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。

基于各向异性介质理论的煤系地震数据高分辨处理方法与应用

【目的】随着深部资源勘探开发的重要性不断提高,对高精度地震勘探提出了新要求。针对具有强各向异性的含煤地层,传统基于各向同性的资料处理方法不再适用。【方法】提出一种基于水平横向各向同性介质(Transverse Isotropy Medium with Vertical Symmetry Axis,VTI)和方位各向异性介质(Transverse Isotropy with Horizontal Axis of Symmetry,HTI)联合处理的地震数据处理方法。首先,针对含煤地层沉积特征,分析VTI介质特点,采用高阶动校正处理,可以有效消除各向异性在大偏移距数据中引起的同相轴弯曲,保证共反射点远近道能达到同相,提高数据叠加成像质量。其次,针对构造裂隙发育特征,立足于HTI介质的方位各向异性分析,采用OVT域处理方法,通过建立方位各向异性参数场去除不同方位角差异对数据的影响。联合应用上述2种处理方法,通过制定合理的处理流程,优选关键参数,搭建一套实用的、适合目标地层的各向异性处理校正方法,解决含煤地层在复杂条件下的速度分析、叠加等问题,从而提高煤系地震数据的分辨率和解释精度。【结果和结论】实际应用结果表明,新方法获得的地震数据主频更高、频带更宽,在小构造特征识别和古地理环境刻画方面更具优势,为精细地质解释提供了有力支撑。同时也强调了对含煤地层进行各向异性处理的必要性,推动各向异性处理技术的在宽方位地震勘探中的应用。

消防员灭火防护服减层结构及其热防护性能评价

介绍了消防员灭火防护服减层结构的实现方式,运用国内外不同的热防护性能评价方法,对标准4层组合面料及3层、2层减层结构组合面料进行评价,并采用热人仪测试不同组合面料制成的灭火防护服的防护效果。结果表明,3层和2层减层结构组合面料能达到标准4层组合面料的性能,满足消防员灭火防护服要求,符合轻质化发展趋势。

基于HTI介质走时反演的各向异性参数建模与AVAZ反演

传统的各向异性反演方法主要利用测井资料和层位数据通过插值构建初始模型,其模型精度较低。为此,针对地震各向异性反演的初始模型的建立问题,在HTI介质假设下,利用炮检距矢量片(OVT)数据的走时信息获取各向异性参数(ε、δ),然后基于各向异性参数之间的经验关系估计另外一个各向异性参数γ,从而建立初始各向异性参数模型。再利用各向同性反演获得的弹性参数建立初始弹性参数模型。最后,基于Rüger反射系数近似公式,利用高斯—牛顿法反演弹性参数和各向异性参数。模型数据与实际数据的应用表明,所提方法可以在不受测井数据约束的情况下实现高精度的各向异性参数反演,为获取裂缝性储层中的微裂缝信息提供依据。

HTI型煤层裂缝参数的地震AVOA响应正演模拟

裂缝是控制煤层渗透性的关键因素,关乎着煤层气勘探开发的成败。为此,聚焦HTI型煤层裂缝参数的地震AVOA响应机制开展研究。依次采用Mori-Tanaka模型和Brown-Korringa各向异性流体替换理论模型,计算含垂向干裂缝和流体饱和裂缝煤层的等效弹性模量。基于煤层裂缝的岩石物理表征和HTI型煤层模型的正演模拟,分析裂缝参数的地震响应特征。结果表明:裂缝密度变化引起水平向纵、横波速度和各向异性系数,以及煤层顶界面各向异性梯度项变化显著;水平向纵波速度、各向异性系数ε(v)主要受裂缝孔隙度控制和影响,而横波速度、各向异性系数γ(v)、δ(v)以及煤层顶界面各向异性梯度项对裂缝孔隙度和纵横比变化均敏感;入射角大于0时,随着入射角或裂缝密度增大,煤层顶界面P-P波反射系数和煤层反射复合波最大正振幅方位各向异性增强,且当方位角为0时,裂缝密度变化引起的P-P波反射系数和煤层反射复合波最大正振幅变化显著。因此,分析并厘清HTI型煤层裂缝参数地震AVOA响应机制有助于为煤层裂缝的地震探测提供理论支撑。

