东海OBN和三维DAS-VSP数据的联合采集与处理方法研究

近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集中的应用。井地或井海联合地震勘探是陆地或海洋三维地震与三维DAS-VSP勘探相结合形成的三维立体地震勘探方法,利用井海联采的三维DAS-VSP数据,可以获得地下井周围准确的时深关系、地层速度、反褶积算子、球面扩散补偿因子、吸收衰减因子、各向异性参数和井筒周围的高分辨率构造成像,这些参数可以基于井驱处理提高陆地或海洋三维地震数据的处理质量。在中国东海某OBN数据勘探中首次开展了井下套管内铠装光缆同步采集的三维DAS-VSP数据的处理方法研究以及成像处理。首先,采用常规的三维VSP数据成像处理技术对三维DAS-VSP数据进行常规处理,具体处理流程包括:观测系统定义、预处理、初至拾取、静校正、振幅补偿、反褶积、波场分离、速度分析与建模和利用上行反射波进行井周围地层的构造成像;然后,再根据海上三维DAS-VSP数据下行多次波的特点,研发了海上三维DAS-VSP数据的下行多次波成像技术,扩展了三维DAS-VSP数据成像范围,提高了三维DAS-VSP数据成像的整体质量。与本工区早期的三维OBC数据成像结果相比,本次三维DAS-VSP数据的下行多次波成像结果表明,井周围三维构造成像质量得到了显著改进,大幅度扩展了成像范围;新采集的OBN数据和三维DAS-VSP数据的成像结果展示了更为详细和较高分辨率的构造成像,基于新的成像资料,对储层顶部和储层内流体的识别与追踪变得更加容易和清晰。井海联采技术生产效率高且成本低,既能快速获得三维DAS-VSP数据及成像,还能对三维海洋地震数据进行井驱提高分辨率处理。此外,三维OBN或OBC数据和三维DAS-VSP数据还能够进行融合处理,实现井地或井海同步采集数据的联合偏移成像,可以大幅度提高三维海洋地震数据的成像品质,值得在有条件的地方推广应用。

冀中坳陷南部中—新生代构造转换及其油气地质意义

为了分析冀中坳陷南部中—新生代构造转换机制及其与油气分布的关系,基于地震解释资料,对该区地质结构特征、构造演化及构造转换过程进行研究,并对其油气地质意义进行了探讨。结果表明:冀中坳陷南部衡水调节带两侧地质结构存在明显差异,北部为“双断-双向滑脱-背倾半地堑”结构,南部为“多断-单向滑脱-复式半地堑”结构;冀中坳陷南部地区中—新生代构造演化大致分为基底演化(中生代)、初始裂陷演化(孔店组—沙四段沉积时期)、强裂陷演化(沙三段—沙二段沉积时期)、弱裂陷演化(沙一段—东营组沉积时期)及后裂陷演化(馆陶组沉积时期以来)5个阶段;冀中坳陷南部经历了基底NNE向构造体系向新生代NE向构造体系的转换,区域中—新生代以来应力场变化是冀中坳陷多方位复杂构造形成的原因;冀中坳陷南部构造转换作用通过影响洼槽迁移进而影响有效烃源岩分布,通过控制砂体入盆通道影响储层砂体展布,构造变换过程中主干断层位移梯度变化导致横向背斜形成指示油气富集的有利部位。构造体制转换形成的不同规模变换构造具有一定勘探潜力。

基于MultiRes-Unet神经网络的三维断层识别研究

三维地震数据中的断层规模从米级到千米级不等,断距从米级到数十米级不等。断层通常表现为同相轴错断、突然增减、消失或扭曲等显著地震响应特征。断层在三维地震数据体中占的体积比例很小,使得利用常规断层识别方法得到的断层识别结果存在不连续、识别率低等问题。针对断层的多分辨率特征,充分考虑了断层点或线在整个地震数据的占比小等特点,提出了一种三维神经网络MultiRes-Unet3D断层识别方法,该方法在网络学习过程中使用加权交叉熵损失函数解决了普通交叉熵损失函数不同项之间的平衡问题,使得神经网络具有了较为可靠的断层识别能力。首先,利用正演模拟方法生成三维合成地震数据集和断层标签,然后基于Tensorflow搭建、训练与测试MultiRes-Unet3D神经网络,再将训练好的网络模型迁移到实际三维地震数据的断层识别中。该神经网络断层识别方法在实际地震数据中的应用表明,断层识别结果空间连续性好,识别结果客观,断层边界更为准确,网络模型泛化性能良好,适用于具有不同断层构造特征的实际地震数据,节约了断层解释的时间成本与人工成本。

