2021年, 第56卷, 第1期　刊出日期：2021-02-15

  

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  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 0-0.

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  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 0-0.

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智能地球物理
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  基于深度卷积神经网络的地震数据断层识别方法

  常德宽, 雍学善, 王一惠, 杨午阳, 李海山, 张广智

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 1-8. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.001

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  常德宽, 雍学善, 王一惠, 杨午阳, 李海山, 张广智. 基于深度卷积神经网络的地震数据断层识别方法[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 1-8.

  CHANG Dekuan, YONG Xueshan, WANG Yihui, YANG Wuyang, LI Hai-shan, ZHANG Guangzhi. Seismic fault interpretation based on deep convolutional neural networks[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 1-8.

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  对地震数据进行断层解释一直是油气勘探开发过程中的一项重点工作。传统的断层解释主要是以人机交互方式进行的，效率低，并且人为因素可能增大断层解释结果的不确定性；而常规的断层识别方法则通常需要设置多个控制参数，导致断层识别的结果严重依赖参数设置的准确性。为此，提出一种基于卷积深度神经网络的地震数据断层识别方法，该方法利用ResNet深度残差网络可有效训练深层卷积神经网络和U-Net架构可表征多尺度、多层次特征信息的优势，将ResNet和U-Net架构联合，构建了用于地震数据断层识别的网络架构（SeisFault-Net）。其中，U-Net架构由编码和解码两个子网络组成，使SeisFault-Net以端到端的方式进行模型训练；同时，利用残差神经网络克服深层网络梯度弥散的问题，有效提高SeisFault-Net的训练效率。训练后的SeisFault-Net无需设置任何参数即可对地震数据进行断层识别，避免了常规方法中人为设置参数的经验误差和不确定性。数据实验表明，提出的SeisFault-Net方法可准确地识别断层位置，且识别的断层垂向连续性好，断层轮廓清晰。与相干算法相比，SeisFault-Net方法识别的断层细节更丰富，断层解释更准确；同时，可有效提高地震断层识别的效率。
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  基于联合深度学习的地震数据随机噪声压制

  张岩, 李新月, 王斌, 李杰, 董宏丽

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 9-25,56. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.002

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  张岩, 李新月, 王斌, 李杰, 董宏丽. 基于联合深度学习的地震数据随机噪声压制[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 9-25,56.

  ZHANG Yan, LI Xinyue, WANG Bin, LI Jie, DONG Hongli. Random noise suppression of seismic data based on joint deep learning[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 9-25,56.

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  噪声压制是地震资料处理中的一项关键任务。根据不同噪声的形成机制、特性，可以采用不同的压制方法，使地震资料的信噪比达到预期，提高后续地震资料处理和解释的效率和精度。现有基于深度学习的地震数据去噪方法，通常仅关注单一时域或频域的特征提取，导致局部过平滑或纹理模糊的现象；此外，传统卷积神经网络的卷积核往往采用固定较小的尺寸，限制了感受野大小，容易导致地震数据特征信息提取不充分。为此，提出一种基于联合深度学习的地震数据随机噪声压制方法。首先，考虑时域和频域两方面的特征信息，利用联合误差定义损失函数，改善特征提取效果；其次，通过分析卷积核大小和网络深度对感受野大小的影响，采用扩充卷积的方式，增加地震数据特征提取的多样性，减少地震数据细节的损失；再次，根据网络输入与输出数据具有相似性的特点，引入残差学习策略；最后，利用批归一化算法加快模型收敛，提高地震数据去噪效率。与同类算法对比实验表明，应用所提出的方法可得到更好的同相轴纹理保持效果和较高的信噪比。
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  测井资料PSO-XGBoost渗透率预测

  谷宇峰, 张道勇, 鲍志东

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 26-37. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.003

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  谷宇峰, 张道勇, 鲍志东. 测井资料PSO-XGBoost渗透率预测[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 26-37.

  GU Yufeng, ZHANG Daoyong, BAO Zhidong. Permeability prediction using PSO-XGBoost based on logging data[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 26-37.