高强韧铝合金半连铸凝固过程数值模拟及热裂纹形成机理研究

2024铝合金油气滑半连铸产品中出现的热裂纹问题严重影响了其工业化生产及综合性能。本文利用ProCAST铸造分析软件,基于移动边界法的宏观温度场模型,利用CAFE(cellular automata finite element)模块模拟铸锭微观组织对比实际晶粒尺寸,验证了模型可靠性;基于热弹塑性模型模拟了铸锭所受的主应力、等效应力以及切应力,分析了热裂纹的产生原因。对铸锭进行热裂纹敏感性判据HTI(hot tearing indicator)分析,结果表明,沿半径方向距离边缘约40 mm处裂纹倾向性最大且成环状,与实际铸锭中的裂纹位置和形状一致。基于第三强度理论,得到了φ254 mm的2024铝合金半连铸最佳工艺区间,铸造温度为685~695℃,铸造速度为59~62 mm/min。经验证,获得了表面质量良好,无裂纹的2024铝合金铸锭。

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。

P波各向异性裂缝预测技术在ZY区碳酸盐岩储层中的应用

利用地震数据较为准确地预测碳酸盐岩中的裂缝发育区,是碳酸盐岩裂缝型储层预测的关键手段。文中介绍了基于HTI(具有水平对称轴的横向各向同性)介质P波各向异性裂缝预测方法的原理及思路流程,从ZY区成像测井及岩心资料的裂缝发育情况出发,以叠前地震数据为基础,进行研究区碳酸盐岩裂缝分布特征的预测。通过与衰减有关的P波各向异性得到研究区的裂缝发育特征,认为裂缝发育情况与断层展布特征关系密切,区内裂缝方向以北东向为主,北北东为辅。成像测井及岩心资料上的裂缝信息验证了预测结果的可靠性和准确性;在预测裂缝分布特征基础上设计的井位,试油也获得工业油流。以上理论和应用实践表明,P波方位各向异性裂缝预测方法能够准确预测碳酸盐岩储层裂缝的分布特征,有效提升油气预测的成功率。

利用物理模型三维纵波数据分析HTI介质的方位各向异性

本文通过理论计算、数值模拟与穹窿物理模型三维数据对比分析的方法,对HTI介质中纵波方位各向异性现象进行研究.主要是进行目的层动校正速度以及走时的分析.结果显示,理论数值与实验数值耦合较好,HTI介质会引起动校正速度以及走时随方位角呈现椭圆形的变化;同时发现,观测系统中最大偏移距与目的层深度的比值以及方位角分布对各向异性分析有较大影响.三维纵波方位各向异性分析对于数据的观测系统设计以及数据质量有较高的要求.

利用Q值各向异性识别裂缝走向

本文利用地震物理模型方法研究定向排列的裂缝对模型Q值的影响,并找出Q值与地震裂缝走向的关系。物理模型由三层组成,第一层为环氧树脂层,第三层为混合材料,是各向同性介质层;第二层为胶木层,模拟定向排列的垂直裂缝层,是HTI介质层。将物理模型置于水槽中,使用脉冲测量的方法得到物理模拟的三条不同方向测线的二维地面地震数据。对提取的叠前CDP道集数据,使用基于经典的频谱比方法提出的QVO(品质因子Q值随炮检距变化)方法来计算模型目的层位的品质因子。实验结果表明,垂直裂缝层的品质因子Q值随方位角的变化而变化,其中Q最大值方向平行于裂缝走向,最小值方向垂直于裂缝走向,据此可推断裂缝的走向。

