地震沉积学中90°相位转换技术适用性的讨论

地震沉积学理论及应用技术研究中90°相位转换技术是地震沉积学研究的核心技术之一,但在实际研究与应用中,该技术并未取得如期的成果。在地震勘探原理中,地震反射同相轴代表着具有波阻抗差的地层界面。90°相位转换拟通过相移的方式,将代表着地层界面的地震反射同相轴赋于岩性地层的意义。由于地下地层的复杂多变,多种岩性频繁薄互层。利用薄互层地质模型的地震正演模拟结果,证实地震反射同相轴并不能与地层界面一一对应,因此,地震剖面中的同相轴是多套薄互层组合效应。受地震资料分辨力的限制,90°相位转换后的地震资料既不能将原始地震资料由界面型地震剖面转换成岩性地层剖面,也缺乏明确的地质含义,其在地震构造解释和地震岩性解释中的应用能力均很有限,所以很难称其为地震沉积学的应用技术。因此,将90°相位转换技术作为地震沉积学的核心技术并不合适,该技术无法提高地震资料分辨能力,也不能精确地将地震剖面转化成岩性剖面。

应用遗传算法估计非稳态地震数据的混合相位子波及Q值

地震高分辨率处理或反演的目的是获得精确的反射系数或弹性参数模型。然而地层滤波效应模糊了地震记录中的地层反射信息,因此有必要消除这种滤波效应。现有的大部分提高分辨率方法并不能完全摒弃关于地震子波和Q模型的一些假设。为了获得更为切合实际的地震子波,同时自适应获取Q模型,文中将地震子波相位估计与Q模型估计相结合,提出了基于遗传算法的非稳态地震数据混合相位子波及Q值估计方法。首先通过井旁道记录拟合得到初始地震子波的振幅信息,然后依据子波Z变换的根关于单位圆移动与否构建用于遗传算法的编码链条。另一方面,十进制Q模型对应的二进制表示形式同样能够利用编码链条表征,因此利用全局优化算法能够同时估计地震混合相位子波以及Q模型。结合根变换和遗传算法不断改变子波相位的同时自适应生成Q模型,利用子波和Q模型构造的时变子波矩阵与测井反射系数得到合成地震记录,并与井旁道记录进行匹配,最终得到合理的混合相位子波和地层Q模型,进而构造时变子波矩阵进行时变反褶积。通过井旁道记录与测井数据拟合得到的混合相位子波,与实际地震子波相位更为接近,理论数据和实际数据处理结果证实了该方法的有效性。

基于粒子群优化算法的地震数据品质因子及混合相位子波同时估计

非稳态地震数据高分辨率处理及反演是通过求解包含地震子波滤波效应及地层吸收衰减效应的反演方程,获得地下反射界面的地震响应。为实现高分辨率处理及反演中初始地震子波及数据品质因子Q模型的实施条件,结合地震子波Z变换的根移动编码及等效Q模型的二进制—十进制转换策略,引入粒子群全局优化算法,建立非稳态地震数据混合相位初始地震子波及数据品质因子同时估计的方法。利用井旁道与数据的互相关作为准则函数,判定粒子群是否收敛至最大,输出最佳初始地震子波及Q。应用理论合成数据和实际数据测试进行验证。结果表明:相较于传统常相位地震子波估计及反Q滤波,该方法在复杂干扰条件下能更精确捕获真实的子波波形及衰减参数。利用输出的地震子波及Q进行时变反褶积处理得到高分辨率剖面,说明方法具有准确性、计算效率高且输出结果优,估计的地震子波和Q更符合实际地震波传播特征,为后续高分辨率地震数据处理提供基本参数。

90°相位转换技术在预测砂体展布中的应用

以黄河口凹陷西洼沙河街二段为例,对研究区地震剖面进行90°相位转换,根据转换后的剖面岩性特征及地质背景概况建立地质模型,进行正演模拟分析;然后对比零相位与90°相位的正演合成记录,校准地质模型,并依据地震剖面振幅属性特征,对相位转换后的地震剖面进行属性提取,预测砂体的展布。研究发现,基于90°相位转换地震剖面建立的地质模型更具直观性,正演合成记录验证砂岩恰好对应于波谷,波形能清晰地展示出砂岩层的纵向轮廓,并且90°相位转换的地震波谷振幅值属性平面图能清晰显示出砂体的平面展布及分布范围。

Application of seismic sedimentology in oilfield exploration and development： taking the eastern area of Pre-Caspian Basin as an example

滨里海盆地东部盐下下二叠统层序SⅢ主要发育辫状河三角洲和滨浅海沉积,该区钻井分布少、砂体厚度薄、典型地震相标志少,常规的沉积相研究方法受到一定的限制,沉积砂体分布范围不明确.利用90°相位转换和地层切片技术,对层序SⅢ的高位体系域进行了地震沉积学研究,通过对地层切片的解释,精细刻画出辫状河三角洲前缘砂体在不同时期的平面分布范围,预测了沉积相在时空上的演化规律,为油气勘探开发提供地质依据.

