改进的地震AVAZ裂缝弱度反演方法及其在致密砂岩储层中的应用

致密砂岩气储层具有低孔、低渗的特征,裂缝的存在可以提高储层的渗透率,同时裂缝是油气重要的储存空间和运移通道,裂缝发育也有利于水力压裂过程中裂缝网络的形成,裂缝预测可为致密砂岩气储层的开发和部署提供重要依据.地震振幅随方位角的变化可以提供储层中垂直裂缝的信息,本文针对HTI介质提出了一种改进的方位振幅差异反演方法,并结合岩石物理理论预测表征裂缝性质的裂缝弱度参数.常规的反演方法一般同时反演弹性参数和裂缝参数,改进的方位振幅差异方法引入一个参考方位,构建消除各向同性背景的方位振幅差异道集,仅反演与各向异性项相关的裂缝弱度参数,充分利用方位各向异性响应,提高裂缝识别的敏感性与裂缝参数反演的准确性.实际数据应用表明,方位振幅差异反演方法对裂缝参数预测的敏感性较常规方法有所提高,预测的裂缝弱度与测井渗透率曲线相吻合,并且与致密砂岩气储层产气性具有明显的相关性.因此,利用方位振幅差异方法预测裂缝分布及其发育程度可为致密砂岩储层含气有利区的识别与开发提供可靠的指标.

基于各向异性梯度约束的裂缝弱度贝叶斯反演方法

发育定向排列垂直裂缝的油气储层可以等效为具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质,裂缝的发育程度可以用裂缝弱度参数来刻画。在贝叶斯理论的框架下,利用方位地震振幅差异,提出了一种基于各向异性梯度的裂缝弱度AVAZ反演方法。首先,基于线性滑动模型理论求取干裂缝的法向与切向弱度之间的相关性,推导了各向异性梯度与裂缝弱度的关系式。其次,利用叠前地震数据提取HTI介质AVO各向异性梯度属性,构建了裂缝弱度参数的初始模型,为后续裂缝参数反演提供更加准确的先验约束信息。为了提高储层的裂缝预测精度,利用方位地震数据振幅差异,消除了背景介质的干扰。最后,开展基于贝叶斯理论的AVAZ叠前反演,实现了HTI介质储层裂缝弱度的估算。该方法的优势在于能够获得较为准确的初始模型,突出裂缝参数在反演过程中的贡献。模型和实际地震数据的应用结果与测井解释结果以及地质认识吻合较好,表明该方法具有良好的稳定性与可行性,是一种可靠的裂缝型储层预测方法。

基于贝叶斯理论和HTI介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法

在各向同性背景地层中发育有垂直裂缝的地层,其可以表征为具有水平对称轴的横向各向同性介质(HTI介质),而裂缝弱度参数可用来表征岩石裂缝密度和识别流体。为了提升基于HTI介质裂缝弱度参数反演的稳定性和准确性,提出了一种稳定、可靠的储层裂缝弱度参数反演方法。该方法以褶积模型和HTI介质反射系数近似公式为基础,通过不同方位地震数据相减的方式,求取地震振幅差异,以减少待反演模型参数的数量,进一步基于贝叶斯反演理论,通过线性化反演算法求取裂缝弱度参数的最大后验期望和协方差,实现裂缝弱度参数反演。合成数据和实际资料的测试结果表明,裂缝弱度参数反演结果和测井数据具有良好的一致性,可有效表征储层裂缝发育特征,该方法在裂缝型储层预测和表征方面具有广泛的应用前景。

非均质HTI介质裂缝弱度参数地震散射反演

长波长假设下各向同性地层中发育的垂直排列裂缝可构成等效的具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质。裂缝弱度是重要的非均质各向异性介质特征参数,弹性逆散射理论是非均质介质参数反演的有效途径。基于地震散射理论,首先推导了非均质HTI介质中含裂缝弱度参数的纵波散射系数方程,并通过裂缝弱度的参数组合,提出了一种新颖的HTI介质方位弹性阻抗(AEI)参数化方法。为了提高反演的稳定性和横向连续性,改进了贝叶斯框架下的HTI介质各向异性方位弹性阻抗反演方法,同时考虑了柯西稀疏约束正则化和平滑模型约束正则化,最终运用非线性迭代重加权最小二乘策略实现了裂缝弱度参数的稳定估算。模型和实际资料处理表明,反演结果与测井解释数据相吻合,证明利用该方法能稳定可靠地从方位地震资料中反演得到裂缝弱度参数。

