一类抛物型方程初值与源项同时反演问题的唯一性与数值计算

基于实际应用的驱动,利用局部观测数据研究了一类抛物型方程初值与源项同时反演问题。首先利用特征函数展开法得到问题的级数形式解,基于级数解构造性地证明基于2个观测时刻的含局部测量数据同时反演问题的非唯一性;其次利用抛物型方程解的解析延拓性,证明了基于3个观测时刻含局部测量数据的同时反演问题的唯一性;然后基于有限元插值技术和叠加原理,构造了同时反演问题的反演算法;最后通过构造具有解析解和不具有解析解的数值算例验证了反演算法的有效性。

Fourier正则化同时反演热传导方程的初值和源项

研究边值问题中从已知的给定数据中同时识别初始条件和未知源的问题。用Fourier变换求出问题的精确解,发现该反问题是严重不适定的。为了解决所提出的问题,本文中用Fourier正则化方法构造出正则化解近似解,并在边界条件的假设下,得到先验参数选取下的精确解与其正则化近似解之间的对数型误差估计。

基于局部观测数据的一维热传导方程系数与初值同时反演问题的数值计算

利用局部观测数据研究了一维热传导方程系数与初值同时反演问题。首先利用函数代换及热传导方程解的解析延拓性,证明了基于局部观测数据下系数与初值同时反演问题的唯一性;然后基于深度神经网络,构造了同时反演问题的反演算法;最后通过构造具有解析解和不具有解析解的数值算例,验证了反演算法的有效性。

宽频宽方位数据同时反演及应用实例

寻找深部致密砂层中的“甜点”、减少优质储层厚度预测误差是推动Y工区含气构造评价勘探和储量升级的关键因素。利用Y工区宽频宽方位的三维地震资料,结合叠前同时反演结果,对深部储层边界及纵、横向不均质性进行精细的识别与刻画,进而寻找深部致密砂层中的“甜点”。结果显示“甜点”储层识别结果与实测井吻合,为Y构造升级储量提供依据。

道集优化在叠前同时反演中的应用

近年来勘探开发实践表明,地震资料作为叠前同时反演的数据基础,其品质直接影响井点道集AVO特征和反演体信噪比、分辨率,所以提升叠前道集品质进而提高储层、流体预测精度是叠前同时反演的关键环节。通过对原始道集质控查找问题,开展井控下Radon去噪优化改善井点周围道集AVO反射特征。实例应用表明,储层预测结果与实钻井吻合较好,砂体预测的可靠度得到明显提高,该技术可以在储层预测研究中进行推广。

叠前同时反演技术在砂砾岩体有效储层预测中的应用

东营凹陷北部陡坡带发育大量的砂砾岩体,地震剖面上表现为顶强内乱的地震反射特征。由于砂砾岩扇体根部自身具有油气封堵能力,中深层砂砾岩体多数含油。但从目前开发情况看,砂砾岩体内部物性、含油性变化快,因此在该区开展储层物性预测及油气检测工作尤为重要。叠前同时反演技术利用叠前分角度叠加数据及纵波、横波、密度测井资料,可以同时反演出与储层岩性、物性相关的多种岩石物理参数和弹性参数,用于综合判别储层的物性及含油气性。在东营北带中深层I类AVO响应的砂砾岩体物性及含油气性预测中,利用叠前同时反演较为准确地预测了砂砾岩体有效储层及其平面分布范围,为砂砾岩体油藏的开发提供了可靠的依据。

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。

贝叶斯全频信息同时反演在鄂尔多斯盆地碳酸盐岩储层预测中的应用

鄂尔多斯盆地西侧奥陶系碳酸盐岩储层的地质、地球物理特征表现为:储层厚度较小,非均质性强、地震资料主频低,常规反演结果分辨率较低,且石炭系底煤层反射能量很强,完全淹没了溶洞反射,不能满足该区碳酸盐岩储层描述的精度要求。为此,本文提出了贝叶斯地震数据全频信息同时反演方法,首先利用谱分解技术将地震数据分解为不同频带的数据,然后在贝叶斯反演框架下,将地震数据的高、中、低频信息同时进行反演,从而充分利用了地震优势频带之外的信息(特别是高频信息),反演结果能够清晰地反映溶洞位置和横向展布情况,可为该区奥陶系碳酸盐岩储层表征提供有力的技术支撑。

