煤炭三维地震精准探测关键技术

经过近10年的发展,煤炭三维地震勘探的精度和能力大幅度提升。从三维地震资料采集、处理、解释、动态服务4个环节,重点阐述煤炭三维地震在煤矿地层格架、地质异常体、岩性分布、流体分布精准探测方面的关键技术,以大幅度提高三维地震勘探服务煤矿安全生产的地质保障能力。资料采集方面,全数字高密度三维地震勘探通过缩小CDP面元、采用全数字检波器接收地震波,提高了煤层反射波的信噪比及识别小构造分辨率;资料处理方面,井巷约束动态高精度叠前深度偏移成像处理、基于高密度宽方位的OVT五维处理、叠前Q补偿保真提频处理,较大程度提高了地震资料的成像精度;资料解释方面,通过时间剖面、水平切片、面块切片、地震多属性分析、多信息反演等开展全三维解释,拓展了三维地震应用范围;服务方面,远程专家动态服务这种全新的地质保障服务模式,方便煤矿地质人员与物探人员实时沟通,通过分阶段、分级次的动态服务,使地震地质成果精度满足不同生产阶段需求。

Z4变质岩潜山油藏裂缝特征及地震预测

裂缝地震预测是裂缝型油藏评价的基础。变质岩潜山油藏具有裂缝类型多、不同部位裂缝发育程度差异大、裂缝非均质性强、预测难度大等特征,针对Z4变质岩潜山油藏开展裂缝特征及地震预测研究。Z4潜山油藏裂缝发育程度具有成层性,可分为4段:顶部风化-半充填裂缝段、上部网状裂缝发育段(发育程度高)、中部低角度裂缝发育段(发育程度中等)和下部高角度裂缝发育段(发育程度低)。提出了综合多尺度通用谱分解、倾角导向的本征值相干处理和迭代蚂蚁体分析的综合裂缝预测技术。将岩心上裂缝产状及发育程度与地震预测结果进行对比,结果显示吻合度较高,提出的多方法综合裂缝地震预测具有较高的准确性。

基于蚂蚁追踪技术的三维地震精细解释研究——以溧阳市土包山地面塌陷区为例

地面塌陷是地下矿产采空区常见的地质灾害,实践中可采用三维地震勘探来勘查塌陷区地质情况。针对研究区存在反射波能量弱、分辨率低等问题,常规解释方法难以保证该区第四纪薄地层、老坑回填土边界、采空区及井下巷道等的解释有效性,在三维地震精细解释中采用蚂蚁追踪技术,利用蚂蚁体增强异常边界特征,提高横向不连续地质体的识别效果。从蚂蚁体剖面和沿层切片上综合分析,识别塌陷区老采坑底界、采空区边界范围以及部分巷道。该技术增加了地质目标纵、横向分辨率,提高了地震解释精度,较好地解决了第四纪薄地层及回填土的反射波能量弱、分辨率有限的问题;识别了地下部分巷道,为今后井下巷道的解释识别提供参考。

基于叠后地震资料的煤储层裂缝预测

为了查明煤储层裂缝发育特征,基于三维地震叠后资料,采用层属性分析法和体属性分析法。首先对煤层进行精细解释,经插值得到煤层t 0数据,接着层属性分析法直接沿层提取各曲率属性进行分析;体属性分析法要先将地震数据转换为相干体、蚂蚁体及曲率体,之后沿层提取属性,最后根据属性分析结果,圈定了裂缝发育带并划分了四个裂缝发育级别,在已知断层发育带裂缝反映特征明显。结果表明,叠后地震属性分析法进行裂缝预测有效可行,可以为煤层气的开发和生产提供参考依据。