基于90°相移的振幅和频率属性融合法油气检测

目前主要利用叠后地震资料的振幅和频率信息进行油气检测。甜点属性预测是其中常用的一种方法,但受储层厚度、相邻层干涉等多种非流体因素影响,检测结果存在多解性。为此研究了基于90°相移的振幅属性和频率属性进行油气检测的原理,提出了融合90°相移的振幅和瞬时频率属性进行流体检测的方法。该方法基于原始零相位地震资料提取90°相移的振幅和频率属性,再利用已钻井油气水层的地震属性约束最优化求解融合参数,最后将基于90°相移的振幅和频率属性融合从而获得油气检测结果。模型正演结果表明,相较于常规甜点预测方法,该方法在主力储层厚度范围内(8～25m)受储层厚度影响小,能有效压制相邻层干涉,更适合流体检测。渤海PL油田的实际应用结果表明该方法能够有效区分油层与水层,且烃检异常空间分布符合油气成藏规律。

地震90°相位转换技术适用条件分析及应用效果

常规地震资料经90°相位转换后,地震振幅可以和岩性测井曲线相对应,使得通过地震振幅分析岩相十分方便。相比其他地震属性反演方法,地震90°相位转换技术的主要优势体现在计算速度快,无需地震解释数据与测井数据。在理论分析的基础上,通过地震90°相位转换技术在渤海多个油田的广泛应用,分析了其适用条件并总结出应用该技术进行储层预测的技术流程。成功开展地震90°相位转换技术的适用条件是地震资料品质良好、研究区储层厚度与地震资料可分辨储层调谐厚度匹配、研究区储层界面反射明显。地震90°相位转换技术在渤海海域A油田储层预测的应用效果得到了后续钻井的证实,验证了该项技术的可行性。

AVO梯度属性90°相移技术及在东海盆地含煤地层储层预测中的应用

东海盆地西湖凹陷西斜坡平湖组地层埋藏深度大,沉积环境复杂,砂体横向变化大,且普遍发育的煤层具有厚度薄、层数多、范围广的特征,砂、泥、煤岩性组合多样,导致储层的地震响应规律认识不清,常规的叠后地震振幅及波阻抗反演已经不能满足储层刻画的需求。针对上述问题,由实钻井资料统计了11种砂、泥、煤的典型组合模式,结合AVO理论进行叠前地震正演模拟,从而总结储层地震响应规律。发现在不同岩性组合的情况下,AVO的梯度属性依然能够稳定地表征储层,对梯度属性进行90°相移,其结果能更直观地进行储层的刻画,并且与实钻井吻合度较高,对P5层的平面展布预测符合平湖组潮坪沉积的地质认识。基于地震振幅的梯度属性结合90°相移准确预测了含煤地层中的储层,为西湖凹陷岩性油气藏的勘探提供了有力支持。

永定河流域新生代地层岩相地震识别

为支撑永定河流域重要经济区新时期多要素基础地质调查工作,开展了高分辨率地震探测试验。在地震地层学和地震沉积学原理指导下,运用井震标定、波阻抗反演和90°相位法等关键技术,进行岩心、测井和地震特征对比,对测区的新生界进行了精细地质构造、地层、岩相等识别分析。研究表明,波阻抗反演和90°相位转换具有良好的测井、岩性标定效果,不同相带内沉积物在波阻抗剖面上具有明显的特征,波阻抗值的高低和岩性的粗细具有较好的对应关系,对河道、积水洼地、三角洲等的叠置、组合关系刻画精细,而90°相位剖面波峰和中高波阻抗一致,能够简单快速地识别河道砂体展布。

90°相移技术在川东W地区茅口组储层预测中的应用

川东W地区多口井在二叠系茅口组具有不同程度的油气显示,测试产能较高。前人的研究成果认为茅口组属于裂缝型储层,未对白云岩发育层段的特征进行详细研究。根据大量的钻井地质资料,分析总结了茅二a亚段白云岩储层的地质特征,利用90°相移技术在薄地层和岩性解释上的优势,采用川东W地区近年采集的三维地震资料进行不同角度的相移尝试,使地震反射同相轴与岩层相对应,大大提高了储层预测成果的精确度。通过对比实际钻井成果,讨论了不同角度相移对储层预测的影响,并分析了90°相移技术与道积分技术的差异,最终认为90°相移技术适用于川东地区的薄储层解释。