叠前同时反演技术在南黄海崂山隆起储层预测中的应用

南黄海中-古生代地层发育多套海相碳酸盐岩,由于其储层成因的非均质性和复杂性造成地震响应差异较大,因此,碳酸盐岩储层预测为本区油气勘探的重点和难点。根据岩石物理分析,物性指示因子对孔隙度比较敏感,能够较好地判断碳酸盐岩物性的优劣。在此基础上通过对CRP地震道集进行优化、分角度提取地震子波和建立高精度的低频模型,采用叠前同时反演方法,得到纵波阻抗(ZP)、横波阻抗(ZS)和密度体(ρ),由坐标旋转得到的物性指示因子数据体,能够有效地预测碳酸盐岩有利储层。根据叠前同时反演结果,南黄海中-古生界上震旦统灯影组(Z2d)白云岩、中-上寒武统—奥陶系(C-2-3—O)灰岩和石炭系-下二叠统(C-P1q)碳酸盐岩,物性较好,尤其是位于古高地的局部发育风化壳、淋滤带、白云岩,其孔、洞、缝比较发育,碳酸盐岩储层的孔隙条件较好,易形成有利的储层。因此,采用叠前同时反演方法较为准确地预测了南黄海海相碳酸盐岩有利储层的分布范围,为下一步的南黄海参数井的钻探提供了可靠的地球物理技术支撑。

场地响应、震源参数与介质衰减的同时反演

采用Ω平方模型来约束中小地震的震源位移振幅谱,从而实现对震源参数、介质的几何扩散特征、介质的非弹性衰减以及场地响应等参数的同时反演,数值模拟结果表明该方法是可靠的。江苏省苏南地区的几何扩散较好地符合三段衰减统计模型,该地区的品质因子与频率的依赖关系以频率3.0Hz为界分为低频、高频二部分,且均符合指数衰减关系,而全部频率点的品质因子频率依赖关系似乎与四元素流变模型的Q值理论频率特征曲线比较一致。该地区中小地震地震矩对数值与震级ML具有较好的线性关系;地震矩与拐角频率呈现出良好的双对数关系,且该地区的地震应力降与震源半径之间的关系在震源半径小于300m时与圆盘静态破裂模式理论关系较吻合。

叠前同时反演在碳酸盐岩储层流体识别中的应用——以塔河油田6区和7区为例

塔河油田6区和7区奥陶系次生碳酸盐岩溶蚀孔洞储层极其发育。无论溶蚀孔洞储层内部包含流体与否,纵波阻抗都表现为低阻抗特征,所以叠后反演得到的单一纵波阻抗并不能有效识别流体。叠前同时反演能够获得除纵波信息外的横波信息,纵横波信息联合更有利于对流体进行区分。将叠前同时反演应用到塔河油田6区和7区,得到纵波阻抗、横波阻抗及纵横波速度比(vp/vs)等弹性参数,经过岩石物理分析,最终选取纵波阻抗和vp/vs交会可划分出含油储层和含水储层,从而得到该区流体分布特征。预测结果与实际钻井信息吻合度达到72.7%,反演可靠性较强。

叠前同时反演技术在珠江口盆地西部海域天然气水合物储层预测中的应用

珠江口盆地西部海域发育弱BSR或无BSR的天然气水合物储层,常规叠后反演所获得的参数单一,难以精确预测其天然气水合物分布特征。本文在地震道集优化处理、精细速度分析、岩石物理分析及低频模型精确建立的基础上,针对性地采用叠前同时反演技术,对珠江口盆地西部海域天然气水合物储层进行预测,并利用岩相流体概率分析技术对其进行综合识别,实现了对天然气水合物储层地精细刻画。反演预测结果表明,研究区天然气水合物较为发育,预测结果与钻探结果吻合程度较高,应用效果良好。

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.

叠前地震道集AVA多频信息同时反演

叠前地震反演在储层预测与流体识别中起到了非常重要的作用,但常规振幅随角度变化(Amplitude Variation with Angle,AVA)三参数反演结果由于分辨率的限制已满足不了隐蔽油气藏勘探的高精度要求。为此,提出了一种综合利用隐含在叠前地震道集中的AVA信息与振幅随频率变化(Amplitude Variation with Frequency,AVF)信息的AVA多频信息同时反演的方法。首先对各入射角地震道集进行谱分解,得到振幅随角度和频率变化(Amplitude Variation with Angle and Frequency,AVAF)三维数据体,然后利用该数据体进行AVA多频信息同时反演,得到高分辨率的岩性参数反演结果。模型和实际资料应用结果表明,叠前AVA多频信息同时反演结果比常规AVA反演具有更高的分辨率,能更精细地刻画砂泥岩薄互层等隐蔽油气藏。

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.

