弹性特征约束下的矿物成分页岩脆性评价方法研究

脆性评价对页岩储层可压裂性评估、设计压裂层段、提升压裂改造效果具有重要意义.但传统基于矿物成分的脆性评价方法将不同矿物成分对脆性指数贡献程度进行平均化,忽略了不同矿物对岩石脆性影响的差异性.本文采用数字岩石物理实验来标定不同矿物成分对岩石脆性整体特征的影响程度,定量分析了岩石弹性参数随矿物组分含量的变化关系,采用基于弹性参数的脆性指数来建立不同矿物成分对页岩脆性的差异性影响关系,建立不同矿物组分相较于黏土矿物与脆性指数的相对关系及敏感因子,在弹性参数脆性指数的约束下确定了不同矿物成分在脆性指数中的权重,提出了基于矿物成分贡献程度自适应变化的脆性评价方法.矿物脆性评价结果与弹性参数脆性评价结果的相关性分析及下寺湾地区岩样脆性评价测试表明,考虑不同矿物成分的差异性所构建的脆性评价方法更加合理有效.

可控震源防碰撞系统的研究与应用

随着可控震源高效采集技术的推广应用,可控震源施工作业强度加大,施工作业区地形复杂,加上震源车特殊的车体结构导致其存在较大的驾驶视野盲区,组合作业时易发生车辆碰撞风险。为避免作业过程中的碰撞风险,保障可控震源施工作业过程安全,需要借助一些安全辅助驾驶技术来保障可控震源的作业。文中提出一种可控震源防碰撞系统,该系统基于毫米波和红外探测技术,精确识别障碍物信息,结合组队交互信息及GPS精确定位技术,控制液压驱动系统减速。此系统可以有效保障可控震源在不同施工方式、不同作业环境、不同组合作业中避免与障碍物发生碰撞,在提高施工效率的同时保证作业安全。

双复杂条件下弹性波非倾斜叠加精确束偏移方法研究

目前,随着勘探开发逐渐转向地表和地下双复杂区域,非分离多波多分量数据的偏移成像成为地震数据处理的一个难题。为此,基于前人的研究成果,发展了一种双复杂条件下的弹性波非倾斜叠加精确束偏移方法。首先,基于地表倾角信息和非倾斜叠加地震数据,直接在接收点处出射弹性动力学高斯束并计算解耦的反向延拓矢量波场;其次,根据互相关成像条件以及纵、横波的偏振特性,进行P波和转换S波高斯束偏移成像,并对转换S波成像进行极性校正。典型双复杂构造模型的偏移试算和角道集提取分析结果以及与常规方法成像结果的对比表明,弹性波精确高斯束偏移方法消除了常规方法由于束中心位置与接收点位置之间距离较大所致的振幅误差,验证了弹性波非倾斜叠加精确束偏移方法的正确性和有效性。

多分量地震数据的成像技术

从水平叠加成像、叠前时间偏移以及叠前深度偏移三个方面总结了多分量地震成像技术的发展现状.在水平叠加成像方面,分析了转换波与纵波在道集抽取方面的差异,总结了常用的转换点计算公式,着重对比了由炮检坐标映射地下的转换点以及由地表的网格节点映射地下的反射点两种共转换点道集抽取方式各自的优缺点以及应用化程度.概述了各向同性与各向异性叠前时间偏移技术的基本原理,总结了多分量偏移技术发展以及配套软件的工业应用现状,并对最近发展的层匹配多分量偏移技术进行了介绍.最后,从射线理论以及波场延拓理论的角度总结了多分量叠前深度偏移的发展现状与存在的问题,介绍了标量偏移与矢量偏移的差异,并提出了深度域速度建模存在的问题.

一种高效稳定的三维叠前插值技术及应用

叠前道内插方法可以改善地震数据空间采样不足对叠前处理和偏移成像造成的不利影响。实际地震资料处理时叠前地震道插值,不但要精度高、适应性强,而且还要速度快,同时不能导致地质假象。为此,将计算效率较高的二维半步长预测滤波插值方法拓展应用到三维叠前资料处理,形成了一种可用于三维叠前数据加密的广义f-x,y域半步长预测插值方法,给出了几种用于炮集数据加密的实现方式。数值试验和实际数据应用展示了方法的实用性。该方法可以对具有空间假频的地震道进行内插,内插出的地震道波形自然。将其应用于三维炮集数据加密,有助于改善地震成像质量。