一种基于高频噪声定量约束函数的地震高分辨率处理方法

系统分析了现有地震数据高分辨率处理方法的适用性及不足,探索了一种基于高频噪声定量约束函数的高分辨率处理方法,有效且保真地提高地震资料信噪比与分辨率。通过分析叠后地震数据有效信号带宽,设计了压制高频噪声的最大概率准则和定量约束函数,通过多次迭代压制噪声,提高全频带信号的信噪比,逐步分级拓宽地震有效频带宽度,循环迭代求取反射系数,将提取的地震子波与反射系数褶积得到高分辨率地震数据体。测试校验对比其它高分辨率地震处理结果,处理后的数据体具有垂向分辨率高、主频高且频带宽的特点,有效视主频由50 Hz提高至100 Hz左右,地质目标视分辨率相应提高近1倍。基于该提频数据与波阻抗反演实现了2~5 m地质目标的定性与定量预测,钻井验证符合率90%以上,有效指导井位部署。该方法弥补了在传统“有效带宽”内提高地震高频信号的不足,实现了全频带内重构高、低频有效信号的目的。

分布式智能车载网联系统的匿名认证与密钥协商协议

智能车载网联系统作为智慧城市建设的重要组成部分,近年来受到学术界与工业界越来越多的关注。智能车载网联系统中提升了智能车辆的行驶安全性与出行效率,但在开放的环境下数据传输容易被截取,造成敏感信息泄漏。因此需要实现匿名认证并且协商正确的会话密钥,来确保智能车载网联系统敏感信息的安全。该文提出面向分布式智能车载网联系统架构的匿名认证与密钥协商协议。该协议基于中国剩余定理秘密分享技术来保护认证标识符,智能车辆能够以线性的计算开销在不同的区域恢复出对应的标识符,该标识符能够长期安全使用且智能车辆能够在不使用防篡改设备的情况下完成安全认证,路侧通信基站能够检测信息的匿名性和完整性,并与智能车辆协商到后续安全通信的会话密钥,同时实现双向认证。此外,协议能够在复杂的分布式智能车载网联系统中拓展批量匿名认证、域密钥更新、车对车的匿名认证、匿名身份可追踪等实用性功能。安全性与性能分析表明该协议能够安全高效地部署在分布式智能车载网联环境。

蜀南自贡地区茅口组岩溶储层成因及地震预测方法

近年来,四川盆地下二叠统茅口组大量非构造圈闭钻井获得高产,证实了岩溶储层是茅口组岩性气藏的一个重要控制因素。但岩溶储层的成因及地震响应特征尚不明确,不同地区的岩溶储层预测方法不尽相同。通过对蜀南自贡地区茅口组构造特征、地层特征和岩溶储层地震响应特征研究,得出以下5方面认识:①台内滩相是岩溶储层发育的物质基础,自贡地区茅口组台内滩相主要在茅三段和茅二b段发育;②东吴运动差异抬升是研究区岩溶储层的主控因素;③断层形成于茅口组沉积之后,茅口组顶部岩溶储层受后期局部持续风化控制,茅口组内部岩溶储层受后期断层改造控制;④距茅口组顶距离不同,岩溶储层地震响应特征不同,茅三段表层型岩溶储层物性与茅口组顶部波峰振幅呈负相关,茅二b段内幕型岩溶储层物性则与茅口组内部波峰振幅呈正相关;⑤表层型岩溶储层在平面上不依赖断层且具有一定规模。