井-震结合下的断裂破碎带规模识别与应用

断层及断层破碎带是影响渤海地区井漏的重要因素,针对该区多期次构造叠加、应力分布复杂等情况,结合行业技术发展现状,优选井-震相结合的方法精细刻画断层破碎带。首先,利用地震方差体进行断层破碎带的边界刻画;其次,在地震方差体的基础上,利用主动蚂蚁体和被动蚂蚁体相结合的方法精细识别断层面和充填带,实现对断裂破碎带宽度半定量的识别;最后,通过测井三孔隙度裂缝解释成果等对地震属性进行标定,并在井-震结合下实现对充填物的性质、破碎带物性、宽度进行精细定量刻画。实际应用表明,在井-震结合下可以有效预测和定量精细刻画断裂破碎带的规模,其成果在实际钻井过程中可提高对井漏预测的可靠性和准确性。

基于量子蚁群算法的非常规储层叠前地震反演方法

在地球物理反演中,通常会设置个目标函数,通过求解目标函数的最小值进而得到问题的真解。(冉启全等,2006)从这个角度出发,反演问题也是个优化问题。在非常规储层中,地质条件复杂导致的地震信号杂乱和响应复杂多变等特征,使得常规基于蚁群算法的叠前地震反演方法存在寻优局部化和寻优效率低的问题。因此,将这种算法进步扩展到量子算法中得到量子蚁群算法(QACA)。

多频率域不连续性检测在蚂蚁体追踪断裂中的优选与应用

蚂蚁体追踪技术在地震解释中展现了对断裂刻画的优越性,但在使用过程中,存在地震资料质量的限制、输入数据的选择、单一属性的多解性等问题,提高蚂蚁体预测精度一直是业界研究的难点与热点。本文以塔里木盆地顺北地区顺1井区为研究对象,分析混沌、方差、最大正曲率属性的本质差异与断裂检测能力;基于广义S变换频谱分解,逐一比较3种属性在不同频率下的不连续性检测效果,并进行蚂蚁追踪与优选;结合产状控制进行RGB融合,形成了一套多频率域、多属性的蚂蚁体追踪解释断裂方法。研究表明,低频混沌属性适用于大断层的解释,中频方差属性可识别中等尺度断裂,高频曲率属性对小尺度断裂反映较好;结合分频与不连续性检测技术的蚂蚁体能多尺度显示工区断裂展布特征与细节,充实地下地质信息。

蚂蚁追踪技术在任丘潜山油藏的应用

在勘探阶段,准确地识别贯穿盆地的断裂系统并分析它们对有利区带的影响是研究的焦点。在评价、开发和生产阶段,随着对油藏的不断认识,需要对局部范围内的断裂系统进一步加深认识,不同的是这时需要关注的是由完全不同方向的构造应力形成的断层和断层系列,因为它们影响或将要影响最终的采收率。常规的断裂系统解释一般根据断裂系统在地震剖面上的特征进行人工观察、识别,经三维地震资料处理得到。通过一种先进的优化算法——蚂蚁追踪技术,可以很好地表现出断层、裂缝系统的空间分布。相对于肉眼只能识别出少量十分明显的断层和裂缝,蚂蚁追踪断裂的自动解释结果不仅是地震剖面上断层、裂缝系统的客观反映,而且较人工的解释结果更加清晰、直观和准确。基于Petrel软件该技术在任丘潜山雾迷山组油藏断裂系统分析中取得了良好的效果,认为该技术可以用在本区剩余油预测中,并具有较好的推广价值。

基于蚁群算法的层速度反演方法

蚁群算法是近年优化领域中新出现的一种启发式仿生学算法,它采用分布式并行计算和正反馈机制,克服了传统优化算法的缺陷,能较好地解决实际运算中的寻优问题,因而引起人们的高度关注。本文介绍了蚁群算法用于层速度反演的方法和原理,从应用蚁群算法求解目标函数优化问题入手,且利用模型对该方法的反演结果进行检验,表明由蚁群反演算法求取的层速度与理论速度模型基本一致。