主动源海底地震仪记录数据的时间问题及原因分析

简要概括了国产主动源海底地震仪(OBS)数据处理中常见的时间异常现象,以OBS2020-1测线的实际处理为主并结合了OBS处理中对数据异常校正取得的部分进展为实例,通过检查数据记录格式、计算相邻数据文件间的时间差、对比不同处理方法所得剖面、分析初始时间和采样时间是否异常、使用数据重采样等手段,对OBS时间异常问题进行了分类处理和校正。分析显示,国产OBS在数据记录中普遍存在的时间问题大部分均能解决,通过本文提供的方法可以避免处理不当所导致的OBS地震剖面出现同相轴“断阶”、“倾斜”,甚至“缺失”等现象,确保了有效震相的完整性,有效解决了OBS数据时间异常问题,提高了数据的质量和利用率,为后续开展走时层析成像奠定了良好的基础,并为今后主动源OBS数据处理流程和方法提供了借鉴。

地震资料频变剩余相位校正技术及其在渤海BZ油田的应用

在井震标定及子波分析时,发现渤海BZ油田的地震资料存在剩余相位,且其随频率变化显著,而地震层位解释和储层研究要求叠后地震资料不应该存在剩余相位,因此必须对地震数据的频变相位进行校正。但是,常相位校正技术并不能有效消除具有频变特征的剩余相位,本文研究提出了井约束下频变剩余相位校正技术,并在渤海BZ油田地震资料处理中进行了应用。频变剩余相位校正技术首先利用高斯滤波器分别对井旁地震道、零相位合成记录进行分频处理;然后基于最大相似系数准则,利用分频后的合成记录求出每个分频地震数据的剩余相位并进行常相位校正;最后将所有相位校正后的分频地震数据进行叠加得到最终分频相位校正结果。渤海BZ油田地震资料经过该方法处理后,有效消除了频变剩余相位的影响,地震资料品质得到显著改善,断层更加清晰,分辨率得到提升。因此,该技术可推广应用到具有类似特征的地震资料处理中。

地震沉积学的概念、方法和技术

简单地讲,地震沉积学是应用地震信息研究沉积岩及其形成过程的学科,它是继地震地层学、层序地层学之后的又一门新的边缘交叉学科。其研究内容、方法和技术与地震地层学、层序地层学和沉积学等其他学科都有所不同,地震沉积学最大的理论突破在于对地震同相轴穿时性的重新认识。但它是沉积学的发展而不是替代,地震沉积学研究要以地质研究为基础,在沉积学规律的指导下进行。90°相位转换、地层切片和分频解释是地震沉积学中的三项关键技术。相位转换使地震相位具有了地层意义,可以用于高频层序地层的地震解释;地层切片是沿两个等时界面间等比例内插出的一系列层面进行切片来研究沉积体系和沉积相平面展布的技术;基于不同频率地震资料反映地质信息的不同,采用分频解释的方法,使得地震解释结果的地质意义更加明确。

地震沉积学研究方法评析

笔者在前人研究的基础上,对地震沉积学的理论、研究现状和发展趋势进行了较为全面的阐述,并对地震沉积学的关键技术问题进行了较深入的讨论。地层切片是应用沿两个等时界面间等比例内插出的一系列层面进行沉积体系和沉积相平面展布研究的技术;90°相位转换(调整)使地震相位具有了岩性地层意义,可以用于高频层序地层的解释;基于不同频率地震资料反映的地质信息的不同,采用分频段解释的方法,可使地震结果的解释更加明确。由于受地震分辨率和解释手段的限制,地震沉积学的研究目前还存在诸多问题,但是作为一门新兴学科,它已成为隐蔽油气藏勘探的一个突破口。

鄂尔多斯盆地高家河地区山西组二段下部地震沉积学研究

以鄂尔多斯盆地延长地区高家河三维区下二叠统山西组二段下部为例,阐明了利用地震信息研究沉积体系平面分布特征的方法。首先基于岩石物性研究,利用时间-频率扫描分析技术,在90°相位地震数据体中,研究煤层的地震反射特征;其次通过设计特定的滤波器,进行地震滤波,抑制煤层对地震反射特征的影响(压制地震干涉左右),将高精度层序地层学和地震沉积学相结合,在三维地震数据体中创建精细(高频)等时地层框架;最后结合地质特征、测井响应和地震相分析,对具有代表性的不同频率的等时地层切片进行沉积分析,采用混合频率显示技术,研究沉积相空间分布特征。鄂尔多斯盆地延长地区高家河三维区山二段下三角洲平原亚相中分流水道主要表现为3个走向:(1)呈先南北、后东西、再南北走向,沿S229、S228、S232、S208、Y124井边缘分布。在该分流河道中,在S231井附近可能发育一个具有一定规模的曲流边滩。(2)呈北西-南东走向,主要沿S212、Y127、S209井一线分布。(3)呈近东西走向,在沿S210、S226井发育一规模较大的河道侧向迁移带。

