2021年, 第56卷, 第3期　刊出日期：2021-06-15
  

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    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 0-0.
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    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 0-0.
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    • 智能地球物理
  • 人工智能和视速度约束的地震波初至拾取方法
    David Cova, 刘洋, 丁成震, 魏程霖, 胡飞, 李韵竹
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 419-435. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.001
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    初至拾取是近地表静校正处理的重要步骤之一。随着采集密度的不断提高，地震数据量不断增加，迫切需要发展新的方法解决大数据量的初至自动拾取问题。传统方法通过人工交互拾取和质量控制，在面对庞大数据量的高密度数据时效率很低，而基于深度学习的初至自动拾取方法效率较高。在用于初至自动拾取的各种深度学习算法中，全卷积神经网络（FCN）在语义分割方面有突出优势，它可以处理不同大小的地震道集的数据，并且可以进行高分辨率的像素分类，但是这种方法存在定位精度不足的缺点。U-Net结构是FCN的一种变体，凭借较高精度和易于实现的特点，可以较好解决初至拾取问题，但在数据信噪比较低的情况下准确度会下降。为了解决以上问题，提出四个关键技术点：采用处理流程对振幅进行平衡以提高预测精度；比较U-Net与三种不同复杂度的U-Net变体（UNet++、Wide U-Net和Attention U-Net），从不同角度解决分割问题；选取合适的超参数优化网络；通过视速度约束提高分割图像精度。结果表明U-Net获得了更高的精度和效率，并在陆地地震数据应用中取得了较好的效果。
  • 基于多分辨率U-Net网络的地震数据断层检测方法
    唐杰, 孟涛, 韩盛元, 陈学国
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 436-445. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.002
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    断层检测是地震资料解释的一项重要工作。基于相干体、曲率等属性的常规断层检测方法不够直观，人工手动拾取断层无法高效处理实际生产中的海量地震数据。深度学习网络由于具有强大的特征提取能力和高效的特征表达能力，近年来被广泛应用于地震数据处理和解释中。为此，提出了一种基于多分辨率U-Net网络（MultiResU-Net）的断层检测方法，即引入多分辨率模块增强网络模型的多尺度断层检测能力，使用残差路径代替普通跳跃连接，缩小用于拼接的特征图之间的语义差别。相比于普通U-Net网络，训练完备的多分辨率U-Net网络模型测试结果具有更高的准确度，Jacard指数和Dice系数分别提高了0.027和0.136，并且断层检测错误率降低了0.094。通过网络中间层可视化分析直观地展示了网络模型对地震数据的特征提取、表达过程。将网络扩展到三维并与迁移学习结合后，同样在三维实际地震数据应用中取得了较好的效果。该方法对于实际生产中实现高效、自动化断层检测具有重要意义。
    • 采集技术
  • 检波器性能参数现场测定方法
    魏继东, 曹国滨, 刘斌
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 446-461. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.003
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    检波器的性能参数对于确保地震数据接收质量具有重要作用。受限于现阶段相关技术与装备因素，实际在用的大量检波器的性能参数无法及时检测或仅能测试部分指标。为此，从信号与（地震检波）系统的角度出发，认为陆上地震勘探激发的高速地震波在地表极小面积（如1m×1m）范围内的振动特性具有高度一致性，布设在该范围内的多个检波器可视为拥有一个统一的输入（机械属性）；在统一输入的激励下，不同性能参数的检波系统（机电属性）可输出不同时频特征的数据（电属性）。根据输出数据的特征，可反演出检波系统具有重要数据意义的部分参数，包括灵敏度、最低可靠频率、允差及综合一致性等。通过对以上性能指标的大规模现场快速测试、评定，可确保地震接收数据质量，同时为新型检波器的研制提供一种便捷、廉价的测试方法，缩短研发进程。
  • 应用离散余弦变换的去谐波扫描技术
