2021年, 第56卷, 第4期　刊出日期：2021-08-15
  

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    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 0-0.
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    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 0-0.
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    • 智能地球物理
  • 不平衡样本集随机森林岩性预测方法
    王光宇, 宋建国, 徐飞, 张文, 刘炯, 陈飞旭
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 679-687. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.001
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    使用基于有监督机器学习分类器的岩性预测方法时，如果样本集中目标岩性样本过少，而非目标岩性样本过多，在这种不平衡样本集上训练分类器会使预测结果向非目标岩性偏倚，导致目标岩性的预测准确率较低。为了解决这一问题，提出一种针对不平衡样本集的随机森林岩性预测方法。首先，以录井岩性数据作为岩性样本标签，以井旁道地震属性和岩石弹性参数作为岩性样本特征构建岩性样本集；其次，将近邻清除算法（NM）与合成少数类过采样算法（SMOTE）相结合形成NM-SMOTE算法，对岩性样本集进行平衡化；然后，用平衡化的岩性样本集训练随机森林分类器，建立多种地震属性、弹性参数与岩性之间的非线性关系；最后，将目标探区的地震属性和弹性参数输入随机森林分类器，随机森林分类器将依据训练时得到的地震属性、弹性参数与岩性的非线性关系预测岩性。实际数据测试结果表明：训练样本集中过多的非目标岩性样本会对随机森林分类器的预测效果带来负面影响，岩性预测准确率仅为38%；使用NM-SMOTE算法对训练样本集进行平衡化后，岩性预测准确率提高至83%，获得的岩性数据体与地震资料吻合程度更高。
  • 基于U-Net深度学习网络的地震数据断层检测
    杨午阳, 杨佳润, 陈双全, 匡丽琴, 王恩利, 周春雷
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 688-697. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.002
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    断层解释是地震资料解释的关键环节之一。随着人工智能技术的发展，断层的自动、快速识别成为机器学习方法在地球物理领域应用的一个研究热点。目前，断层智能识别还存在着模型训练难度大以及实际资料预测效果不理想等问题。为此，提出一种基于U-Net深度学习网络的地震数据断层检测方法，即在网络结构中结合U-Net和残差模块Res-50，构建了新的网络——ResU-Net。ResU-Net利用1×1×1卷积核处理特征图像通道数，在减少网络时间复杂度的同时，在原有U-Net基础上扩展了网络的深度，有效提高了网络的运算效率和学习能力，可快速、准确地识别断层。通过合成数据集进行训练和测试，证明ResU-Net具有更小的时间复杂度，并且通过设置合适的网络输入、数据扩充和重叠边界加权处理，解决了实际数据体不规则情况下的断层检测等问题。实际数据应用结果表明，ResU-Net训练模型抗噪能力强，泛化能力强，预测的断层准确性高、连续性好。
  • 基于图像区域分割和卷积神经网络的电成像缝洞表征
    张浩, 王亮, 司马立强, 范玲, 郭宇豪, 郭一凡
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 698-706,735. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.003
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    电成像的处理、解释大量依赖人工操作，存在缝洞表征困难等问题。人工操作不但效率低，而且还存在难以消除的人为误差。为此，提出一种基于图像区域分割和卷积神经网络的电成像图像自动识别裂缝、溶蚀孔洞的方法。该方法基于电成像数据，结合Otsu算法与平均法分割阈值，从地层背景中分离裂缝、溶蚀孔洞信息，并应用连通域像素标记法提取独立的连通域缝洞个体；然后，搭建并训练改进的LeNet-5网络模型，以多种地质构造的图像特征为标准制备训练样本集，实现缝洞特征的自动识别；最后，结合常规测井曲线，利用训练后模型的识别结果对图像分类，利用识别和提取的裂缝、溶蚀孔洞结果准确计算有效面孔率等定量评价参数。通过测试模型和实际数据的应用，验证了方法的适用性和合理性。相较于电成像的人工处理手段，该方法能够提高精度（避免人为误差）和处理速度（15s/m），训练模型针对测试集的预测准确率达97.8%，可为缝洞型储层的测井精细解释提供算法支撑。