局部角度域高斯束偏移参数优选研究

高斯束偏移是一种介于Kirchhoff偏移和波动方程偏移之间的替代方法。基于高斯束叠加积分表征的格林函数,在成像条件中引入偏移张角信息,推导了局部角度域高斯束叠前深度偏移的理论公式,并阐述了其原理和方法。在此基础上,定性、定量地分析了初始束宽、束中心间隔、初始射线参数间隔以及偏移张角等参数对高斯束偏移成像质量和计算效率的影响,根据各个参数的作用及特点,给出参数优化的选取准则。加拿大山麓模型、Marmousi模型、盐丘模型以及BP模型的数值应用试验表明:参数优化选取不仅可以改善偏移成像质量(包括可以压制折射波等非反射波互相关成像引起的低频噪声和对棱柱波等有效能量进行成像),而且能够极大地提高计算效率。

测井器件库中的多图层与多级缓冲技术

二维多图层技术应用广泛,多级缓冲是多图层技术实现的最关键问题之一。为此,首先简要叙述了目前测井软件对多种测井图形显示和交互的要求,并讨论了国外某些同类图形库的基本实现方法,然后结合测井器件库本身的特点,提出了具有固定显示区域的图层集等几个概念,由此而建立了一套多图层显示技术,并将该显示技术成功地应用在测井器件库开发中,其中重点讲述了实现多图层技术中的多级缓冲关键实现方法。最后展示了测井器件库在多种测井应用中的效果。

贝叶斯机器学习在储层预测中的应用研究

石油勘探面临的油气储集地质环境日趋复杂,当目标储层与多种岩性地质体混杂时,人工分辨困难,也难以定量化评估判别精度,取得最佳识别结果。针对此问题引入贝叶斯机器学习算法进行自动化目标判别。其中,提出了采用径向基神经网络估计先验分布概率密度,不再假设先验分布模型,增强了贝叶斯分类方法的实用性,替代了人工处理工序,实现了储层目标的高精度、定量、自动化判别。应用于油田地震勘探资料进行实际储层预测,判别结果与工业气井吻合,表明了方法可行、有效。

真地表数据视点相关可视化技术

针对KLSeis三维观测系统设计中大规模地表数据实时可视化问题,提出了基于视点的细节层次控制技术和内外存调度的数据控制策略。利用索引技术对海量地表数据进行多分辨率数据重组,采用四叉树快速搜索算法并结合动态页面调度和实时LOD技术实现大规模地表数据高速加载和无延迟显示,突破了原有格网模型数据量限制,实现了流畅逼真的真地表模拟,为复杂探区地震采集设计提供了一种先进的技术手段。

一种多信息约束的初至波走时层析反演优化方法

初至波走时层析成像是准确获取复杂近地表表层速度结构的有效方法。对西部复杂山前带而言,近地表速度建模精度低,严重影响后续中深层速度建模和偏移成像质量。因此,研究一种高效、可适应复杂近地表条件的初至波走时层析算法非常重要。提出了一种基于Tikhonov正则化方法多信息约束的初至波走时层析反演的优化策略,通过多模板快速推进算法(MSFM)解程函方程计算网格单元走时,用迭代反演方法线性化计算非线性逆问题,避免大规模Frechet矩阵的求取和存储,提升了计算效率;根据微测井信息建立初始速度模型,利用视慢度等先验信息对层析反演目标函数进行约束,采用Tikhonov正则化来解决最小化数据差和模型平滑度的反问题,降低了目标方程的病态性,从而提高反演精度。起伏地表模型和西部实际资料应用结果表明,该方法通过对初至走时和走时偏移距曲线联合拟合有效适应复杂地表条件,解决了三维地震资料初至波走时层析成像出现的“高速异常体”问题,提高了反演的稳定性和计算精度。