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  渗透率预测模型主要分为物理模型和拟合模型。物理模型基于测井理论，能得到可靠的渗透率预测值，但推广性较差；逐步迭代为经典的拟合算法，能快速预测渗透率，但难以确定各类测井曲线与渗透率之间的复杂关系，因此无法用解析式表示目的层渗透率最优拟合模型。为此，从优化参数角度出发，利用粒子群优化（PSO）算法改进XGBoost，进而提出渗透率预测模型PSO-XGBoost。以姬塬油田西部长4+5段致密砂岩储层为研究对象，通过三个实验考查PSO-XGBoost预测渗透率的能力。结果表明：①与物理模型相比，拟合模型涉及的储层特征参数较少，因此在建模资料不充足的情况下，适用性更好。但由于预测性能受建模数据品质影响很大，导致计算稳定性不佳，难以推广使用。②使用PSO技术可优化SVR、GBDT、XGBoost参数，形成的PSO-SVR、PSO-GBDT、PSO-XGBoost能快速给出可靠的预测结果，其中PSO-SVR的预测性能随训练样本品质变化而有较大的波动，PSO-GBDT的预测性能随训练样本品质变化没有较大的波动，PSO-XGBoost的预测效率和精度最高，稳定性最好。因此PSO-SVR难以推广使用，PSO-XGBoost最具推广应用价值。③逐步迭代、PSO-SVR、PSO-GBDT、PSO-XGBoost的预测能力都可在训练更多学习样本后得到明显提升。
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  地震倒谱特征参数谱聚类地震相分析方法

  桑凯恒, 张繁昌, 李传辉

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 38-48. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.004

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  桑凯恒, 张繁昌, 李传辉. 地震倒谱特征参数谱聚类地震相分析方法[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 38-48.

  SANG Kaiheng, ZHANG Fanchang, LI Chuanhui. Seismic facies analysis based on cepstrum characteristic parameters and spectral clustering[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 38-48.

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  常用的地震相分析方法有随机模拟、神经网络、聚类算法和深度学习等。随机模拟结果易受随机模型影响，而且在地质结构复杂地区难以准确划分地震相。神经网络和深度学习具有较强的容错性和泛化能力，但需要海量训练样本数据，同时训练网络的计算量巨大。K均值聚类、C模糊聚类等经典聚类算法在简单数据集上均获得了理想的聚类结果，但对于非凸数据集并不能实现全局最优。为此，提出一种基于地震数据倒谱特征参数的谱聚类地震相分析方法。该方法以地震倒谱特征参数为谱聚类的输入变量，然后通过井标定，建立地震相与地质体间的对应关系。以图论为基础的谱聚类方法将数据的聚类转化为图的分割问题，通过图的最优分割实现数据的精确聚类。通过优化相似度矩阵计算方法，构建稀疏相似度矩阵，可以解决矩阵维度过大引起的存储和计算量大的问题，使谱聚类更适用于划分三维空间地震相。地震倒谱特征参数一方面能减少数据的维数，降低计算复杂度；另一方面能消除波形的影响，提高划分精度。模型试验和实际数据应用表明，与地震瞬时振幅、多地震属性地震相划分结果相比，所提方法划分的地震相带与古地貌吻合更好，边界更清晰，可解释性也更好，可为油气勘探和油藏评价提供数据支撑。
消息
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  本期广告索引

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 48-48.

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  . 本期广告索引[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 48-48.

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采集技术
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  矢量叠加初至波定位方法及精度评价

  杨海申, 徐丽军, 马洁, 侯昆鹏, 肖永新

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 49-56. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.005

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  杨海申, 徐丽军, 马洁, 侯昆鹏, 肖永新. 矢量叠加初至波定位方法及精度评价[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 49-56.

  YANG Haishen, XU Lijun, MA Jie, HOU Kunpeng, XIAO Yongxin. First-break positioning and accuracy evaluation based on vector superposition[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 49-56.

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  海上勘探的海底电缆或节点检波器沉放过程中，因受洋流、潮汐、缆绳等因素影响，沉放位置会发生漂移现象，故有必要对检波点进行二次定位以确定其在海底的准确位置。为此，文中提出矢量叠加初至波定位方法。通过构建每个炮检对的位置矢量，进行矢量叠加，得到检波点的准确坐标位置，并给出定位精度的量化评价指标，形成了一套从初至拾取、定位计算到定位精度评价的完整定位方法。实际数据应用结果表明，利用该方法能得到海底电缆或节点检波器准确的二次定位结果，还可对定位精度做出定量评价，具有广阔的应用前景。
处理技术
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  应用SVD约束的迭代反演混叠噪声压制方法

  董烈乾, 张慕刚, 骆飞, 张翊孟, 王泽, 魏国伟

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 57-61,117. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.006

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  董烈乾, 张慕刚, 骆飞, 张翊孟, 王泽, 魏国伟. 应用SVD约束的迭代反演混叠噪声压制方法[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 57-61,117.

  DONG Lieqian, ZHANG Mugang, LUO Fei, ZHANG Yimeng, WANG Ze, WEI Guowei. Blended noise suppression based on SVD constrained iterative inversion[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 57-61,117.