  • 数据增广和主动学习在波阻抗反演中的应用
    伊小蝶, 吴帮玉, 孟德林, 曹相湧
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 707-715. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.004
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    在实际应用中，深度卷积网络以大量数据驱动模型进行网络训练，以获得地震数据与阻抗之间的映射关系，但需大量合成数据对网络训练后，再应用少量实际数据对网络进行迁移学习。为此，提出了一种基于数据增广和主动学习的地震波阻抗反演方法。数据增广首先通过同频率重采样对单道原波阻抗数据进行增广，再求取增广后的反射系数和随机核，最后计算增广后的地震数据。将增广后的地震和波阻抗数据作为训练集，结合主动学习思想选择最大误差样本对网络进行迭代训练。该方法不仅可以避免地震子波估计，而且能用少量的标签数据训练出预测精度更高的网络。Marmousi 2模型测试结果表明，该方法仅需十分之一标签数据和迭代次数就能达到与随机迭代训练方法相近的预测精度，且预测误差在剖面上分布更均匀。
  • 基于先验约束的深度学习地震波阻抗反演方法
    宋磊, 印兴耀, 宗兆云, 李炳凯, 瞿晓阳, 郗晓萍
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 716-727. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.005
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    不同于传统的深度学习反演方法，文中提出一种基于先验约束的深度学习地震波阻抗反演方法：参照地震相类型分割待反演区域，且将区域分割结果作为一种明确的空间约束条件监控网络模型的反演过程；将蕴含丰富低频信息的初始模型作为一种标签以丰富反演结果的低频信息；并使用一种强抗噪性激活函数提高网络模型对噪声数据的适应能力。为降低标签数据的获取难度并保证网络的反演精度，还采取半监督学习方式对网络模型进行训练。将所提方法应用于Marmousi 2模型，测试结果表明反演效果良好且具有较强抗噪性能；随后将该方法成功地应用于M油田实际勘探数据。
    • 采集技术
  • OBN资料二次定位质量监控方法
    王忠成, 童思友, 周华伟, 方云峰, 孙郧松, 徐秀刚
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 728-735. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.006
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    OBN地震采集需要把检波器布置到海底，但由于复杂的海洋环境影响，OBN节点在海底实际着床位置通常偏离设计位置，需要重新定位。目前，已经发展出多种海底地震检波点二次定位方法，但方法的提出者重点关注的是各种二次定位方法的原理以及应用效果，关于在实际应用中如何做好质量监控鲜有系统性描述。为此，在等效速度法二次定位的基础上，分析了影响OBN检波点二次定位精度的因素，包括直达波旅行时拾取精度、观测系统、旅行时系统误差等。结果表明：直达波旅行时拾取精度对二次定位的精度具有至关重要的影响；把炮点和检波点分别投影到x轴、y轴和z轴，炮点相对于检波点的分布越均匀对称，则该方向定位精度越高；较难发现旅行时系统误差，但对z方向定位精度有较大影响。同时还给出了做好OBN资料二次定位质量监控的方法与建议：首先，对初至旅行时进行筛选，保证用于二次定位的初至旅行时质量；然后，在计算过程中添加系统时移量这一未知数，用于计算可能存在的初至旅行时系统时移，并尽可能选择相对于检波点均匀对称的炮点的初至时间参与计算；最后，通过对比二次定位前、后共检波点道集直达波双曲动校正后形态、旅行时误差的空间分布、数理统计等，对二次定位质量进行监控。
    • 处理技术
  • 应用加权迭代软阈值算法的高分辨率Radon变换
    薛亚茹, 郭蒙军, 冯璐瑜, 马继涛, 陈小宏
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 736-744,757. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.007
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    Radon变换的分辨率是其进行地震数据处理的关键因素。基于Bayes反演理论的迭代加权方法改善了Radon变换的分辨率，但其收敛速度较慢；由于Radon变换空间的强相关性，常用的迭代软阈值方法（ISTA）应用于Radon变换反演时的收敛速度也较慢，且分辨率较低。为此，将迭代加权最小二乘法嵌入ISTA中，形成了加权ISTA算法。该方法引入高分辨Radon变换中加权矩阵的思想，利用Radon参数的先验信息约束反演误差函数，克服了ISTA收敛速度慢、分辨率低的缺点。合成记录和实际地震资料处理结果表明，该方法提高了Radon变换分辨率，在多次波分离、噪声压制中效果显著。