柴达木盆地英雄岭构造带小断层和碳酸盐岩缝洞体识别地震勘探关键技术

针对柴达木盆地英雄岭构造带深层小断层和碳酸盐岩缝洞体识别,提出配套的地震勘探关键技术。首先,从资料采集方面,扩大观测方位,采用小组合激发和接收,炮、检点均匀布设,可提高小断层成像精度;在地震资料数据处理方面,采用OVT域多维保真压噪技术和巨厚表层Q补偿处理技术,可以提高地震资料信噪比、保真度,有效拓宽频带,提高分辨率;在地震资料解释方面,利用分方位数据体和人工智能断层识别技术,可有效提高小断层识别精度,利用各向异性强度属性可有效识别缝洞体。该技术可为其他类似地区提供参考。

井炮同步激发采集技术在塔北—塔中沙漠区的应用

近年来,塔里木油田在台盆区沙漠地带采取“区带整体部署,集中高效采集”的方式加快该区高精度三维地震资料全覆盖部署,地震资料采集面临工作量大、采集时窗短、多支队伍同时施工等诸多挑战。多支地震队施工距离较近造成的数据混叠严重影响深层有效弱信号,通过延长激发时间间隔和轮换交替施工方式势必大幅降低生产效率。为此,通过室内数值模拟定性分析及工区内大炮检距、长排列试验资料和现场录制的120 s长背景记录定量分析,综合建立数据混叠分析时间—空间图板,明确了沙漠区数据混叠的类型及产生机理,提出不同距离条件下井炮激发方案,并成功应用于富满油田Ⅱ区2408 km2沙漠连片三维地震采集。生产实践表明,所提方法可有效地规避数据混叠,在此基础上,采集日效提高约35%,确保了项目优质、高效、按期完成,夯实了油气高效勘探开发资料基础,为大沙漠区连片三维采集提供了借鉴,也为改进防重炮装备系统提供了技术思路。

三维TTI介质qP波透射立体层析方法研究

致力于研究三维TTI介质下的qP波立体层析反演算法.将射线扰动理论应用于三维具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质拟声波程函方程,导出立体层析所需的三维TTI介质qP波数据空间与三维TTI介质模型空间之间的所有Frechét导数.在通过灵敏度测试验证了相应Frechét导数对于三个各向异性THOMSEN参数的正确性之后,使用两步法反演策略——即先使用坐标分量和射线参数水平分量(不包括走时)实施初始反演而后再使用所有数据空间分量进行反演,在三维qP波TTI介质情形下针对三个各向异性THOMSEN参数可以获得理想的反演结果,为三维qP波TTI介质下透射立体层析的应用做好了理论准备.用一个典型的理论数据算例证实了上述观点.

柴东地区欧南凹陷上石炭统地震相及沉积展布特征

柴达木盆地东部欧南凹陷石炭系是新区、新层系油气勘探重点区域,钻井和露头揭示平面上上石炭统沉积特征差异大,沉积相展布特征认识不清,影响着柴东地区上石炭统油气勘探的部署。文章利用欧南凹陷二维地震资料,分析其地震反射内部结构和外部几何形态特征,在欧南凹陷上石炭统内共识别出平行席状地震相、亚平行席状地震相、丘状地震相、楔状地震相、斜交前积地震相和杂乱状地震相6种,并对其特征进行了详细的描述,建立了欧南凹陷上石炭统地震相的平面组合图;综合区域地质资料、露头、测井和地震资料,在地震沉积学和大陆架沉积理论的指导下,建立了欧南凹陷上石炭统地震相与沉积相之间的联系,并预测了其沉积相的展布特征。研究结果表明,上石炭世欧南凹陷由东向西依次发育河流−三角洲平原沉积体系、三角洲前缘沉积体系和前三角洲−深水陆棚沉积体系。