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  超高效混叠采集技术可实现多组震源同时激发产生地震波场，大幅度提高采集效率，但往往会导致相邻震源之间产生波场交叉而相互干涉，显著降低地震数据的信噪比。为此，提出一种基于奇异值分解（SVD）约束迭代反演的混叠噪声压制方法。首先以选定区域的混叠噪声奇异值对混叠数据的奇异值向量进行约束，然后利用迭代反演的策略逐步更新混叠数据的奇异值向量，最终在共炮检距域或动校正后的共中心点域实现混叠噪声与有效信号的分离。数据测试结果表明，该方法可在压制混叠噪声的同时，充分地保护有效信号。
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  宽方位地震OVT域方位各向异性校正技术

  李昂, 张丽艳, 杨建国, 李娜, 李士超, 姚玉来

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 62-68. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.007

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  李昂, 张丽艳, 杨建国, 李娜, 李士超, 姚玉来. 宽方位地震OVT域方位各向异性校正技术[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 62-68.

  LI Ang, ZHANG Liyan, YANG Jianguo, LI Na, LI Shichao, YAO Yulai. Analysis and processing technology of azimuth anisotropy in OVT domain of wide-azimuth seismic data[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 62-68.

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  为提高宽方位地震资料的成像质量，需进行宽方位各向异性校正处理。相干谱拾取是一种OVT（offset vector tile）域的各向异性处理方法，它以OVT域偏移后的方位道集为基础，以叠加剖面作为引导，进行时差拾取，反演出各向异性参数，即求出方位各向异性的方位角和各向异性强度，进行方位各向异性校正处理。将相干谱拾取方法应用于理论模型和实际的宽方位地震资料处理中，消除了方位各向异性时差的影响，提高了地震成像质量，为后续的地震资料解释及储层预测提供了高质量的数据。
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  基于交叠组稀疏非凸L_p伪范数高阶全变分的地震随机噪声压制

  梁上林, 胡天跃, 崔栋, 隋京坤

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 69-76. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.008

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  梁上林, 胡天跃, 崔栋, 隋京坤. 基于交叠组稀疏非凸L_p伪范数高阶全变分的地震随机噪声压制[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 69-76.

  LIANG Shanglin, HU Tianyue, CUI Dong, SUI Jingkun. Random noises suppression based on overlapping group sparsity, non-convex L_p-pseudo-norm regula-rization and higher-order total variation[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 69-76.

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  针对高阶全变分模型在地震资料去噪中存在严重阶梯效应的问题，引入交叠组稀疏去噪技术；为提升对局部细节的保护能力，加入非凸L_p伪范数正则化，形成一种改进的去噪模型。该模型是从传统孤立的数据点向四周延伸，充分挖掘信号的邻域相似性。由于改进模型存在耦合问题，进一步采用交替方向乘子迭代法将其转化为四个子问题，并在求解过程中采用最大最小值算法和加权方向迭代L₁算法以提高计算精度和效率。模拟数据和实际资料的应用结果表明，所提方法不仅能有效减弱阶梯效应，压制地震数据中的随机噪声，而且具有保护弱小信号局部细节的能力。
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  多道联合约束的匹配追踪强反射轴压制方法

  杨子鹏, 宋维琪, 刘军, 陈俊安, 刘群, 武迪

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 77-85. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.009

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  杨子鹏, 宋维琪, 刘军, 陈俊安, 刘群, 武迪. 多道联合约束的匹配追踪强反射轴压制方法[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 77-85.

  YANG Zipeng, SONG Weiqi, LIU Jun, CHEN Junan, LIU qun, WU Di. A method of combining multi-channel signals to suppress the strong reflection through matching pursuit[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 77-85.

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  针对强反射轴中及其附近有效信号难以识别和区分的问题，利用匹配追踪算法的稀疏分解表示能力，提出一种多道联合约束的匹配追踪（TC-MMP）强反射轴压制方法。对于多道匹配追踪算法分解信号过程中迭代终止条件难以确定的问题，引入残差比阈值，与固定迭代次数或固定残差门限相比，在一定程度上提高了信号分解的效率，由此形成了迭代条件约束下的匹配追踪算法。利用TC-MMP算法分解含有强反射轴的信号，搜索能量最强的匹配子波并将其作为提取的最佳强反射，通过多道提取的强反射信号求取能量加权系数，增大强反射轴中有效信号的能量占比，再利用试算方法得到最优强反射轴压制参数，使处理结果既保留了强反射轴中的有效信号，也凸显了强反射轴附近被掩盖的有效信号。含有高阻层的理论模型和带有井分层数据的实际地震资料的处理结果表明，所提强反射轴压制方法比常规方法更可靠且有效，可为储层的精确描述提供技术支撑。
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  海底节点高效混采海量数据分离技术

  陈鹰鹏, 张红军, 刘勇, 赵珉, 宋家文, 戚群丽

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 86-91. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.010

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  陈鹰鹏, 张红军, 刘勇, 赵珉, 宋家文, 戚群丽. 海底节点高效混采海量数据分离技术[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 86-91.