  • 自适应权重蜻蜓算法及其在瑞雷波频散曲线反演中的应用
    高旭, 于静, 李学良, 胡天跃, 何川, 岳永强
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 745-757. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.008
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    瑞雷波勘探技术是探查近地表横波速度结构的有效手段。然而瑞雷波频散曲线的反演具有非线性和多极值特点，采用遗传算法等传统非线性算法，在求解此类问题时会呈现不易收敛、稳定性差等现象。蜻蜓算法是一种近年提出的新型非线性算法，文中在该算法基础上提出基于自适应权重的改进蜻蜓算法，紧密围绕非线性算法的前期强调“探索”、后期侧重“开发”的思路，根据蜻蜓个体在迭代过程中的适应度差异，引入自适应权重，使个体的聚集、避撞和结队等行为的权重参数具有根据适应度自行调节的能力。通过多个测试函数以及理论、实际面波记录的检验，与传统非线性算法相比，所提算法可显著提高瑞雷波频散曲线反演结果的准确性和稳定性。
    • 地震模拟
  • 三角网格间断有限元法弹性波模拟精度分析
    韩德超, 刘卫华, 司文朋
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 758-770. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.009
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    精度分析是地震波数值模拟的基础。针对基于三角形网格的间断Galerkin有限元方法（DGFEM）的稳定性、数值频散及耗散问题，构建了周期性三角形单元网格，可以更灵活地分析不同形态的三角形单元对模拟精度的影响。理论和数值实验的分析结果表明：三角形网格中基于Runge-Kutta时间格式的DGFEM的稳定性条件与三角形的形态有关。模拟的最大时间步长与单元内切圆半径呈线性关系，且正三角形单元的稳定性条件最宽松。同时，基于局部Lax-Friedrichs数值流的DGFEM模拟波场呈弱频散、强耗散的特征，且频散与耗散在周期性网格中均具有方向性。此外，模拟误差与网格尺寸在双对数坐标系呈线性关系。数值实验结果对比了网格形态对波场的影响，直观地验证了理论分析的方向性差异，可为DGFEM中三角形网格的划分、参数的设置和数值流的选择提供理论依据。
    • 偏移成像
  • 时间域黏声VTI介质自适应聚焦束偏移
    高雪, 黄建平, 李振春, 吕庆达, 李胜雅, 王兆忠
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 771-781. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.010
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    自适应聚焦束算子采用动态初始束参数，在射线追踪过程中基于速度驱动进行自适应聚焦，具有较强灵活性且适用于速度横向剧变区域。为此，将自适应聚焦束偏移思想拓展到黏声VTI介质，通过修改束射线追踪方程并校正旅行时信息，推导出自适应聚焦束表征的黏声格林函数，形成了同时适用于黏滞性和各向异性介质的新型波束偏移法。由于频率域聚焦束偏移采用了Kirchhoff偏移的单道输入方式，效率较低，故文中引入傅里叶和Hilbert变换，降低偏移积分维度，从频率域的计算变换到时间域，实现了一种较快速的时间域黏声VTI介质自适应聚焦束偏移。在方法程序化的基础上，对比针对黏声VTI洼陷模型、黏声VTI SEG/Hess模型及实际资料的处理结果发现：①当黏滞-各向异性不能忽略时，本文方法能同时处理黏滞性和各向异性的影响，使成像质量明显改善；②与频率域自适应聚焦束相比，本文方法在保证成像精度的前提下，具有更高计算效率；③本文方法对实际资料的处理效果具有一定提升作用。
  • 山前带联合层析反演地震成像
    王延光, 尚新民, 赵胜天, 滕厚华, 闫妍, 朱宪怀
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 782-791. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.011