基于五维地震数据的火山机构刻画及岩相识别——以准噶尔盆地石炭系火山岩为例

五维地震数据可以更好地分析地震波在各向异性介质中传播的旅行时间、速度、振幅、频率和相位等属性随方位角的变化,而且炮检距信息与目标地质体的尺度、地层岩性和流体成分等存在相关性,方位角信息则与地层中的断裂、裂缝等的发育特征相关。为此,提出了基于五维地震资料的火山机构刻画和岩相识别技术。考虑到地下构造在垂直于走向方向的响应更明显的特点,通过构建方位分析窗提取优势方位信息,利用倾角成像增强处理的地震资料预测火山机构,利用倾角及方位角的变化计算相邻道的相似性,提高了地震资料的横向信噪比,明确了火山机构宏观分布范围;通过定义方位时窗,结合地震道反距离加权算法,提取每个方位对断裂最敏感的信息,提高了火山机构刻画精度,得到的火山形态更清晰;再结合核主成分分析(KPCA)融合优势属性预测火山岩有利岩相,精细预测了准噶尔盆地KM1井区的三期火山岩有利区带,为高效勘探、开发该区的火山岩储层奠定了基础。

运用机器学习方法提取Sentinel-2影像烃微渗漏异常——以Marsel探区为例

油气藏的烃微渗漏是一种普遍存在的现象,遥感技术为油气藏的烃微渗漏地表检测提供了高效快捷的方法.传统的基于烃微渗漏机理的方法通过检测烃微渗漏引起的地表异常(植被、蚀变矿物等)响应以提取烃微渗漏位置,方法简单,但多解性强.本文以哈萨克斯坦Marsel探区为研究对象,提出了一种基于机器学习的遥感影像烃微渗漏异常提取方法.首先以研究区地表微生物检测结果为基础制作训练样本,为了对比不同样本学习结果,分别制作了斑块样本(patch sample)数据集和像元样本(pixel sample)数据集,在此基础上采用逻辑回归、支持向量机、随机森林、LeNet、AlexNet、GoogLeNet、ResNet算法构建两类数据集的学习模型.结果表明,对于经典机器学习算法,斑块样本最高准确率达0.833,像元样本最高达0.771;对于深度学习算法,斑块样本最高达0.782,像元样本最高达0.914.最后把这准确率最高的四种算法模型应用于哈萨克斯坦Marsel探区,并与地质地震资料进行对比,发现ResNet-18-1D对像元样本的预测结果与地震地质分析资料的对应性最佳,且准确率达0.914,Kappa系数达0.892.

四川盆地渝西大安地区灰质源岩气勘探突破与资源潜力

四川盆地渝西大安地区茅口组一段(茅一段)灰质源岩气勘探取得了重大突破,对灰质源岩气的源内非常规勘探具有重要借鉴和示范意义。DB1H井是四川盆地针对茅一段暗色灰质源岩非常规气藏评价部署的首口水平井,通过酸化压裂试气获得高达55.6×10^(4) m^(3)/d的测试产量。系统介绍了渝西大安地区茅一段灰质源岩气的发现历程,展望了四川盆地茅一段灰质源岩气的资源前景。通过对渝西大安地区茅一段灰质源岩地质特征研究,认为该层系岩性主要为中缓坡相深灰色—黑灰色富有机质泥晶生屑灰岩,且区域稳定分布,是中国南方中上扬子地区重要的海相灰质源岩地层。茅一段灰质源岩气整体经历了富有机质碳酸盐岩沉积—成岩—成烃—成储—成藏—赋存“源内一体化演变”成藏过程,具有“源储一体、原位富集、连续型展布”的成藏特征。以微米级为主体的源内微观孔隙及与断层伴生的溶蚀孔洞、微缝网体系为气体主要储集空间,构成了基质孔隙型(原生型)和裂缝—孔隙型(改造型)两类储层,建立了“源储一体为主兼构造转折带短距离运移富集”的灰质源岩气成藏模式和甜点评价体系。富有机质暗色灰质源岩的发育、有利的古隆起和现今背斜构造背景,及与古断层有关的断控型岩溶、张性应力微裂缝的发育叠置,为茅一段灰质源岩新型储层富集高产的关键。初步估算四川盆地茅一段灰质源岩气资源量可达2×10^(12)m^(3),将成为盆内现实增储上产战略意义的非常规勘探新领域。