基于蚁群算法的地震断层识别方法

研究了地震断层识别,针对现有断层识别方法准确度较低的问题,提出了一种新的基于蚁群算法的地震断层识别方法。此方法可以准确地定位断层的位置并且将它们提取出来。该方法首先将地震层位视为连通区域,并用连通标注方法将其提取出来;接着找出每个层位在水平方向的端点,然后将整个地震剖面划分成多个矩形块,将每个矩形块最上面的一个水平端点作为蚂蚁的巢穴,最下面的一个水平端点作为食物,在蚂蚁由巢穴出发寻找食物的过程中,将地震剖面视作三维地形,在三维地形中使用地震样点的幅度值作为某一位置的高度;最后在每一个矩形块中所搜寻到的从巢穴到食物的最短路径就是断层的位置。实验结果验证了所提方法的有效性。

大庆外围油田储层裂缝综合描述技术

大庆外围油田以低、特低渗透储层为主，天然裂缝比较发育。针对储层裂缝对油田注水开发效果影响较大的问题，通过分析研究外围油田裂缝监测数据资料，深入开展了储层裂缝表征、预测及综合描述方法研究，研究了双重介质储层裂缝建模方法，形成了一套完整的低孔低渗储层裂缝定量描述方法，建立了裂缝网络模型及双重介质模型，实现了裂缝几何模型与等效介质模型转换，初步解决了储层裂缝地质建模技术难题。其研究成果在油田开发中得到广泛应用，取得较好的开发效果和经济效益，对非均质裂缝型油田精细开发调整具有重要指导意义。

蚂蚁算法在断裂系统解释中的应用

蚂蚁算法是模拟自然界中真实蚁群的觅食行为而形成的一种新型仿生类优化算法,基于蚂蚁算法的蚂蚁追踪技术是近年发展起来的一项新型三维地震解释技术。应用该技术对任丘潜山断裂系统进行解释,将解释结果与人工解释和测井解释结果对比发现,蚂蚁追踪解释成果不仅与人工解释和测井解释结果基本吻合,而且能够描述出更加详细的断裂系统。蚂蚁追踪技术具有快速、高效、高精度和受人为因素影响小等优点,该技术可以作为向自动化断裂系统解释迈出的一大步,必将极大地丰富现代三维地震解释技术。

新场须四段叠后裂缝综合预测

叠前裂缝预测方法主要针对垂缝和高角度缝,而川西新场须四下亚段致密砂岩储层裂缝以低角度缝为主,叠前方法在本工区不再适用;而单一叠后属性的裂缝预测方法可靠性差,因此,笔者提出了一套叠后裂缝综合预测新方法:首先基于多属性聚类分析进行裂缝地震相分级,并利用实测资料进行监控,从而实现多属性、多尺度裂缝综合定性预测;然后对滤掉基质相的曲率数据计算蚂蚁体,减小基质相对蚂蚁追踪的影响,从而得到能识别小尺度裂缝且裂缝形态更加清晰的高精度蚂蚁体;最后,基于高精度蚂蚁体建立三维裂缝模型,对裂缝发育特征进行半定量预测。实际应用结果表明:基于叠后资料的新一套裂缝综合预测思路在新场地区应用效果好,有效解决了低角度缝难预测的问题。

蚁群算法在生命线网络系统抗震拓扑优化中的应用

近年来,遗传算法和模拟退火算法已经应用于网络系统的抗震拓扑优化,蚁群算法也已经成功应用到多个组合优化问题中。首先论述了生命线网络系统抗震拓扑优化模型,然后介绍了网络抗震可靠度分析的最小路递推分解算法。通过对优化问题解形式的分析,采用二进制编码的蚁群算法对优化模型进行了求解。最后,结合实例分析,并与遗传算法和模拟退火算法的计算结果进行了对比。结果表明,蚁群算法可以作为一种新的工具进行网络系统的优化设计。

基于地震数据构造曲率属性预测裂缝

为了有效预测岩层裂缝发育与分布,利用新疆准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜在纵弯变形作用下地震数据构造曲率属性进行了分析,并在此基础上进行了裂缝预测。具体方法是:利用petrel软件分析研究区的地震数据,追踪主要层面和断层并提取目标层面曲率和建立构造模型;考虑层面曲率对裂缝预测的局限性,通过“蚂蚁追踪”进一步提取目标层三维曲率属性而提取裂缝分布规律,将提取的裂缝与构造模型相结合。实例表明,上述方法可以简单、高效、全面地预测裂缝发育与分布,因此具有较强的实用性。