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    由于地表地形和地下构造的复杂性，山前带地震成像一直是地球物理勘探的难题，其中的难点之一是速度建模。为了改进山前带的地震成像，提出了一个以联合层析速度建模为关键技术的处理流程，包括：①利用复数域小波变换（CWT）的抗假频和高保真优点，在压制噪声的同时保护有效信号，尤其是低频信号；②拾取全炮检距初至，采用回转波层析反演得到可靠的浅层速度模型；③优化初始速度模型，通过浅、中、深联合层析速度反演和井约束建立全层速度模型；④通过基于真地表的TTI各向异性叠前深度偏移进行高陡构造成像，刻画复杂断块。将该方法应用于准噶尔盆地南缘山前带米泉三维实际资料的处理，结果表明：线性和含假频噪声得到了有效压制，低频信号得到保留；偏移剖面整体上归位更加合理，同相轴连续性明显提高，井震吻合度较高，地质目标的构造形态和断裂展布规律更加清晰，更有利于后续解释。该方法的成功应用不仅为准噶尔盆地山前带地震成像带来了希望，而且可以推广到世界上其他地区的山前带地震成像中。
    • 岩石物理
  • 致密砂岩储层自适应岩石物理建模方法
    张金强, 刘振峰, 刘喜武, 韩磊
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 792-800,808. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.012
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    常规岩石物理建模方法建立在岩石矿物组分已知的前提下，并以Voigt-Reuss-Hill模型求取岩石基质的等效弹性模量。在致密砂岩物理建模的实践中，经常会遇到由于测井资料不全，无法给出精确的矿物成分解释，使常规岩石物理建模方法精度受到影响。针对这一问题，提出了自适应的岩石物理建模方法。首先通过联立Gassmann方程和临界孔隙度模型，求取岩石基质的弹性模量；再根据解释的泥质含量曲线，应用最小二乘方法和Voigt、Reuss模型，求取砂质、泥质成分的弹性模量的上、下限。在此基础上，利用模拟退火反演算法确定砂、泥质成分的弹性模量近似值，并按照纵波模量不变的原则进一步对砂、泥质成分的弹性模量进行微调，最终获得合理的岩石物理建模参数。应用该方法对鄂尔多斯南部M工区进行了岩石物理建模，结果显示泥岩与致密砂岩的弹性参数有较好的可区分性，泥岩表现出较高的纵横波速度比和较低的纵波速度，砂岩的纵横波速度比及纵波速度随孔隙度增大而降低。
  • 基于超声测试的页岩岩石物理特征分析
    马霄一, 李呈呈, 白俊, 马中高
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 801-808. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.013
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    针对中国东北通化地区页岩层理的发育特点，根据两个方向的三轴压缩实验和纵、横波速度测试，分析了页岩弹性模量、泊松比和纵横波速度在不同方向的变化规律。实验数据分析表明：不同围压条件下页岩各向异性参数ε与γ间存在线性相关性，应用线性回归建立的经验公式可为二者相互预测或测试提供参考；有利储层岩样的各向异性程度明显大于不利储层；随着围压的增高，纵、横波速度均增大，ε和γ均减小；页岩的纵横波速度比与密度呈正相关，因而与总有机碳含量（TOC）呈负相关，高TOC有利储层的纵横波速度比明显小于1.7，而低TOC的非有利储层纵横波速度比均高于该值，可作为区分不利储层的标志；平行于层理方向的页岩弹性模量随着孔隙度的增高而变大，垂直于层理方向的弹性模量随着孔隙度的增高而减小，可为页岩脆性和甜点地震定量预测提供依据。
    • 综合研究
  • 改进的窗参数优化S变换及其在河道检测中的应用
    张付瑷, 陈学华, 罗鑫, 张杰, 徐赫
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 809-814,881. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.014
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    时频分析法是对非平稳信号的处理方法，是地震信号分析的重要工具。时频分辨率是进行高精度储层预测的关键，常规S变换的时频聚焦性难以满足现阶段高精度储层预测的要求。为此，提出构建一种改进的窗参数优化S变换方法，即基于实际信号的振幅谱，自适应地求取窗函数的尺度参数，然后引入新的优化调节参数对窗参数作进一步改进。经合成信号对比分析表明，改进的窗参数优化S变换方法时频聚集性更好，在高频端和低频端均能保持很高的分辨率。应用于实际地震资料的河道检测结果表明，该方法能更好地突出河道特征、刻画河道细节、显示河道的连续性，为地震资料的精细储层描述提供了方法支撑。
  • 川北阆中地区茅口组生屑滩识别
    李素华, 石国山, 蒋能春, 胡昊, 李蓉, 余洋
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 815-825. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.015