基于层序统计结构和空间地质结构的深度学习高分辨率处理方法

高分辨率地震数据在地震数据处理中扮演着关键角色,特别是当地震勘探目标变得越来越复杂时,它可以提供更准确的储层识别和描绘。近年来,随着深度学习技术的快速发展,它越来越多地被引入到高分辨率地震数据处理中。基于大量标记数据,建立了低分辨率地震数据和高分辨率地震数据之间的复杂非线性关系。然而,深度学习在高分辨率数据处理中的精度与稳定性高度依赖于训练集的准确性与多样性。深度学习技术在生产中实际应用的主要挑战之一是稀疏的井数据,这经常导致训练集受限。为了解决这个问题,本文提出了一种基于深度学习的高分辨率处理方法,通过使用大量逼真的训练集,将井数据所表示的分层结构与地震数据所表示的空间地质结构相结合。建立训练集包括三个步骤:(1)使用井数据计算波阻抗序列,并利用高斯匹配函数拟合波阻抗高频部分的振幅分布,得到一个概率密度函数,最后生成一系列符合井数据统计分布的波阻抗序列。(2)在波阻抗序列的基础上,建立二维水平分布的波阻抗模型,并逐步添加折叠变形、倾角变形和断层变形,生成包含各种地质模式的二维阻抗模型。(3)使用阻抗模型计算反射系数,然后用反射系数模型分别卷积低频和高频子波,得到训练集。通过自动生成具有地下地质信息的大量训练集,训练的网络可以估计稳定而准确的高分辨率结果。深度学习的框架由两个部分组成:提取输入数据特征的编码部分和通过提取的特征重建输出的解码部分。此外,残差模块被整合到框架中,使网络更有效地从训练集中提取特征进而提高网络性能,从而实现计算精度和效率之间更好的平衡。通过模型数据和实际数据的测试,本文提出的方法相比于传统深度学习方法对噪声具有更好的鲁棒性,可以产生更精确且横向连续性更好的高分辨率结果。

带粒子滤波约束的PP-PS联合反演的稀疏解算法

随着地震勘探目标从构造型油气藏向岩性油气藏的转变,地震勘探难度日益增大,这就要求从地震数据中获得更多可靠且具有明确地质含义的属性信息,并充分利用这些属性信息来对储层的岩性、岩相进行分析.AVO三参数反演能够从振幅随炮检距的变化信息中直接提取纵波速度、横波速度以及密度来估计岩石和流体的性质,进而对储层进行预测.然而,AVO反演本身是一个不适定的问题,加上地震纵波反射系数对横波速度和密度的不敏感,会造成单纯利用纵波地震数据进行反演的结果误差大.随着地震接收和数据处理技术的发展,越来越多的学者对PP-PS联合反演方法进行了研究并在实际资料中得以运用.融合转换横波地震数据的联合反演在一定程度上提高了反演的精度,降低了解的不稳定性.但是在信噪比较低的情况下,联合反演的效果受到了限制.本文从优化理论出发,提出了基于粒子滤波提供先验知识的l1范数约束极小化问题的稀疏解算法.并将上述方法运用到了不同的模型中,通过比较分析,证实了该方法在不同信噪比资料中的有效性和在信噪比较低情况下的优势.

塔河油田S48井区流体多波属性综合预测

随着地震各向异性理论的发展,多波地震技术在储集层流体检测上发挥着越来越重要的作用;相比常规纵波,多分量地震中纵波与转换波信息的获取为提高储集层流体预测精度提供了可能性。结合塔河油田S48井区采集的三维三分量地震数据,针对碳酸盐岩缝洞型储集层开展了纵横波速度比、泊松比、弱度比、拉梅常数及密度分析等多波属性地震流体预测。与常规纵波频谱分析技术相比,多波联合预测技术提高了储集层预测精度及油气识别精度,能够减少常规纵波预测流体的不确定性。

塔河常规三维与三分量三维纵波成像能力对比

对比研究了塔河油田S48井区模拟检波器接收的常规三维(3D)地震数据和三分量数字检波器接收的三分量三维(3D3C)地震数据纵波波场及其成像能力的差异。从野外单炮、成像效果及碳酸盐缝洞识别能力三方面分析发现:三分量纵波数据的主频和频带宽度高于常规三维地震Z分量纵波数据,有利于高分辨率勘探;三分量地震资料信噪比低于单分量地震资料,但现代室内处理技术可以有效提高信噪比;处理后的三分量地震资料中纵波具有与常规三维Z分量纵波相同的层位与构造成像能力,且三分量纵波具有更好的横向分辨率;串珠状反射在单分量模拟检波器接收的Z分量地震剖面上表现为窄而长,而在三分量纵波剖面上表现为宽而短;常规三维Z分量地震资料识别的溶蚀孔洞体数量总体稍少于三分量纵波,三分量地震资料中的纵波具有更强的小规模缝洞体识别能力。