基于模拟退火粒子群优化算法的裂缝型储层各向异性参数地震反演

发育垂直定向排列裂缝的地下岩石可等效为具有水平对称轴的横向各向同性(horizontal transverse isotropic,HTI)介质。针对HTI介质模型,本文研究了裂缝型储层的各向异性参数地震振幅随方位角变化(amplitude variations with azimuth,AVAZ)的反演方法。首先,在地震AVAZ反演流程中,提出采用模拟退火粒子群优化算法实现裂缝型储层各向异性参数反演。之后,通过理论模型测试,验证了基于模拟退火粒子群优化算法的地震AVAZ反演的有效性。最后,将反演方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层实际方位地震数据;在反演之前先利用傅里叶级数方法估计裂缝方位并对实际数据进行方位校正,以提供更准确的输入数据;通过计算得到的P波、S波各向异性参数可用于评价裂缝发育程度。反演结果表明,研究区域构造顶部裂缝较发育,与地质基本理论一致,验证了反演方法的合理性。

HTI介质的方位AVO正演研究

根据Schoenberg的含裂隙介质的线性滑移模型理论,建立了1个两层模型,模型的上层为各向同性均匀介质,下层为含垂直定向排列裂缝介质(HTI介质)。然后在不同裂缝密度下,针对干裂缝和饱含流体的裂缝两种情况,分别对模型分界面上的地震波方位AVO进行了数值模拟,研究了裂缝密度、裂缝方位、裂缝填充物对AVO的影响。结果表明,对上覆各向同性介质的含垂直裂隙介质界面AVO结果影响最大的是岩性,其次是裂缝流体,然后是裂缝方位,裂缝密度的影响最小。研究结果为利用振幅变化信息预测裂缝提供了依据。

HTI煤层AVO响应特征及其影响因素

针对两地层均为HTI介质的界面,根据位移理论,推导出地震纵波、横波分别从界面上方和下方入射情况下的反射纵波、反射横波、透射纵波和透射横波等发散系数精确表达式。推导公式可以解决地层物性差异大和大偏移距造成系数不够准确的问题。利用所推导的公式,得到HTI煤层AVO的发散系数曲线。通过分析发现,HTI煤层AVO响应特征,除了受背景介质物性参数影响外,还与裂隙密度、裂隙开度和裂隙填充物有关。在裂隙填充物为流体时,裂隙密度是影响AVO的最主要因素。

基于方位AVO正演的HTI构造煤裂隙可探测性分析

通过建立6类HTI构造煤的理论模型,利用Hudson等效介质理论和Schoenberg所定义的传播矩阵,正演煤层顶板的方位AVO记录,最终获得了6类模型的多方位AVO记录。通过对HTI构造煤方位AVO曲线的分析可知:①不同方位AVO曲线的P值为小于零的常量,G值较大并随方位角φ的增大而减小(φ[0,90°]);②当裂隙密度增大时,P值减小,G值增大;③相对于泥岩顶板来说,砂岩顶板的P值较小,G值较大。通过对HTI构造煤GVAz曲线的分析可知:①GVAz曲线的周期为180°,并在裂隙法向方位取最小值;②随着裂隙密度的增大,GVAz曲线的波幅相应增大;③当裂隙水填充时,GVAz曲线的波幅大于裂隙气填充时的情形。因此,方位AVO的P值可以被用来识别煤层的顶板岩性,GVAz曲线的极值和波幅可分别用来获得裂隙发育法向和裂隙密度信息。就实际地震数据来说,较高信噪比(>5)是进行方位AVO分析的前提。

横向各向同性介质纵波方位各向异性物理模型研究

Ruger公式表明:在各向异性介质中,当各向异性参数、纵波阻抗、横波速度、介质密度已知的情况下,反射系数是方位角和入射角的二元函数;若采用固定炮检距观测方式,只改变测线与裂缝方向之间的夹角,则反射系数可化简为方位角的一元函数,根据Ruger公式便可得到不同炮检距下的反射系数值。本文基于Ruger公式,运用物理模型模拟方法,在水中以50,100,150mm的炮检距观测了HTI介质的地震响应,了解了反射波振幅、反射旅行时随裂缝方位角变化的规律。研究表明:在不同炮检距情况下,裂缝层顶、底界面的反射纵波振幅均出现方位AVO响应,即当方位角为0°时,纵波反射振幅最大,当方位角为90°时,纵波反射振幅最小;裂缝对纵波旅行时也产生影响,即反射时间随方位角增大而增大。物理模拟实验结果与理论计算结果相近,从而为裂缝识别和预测提供了借鉴。