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    川北阆中地区茅口组生屑滩厚度小、多期叠置、内部地震反射结构复杂多变，常规地震解释及预测方法难以适用于生屑滩识别及内部结构精细刻画。为此，以单井相序组合为基础，结合钻井资料和地震资料精细标定、划分生屑滩发育期次，确定不同期次生屑滩地震反射特征，并通过正演模拟分析生屑滩内部反射特征的主要影响因素；然后利用层序地层全局自动扫描解释技术精细刻画生屑滩内部反射结构；最后筛选能表征生屑滩分布特征的地震属性，结合地震相确定生屑滩发育区，并根据等时地层切片属性分析不同期次生屑滩沉积演化过程，直观展示多期生屑滩空间展布特征。研究结果表明：茅口组主要发育三期生屑滩，总体表现为“叠置、斜交、杂乱、弱振幅”反射特征，平面上呈NW-SE向展布，纵向上由研究区北东向南西方向披覆加积沉积，白云岩储层主要发育在第Ⅲ期生屑滩内部。该结果与实钻相吻合，可为下一步油气勘探提供参考。
  • 基于张量投票的自动拆分断层方法
    刘旭明
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 826-832. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.016
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    地质建模时手工拆分断层工作繁琐且十分耗时，而且断层拆分精度受主观因素制约，特别是在复杂断块区域，可能会造成错误的拆分结果。此外，由于不同工区的地质问题不同，解释精度要求也不一致，致使自动拆分断层难度极大。为此，提出了一种基于张量投票的自动拆分断层方法。该方法的核心是利用张量投票算法计算原始断层点集的方向信息，然后结合断层文件中的空间位置和断棱编号信息，融合现有地质认识，实现断层的自动拆分。具体流程为：①将所有散点编码，并以球张量的形式表现；②根据尺度参数计算所有散点的球张量场并进行张量投票；③对投票后的张量场进行特征值分解，得到所有散点的法向量，进而计算所有散点的瞬时倾角和瞬时倾向；④根据断层点集的方向信息和空间位置信息初步拆分断层；⑤在初步拆分基础上融合地质认识精细拆分断层。模拟数据和实际数据应用表明，基于张量投票的自动拆分断层方法可极大提高断层拆分命名的工作效率和拆分精度。
  • 利用高密度地震技术精细刻画叠置火山岩
    梁海龙, 陈志德
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 833-844. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.017
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    安达地区位于徐家围子断陷，营三段火山岩存在2个大的喷发期次（yc32、yc33），每个喷发期次由多个次级喷发期次构成。由于火山岩埋深大、隐蔽性高、物源特殊、形成机制多变、岩相变化快，导致火山体内部结构复杂。安达地区常规地震资料的地震成像垂向分辨率和振幅保真度低，难以准确识别和刻画各喷发期次的地层展布。为此，在高密度地震数据基础上，采用近地表补偿和黏弹性介质稳相叠前时间偏移，大幅提高了成像结果的垂向分辨率和振幅保真度；应用相干分析、层拉平及波形精细对比等地震解释技术，精细描述了叠置火山岩；通过井震结合，精细划分了火山岩喷发期次，将yc32细分为3期（yc32-1、yc32-2、yc32-3），yc33细分为2期（yc33-1、yc33-2）。最终获得以下成果：①yc33发育酸性岩，主要为火山角砾岩；yc32发育中基性火山岩，上部以安山岩为主，下部以玄武岩为主。②识别了2个玄武岩体（面积分别为2和22km2）、3个安山岩体（面积分别为1.6、6.5、22.6km2）。上述成果为火山岩气藏储层预测奠定了基础。
  • 渤中19-6油田变质岩潜山内幕裂缝地震响应特征及预测技术
    张志军, 肖广锐, 李尧
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 845-852. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.018
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    渤中19-6太古界变质岩潜山从顶面向下，依次分为风化裂缝带、相对致密带、内幕裂缝带和致密带，其中风化裂缝带和内幕裂缝带为储层发育段，裂缝储层呈低速、低密特征。太古界变质岩潜山内幕有三种地震反射结构：①低频、中强振幅连续的高陡断面波；②低频、断续的高陡交叉网状；③空白反射背景下的局部杂乱中强异常振幅。潜山内幕裂缝储层复杂的地质、地震特征，导致储层预测结果存在多解性和不确定性。为此，以测井数据、地震响应特征为依据，将潜山内幕裂缝分为大、中、小三个尺度。通过正演模拟认为，高陡反射是潜山内幕大尺度裂缝发育的直接指示特征，绕射波能量的强弱是指示中、小尺度裂缝发育的重要特征。将由曲波变换增强的反映大尺度裂缝信息的高角度内幕反射数据与基于主成分分析提取的反映中、小尺度裂缝信息的绕射波数据归一化融合，综合多波场信息有效预测了潜山内幕多尺度裂缝型储层。