    骆飞, 魏铁, 张慕刚, 董烈乾, 王泽
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 462-467. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.004
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    通常在处理环节消除可控震源产生的谐波干扰会对有效信号产生不良影响；而去谐波扫描技术将这一过程提前到激发阶段，即通过改造原设计信号，实现在激发过程中使输出的谐波噪声最小，从而提高输出信号的精度和信噪比。现有去谐波扫描技术中，硬件方面主要通过对重锤信号与平板信号非线性二次拟合求取改正量实时控制伺服阀，以提高响应精度减少畸变，此方式存在改造复杂、地面响应与振子系统之间畸变改进不明显的缺陷；软件方面是通过利用平板信号与重锤信号的差异拟合校正扫描信号，但也难以精确估计地面耦合产生的畸变。为此，提出一种基于力信号与预设扫描信号在谐波域的差异实现去谐波的新方法（AHS），即先将输出目标设定为设计扫描信号；校正差异函数由力信号和预设扫描信号的离散余弦变换（DCT）谐波分量得到，因此该算法更直接地反映了谐波畸变带来的变化。所提方法是通过软件校正实现的，方便快捷，初步应用即取得良好效果。
    • 处理技术
  • 横纵向组合的卡尔曼地震资料迭代滤波方法
    陈刚, 齐洪岩, 李维, 张融, 鲜成钢, 王振林
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 468-475. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.005
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    地震资料信噪比较低和横向连续性较差，会导致地震资料解释中层位追踪和断裂刻画的多解性。为提高地震资料的信噪比和横向连续性，文中提出一种横纵向组合的卡尔曼地震资料高效滤波方法。该方法以卡尔曼滤波算法为基础，构建了对地震资料在横向（空间）和纵向（时间）上先后迭代处理的组合滤波模式，即首先对地震资料按道方向进行4N次改进的横向地震卡尔曼滤波，再在时间方向进行N次改进的纵向地震卡尔曼滤波，最终以此横、纵向滤波次数比例进行多轮次组合滤波。相较于一般平滑滤波、单一横向或单一纵向卡尔曼滤波，该方法具有更高的滤波精度和效率；针对Marmousi2理论模型和实际数据的测试结果均体现出该方法的有效性和实用性。
  • 混合震源高精度匹配处理技术在中国西部复杂障碍区的应用
    曾华会, 王小卫, 苏勤, 雍运动, 刘桓, 孟会杰
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 476-484. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.006
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    一些地表复杂工区既有适用于炸药震源施工的山地、沙漠区，又有村庄、城镇、工业园、江河、水库等“禁炮区”，虽能通过观测系统变观技术实现对“禁炮区”的整体覆盖，但由于缺失浅层或近炮检距信息，会对近地表速度模型反演、速度分析、水平叠加和偏移成像等产生较大影响，因此应采取炸药震源与可控震源混合采集处理，而混合震源采集的各种地震炮记录的波组特征以及子波、振幅、频率和相位等均不一致，在资料衔接处会出现不匹配问题，易造成假断裂等构造解释假象。为此，针对常规匹配滤波处理技术一般只分析有效信号而未考虑噪声和信噪比的影响，文中介绍了高精度匹配处理技术的基本原理和实现过程，通过综合应用叠前平均振幅谱匹配、混合震源相位匹配及叠前剩余时差校正等处理技术，消除了不同激发方式造成的地震资料品质差异。实际地震资料处理结果表明，所提出的高精度匹配处理技术可有效地解决不同震源施工带来的不一致问题，提高了地震资料信噪比和成像品质。
    • 地震模拟
  • 弹性波数值模拟中的高斯型混合吸收边界条件及其GPU并行
    王绍文, 宋鹏, 谭军, 解闯, 毛士博, 王倩倩
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 485-495. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.007
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    当前弹性波方程数值模拟中的混合吸收边界通常采用线性加权或指数型加权系数，未能兼顾内边界和外边界的综合吸收效果，且边界差分格式不适应于GPU的并行加速。为此，提出了一种弹性波数值模拟中吸收效率更高的高斯型混合吸收边界条件，并推导了更适用于GPU加速的一阶Higdon混合吸收边界条件差分格式。模型实验结果表明，与常规线性及指数型混合吸收边界相比，高斯型混合吸收边界可更有效压制内边界和外边界反射，具有更高的吸收效率；文中推导的边界差分格式在保证吸收精度的前提下，可显著提高混合边界的GPU加速效率，更适用于大规模弹性波场数值模拟。