  CHEN Yingpeng, ZHANG Hongjun, LIU Yong, ZHAO Min, SONG Jiawen, QI Qunli. Deblending massive OBN data acquired by efficient and blended shooting method[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 86-91.

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  与陆上混采数据混叠干扰类型单一相比，由于海底节点（OBN）高效混采施工的特殊性，OBN高效混采数据中存在多种混叠干扰类型，其中非生产炮数量过多造成逻辑坐标系统下的重炮以及复杂海域导致的严重变观现象，是OBN高效混采资料中产生多种类型混叠干扰的两种主要原因。为此，通过分析OBN高效混采数据中混叠干扰类型，研究了迭代动态映射技术以及炮点逻辑坐标预处理、稀疏反演法的技术方案。选择基于FKK变换的稀疏反演法预测噪声的分离方法，同时以迭代的方式对所有重炮的逻辑位置进行全局动态映射预处理，高效识别多种混叠干扰，从而精准、快速地分离高混叠度的OBN海量地震数据。对A区OBN高效混采数据的分离结果表明，分离的单炮数据保真度高，在优化分离效率的前提下，取得了较理想的分离效果。
偏移成像
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  广义Rytov近似有限频初至层析

  冯波, WU Ru-Shan, 罗飞, 许荣伟, 王华忠

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 92-99. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.011

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  冯波, WU Ru-Shan, 罗飞, 许荣伟, 王华忠. 广义Rytov近似有限频初至层析[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 92-99.

  FENG Bo, WU Ru-Shan, LUO Fei, XU Rongwei, WANG Huazhong. Wave-equation traveltime tomography using the ge-neralized Rytov approximation[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 92-99.

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  在传统的有限频层析理论中，采用Born或Rytov近似推导地震波旅行时对模型参数的一阶Fréchet微商，隐含了弱散射近似假设。对于强速度扰动，有限频层析正问题的线性化近似不再成立。近年来发展的广义Rytov近似理论可以较为精确地预测散射波的相位扰动，因此更适用于有限频旅行时层析。为突破弱散射近似的限制，将广义Rytov近似应用于传统的有限频层析理论，导出了基于广义Rytov近似理论的有限频旅行时敏感度核函数。由数值试验可知，对于前向小角度散射，无论速度扰动强度如何，新的旅行时核函数均可较为准确地预测地震波的旅行时扰动。针对旅行时层析反问题，提出了一种基于隐式矩阵向量乘的高斯—牛顿反演算法，具有准二阶收敛速度且无需显式计算和存储Hessian矩阵。复杂模型数据测试结果表明，提出的广义Rytov近似旅行时层析可以建立高精度的近地表速度模型，且收敛速度较快。
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  基于数值和物理模拟的低幅度构造成像

  田彦灿, 石文武, 王国庆, 徐中华, 蒋春玲

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 100-108. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.012

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  田彦灿, 石文武, 王国庆, 徐中华, 蒋春玲. 基于数值和物理模拟的低幅度构造成像[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 100-108.

  TIAN Yancan, SHI Wenwu, WANG Guoqing, XU Zhonghua, JIANG Chunling. Low-amplitude structural imaging based on seismic numerical simulation and physical modeling[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 100-108.

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  勘探实践证明，低幅度构造在有利的生储盖和油气运移条件下可形成“小而肥”的高产油气藏，冀东马头营地区低幅度构造成像精度低，与钻井存在较大误差。主要原因在于传统速度建模技术不能很好地解决浅层不同砂地比引起的横向变速问题。为此，提出了基于地震模拟的低幅度构造速度建模技术，设计能够突出该区主要矛盾的简化模型，并开展物理模拟、数值模拟。地震模拟可以通过真实速度偏移得到正确的成像结果，同时将真实速度、地层形态作为先验信息，开展低幅度构造速度建模研究，检验技术的有效性。研究结果表明沿层层析反演技术可以计算出精度相对较高的初始速度模型，高密度构造约束网格层析成像技术可以构建出高精度的符合速度变化规律的模型。两项速度建模技术联合应用提高了低幅度构造的成像精度。
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  四川盆地西北部深层低幅度构造建模及成像

  王艳香, 苏勤, 乐幸福, 张军舵, 刘威, 袁焕

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 109-117. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.013

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  王艳香, 苏勤, 乐幸福, 张军舵, 刘威, 袁焕. 四川盆地西北部深层低幅度构造建模及成像[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 109-117.