鄂尔多斯盆地古峰庄地区疑似侵入岩体的发现及其地质意义

鄂尔多斯盆地内部岩浆岩体的发现对于构造-热事件重建、古地温场恢复及油气地质作用解析有重要意义。基于高精度三维地震资料的处理与解释,首次在盆地内部古峰庄地区发现疑似浅层侵入岩体,刻画了其空间展布并探讨了油气地质意义。研究显示,古峰庄地区存在6个疑似侵入岩体,在平面上多呈环状或云朵状,剖面上愈临近岩体核部,地层杂乱反射和丘状构造特征愈明显。据岩体分布形式和地震反射特征,可将其分为“岩浆深分散浅集中上涌型”疑似侵入岩体和“岩浆浅集中上涌型”疑似侵入岩体。前者由深及浅均有杂乱反射现象,与围岩反射特征明显有别,产状近直立,伴生断裂发育。后者仅在1 000 ms等时切片以上的浅部层系呈杂乱丘状反射,其下地层呈正常的层状反射、几乎不见地层扰动现象。分析认为先存断裂的存在及其数量、规模、垂向叠置程度、核部与端部断距以及地层压力,是造成岩浆差异式上涌的主因。结合盆内其他岩浆岩体发育特征和形成时代,认为古峰庄疑似侵入岩体形成于早白垩世晚期,与古生界-中生界油气规模成烃期和成藏期一致,此阶段的热液活动对该区油气生成、保存和成藏具有重大意义。

多分量裂缝预测技术研究及其在川南页岩气工区的应用

与常规油气相比,页岩中普遍含气,但是单井的产量变化大,通过改造形成裂缝网络的页岩气井才具有工业开发价值。目前,页岩裂缝预测的方法较多,大多数是基于纵波地震资料的,而利用多分量地震资料预测裂缝发育区仍是研究人员探索和努力的方向。这里首次运用转换横波地震资料对页岩气的裂缝发育情况进行预测研究。首先,利用转换波模型正演,结合多波地震资料对比识别页岩的小断裂、小断层。其次,通过基于横波分裂特性的裂缝预测技术对高角度的裂缝走向和密度进行预测。通过四川盆地实际资料应用表明,多分量裂缝预测技术能够有效识别页岩气的裂缝发育情况,多分量裂缝预测效果明显优于纵波叠前裂缝预测,成果更加合理。

柴达木盆地西北缘尖顶山和黑梁子背斜的几何学与运动学特征分析

选取青藏高原北部柴达木盆地内尖顶山和黑梁子背斜作为研究对象,基于遥感影像和地震剖面,解释并分析该背斜构造带的地表次级断裂以及地下构造的变形样式与运动特征。遥感影像显示,尖顶山背斜的大部分地表次级断裂从北西走向的压扭断裂向东南方向过渡为南北走向的正断层,而黑梁子背斜的地表次级断裂为北北东走向的左行张扭断层。地震剖面显示,尖顶山和黑梁子背斜由上部逆冲滑脱断裂和下部基底正花状构造组成,深层与浅层的变形解耦主要受新生界下部路乐河组的膏盐层影响。结合地表次级断裂和地下基底断裂的平面展布样式、运动特征以及沿走向的变化,认为尖顶山和黑梁子背斜为右行压扭构造,推测在印度板块与欧亚大陆汇聚的背景下,柴达木盆地内部在持续缩短变形的过程中发生向东的差异性挤出,从而形成一系列压扭性质的背斜构造。

沁水盆地煤层气地震资料处理技术

为了准确预测沁水盆地煤层气勘探有利区,开展了煤层气地震资料处理关键技术研究。研究结果表明:1)层析反演技术配合地表一致性剩余静校正技术,可以较好地解决资料中存在的静校正问题,最终99%以上的炮点和检波点校正量约束在一个样点间隔范围内,目的层反射连续性增强,信噪比得到大幅度提高;2)基于AVO正演道集的保幅去噪质控技术,可以定量评价去噪保幅性,去噪后井点位置地震道集的AVO特征与正演道集的AVO特征相似程度达到90%以上;3)对于黄土山地地震资料,近地表Q补偿加串联反褶积可以有效改善地震资料的频谱,最终成果主频可达37 Hz,频宽达到4.5个倍频程,满足叠前、叠后反演对资料的频率需求;4)OVG道集不仅保留了方位角和炮检距信息,同时其近中远炮检距能量均衡,能更好地满足叠前裂缝检测的需求,提高裂缝检测的精度;5)将采区内生产井的产水与产气信息作为验证手段,对成果的构造形态以及断层合理性予以质控,更能保证处理成果的真实性与合理性。以上成果认识对地震勘探技术在煤层气有利区预测中的成功应用具有一定的指导意义,满足煤层气高效开发的需求。