基于反射振幅傅里叶系数的裂缝弱度反演方法

首先推导非均匀HTI介质纵波反射系数的傅里叶系数表达式,分析傅里叶系数对各参数的敏感性,提出一种基于反射振幅傅里叶系数的裂缝弱度反演方法,通过傅里叶级数分解分别进行各向同性参数反演和裂缝弱度参数反演。结果表明该方法将不同入射角下的二阶傅里叶系数正、余弦分量作为反演的输入,可有效地减少数据占用存储空间,提高裂缝弱度参数反演的效率;在地震数据含一定噪声的情况下仍可得到稳定合理的裂缝弱度反演结果,可进一步指导裂缝储层的识别;模型测试和实际应用结果证明了该方法的稳定性和有效性。

裂缝诱导HTI双孔隙介质中的裂缝参数分析

裂缝诱导HTI双孔隙介质模型是将一组垂直排列的裂缝系统嵌入到统计各向同性的孔隙岩石基质系统中而建立的.为了研究裂缝参数对地震波在该模型中传播规律的影响,本文分别对裂缝弱度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率这三个主要的裂缝参数进行了分析研究.数值结果表明,裂缝诱导HTI双孔隙介质中,裂缝弱度越大,介质的各向异性强度越强;与基质孔隙系统相比,裂缝系统孔隙度对介质等效孔隙度的影响很小,而裂缝系统渗透率的增大则将显著提高介质在裂缝发育方向上的等效渗透率,这符合对裂缝系统"低孔"、"高渗"特性的认识.此外,裂缝系统渗透率的增大也使慢纵波的振幅显著增强.

非均匀正交各向异性特征参数地震散射反演方法研究

在长波长假设条件下,水平层状地层中发育一组垂直排列的裂缝构成了等效正交各向异性介质.各向异性参数与裂缝弱度参数的估算有助于非均匀各向异性介质的各向异性特征描述,而弹性逆散射理论是非均匀介质参数反演的有效途径.基于地震散射理论,我们首先推导了非均匀正交介质中纵波散射系数方程,并通过引入正交各向异性特征参数,提出了一种新颖的正交各向异性方位弹性阻抗参数化方法.为了提高反演的稳定性与横向连续性,我们发展了贝叶斯框架下的正交各向异性方位弹性阻抗反演方法,同时考虑了柯西稀疏约束正则化和平滑模型约束正则化,最终使用非线性的迭代重加权最小二乘策略实现了各向异性特征参数的稳定估算.模型和实际资料处理表明,反演结果与测井解释数据相吻合,证明了该方法能够稳定可靠地从方位叠前地震资料中获取各向异性特征参数,减小参数估算的不确定性,为非均匀正交介质的各向异性预测提供了一种高可靠性的地震反演方法.

页岩油气储层微裂缝发育强度地震预测方法研究

实际勘探表明页岩储层中往往背景呈现出很细的水平层理,垂直裂缝出现在多组页岩细层中,这种裂缝储层结构不能用传统的HTI模型来准确描述,但是可以用正交各向异性介质很好的描述.因此,本文开展正交各向异性介质裂缝预测方法研究.首先,简化正交各向异性介质反射系数近似表达式;其次,从理论角度分析椭圆拟合方法的局限性,以及不同裂缝流体类型填充时正交各向异性介质AVAZ属性受垂直缝、水平缝和流体指示因子的影响,分析对裂缝发育强度敏感的AVAZ属性;最后,针对页岩油储层和页岩气储层分别建立预测微裂缝发育强度的方法,并在页岩油气储层进行了应用测试.理论分析和应用测试结果表明新方法提高了页岩储层微裂缝发育强度的预测精度.

面向页岩气储层的叠前多参数地震反演方法研究

页岩气储层具有明显的层理结构,其弹性性质呈现典型的VTI介质各向异性特征。为了实现面向页岩气储层的叠前多参数稳定、可靠反演,提出了一种稳健的基于VTI等效介质AVA反演的储层弹性模量与裂缝弱度参数评价方法。该方法以新构建的四项模型参数表征的VTI等效介质反射系数方程为基础,基于贝叶斯反演理论以及属性之间的数学关系,获得储层的纵波模量、剪切模量、密度和裂缝弱度等4个参数,以表征页岩气储层的弹性特征和裂缝发育特征。测井和实际资料的测试与应用表明,反演结果与测井解释结果一致,且反演结果稳定性好。该方法能够合理可靠地从叠前地震数据中反演得到储层弹性模量和裂缝弱度参数,以实现页岩气储层特征的精细描述与刻画。