HTI介质中的反射纵波方位属性

利用横波响应进行裂缝性各向异性介质的检测在实际应用中取得了很好的效果,但技术复杂、成本较高使该方法的广泛使用受到限制,而纵波资料采集和处理技术的精细有效保持了纵波的各种属性,这为直接利用纵波资料进行裂缝检测创造了条件.地下垂直定向裂缝通常用HTI介质模型来描述,为此,本文利用射线追踪和反射率法计算了层状各向同性介质背景下的HTI介质顶、底界面的反射纵波旅行时和反射系数,并分析了这些属性随观测方位的变化规律.研究表明,HTI介质底界面反射纵波旅行时和HTI介质顶界面反射系数表现出了明显的方位各向异性;旅行时、振幅和AVO梯度属性均在0°测方位和90°观测方位上存在最大差异,可以用多种属性联合来精确判定裂缝的发育方向.

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.

裂缝型储层地震检测方法综述

裂缝型油气藏在新增储量中占有越来越大的比重.准确预测裂缝发育带是评价裂缝型储层的前提,更是裂缝型油气藏提高勘探效率和开发水平的关键.本文介绍了裂缝型储层的理论介质模型;重点研究了国内外较成熟的裂缝型储层地震检测方法,如纵波振幅、速度、旅行时、和波阻抗检测,横波检测以及多波多分量检测等地震技术.纵波资料对裂缝的敏感度不够,而横波资料勘探难度大,成本高.目前,在进行裂缝型储层检测时,比较普遍使用包含有纵、横波信息的转换波勘探,尤其在海上勘探方面,已经进入商业化应用阶段.然而,地震检测方法也有其自身的缺陷,我们需要综合分析岩芯露头、测井、以及VSP资料,才能更有效地预测裂缝型储层.

基于方位相交的纵波AVA数据运用SVD反演HTI介质裂缝密度

裂缝密度是定量预测裂缝性储层的重要参数之一。Varela利用方位角上的反射系数,运用SVD方法反演HTI介质裂缝密度。笔者将不同方位角测线中两两相交测线的反射系数做差,对反射系数差值运用SVD方法反演HTI介质裂缝密度,各向异性参数在做差后的反射系数中具有更显著的作用。笔者首先针对2种方法的基本原理进行了阐述,然后进行数值计算,并对反射系数存在随机扰动情况下2种方法的反演结果进行对比,最后对笔者提出的改进方法进行稳定性分析。反演结果显示:噪声较小时,2种方法的反演结果都接近真实值,然而当增大噪声时,改进的方法比原方法反演结果更好,因此改进的方法比原方法更具有抗噪能力;随着相交测线夹角的增大,改进的方法受随机扰动影响的稳定性增强,在方位正交时受随机扰动的影响最小;纵波高信噪比AVA数据越多,反演的结果越稳定。

裂缝诱导双相HTI介质地震波场错格伪谱法模拟与波场特征分析

裂缝诱导的双相具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质模型是由一组平行排列的垂直裂缝嵌入到统计各向同性的流体饱和多孔隙岩石中而组成的,它综合考虑了裂缝型储层岩石的各向异性和孔隙性.高精度的地震波场数值模拟技术是研究该介质中地震波传播规律的主要方法.本文结合错格伪谱法和时间分裂法,求解描述该介质中地震波传播的一阶速度-应力方程.模拟了单层和双层模型中的地震波场,并对其进行了特征分析.研究结果表明:错格伪谱法能有效消除标准网格伪谱法波场模拟结果中出现的数值伪影现象,与时间分裂法结合能够获得稳定的、高精度的模拟结果;裂缝诱导双相HTI介质中的地震波场兼具裂缝各向异性介质和双相介质中传播的地震波的波场特征.