻率正负幅度差异具有不确定性,致使测井信息对低电阻率油气层的分辨能力相对降低,电测井资料的有效处理和应用则尤为重要。根据电测井原理,依据非线性最小二乘原则,进行双侧向测井资料的反演校正。通过电测井资料的预处理,可提供原状地层电阻率、冲洗带地层电阻率以及泥浆滤液侵入半径等3个参数。实际资料处理表明,双侧向电阻率的三参数反演结果具有较好的可靠性。有效的电测井资料预处理,不仅改善了低电阻率油气层的电测井资料的有效性,实现对电测井曲线有效校正,同时对进一步提高常规油气层的测井评价的准确性具有重要的作用。

随钻电阻率测井的固定探测深度合成方法

针对随钻电磁波电阻率测井仪原始曲线探测深度不确定的问题,开展了将原始测井结果合成为具有固定探测深度曲线的研究。研究中首先采用了一种简单快速的迭代反演算法进行曲线的围岩校正处理,之后利用高斯牛顿-梯度下降反演算法对每层地层进行三参数反演,获得地层的侵入带电阻率、侵入半径和地层真电阻率,再根据提出的伪源距概念,利用获得的三参数绘制探测深度与源距、源距与视电阻率的关系图版,最终通过插值获得具有固定探测深度的测量曲线。通过一系列数值模拟发现,合成后的不同探测深度曲线在有侵地层中出现有规律的分离现象,该现象与地质特征吻合很好,相比原始曲线能更直接地反映地层侵入特性,说明本方法能够提升该类仪器的应用效果,可以与阵列感应曲线进行对比,方便地质解释人员做出更准确的地层评价。

复杂井眼条件下的测井环境校正技术

研究工作针对准噶尔盆地复杂井眼条件下的测井资料的环境校正问题而开展,以电法理论和快速计算方法为基础,开展了电阻率图版校正和泥浆侵入的正、反演研究,建立了电测井资料的环境校正方法并实现了电测井的三参数反演;通过对Schlumberger、Halliburton和Atlas的环境校正软件和图版的分析,提出了极端扩径处,中子、密度等孔隙度测井资料的正演校正方法。研究成果在测井资料处理、储量计算以及地震标定等工作中得到了推广应用,见到了一定的地质效果。

基于高斯先验和马尔科夫随机场约束的非线性叠前地震反演研究及应用

叠前地震反演可以同步反演出纵横波速度和密度等弹性参数信息,在岩性分类和流体识别领域发挥重要作用.但是叠前多参数同步反演是一个不适定问题,难以获得较精确的结果.在反演优化算法方面,线性优化算法易于陷入局部极值,且强烈依赖初始模型,非线性优化算法可以避免这些问题.常规模拟退火算法在多参数同步反演过程中稳定性较差,难以获得理想的多参数结果.本文基于纵向高斯先验约束和横向马尔科夫随机场约束建立反演目标函数,能有效降低反演的不适定性和噪声的干扰.此外,提出基于多变量高斯分布的快速模拟退火算法,提高多参数同步反演的稳定性.最后,通过合成数据和工区数据测试,结果显示三参数反演剖面具有较好的横向连续性,反演结果与测井数据较吻合,表明本反演方法具有较高的分辨率和稳定性,具有一定的实际应用价值.

煤层气地球物理预测方法

随着经济的快速发展和对清洁能源需求的持续增长,中国能源供应不足的矛盾日益凸显。中国煤层气资源分布广泛,加速煤层气的勘探开发,是国家能源安全的战略需要。由于煤层气与常规天然气的最大差别是以吸附状态赋存于煤层孔隙内表面,具有独特的成藏分布特征和主控因素,因此相对于常规天然气勘探而言,对煤层气储层预测方法提出了更高要求,而煤层气的岩石物理基础研究更是寻找预测方法的着手点和立足点。考虑到中国沉积煤层的多样性,通过选择不同煤阶、煤岩和煤质的岩样,通过实验室岩样参数测试和实际钻井数据分析,确定了模量属性对吨煤含气量检测比较敏感,同时在密度和纵波速度2个属性中,密度对吨煤含气量敏感性优于纵波速度,据此建立了地震煤层气三参数弹性模量(拉梅常数相对变化量、剪切模量相对变化量、密度相对变化量)反演方法。通过四川省蜀南煤层气资料的三参数弹性模量反演实例,证明了模量相对变化量异常可以有效预测煤层气储层富集高产区域,5口井的预测效果和煤层气生产井相吻合,提高了煤层气勘探开发部署井的成功率,为蜀南煤层气的勘探开发和一亿立方米产能建设提供了有力支持。