井震联合精细断层模型的构建方法

为实现多约束条件下断层模型的精确构建,以朝阳沟油田朝84-6井区的地质构造模型为例,结合地质、地震及测井资料,在大量实践的基础上提出多边形投影、深度域地震体矫正、断点矫正三种精细修正断层模型的方法,同时利用深度域蚂蚁体与时间域地震体相结合的方法补充解释小断裂,最终以井震联合较为完善的断层模型作为骨架,精细构建构造模型。结果表明,该方法构建的断层模型较符合原始地震数据体,并在模型构建过程中弥补了地震解释工作的不足,实现对断层解释的检验和修正。

碳酸盐岩潜山储层预测技术在Kab油田的应用

STG盆地Kab油田潜山岩性为碳酸盐岩,裂缝、溶蚀孔洞型储层发育不均,造成潜山含油性及产能存在差异。为完善该油田的开发井网,扩展油藏边界,认清其缝洞型储层的发育特征,从潜山岩心分析入手,通过岩电关系对比、成像测井分析及多种地震预测方法的综合应用,总结出碳酸盐岩测井分类标准,认识到储层有利发育区在地震上表现为同相轴扭动、错断、呈杂乱反射特征,认为断层发育区、断层尖灭端、地层倾角大以及张性应力较大区域裂缝较发育,从而探索出适用于该类型储层预测研究的系统方法。多种方法的综合应用有效解决了制约该油田增储上产的瓶颈,部署的2口井日产油均在60 t/d以上,最高达120 t/d,取得较好效果。研究结果对碳酸盐岩潜山储层预测研究具有一定的借鉴意义。

基于地震属性体的三维可视化井震匹配断层解释

传统以二维地震剖面资料为主的断层解释方法对低序级小断层、复杂断裂带断层空间组合关系识别精度较低,解释周期相对较长,难以满足大庆油田密井网条件下特高含水期剩余油精细挖潜的需求。针对这一实际,从三维可视化井震匹配断层解释方法和方差体、蚂蚁体等技术入手,结合井钻遇断点情况,在三维空间多方位、多角度对断层进行井震匹配及三维立体精细解释,提高了断层解释效率及精度,研究成果在指导油田开发调整及优化井位设计等方面取得较好效果。

渤海湾盆地石南地区东二段层间断层的识别

层间断层是一种非构造成因断层,本次研究利用常规地震剖面解释、地震属性提取、相干体、方差体和蚂蚁体技术在渤海湾盆地石南地区东二段识别出密集的层间断层。这些层间断层发育在东二上段厚层砂岩和东二下段厚层泥岩界面附近,断距一般小于100m,断层倾角较大,具有一定的优势走向。根据沿层相干体切片,可以将层间断层划分为三个区带：1研究区西部（区域1）,断层的密度最大,每公里5~6条,玫瑰花图显示断层的主走向为135°,其次为50°;2研究区中部（区域2）,断层的密度最小,每公里2--3条,断层的主走向为30°,其他走向的断层均有发育,整体表现为发散状;3研究区东部（区域3）,断层的密度居中,每公里3~4条,断层的主走向约为140°,其次为25°。在识别小断层或裂缝方面,蚂蚁体技术体现出明显的优势,为研究区层间断层的识别提供了依据。层间断层发育在东二下段成熟烃源岩和上覆砂岩的接触部位,可以作为研究区东营组烃源岩重要的排烃通道,其在油气运移和油气成藏中的意义有待进一步研究。

精细构造解释在苏丹GU油田的应用

苏丹GU油田的3D地震资料信噪比和分辨率较低,该区处于断陷盆地、构造复杂,精确构造解释是保证有效开发的前提。在对该区地震资料进行重新精细构造解释过程中,综合运用了合成地震记录标定技术、方差体技术、蚂蚁体识别小断层技术、时深转换技术、三维可视化等技术,使断层解释和构造解释精度有了很大提高,为建立精确的地质模型和油田开发打下了良好基础。