地震沉积学及其在中亚南部地区的应用

地震沉积学是利用地震资料研究沉积岩及其形成过程的一门新兴学科。地震沉积学主要利用三维地震信息和现代地球物理技术进行沉积体系、沉积相平面展布以及沉积发育史研究,它强调在高精度等时对比层序地层格架的基础上,利用地震资料的横向分辨率、特殊地震处理技术(90°相位调整和地层切片技术),结合关键井岩性资料以及不同成因类型砂体的地貌形态,恢复沉积类型和沉积演化历史。在中亚南部三维地震资料区下白垩统开展地震沉积学应用研究,通过对一系列地层切片的研究,结合钻井岩心信息进行动态解释,获得了研究层段从下至上主要经历了辫状河三角洲相—湖相—三角洲相—湖相—辫状河相的沉积演化过程的认识。

地震相控非线性随机反演研究与应用

在地震相模型控制下,通过原始数据将各个单一反演问题转化为一个联合反演问题,可降低反演在描述参数几何形态时的单个反演问题的自由度,从本质上提高地球物理反演的效果。本文在计算过程中采用了非线性随机反演算法,能有效提高地震资料的分辨率,并充分考虑地质条件的随机特性,使反演结果更符合实际地质情况。在胜利、中原油田等地区的储层预测中,应用本文方法均取得了良好的效果,为岩性油气藏勘探提供了可靠基础数据。

有关地震沉积学若干问题的探讨

地震沉积学认为地震同相轴具有穿时性。有关地震沉积学研究的实用技术还比较少,目前所用的主要技术包括90°相位转换、地层切片和分频解释等。本文通过对这些技术的初步应用研究后认为:地震相位旋转的角度要根据与目的层位高频层序界面相对应的地震相位来决定,所以相位转换不一定都是90°转换,而且90°相位转换也不能真正提高地震资料分辨率;地层切片比时间切片和水平切片更接近于等时,但地层切片技术没有考虑沉积速率随时间的变化,地层切片的纵向密度以及它所反映的真实信息受到地震分辨率的制约,因此对地层切片所反映的地质信息要进行综合分析;在利用频率信息进行层序解释时,应将分频解释与时频分析技术相结合,这是因为前者侧重于考虑不同频段反映地质信息的差别,而后者则对纵向上的频率变化所反映的地层旋回性给予更多的考虑。

沉积地质学发展新航程——地震沉积学

地震沉积学是在地震地层学和层序地层学基础上发展起来的、沉积地质学与地球物理学相互交叉的新兴学科,在刻画薄层砂体、表征储集层和预测岩性圈闭等方面发挥了重要作用。在表述地震沉积学发展简史的基础上,介绍了地震沉积学的基本概念、基本原理和主要研究流程;在建立精细层序地层格架基础上,重点阐述了90°相移、分频处理与频谱分解、属性优选、地层切片、地球物理反演、地震岩性解释和RGB (红色、绿色、蓝色)地震属性融合等地震沉积学关键技术以及地震沉积相实例分析。认为中国地震沉积学应该围绕不同类型沉积盆地开展油气勘探阶段地震地貌学(地震沉积相模式)和复杂(多样)地震岩性学综合研究,在油气开发阶段,充分利用RGB地震属性融合等多种地球物理方法技术,开展多种成因类型砂体构型和储集层定量表征研究。综合研究表明,地震沉积学是沉积地质学发展的新航程。

地震沉积学及其初步应用

地震沉积学是应用三维地震信息研究沉积岩及其形成过程的学科,是继地震地层学、层序地层学之后的又一新兴边缘交叉学科。地震沉积学研究强调地震同相轴并不一定是等时的,它以90°相位转换技术、地层切片技术和分频解释技术为主要研究手段,结合其他地球物理技术进行等时地层格架下的沉积微相研究,在油气勘探与开发中展示出了良好的应用前景。在大港油田滩海关家堡地区油藏评价中,利用地震沉积学原理及方法,基于地震属性分析和井资料进行了沉积微相分析,为油田开发奠定了扎实的基础。另外,地震沉积学方法还可用于构造的精细解释。利用90°相位转换和分频解释技术对秘鲁S油田进行了构造解释,建立了精细的构造模型,发现了新的低幅度构造圈闭目标。