  • 三维TTI介质弹性波相、群速度的近似配方表征法
    孙上饶, 梁锴, 印兴耀, 曹丹平, 李坤
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 496-504,518. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.008
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    TTI介质弹性波相速度可以通过求解Christoffel方程得到，其精确式往往比较复杂，难以运用。为此，从Thomsen各向异性参数表征的TTI介质弹性波精确三维相速度表达式出发，利用近似配方法推导了TTI介质qP波和qSV波三维相速度的近似公式；将其代入Berryman的群速度表征中，得到了qP波和qSV波群速度的近似公式。理论分析和数值计算表明，基于近似配方法的相、群速度表达式在一定范围内与精确值吻合较好，能够适用于中强各向异性情况，且Thomsen参数ε与δ越接近，其精度越高；沿TTI介质对称轴方向和垂直对称轴方向的速度误差最小，而与对称轴呈45°方向误差相对较大；在相同各向异性强度下，qP波相、群速度误差一般要小于qSV波。
  • 双相黏弹VTI介质一阶速度—应力方程正演模拟及双程波照明研究
    吾拉力·胡尔买提, 曲英铭, 李振春, 王雨婷, 鞠奉江, 刘畅
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 505-518. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.009
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    地层岩石具有各向异性、黏弹性及双相性等特性，因此建立更加精确的地下介质模型，研究地震波传播规律，对认识复杂介质中地震波的传播特征和实际资料的解释有着重要的实际意义。为此，基于黏弹性广义标准线性体（GSLS）模型，首先推导了双相黏弹VTI介质的一阶速度—应力方程并进行正演模拟，与单相弹性各向同性介质相比，双相黏弹VTI介质中地震波能量明显衰减，波前面变成椭圆，且出现慢纵波。对二维双相黏弹VTI介质进行地震双程波照明分析，结果表明介质的黏弹性使地震波能量衰减，且介质各向异性导致地震波的传播速度随方向变化，双相介质慢纵波的出现使地震波能量分布复杂化。最后，根据照明结果对观测系统进行了优化。
    • 岩石物理
  • 非牛顿流体孔隙介质弹性波动方程
    孙卫涛, 熊繁升, 曹宏, 杨志芳, 卢明辉
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 519-527. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.010
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    重油、聚合物和压裂液等非牛顿流体普遍存在于油气勘探和开发过程中，研究孔隙尺度非牛顿流体流动及其对地震波场的影响具有重要意义。Biot理论忽略了流体黏性系数及剪切应力的非线性变化，虽然可用于描述完全饱和固体与经典牛顿流体在波场作用下的相互作用，但是对于非牛顿流体孔隙填充物来说不准确，因此需要研究含非牛顿流体效应的孔隙介质波动方程。通过建立非牛顿流体的分数阶导数麦克斯韦（fdMaxwell）模型，发现非牛顿流体孔隙介质波场传播特征与常规波动方程明显不同，波场频散和衰减存在共振现象，而牛顿流体饱和的孔隙介质波场频散和衰减未表现出这种特殊效应。同时，非牛顿流体本构关系的流变参数和分数阶导数对流—固耦合作用有明显影响。计算结果表明，含非牛顿流体效应的波动方程对重油砂岩纵波速度预测结果更准确。非牛顿流体本构关系对流—固耦合带来新的变化，对孔隙介质波场频散和衰减的影响不可忽视。文中研究是对真实地震岩石物理模型非牛顿流体效应的探索，对致密油储层地震勘探、含压裂液的裂缝储层微地震模拟等领域可产生积极的推动作用。
  • 基于等效介质理论的天然气水合物岩石物理建模方法
    杨文强, 宗兆云, 姜曼, 刘欣欣
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 528-535. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.011
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    地震岩石物理建模是将地震信息（地球物理观测值）定量转化为物性信息的桥梁，合理的水合物岩石物理模型可为开展水合物地层地震响应特征分析、饱和度预测、叠前地震反演提供理论基础，但水合物微观赋存方式存在多样性，它既可以作为骨架，又可以作为孔隙填充物存在于地层中，因而具有不确定性。为此，基于等效介质理论，在考虑水合物剪切性质的同时，构建水合物同时赋存于孔隙和基质时的岩石物理模型，将这种水合物的微观赋存模式表达成动态形式，通过实测纵波速度作为约束，以达到不断更新水合物存在于基质和孔隙中的比例的目的。利用某海域SH2井的实测资料验证了模型的合理性，该方法可为水合物地层的横波速度等物性参数预测提供技术支持。