  WANG Yanxiang, SU Qin, LE Xingfu, ZHANG Junduo, LIU Wei, YUAN Huan. Research on modeling and imaging of deep low-amplitude structures in the northwestern Sichuan Basin[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 109-117.

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  为落实四川盆地西北部龙门山前带构造圈闭细节，开展了低幅度构造成像、网格层析速度建模和构造物理模拟实验研究。龙门山前带地表地下构造复杂，采用构造正演模拟的方法研究其动力学成因；利用自适应微测井约束初至层析静校正技术解决该区影响低幅度构造成像的静校正问题；应用各向异性动校正技术解决在大炮检距处产生的动校过量问题，提高了浅部陡倾地层及深部低幅度构造的速度分析精度；将约束层析的近地表速度模型和沿层层析获得的中深层速度模型融合，充分利用钻井数据等多信息指导初始速度模型的建立，利用网格层析优化速度模型并偏移，为地震资料解释提供了准确可靠的数据。
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  应用散射时距关系的三维三分量VSP成像

  闫媛媛, 秦俐, 罗坤, 芦俊, 王赟

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 118-126. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.014

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  闫媛媛, 秦俐, 罗坤, 芦俊, 王赟. 应用散射时距关系的三维三分量VSP成像[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 118-126.

  YAN Yuanyuan, QIN Li, LUO Kun, LU Jun, WANG Yun. 3D3C VSP imaging technology based on scattering time-distance relationship[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 118-126.

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  由于观测系统的特殊性，无法采用地面地震技术处理三维三分量（3D3C） VSP数据。现有的VSP成像技术中，可借鉴的高精度成像方法较少，缺乏相匹配的处理软件，成像速度分析多需要迭代，成像难度大。为此，提出一种适用于3D3C-VSP数据的无需迭代的速度建模与基于散射时距关系的成像方法。首先，建立了适用于3D3C-VSP观测系统的散射时距曲线方程，将地震道上各时刻的振幅分别搬至对应的反射面上，通过干涉叠加，抽取共成像点道集；然后，针对上、下行波射线路径不对称以及偏移速度不一致的情形，把共成像点道集中消除正常时差的上行波波场校正至具有双曲时差特性的虚拟炮检距道集中；最后，对虚拟炮检距道集进行精细速度分析、动校正和叠加，获得高精度的PP波与PS波成像剖面。该方法用于四川盆地A井3D3C-VSP地震数据的偏移，获得了优于常规VSP-CDP叠加的成像效果。
岩石物理
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  富有机质岩石横波速度预测方法

  刘致水, 刘俊州, 董宁, 包乾宗, 王震宇, 时磊

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 127-136,154. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.015

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  刘致水, 刘俊州, 董宁, 包乾宗, 王震宇, 时磊. 富有机质岩石横波速度预测方法[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 127-136,154.

  LIU Zhishui, LIU Junzhou, DONG Ning, BAO Qianzong, WANG Zhenyu, SHI Lei. Investigation to shear-wave velocity prediction me-thod for organic-rich rock[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 127-136,154.

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  以往针对富有机质岩石横波速度预测方法大多未同时考虑干酪根分布和孔隙形状的影响，为此，基于Kuster-Toksöz （KT）岩石物理模型和混沌量子粒子群寻优算法构建了一种新的富有机质岩石横波速度预测方法：把富有机质岩石等效为由矿物、干酪根颗粒、含流体孔隙组成的混合物，其中干酪根颗粒与孔隙同时被等效为硬币形状包含物，通过其纵横比变化表征干酪根分布及孔隙形状对速度的影响；使用预测与实测纵波速度之间的误差构建反演目标函数，引入混沌量子粒子群非线性多元全局寻优算法同时求解等效干酪根颗粒和等效孔隙纵横比参数，在反演参数的基础上预测横波速度。将该方法应用于实验室测量数据和实际测井数据，并与前人提出的三种单一参数自适应方法进行对比，结果显示新方法优于单一参数自适应方法，证明新方法在富有机质岩石横波速度预测中有效。
综合研究
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  时频空间域低频约束AVO响应校正方法

  张生强, 张志军, 郭军, 谭辉煌

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 137-145. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.016

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  张生强, 张志军, 郭军, 谭辉煌. 时频空间域低频约束AVO响应校正方法[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 137-145.