    • 地震地质
  • 四川盆地磨溪地区灯四段前积体产状定量解释及其应用
    谷明峰, 朱茂, 梁锋, 田瀚, 李文正, 郝毅
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 853-868. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.019
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    德阳-安岳裂陷槽东侧台缘发育大型丘滩带，为有利储层发育区，在研究区三维地震资料中发现大量台内前积反射结构，前积方向大致沿台缘带展布方向，与常规的碳酸盐岩台地前积方向存在差异，鲜见前人的研究文献。为此，利用磨溪地区三维地震资料，结合钻井资料标定，对比、追踪三维区内的多期前积地震反射结构，通过定量分析建立灯四段沉积期充填序列，分析该期德阳-安岳裂陷槽活动对沉积的控制作用。获得以下认识：①灯四段内部发育多期前积体，主要受高位期相对海平面缓慢下降控制，以横向前积为主，沿台缘坡折不断迁移。②前积坡折及其向陆一侧发育藻凝块石白云岩及藻砂屑白云岩有利储集岩相，为形成优质储层提供了物质基础。③利用台内区地震反射结构识别了各期前积坡折，可寻找储集岩发育相带，叠合岩溶古地貌，有望发现新的天然气富集区。上述基于地震反射结构的储层预测方法对于中国其他深层碳酸盐岩盆地勘探具有借鉴意义。
  • 琼东南盆地块体搬运沉积体系成因及其对水合物成藏的影响
    杜浩, 石万忠, 梁金强, 王任, 何玉林, 徐立涛
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 869-881. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.020
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    琼东南盆地深水区赋存丰富的天然气水合物资源并发育多期块体搬运沉积体系（MTDs），但目前MTDs对水合物成藏的影响机理仍不明确。为此，利用岩心、钻测井、地震及区域地质资料，在精细刻画MTDs主要特征的基础上，综合分析影响水合物成藏的多种因素，以不同背景的MTDs耦合关系为切入点，深入探讨琼东南盆地MTDs成因及其对水合物成藏的影响。结果表明：①MTDs与海底原位沉积物的差异显著，MTDs更致密，孔隙度明显偏低，测井曲线具有低声波时差、高电阻率的特征；MTDs段可见生物碎屑、砾石颗粒等；MTDs段地震剖面呈杂乱反射结构。②琼东南盆地自5.5Ma以来，快速沉降导致可容纳空间增大、物源进积以及陆坡坡度加大等，为MTDs形成提供了先决条件。北部陆坡MTDs主要由海平面变化、物源、陆坡坡度主控，由岩浆活动触发；南部隆起海底火山翼部MTDs则直接受控于岩浆活动。岩浆活动、南部隆起MTDs、陆坡MTDs三者存在等时耦合关系。③深部气源沿着底辟及其衍生的通道运移至稳定域内，并且由浅部的MTDs封盖，使其在适宜的温压条件下形成天然气水合物藏。
    • 非地震
  • 基于有限元超收敛的三维节点型有限元后处理技术
    汤井田, 廖涛山, 陈煌, 皇祥宇, 周峰, 张林成
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 882-890. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.021
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    在电磁法节点有限元正演模拟中，需要对主场的有限元解进行数值微分求取辅助场，或者求解位的有限元解，从而得到电磁场分量。针对传统的后处理方法精度较低的问题，引入一种超收敛单元片梯度值恢复（SPR）技术，应用于可控源电磁法节点有限元正演的后处理。首先，基于可控源电磁法的电场二次场双旋度方程，采用结构化的六面体网格和节点伽辽金有限元法求解电场（主场）分量；然后，根据节点有限元法的超收敛性质，以围绕某一节点的所有的单元组成单元片，在单元片上以高斯点作为采样点对电场梯度值进行最小二乘曲面拟合，恢复单元片上节点的电场梯度值；最后，计算高精度磁场，进而获得高精度的视电阻率和相位响应。模型算例分析表明，与常规的单元形函数微分（SFD）法、拉格朗日插值（LI）法和移动最小二乘（MLSI）法相比，超收敛单元片梯度值恢复后处理技术能在极小幅度地增加内存和计算时间的情况下，非常显著地提高磁场分量的精度并且保持良好的稳定性。
  • 非结构化网格与散度校正技术结合的三维CSEM矢量有限元正演
    汤文武, 邓居智, 黄清华
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 891-901. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.022