一种在复杂环境中支持容错的高性能规约框架

规约是并行应用最常用的集合通信操作之一,现存规约算法存在2方面主要问题。第一,不适应复杂环境,当计算环境出现干扰时,规约效率显著降低。第二,不支持容错,当节点发生故障时,规约被迫中断。针对上述问题,提出一种基于任务并行的高性能分布式规约框架。首先,该框架将规约拆分为一系列独立的计算任务,使用任务调度器以保证就绪任务被优先调度到具有较高性能的节点上执行,从而有效避免了慢节点对整体性能的影响。其次,该框架基于规约数据的可靠性存储和故障侦听机制,以任务为粒度,可在应用不退出的前提下实现故障恢复。在复杂环境中的实验结果表明,分布式规约框架具有高可靠性,与现有规约算法相比,规约性能最高提升了2.2倍,并发规约性能最高提升了4倍。

利用VSP资料估算反射界面倾角方法综述

在反射界面存在倾角的情况下,基于水平层状速度模型的VSP成像会使归位不准确。VSP的波场结构与反射界面的倾角紧密相关,可以利用VSP数据来估算反射界面倾角,用以修正速度模型,提高VSP成像质量。为此,讨论了反射界面倾角对VSP成像的影响,对利用VSP数据来估算反射界面倾角的各种方法进行了归类和阐述。

求解Hermite方程组的GPU并行算法

在工程计算中,广泛涉及Hermite方程组的求解,而且该方程组的求解往往是整个计算的瓶颈所在。首先对Hermite方程组的LU直接分解算法进行GPU并行化的可行性分析,然后利用CUDA技术设计了一种求解Hermite方程组的加速并行算法,该并行算法可明显缩短求解时间。

第85届SEG年会多分量地震亮点评述

从第85届美国SEG年会的会议论文中,遴选了34篇具有一定代表性的、涉及地震各向异性理论和多分量地震技术,主要包括基础实验理论、应用效果,或在多分量地震数据的处理和多波的解释反演方法技术方面体现了一定先进性的文章进行逐一剖析,并对各向异性岩石物理实验和基础理论模型、多分量地震数据处理的关键技术、海洋多分量地震、矢量场技术给予重点介绍。伴随世界油气价格的持续低迷,尽管逆时偏移和全波形反演沿袭前几年的热度仍在本届年会学术报告中占据了一定的比例,但毫无疑问,本届年会的特点主要是转换波处理的难点攻关、海洋多分量地震的双检压噪和应用,所呈现的潜在发展态势是:随着地震观测技术的发展,微震与时移地震的联合应用、地震与电磁的联合观测、6分量矢量场的观测和利用可能会成为以后领域发展的主流。

基于余弦调制Chebyshev窗的弹性波高精度正演

有限差分时间域正演是弹性波逆时偏移和全波形反演的基础,正演的计算精度也控制着偏移结果的准确性,若精度不高,则在偏移、反演后会带来假象.为了有效提高正演精度,本文结合窗函数优化方法,在窗函数截断伪谱法空间褶积序列以逼近有限差分算子的基础上,提出了一种基于Chebyshev窗的余弦调制模型,在原始Chebyshev窗的基础上引入了调制次数和调制范围,通过调节这两个参数可以人工可视化的调节截断误差,新的窗函数继承了Chebyshev窗的特点,在不明显降低截断谱范围的基础上明显降低了截断误差.本文针对不同正演阶数N,给出了一组经验调制系数,并通过数值模拟方法,对比了新方法、改进二项式窗和基于最小二乘优化方法的正演效果.结果表明,基于余弦调制的Chebyshev窗控制数值频散的能力更强,在大网格下可以得到更精确的正演结果.从经济角度分析,该方法减小了计算花费,提高了计算效率.

能量归一块匹配三维协同滤波及地震去噪应用

传统的块匹配三维协同滤波方法在数字信号去噪中虽然取得较好的应用效果,但其块匹配及分组结果易受块间能量差异影响,参数选取效率不高且去噪效果有待进一步提升,为此,提出一种基于分块能量归一的块匹配三维协同滤波方法,该方法主要包括以下2步:①先对分块数据在二维变换(先在行(列)方向进行一维变换,再在列(行)方向进行一维变换)域进行软/硬阈值滤波和分块能量归一处理;②进行二维变换域块匹配及分组、块顺序方向一维变换(即分块数据的三维变换)和三维变换域软/硬阈值滤波、分块数据三维反变换和保持分块数据能量关系的块聚集。理论分析、模型数据试验和实际数据应用结果表明,该方法能消除块间能量差异的影响,提升相似块匹配精度和计算效率,最终提升去噪效果,可被广泛用于去噪处理。