  ZHANG Shengqiang, ZHANG Zhijun, GUO Jun, TAN Huihuang. AVO response correction constrained by low-frequency components in time-frequency-space domain[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 137-145.

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  由于渤海新近系高孔隙度欠压实地层和复杂断裂等因素的存在，吸收衰减作用明显，使叠前道集高频能量衰减严重、AVO保幅性较差。具体表现为叠前道集的AVO响应在低频段可以匹配正演道集，但在高频段不能匹配，进而导致基于AVO响应的叠前油气检测技术难以有效应用。针对该问题，将高分辨率分频技术与AVO技术有机结合，提出了一种基于低频约束的时频空间域AVO响应校正方法。该方法以AVO趋势保持更好的低频能量为参考，根据低频段叠前道集和不同频段叠前道集的AVO响应趋势之间的关系构建并使用基于数据驱动的三维时频空间域校正因子，弥补远、近炮检距高频衰减差异对AVO分析的影响，能够有效改善叠前道集AVO保幅性。理论合成数据和实际数据处理结果表明，该校正方法较好地恢复了叠前道集的真实AVO规律，进而为基于AVO响应的叠前油气检测方法在渤海油田的广泛应用提供了可靠的资料基础。
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  储层敏感流体因子反演及烃类检测

  王迪, 张益明, 牛聪, 张玉华, 韩利

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 146-154. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.017

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  王迪, 张益明, 牛聪, 张玉华, 韩利. 储层敏感流体因子反演及烃类检测[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 146-154.

  WANG Di, ZHANG Yiming, NIU Cong, ZHANG Yuhua, HAN Li. Reservoir sensitive fluid factor inversion and its application in hydrocarbon detection[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 146-154.

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  西非尼日尔三角洲盆地发育深水扇沉积体系，钻井资料揭示，油层和水层均表现为“亮点”和远道增强的Ⅱ、Ⅲ类AVO异常，利用常规振幅和AVO方法检测烃类精度低。为此，首先分析了地震响应特征及其影响因素，通过正演模拟明确了孔隙度是引起振幅及AVO多解性的主要原因；然后，通过交会分析认识到，截距—梯度属性随孔隙度的变化规律与随含水饱和度的变化规律存在差异，进而提出了基于坐标旋转的扩展AVO属性，以降低常规AVO属性的多解性，提高油气预测精度；最后，开展面向实际储层的敏感流体因子优选，提出一种新的流体因子敏感性定量分析方法，能够优选出对流体敏感、对孔隙不敏感的流体因子，预测结果能够压制孔隙度造成的流体识别假象。分析结果表明，λ/μ（λ、μ为拉梅系数）具有对流体性质敏感性高、对孔隙度敏感性低的特征，是研究区开展烃类检测的最佳敏感流体因子。实际应用结果表明，利用扩展AVO属性和λ/μ流体因子能够有效区分真“亮点”油层和假“亮点”水层，预测结果与钻井数据更吻合，有效提升了烃类检测成功率。
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  砂岩储层横向不连续性检测技术组合及应用

  范廷恩, 张晶玉, 王海峰, 张显文, 杜昕

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 155-163. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.018

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  范廷恩, 张晶玉, 王海峰, 张显文, 杜昕. 砂岩储层横向不连续性检测技术组合及应用[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 155-163.

  FAN Ting'en, ZHANG Jingyu, WANG Haifeng, ZHANG Xianwen, DU Xin. Combination and application of detecting technology for lateral discontinuity of sandstone reservoir[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 155-163.

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  地震信号横向不连续性检测大多针对断层检测、识别和自动解释，相关研究包括边缘保持滤波技术、相干体技术、蚂蚁追踪技术等，并已得到广泛应用。但对于小尺度不连续信息检测的研究较少。局部结构熵算法属于第三代相干算法，较前两代相干算法具有更好的抗噪性和更高的分辨率，对砂岩储层内部微小的不连续结构的检测精度更高。为此，以局部结构熵属性计算为核心，辅助以边缘保持滤波技术和基于蚁群算法的平面属性增强处理方法，形成了砂岩储层横向不连续性检测的技术组合。其流程包括地震资料解释性处理、相干体属性计算、平面表征及优化、成果验证及应用。在南海H油田目标砂体单元的应用表明，应用上述技术组合得到的储层横向不连续性检测结果与水平井钻遇的泥岩段具有较好的匹配关系，验证了技术组合的有效性。
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  基于Zoeppritz方程的叠前和叠后混合多参数非线性地震反演

  张凌远, 张宏兵, 尚作萍, 严立志, 任权

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 164-171. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.019

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  张凌远, 张宏兵, 尚作萍, 严立志, 任权. 基于Zoeppritz方程的叠前和叠后混合多参数非线性地震反演[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 164-171.