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    基于电场方程的三维可控源电磁（CSEM）正演得到的线性方程组迭代求解时收敛慢，采用非结构化网格会进一步加剧线性方程组的病态性。为此，提出一种结合非结构化四面体网格和散度校正技术的有限元正演算法。从电流密度的散度方程出发，推导了电性界面上散度校正的电势方程。采用预条件的QMR（Quasi-Minimum Residual）方法，并在迭代求解中交替施加散度校正以加速线性方程组求解。为了验证该算法的可靠性，首先对一个三层介质模型开展正演模拟，通过对比无散度校正与施加散度校正的线性方程组迭代收敛情况及数值解精度，验证了散度校正可加速迭代求解过程并提高正演精度。在此基础上，建立了一个三维地电模型，针对其电磁场响应，将本文算法的数值解与基于二次耦合势方程正演的数值解进行对比，进一步验证了本文算法的精度。对复杂油气监测模型采用该算法进行模拟，结果验证了可控源电磁法在油气监测方面应用的可能性。
  • 优化策略的二维大地电磁光滑聚焦反演研究
    白宁波, 周君君, 胡祥云
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 902-909. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.023
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    为了得到快速、稳定的反演结果和清晰的地质界面，在前人研究的基础上，提出一种新的反演目标泛函。采用最光滑模型和最小支撑梯度模型泛函同时对数据目标泛函进行约束，利用高斯牛顿法进行求解，实现了二维大地电磁数据的光滑聚焦反演。光滑聚焦反演既可以得到清晰的地质界面，又可在一定程度上避免聚焦反演可能产生的构造形态畸变。在进行反演迭代的过程中，采用Nelder-Mead优化算法优化Morozov偏差原理选取合适的正则化因子的优化策略，很大程度上加快了反演收敛的速度。最后，结合典型的模型和实测数据对反演方法进行了验证，同时与不同反演策略进行对比分析。反演结果表明，对于典型模型，光滑聚焦反演结果与模型吻合更好，收敛曲线下降速度更快，地质体分界面也更加清晰；实测数据反演结果进一步验证了该算法的有效性和可靠性。
  • 水合物核磁共振响应特征实验研究
    汤克轩, 李振宇, 王弘宇, 张文波, 潘剑伟
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 910-921. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.024
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    研究冻土区天然气水合物核磁共振（NMR）响应特征对冻土层结构划分及水合物储层识别具有重要意义。为此，设计实验研究了四丁基溴化铵（TBAB）水合物形成和分解过程中实验样本的NMR信号变化规律，为天然气水合物研究提供参考。实验数据表明，水合物样本冻融过程中NMR信号横向弛豫（T2）时间谱含三个明显波峰，即主峰、次峰、附峰，分别源于自由水、结合水及水溶有机质中的H核。波峰的分布、幅值、面积及变化规律，可作为研究水合物样本物化态变化过程的依据，尤其是次峰和附峰的显著程度是判断水合物存在及表征其含量的直接证据。将TBAB水合物的分解过程分为分散期、分解期和稳定期三个阶段，推导建立了水合物样本NMR信号与温度、时间的关系式，可作为定量分析水合物含量和存储条件的依据。
    • 综述
  • 井中地震技术：连接多种油气勘探方法的桥梁
    蔡志东
    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 922-934. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2021.04.025
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    随着全球油气藏勘探开发研究的不断深化，地质、钻井、地球物理等油气勘探技术持续进步，综合应用多种油气勘探方法已成为必然趋势，但不同勘探方法之间存在着刻画尺度差异。井中地震数据以其信噪比高、频带宽、波场信息丰富等特点成为综合应用多种勘探方法的纽带。从井中地震数据特征分析出发，分析了井中地震技术的桥梁作用。一是在钻探与地震勘探之间起到的分辨率弥补、精细层位标定、测井曲线校正等作用；二是在时间域与深度域勘探方法之间发挥了井控时深转换、地层深度预测、储层物性预测等作用；三是在纵波与横波地震勘探之间为地震波性质研究、纵横波域的转换、拟横波声波速度求取、纵横波联合反演等提供支持；四是在地震勘探向精细油藏开发延伸的过程中发挥了地震地质导向、精细构造解释、井控地层属性筛选和储层压裂监测等作用；五是为油藏静态描述与动态监测联合研究搭建桥梁，时移井中地震技术、光纤传感技术等在该领域展示出良好的应用前景。
    • 消息
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    石油地球物理勘探. 2021, 56(4): 909-909.
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