    • 综合研究
  • 任意旋转加窗希尔伯特变换的地震资料体边缘检测方法
    徐赫, 陈学华, 吕丙南, 黎康毅, 徐斌
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 536-542. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.012
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    基于希尔伯特变换的边缘检测算法用于实际地震资料时，提取的往往是裂缝综合信息，信息繁杂且会弱化部分有效信息，难以分辨某一特定方向的数据特点，不利于分析裂缝走向。为此，提出了一种基于裂缝方向的体边缘检测方法，采用高斯窗对希尔伯特算子进行加窗处理，再通过方向检测模板将加窗算子以任意角度逆时针旋转，以此构建一种可以任意角度旋转的加窗希尔伯特变换边缘检测算子，可以提取任意特定方向的有效边缘信息。将该算法用于三维地震资料体边缘检测，不仅能提取地震资料在任意方向的不连续特征，还可突出局部异常信息，减少噪声影响，从而获得更精确的储层裂缝走向及分布信息。模型试算与实际资料处理结果表明：对于已知走向信息的大断裂或者某一区域内分布方向大致相同的裂缝系统，应选择与其走向或分布方向垂直的算子旋转角度提取边缘信息，从而加强走向和分布方向的不连续信息特征；对于复杂多变的裂缝系统，其包含各个方向的信息，此时应选择多个旋转角度提取边缘信息进行融合，以显示更丰富的有效信息，利于地震资料精细解释。
  • 地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链随机反演方法
    周爽爽, 印兴耀, 裴松, 杨亚明
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 543-554,592. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.013
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    以地质统计学为基础、以测井资料为条件数据的地震随机反演方法的分辨率高于常规确定性反演，因此迅速得到广泛应用，但是提高计算效率以及消除随机性一直是难点。为此，提出了基于地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链（MCMC）随机反演方法。充分利用观测地震数据和待反演参数之间的地球物理映射关系，应用相关系数，根据已知的地震波形之间的相似性特征指导井数据进行伪普通克里金插值模拟，建立具有地震波形指示的初始模型；在此基础上，进一步在贝叶斯框架下构建观测地震数据和测井数据协同约束的后验概率密度分布，结合Metropolis-Hastings采样算法多次随机模拟具有地震波形指示的初始模型参数，利用后验均值作为模型参数的最优解。该方法有效地提高了反演稳定性和横向连续性，降低了随机性，有效地弱化了地震噪声对反演结果的影响，并且极大地加快了马尔科夫链的收敛速度，有效地提高了运算效率和估算精度。模型试算和实际资料反演效果表明，基于地震波形约束的MCMC随机反演方法具有较好的抗噪性，有效提高了反演精度，对识别调谐尺度内薄互储层具有一定优势，在提高纵向分辨率的同时也提高了横向分辨率。
  • 基于构造导向滤波与梯度结构张量相干属性的储层裂缝预测方法及应用
    崔正伟, 程冰洁, 徐天吉, 牛双晨
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 555-563. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.014
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    梯度结构张量（GST）相干技术和构造导向滤波技术在断层解释方面各具优势，但将二者结合的应用实例并不多见。为此，提出基于构造导向滤波与GST相干属性的储层裂缝预测方法。首先，利用构造导向滤波方法对地震数据进行各向异性补偿处理，在提高信噪比的同时突出断层和裂缝特征；然后，利用优化处理后的地震数据提取地层倾角、方位角等属性，获得计算断层和裂缝的基础数据；最后，基于倾角、方位角、振幅等数据构建方向导数矢量和GST，通过计算GST的特征值和特征向量，提取突出地震数据结构特征的GST相干属性，实现储层裂缝精细识别。基于构造导向滤波与GST相干属性的储层裂缝预测方法精细预测了川西雷四段上亚段碳酸盐岩储层裂缝，结果表明：断层和裂缝主要分布在T6层以下，T6层反射连续，地层稳定，形成了良好盖层；雷四段上亚段断层、中小尺度断层和裂缝较发育，以构造缝为主，可作为天然气储集空间和运移通道。
  • 波形指示模拟在致密油水平井钻探中的应用
    谢春临, 李永义, 陈志德, 扈玖战, 田梦, 王晓杨
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 564-573. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.015