  ZHANG Lingyuan, ZHANG Hongbing, SHANG Zuoping, YAN Lizhi, REN Quan. Nonlinear multi-parameter hybrid inversion of pre-stack and post-stack seismic data based on Zoeppritz equation[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 164-171.

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  目前通过Shuey近似式或Gray近似式及基追踪理论反演泊松比，或依据叠前反演获得的纵、横波速度计算纵横波速度比，但不可避免地降低了参数反演精度。为此，尝试通过精确的Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比或泊松比。基于垂直入射反射系数和精确Zoeppritz方程的褶积模型，结合边界保护正则化建立叠前和叠后地震反演的目标函数，以降低反演不适定性的不利影响，并使用快速模拟退火算法进行全局非线性优化。由于多参数之间的量级差异以及多参数同步随机搜索增大了不确定性，在反演时通过在改进Fatti方程中引入密度与纵波速度、横波速度与纵波速度两个拟合式提高反演精度与稳定性。实际资料反演结果表明：精确Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比的精度明显高于间接反演，各参数反演结果与测井数据基本吻合；叠后反演获得的纵波速度和密度精度较高，叠前反演获得的纵横波速度比的精度高于叠后反演，18°~24°角度道集的反演效果好于3°~9°和33°~39°角度道集。
地震地质
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  穆格莱德盆地A区块构造特征对油气分布的影响

  ALIYEVA Gunay, 黄志龙, 金振奎, 聂其海, 张修强, 赵刚

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 172-180. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.020

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  ALIYEVA Gunay, 黄志龙, 金振奎, 聂其海, 张修强, 赵刚. 穆格莱德盆地A区块构造特征对油气分布的影响[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 172-180.

  ALIYEVA Gunay, HUANG Zhilong, JIN Zhenkui, NIE Qihai, ZHANG Xiuqiang, ZHAO Gang. Influence of structural characteristics on oil and gas distribution in block A of the Muglad Basin[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 172-180.

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  由于穆格莱德盆地A区块构造位置特殊、断裂特征复杂、构造样式多，现有的研究成果不能满足A区块勘探、开发需求。为此，对研究区重新划分构造分区、深入研究断裂活动期次、对比不同构造单元之间活动差异性、恢复构造演化史，并分析构造演化与油气成藏的关系。结果表明：①A区块构造演化过程经历前裂谷期、同裂谷期和后裂谷期，同裂谷期又进一步划分为三个构造阶段，即早白垩世—晚白垩世、晚白垩世—古新世、始新世—上新世，分别控制烃源岩、构造圈闭、油气分布。②A区块从东向西可以划分为继承稳定型和持续活动型两种构造分区。前者以凯康东部斜坡和凯康西部斜坡为典型，在演化阶段构造活动强度具有“强—强—弱”的特征；后者以凯康槽为典型，在演化阶段构造活动强度具有“强—强—最强”的特征。③A区块存在“断裂活动减弱型深层”和“断裂活动持续型的晚期调整多层系”两种油气成藏模式。前者多见于凯康东部斜坡和凯康西部斜坡，后者常见于凯康槽。上述认识对类似地质条件盆地的油气勘探具有参考价值。
非地震
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  基于矢量位和标量位的广域电磁法三维有限元数值模拟

  周印明, 王金海, 胡晓颖, 何展翔, 熊彬

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 181-189. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.021

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  周印明, 王金海, 胡晓颖, 何展翔, 熊彬. 基于矢量位和标量位的广域电磁法三维有限元数值模拟[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 181-189.

  ZHOU Yinming, WANG Jinhai, HU Xiaoying, HE Zhanxiang, XIONG Bin. WFEM 3D finite element numerical simulation based on vector potential and scalar potential[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 181-189.