基于叠前同时反演的地层压力预测及应用

四川盆地及周边页岩气产量与压力系数存在明显的正相关关系。针对南川地区五峰组-龙马溪组地层压力预测过程中的难点,开展了井-震联合预测工作。以单井测井资料为基础,用实测数据作为约束,对比Eaton法和改进的Fillippone法压力预测结果,选择改进的Fillippone法为工区的压力预测模型并确定公式经验值。通过叠前同时反演获得高分辨率层速度数据,提高了压力预测精度。预测结果与实测对比,误差基本满足工程要求。预测目的层地层压力系数为0.8~1.6,工区西部、北部异常压力较大,连片特征较好,南部、东部趋于正常压力,可依据压力异常区来寻找有利钻探目标。

叠前同时反演在浅层疏松砂岩储层预测中的应用

L盆地茨营组广泛发育扇三角洲沉积体系的陆相断陷弧盆沉积,储集层埋藏浅,成因复杂,具有高孔中渗或高孔低渗特征,是典型的浅层疏松砂岩储层。储层横向变化较大,非均质性较强,通过传统反演获取的结果,难以反映岩性特征,弹性阻抗和AVO技术无法对其进一步深度刻画。因此运用叠前同时反演技术对该区浅层疏松砂岩储层进行预测,结果发现有利储层预测趋势与井上吻合较好,能有效预测含气砂体的分布范围,具有良好的应用效果。

利用叠前弹性参数同时反演预测储层的含油气性

叠前时间偏移得到的CRP道集和叠前弹性参数同时反演技术为岩性和隐蔽油气藏勘探开发提供最为有效的含油气储层的识别方法。依据弹性波传播的基本理论,对Zoeppritz方程进行简化,给出了计算纵横波波阻抗同时反演的公式。在井资料分析及计算其弹性参数的基础上,通过交会图分析得知利用P波阻抗和S波阻抗交会可以区分岩性,P波阻抗和孔隙度交会可以区分储层,储层和流体因子λ交会可以区分储层的含油气性。通过反演结果提取了研究区沙河子组的含油气储层平面特征和剖面特征,其预测结果与实钻结果一致,证明了叠前弹性参数同时反演对预测含油气性具有较好的实用性。

双参数约束地震叠前同时反演在北黄海盆地某区块火成岩预测中的应用

北黄海盆地是中国东部勘探及研究程度较低的含油气盆地之一,多期构造活动伴生形成的大量火成岩进一步增加了北黄海盆地油气勘探工作深入的难度。为了掌握北黄海盆地某区块火成岩的空间分布特征,利用盆地近年最新采集处理的某区块三维地震资料,通过区内钻测井资料综合分析建立特有火成岩岩石物理模型,运用双参数约束三维地震叠前同时反演技术对研究区的火成岩分布进行预测。结果显示利用纵波阻抗和纵横波速度比双参数联合约束的地震叠前同时反演技术,可以对区内的火成岩进行较为有效的刻画,分析认为北黄海盆地某区块内火成岩由多期形成,中深部的火成岩主要以岩株、岩墙或岩脉状为主,具有规模小、分布广的特点。

叠前AVA同时反演的道集优化处理及应用效果

叠前AVA同时反演技术已在岩性预测和流体检测中广泛应用,其预测效果除了受反演方法本身影响外,最重要的是受到CRP道集数据质量的影响。地震勘探虽然已从构造勘探为主向构造勘探和岩性勘探并重转变,但目前地震成像仍以构造成像为主,很少为地震储层描述进行保持动力学特征的处理,尤其是对叠前弹性参数反演需要的CRP道集数据。文中从叠前AVA同时反演应用效果出发,针对CRP道集,重点考虑叠前去噪、道集拉平及剩余能量补偿等3个方面,提出了叠前CRP道集优化处理方法及流程。从正演道集、AVO子波、信噪比、反演残差等方面分析道集优化处理效果,及其对叠前反演的影响。海-塔盆地TN地区叠前AVA同时反演实例证明,道集优化处理提高了CRP道集数据质量,反演精度得到提高。储层预测结果表明,质量较差的CRP道集数据将会在叠前反演中引入较大误差,从而影响反演的储层预测效果。