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    扶余油层的地质、地球物理特征表现为：储层薄、空间多期叠置及地震分辨率不足、扶余油层顶面（T2）强反射对下部地层具有屏蔽作用；砂岩的速度和密度高于泥岩，但差异较小，且由于砂泥岩薄互层的调谐效应，致使波阻抗与砂岩的对应关系不明显；由自然伽马（GR）和电阻率曲线可以区分砂岩和泥岩。为此，选择GR进行波形指示模拟。地震波形指示模拟的基本思想是在等时格架约束下，利用地震波形的横向变化代替变差函数表征储层的空间变异性，在贝叶斯框架下有效结合地震、地质和测井信息，采用分频反演策略逐步提高反演结果的分辨率，即：由测井资料插值求取低频成分，利用地震谱模拟反演获得中频成分，由波形相控模拟、随机模拟分别提供确定性高频成分、随机性高频成分，合理加入高频成分大幅提升了储层预测的纵向分辨率。实际数据应用效果表明：①波形指示模拟在提高纵向分辨率的同时有效提高了横向分辨率，波形指示模拟产生的自然伽马数据体分辨率高，能够预测厚度大于2.4m的单砂体展布，但存在多解性，须在钻井数据指导下确定地质甜点，以指导水平井部署及随钻导向。②有效样本数和最佳截止频率是波形指示模拟的重要参数，决定了反演效果，须经试验反复筛选。
  • 动态时间规整的断层增强方法
    董林, 宋维琪, 胡建林, 曾超, 赵宝银, 高文中
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 574-582. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.016
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    地震属性可在一定程度上反映断层的空间特征，但对噪声很敏感，对复杂断裂的检测效果不佳。常规断层增强算法首先根据属性体计算断层方向，然后增强断层方向的断层信息，压制非断层方向的其他信息，但计算精度依赖于断层方向的计算精度。为此，基于断层在平面上具有线性特征、在空间上具有平面特征的假设，提出基于动态时间规整（DTW）的断层增强方法。利用DTW方法计算断层图像的最优断层线，运用非线性平滑、正向积累和反向追踪等方法有效提高了最优断层线的求解精度，完全去除了断层属性图像中的非断层信息，使断层更连续、清晰，断层分布、延伸特征更明显，同时去除了地震属性图像中的一些非线性局部特征。将复杂断层分解为局部窗口内的简单断层，然后在局部窗口内计算最优断层线，最后综合局部最优断层线得到最终的复杂断层增强结果。模型试算和实际资料处理结果表明，所提方法能抑制断层图像中的非断层信息，断层经过增强处理后更连续、清晰，具有较好的鲁棒性和适用性。
  • 复杂碳酸盐岩储层多数据融合预测技术——以千米桥潜山奥陶系为例
    闫家伟, 王文庆, 吕芳芳, 朱桂娟, 富会, 李振永
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 583-592. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.017
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    单一储层预测方法在实际应用中存在一定局限性，在特殊地区不能全面反映多因素控储的实际地质情况。为此，综合前人研究成果，针对千米桥潜山奥陶系碳酸盐岩储层地质特征，提出基于波形指示参数反演和敏感地震属性的多数据融合方法，以准确表征受层状溶蚀孔洞和裂缝控制的复杂缝洞储层。利用波形指示反演结合曲线重构技术有效预测层状溶蚀孔洞分布；利用成像测井解释结论作为约束，优化裂缝敏感地震属性（如蚂蚁体、曲率体），得到较准确的裂缝预测结果。在地质模型的指导下，基于支持向量机的融合方法，将反演结果与裂缝预测结果进行多数据融合，能够在保证层状溶蚀孔洞预测精度的同时，表征裂缝对储层的沟通作用，预测结果符合构造次生裂缝和差异岩溶作用共同控制储层发育的地质特征。实际数据应用结果表明：有利储层发育区整体沿主要断裂呈带状分布，具有一定规模；位于预测的有利储层发育区内的钻井均取得较好产能，总体符合率接近89%。预测结果能够指导开发井位部署、增储上产。
  • 宽方位杨氏模量反演和裂缝预测方法及应用——以渤中凹陷H构造潜山勘探为例
    王建花, 张金淼, 吴国忱
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 593-602. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.018
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    裂缝可作为油气储集空间或运移通道，是潜山油气勘探的重点目标。传统的方法多基于地震属性、利用弹性分界面AVO特征预测裂缝发育方向，但是由于顶、底界面AVO特征可能存在差异，导致裂缝预测精度较低。为此，利用杨氏模量对裂缝的指示性作用，从HTI介质一阶扰动近似方程出发，拓展基于杨氏模量、泊松比和各向异性参数表征的方位弹性阻抗方程，建立方位弹性阻抗反演方法；结合方位杨氏模量椭圆拟合和各向异性参数预测裂缝发育带，避免了顶、底界面AVO特征差异对裂缝预测结果的影响；最后通过模型试算，并实际应用于渤中凹陷H构造潜山勘探中，证实了所提方法可行、合理，预测的裂缝发育强度、方向符合实际情况。