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  广域电磁法（WFEM）提出了一种适用于全域公式计算的视电阻率，从根本上突破了“远区”理论的束缚，有效扩展了人工源电磁法的观测范围和探测深度，提高了野外数据的观测精度和效率。考虑到地下介质是三维的，从基于库仑规范的矢量位和标量位角度出发研究了广域电磁法三维有限元数值模拟方法。该方法克服了直接根据麦克斯韦方程组求取电磁场分布时出现的“伪解现象”和模型边界不连续的问题，避免了较为复杂的棱边有限元正演模拟。其中背景场使用准解析法求解，二次场使用有限元法求解，克服了局部激发场源的奇异性问题。在模型算例中，利用均匀介质解析解验证了方法的正确性和较高的计算精度；在此基础上，设计棱柱体模型，利用提出的正演算法对比分析了广域电磁法与可控源音频大地电磁法（CSAMT）对典型三维目标体的探测能力，结果表明在相同的条件下，广域电磁法能够更准确地反映地下目标体信息，且具有更高的分辨能力。
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  基于多重水平集的三维磁性体边界反演

  肖晓, 段雅婷, 胡双贵, 汤井田, 谢勇, 刘长生

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 190-200,208. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.022

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  肖晓, 段雅婷, 胡双贵, 汤井田, 谢勇, 刘长生. 基于多重水平集的三维磁性体边界反演[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 190-200,208.

  XIAO Xiao, DUAN Ya-ting, HU Shuanggui, TANG Jingtian, XIE Yong, LIU Changsheng. A multiple level-set method for 3D boundary inversion of magnetic data[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 190-200,208.

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  目前的水平集磁性目标体边界反演算法仅使用两个水平集，实际勘探存在多个具有不同磁化率的磁性地质体，需要进行多个水平集的反演，因而提出一种新的多重水平集反演算法，实现了对具有不同磁化率的多个磁性目标体位置和几何形状的反演。首先利用多重水平集原理建立多个水平集的反演目标函数；然后采用任意四面体单元磁法解析解进行高精度正演计算，并基于加权基本无振荡格式（WENO）对水平集函数进行更新并重新初始化，保证了反演的可靠度；最后通过不同数目水平集的理论模型验证该算法的有效性。测试结果表明：多重水平集反演具有很强的灵活性，可以自动合并、分离模型中的区域，改变模型的拓扑结构，不需要手动重新参数化，且反演精度高，反演的磁异常体边界与模型吻合很好。
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  横向约束瞬变电磁拟三维反演

  杨云见, 王绪本, 刘雪军, 何展翔, 米晓利, 唐必晏

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 201-208. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.023

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  杨云见, 王绪本, 刘雪军, 何展翔, 米晓利, 唐必晏. 横向约束瞬变电磁拟三维反演[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 201-208.

  YANG Yunjian, WANG Xuben, LIU Xuejun, HE Zhanxiang, MI Xiaoli, TANG Biyan. A quasi-3D TEM inversion based on lateral constraints[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 201-208.

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  一维反演是当前瞬变电磁数据反演的主要方法之一，但一维反演存在剖面连续性差的问题，因而将横向约束引入三维测网瞬变电磁数据的一维反演。考虑到一般情况下实际测点分布并不严格规则，构建了距离加权相邻点横向约束的拟三维反演方法，利用高斯—牛顿法求解，并采用反射系数递推的方法快速求取雅可比矩阵。该方法能对非规则测网数据加入横向约束，提高模型相邻测点的连续性。模型正演数据和实际数据的测试结果验证了该方法的有效性和实用性。
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  高阶自适应有限元三维直流电阻率正演方法及其在沁水盆地煤气层压裂监测中的应用

  赵宁, 黄明卫, 申亚行, 陶德强, 秦策

  石油地球物理勘探. 2021, 56(1): 209-216. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.01.024

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  赵宁, 黄明卫, 申亚行, 陶德强, 秦策. 高阶自适应有限元三维直流电阻率正演方法及其在沁水盆地煤气层压裂监测中的应用[J]. 石油地球物理勘探, 2021, 56(1): 209-216.

  ZHAO Ning, HUANG Mingwei, SHEN Yahang, TAO Deqiang, QIN Ce. Forward modeling of 3D DC resistivity based on high-order adaptive finite element and its application in Qinshui Basin[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2021, 56(1): 209-216.

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  自适应有限元解的精度主要受单元大小和形函数阶数的影响，为了得到高精度的有限元解，需要将网格自适应加密到足够的密度或者在网格中应用较高阶数的形函数，但这会大大增加计算时间，同时消耗大量计算资源。为提高有限元解的精度并节约计算资源，应用h型自适应加密算法并结合高阶形函数实现了三维直流电阻率模型的正演。在程序实现过程中，通过一维多项式的张量积生成三维空间中任意阶数的形函数，应用Kelly后验误差估计指导网格自适应加密。数值算例表明，形函数阶数p=3时，算法具有较高的精度，并且比p=1、2时有限元解的收敛更快，即实现了用最少的自由度个数得到最精确的有限元解。最后通过对沁水盆地南部某煤气层压裂监测区的三维合成数据模型进行直流电阻率模拟，验证了程序的有效性。