潜伏背斜精细建模及其应用效果分析——以川东石炭系气田为例

四川盆地川东高陡构造带油气勘探对象主要以背斜圈闭为主,因大多数地面背斜出露石灰岩,保存条件差,天然气勘探价值不高,而潜伏背斜保存条件良好,成为天然气聚集的有利场所。川东地区石炭系气藏是构造圈闭型,落实圈闭形态十分重要,直接关系钻探获气成功率。目前,石炭系潜伏背斜天然气勘探开发已进行到深入挖潜阶段,但仍有一些潜伏背斜地震成果不落实,井—震深度误差大,值得人们深入研究。依据地震剖面、地面地质、钻测井资料,建立精细潜伏背斜模式,划分为4大类、7亚类及30个小型,并对4大类潜伏背斜勘探开发效果进行总体评价。基于新建潜伏背斜模式,在3方面得到应用:①基于潜伏背斜模式,进行模型正演和反演,有利于分析复杂波长、时间域构造畸变现象及高点偏移规律;②有利于建立合理的时深转换及叠前深偏速度模型,提高深度域构造形态的可靠性;③基于潜伏背斜模式的水平叠加时间剖面(简称叠加剖面)基本反射特征,从而判定陡潜背斜的基本类型和形态,避免深度域里造成“假潜伏背斜”。川东地区新的潜伏背斜精细建模,将在石炭系气藏深入挖潜中进一步发挥积极作用。

苏里格气田苏东地区盒8段储层特征及主控因素分析

苏里格气田其气井存在单井产量低、压力下降快等问题,研究储层对物性的控制作用就显得十分重要。本文在前人工作基础上,结合野外露头观察、岩心观察描述,深入分析苏东地区大量的储层岩矿、物性、铸体、电镜、阴极发光等测试分析资料,认为(1)苏东地区沉积相类型为河流相,砂体粒度较粗、分选较好,砂体类型主要为孤立性、下切堆叠型以及离散堆叠型;(2)苏里格气田苏东地区盒8段的砂岩碎屑成分中的石英、高岭石、绿泥石对影响物性起到了主导作用;(3)成岩作用中的溶蚀作用也直接控制了储层物性。研究成果对推进苏东地区的勘探开发有一定理论指导意义。

基于变差分系数的变网格弹性波全波形反演

全波形反演充分利用地震波传播的振幅、相位和旅行时等信息,相较于旅行时层析能够获得分辨率和精度更高的反演结果。当浅层介质速度较低时,为了保证正演模拟精度,通常需要使用较细的网格对低速层进行采样。然而,对整个模型用细网格剖分会导致巨大的计算量以及存储量,同时模型的高速区域也会产生过采样现象,这些问题会在全波形反演过程中被进一步放大。为了避免这些问题,引入了一种基于变差分系数的变网格弹性波动方程有限差分正演模拟方法。首先,基于Taylor展开式推导了变网格波场模拟的差分系数,实现了变网格波场模拟;其次,将变差分系数正演模拟方法应用于全波形反演中的正演模拟、残差反传和波场重构中,实现了基于变差分系数的变网格弹性波全波形反演。在全波形反演时,分别采用多尺度反演策略和常规的共轭梯度法迭代求解。使用细网格剖分速度较低的浅部低速层和粗网格剖分速度较高的中深层,既可以保证浅层的反演精度,又可以避免中深层的过采样。模型数据反演结果表明,基于变差分系数的变网格全波形反演相较于均匀粗网格全波形反演可以更有效实现低速异常体的准确刻画。含噪数据测试表明,提出的全波形反演方法具有较强的抗噪性。