  • “双控”地质建模技术的实践与认识——以渤海湾盆地SZ36-1油田为例
    张海翔, 李占东, 李阳, 赵佳彬, 庞鸿, 姜洪福
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 603-611. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.019
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    目前渤海湾盆地多数油田已进入高含水期开发阶段，油藏模型、油水系统及面临的开发问题十分复杂，严重制约了油田可持续发展。为此，提出一套基于地震反演和沉积微相约束的建模方法，结合渤海湾盆地SZ36-1油田地质资料，以地震合成记录为桥梁，构建了基于相控“硬约束”和地震反演“软约束”的孔隙度模型。可信度分析认为该方法优势体现在：①基于双控的地质模型消除了硬约束的“痕迹”，与岩相砂体发育趋势相吻合，且具有一定的井间预测功能，模型更符合地质认识；②模型具有较高精度的同时降低了地震约束建模的局限性。后验井平均符合率达92.51%，说明地震约束建模技术能够降低地质模型的不确定性，可信度较高。基于地震约束地质模型方法有助于进一步提高水驱采收率。
    • 测井技术应用
  • 基于正态分布拟合的致密砂砾岩储层核磁共振测井可变T2截止值计算方法
    朱明, 贾春明, 穆玉庆, 李静, 胡婷婷
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 612-621. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.020
    摘要 ( ) PDF全文 ( )    引用本文   可视化   收藏
    T2截止值是核磁共振测井解释和评价的重要参数之一，现有的T2截止值确定方法在实际应用中存在诸多不足，给核磁共振测井在复杂储层评价中的应用带来极大挑战。为此，提出一种新的T2截止值计算方法：首先，根据饱含水状态核磁共振T2谱的形态差异，将21块实验岩心划分为五种类型，分析每一类岩石饱含水及离心束缚水状态核磁共振T2谱的形态特征；然后利用正态分布函数拟合离心束缚水或大孔隙可动水核磁共振T2谱，并使其代替岩心核磁共振实验结果，进而获取可变T2截止值；在此基础上计算砂砾岩储层的束缚水饱和度和渗透率。该方法的优势是能够直接从饱含水状态核磁共振T2谱中计算出T2截止值。实际资料处理结果表明，利用该方法确定的T2截止值与岩心实验结果之间的绝对误差小于2.0ms，计算的相应束缚水饱和度与岩心实验的束缚水饱和度之间的绝对误差小于5.0%，计算的渗透率与岩心实验结果也具有较好的一致性，能够极大地提高核磁共振测井资料的应用水平。
    • 非地震
  • 等效场源法的CSAMT三维无限元正演模拟
    张林成, 胡宏伶, 汤井田, 肖卫初, 肖晓, 原源
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 622-630. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.021
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    针对传统CSAMT三维正演场源奇异性及无穷边界处理等问题，提出了一种基于等效场源的CSAMT三维无限元快速高精度正演模拟算法。首先，通过精确计算场源附近一定范围内网格节点的电磁场，实现水平电偶极源的精确模拟；然后，采用无限元代替传统截断边界条件，通过有限元-无限元耦合法和并行直接求解方法，实现基于等效场源的CSAMT三维快速精确求解。均匀半空间模型测试结果验证了算法的正确性。同时，以趋肤深度公式为基础，开展了场源等效模拟的最佳范围研究，数值结果表明对于场源的等效加载范围最好不低于1.5倍趋肤深度。
  • 海岸效应对大地电磁响应的影响及校正方法
    李永博, 吴琼, 王刚, 张振宇, 王书民, 西永在
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 631-644. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.022
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    在近海地区，受海岸效应的影响，当测点到海岸线的距离小于目标频率的趋肤深度时，大地电磁数据会发生畸变。为此，通过大地电磁三维正演模拟，采用误差估计量化海岸效应的影响，分析不同电性结构条件下海岸效应的变化规律，并利用迭代校正法消除海岸效应。海岸效应的影响范围主要取决于测点到海岸线的距离及浅层的电阻率：随着测点远离海岸线，影响范围逐渐减小；浅层电阻率越大，影响范围也越大。海岸效应的强度主要取决于测点到海岸线的距离、海水深度及其深部地层的电阻率：海岸效应强度随着测点远离海岸线而减小，随海水深度增加而增大，随着深部地层电阻率的变化在距海岸线不同的区域有所不同。研究表明，在近海区（距离海岸线小于50km），海岸效应较强，TM和TE模式的海岸效应随深部地层电阻率的减小分别呈现增大和减小的特征；在远离海岸线的区域（距离海岸线50~100km），海岸效应较弱，随深部地层电阻率的减小而减弱。同时，TM模式的海岸效应对低阻软流层较敏感，即软流层越浅，TM模式的海岸效应越强，而TE模式的海岸效应则相对较弱。数值模拟结果表明，在近海区域，海岸效应不可忽视，在数据处理过程中须加以校正；在远离海岸的区域可选择海岸效应较弱的模式进行反演。经验证，迭代校正法可以在一定程度上消除海岸效应。对海岸效应变化规律和校正方法的研究，为近海地区大地电磁数据的校正和反演提供了参考。
  • 基于磁异常ΔT计算投影分量ΔTPro的迭代算法
    胡正旺, 杜劲松, 孙石达, 陈超
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 645-658. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.023
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    总磁场强度异常（ΔT）与磁场矢量异常（Ta）在主磁场（T0）方向的投影分量（ΔTPro）之间存在差异，在高磁环境下该差异更显著。为了计算方便，传统算法均将ΔT近似为ΔTPro，这可能会导致定量解释偏离实际情况。为此，提出一种基于ΔT的ΔTPro高效迭代算法。该算法采用ΔT近似为ΔTPro的理论误差公式，将实测ΔT数据代入公式，通过多次迭代得到高精度的ΔTPro。首先通过模型试验，分析了该迭代算法的有效性、收敛速度与计算精度的影响因素以及计算效率；然后，通过实际数据应用，讨论了运用该算法需要注意的相关问题，分析了该算法与传统方法之间的差异。模型试验与实际应用均表明了该方法的可靠性与稳定性；与传统方法相比，该算法所需的计算量与计算机存储量均较小，因而具有较高的计算效率和较强的实用性，值得在实际应用中推广。
  • 针对渗漏型目标的新型接触式激电法及应用
    李静和, 何展翔, 杨俊, 冉孟坤
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 659-669. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.024
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    如何高效、高精度地探测目标区重金属污染、油气渗漏等渗漏型激发极化场源目标的空间分布，是一项极具挑战性的任务。为此，以重金属污染为例，开展接触式激发极化法渗漏型目标探测的应用研究。提出接触式供电、地面观测和接触式供电、直接观测两种观测系统，解决复杂施工环境条件的限制问题，同时提高了观测信号的强度和观测精度。在详细讨论接触式重金属污染探测的微观极化效应机理的基础上，构建了边缘渗漏带引起高极化率值的异常模式。引入发射光谱法测定污染样品化学元素含量及四极装置测定样品极化率，分析形成渗漏型目标激发极化场源接触式激发极化效应的物性基础及其探测应用前提。设计渗漏型激发极化场源初始状态、扩散状态两个物理模拟土槽试验，对比、分析观测结果与传统激发极化法观测数据，验证了接触式激发极化效应的存在及其在环境、资源探测领域的可行性。该方法可推广应用到储油库油气泄漏、原生油气藏渗漏以及其他重金属渗漏污染目标的探测。
  • 基于聚类和多元地质统计学的电—震联合建模约束反演技术及应用
    杨博, 张祥国, 刘展, 徐凯军
    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 670-677. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.03.025
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    随着待勘探目标地质体越来越复杂且埋深增大，单一地球物理勘探方法的片面性和局限性日益突显，综合利用多种地球物理技术及相应数据已成为现今必然趋势。为此，提出基于多元地质统计学的交叉—变差函数建立速度与电阻率之间的岩石物理关系，并在此基础上利用机器学习中的引导模糊C均值聚类算法进行基于岩石物理关系的多重约束反演，实现电—震联合建模。大杨树盆地南部坳陷实际资料的应用结果表明，该电—震联合建模约束反演可逐步降低单一地球物理方法的多解性，提高对目标地质体的识别能力。非地震与地震方法所得结果相互印证，展示了该联合建模约束反演技术具有良好应用潜力。
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    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 678-678.
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    石油地球物理勘探. 2021, 56(3): 535-535.
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