2023年, 第58卷, 第2期　刊出日期：2023-04-15
  

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    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 0-0.
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    • 智能地球物理
  • 面向地震波初至智能拾取的超分辨率深度残差方法研究
    李建平, 张硕伟, 丁仁伟, 麻晓敏, 赵俐红, 赵硕
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 251-262. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.002
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    针对常规语义分割网络在初至拾取中存在的精度低、泛化能力差等问题,基于U-Net网络,结合残差学习模块和亚像素卷积方法,构建了一种超分辨率深度残差网络的初至智能拾取方法(SD-Net)。该方法使用具有跳跃连接的U型网络融合地震数据的多尺度信息,通过端到端的训练方式简化工作。首先,在SD-Net的下采样阶段引入残差学习模块,克服深层网络退化问题,有效提高对地震数据的学习能力;其次,上采样阶段采用亚像素卷积方法,通过卷积和多通道间的像素重组实现特征图超分辨率重建,以更高精度定位初至;另外,利用迁移学习将模型应用于中、低信噪比模拟数据,仅需少量标注数据即可训练得到最优初至拾取模型。实际算例表明:与U-Net方法相比,SD-Net训练效率明显提高;网络模型具有更高准确率和鲁棒性;迁移学习模型预测的结果验证了SD-Net具有较强的泛化能力;该方法在实际生产应用中对实现高效、准确的初至智能拾取具有重要意义。
  • 基于稀疏强特征提取的三维地震数据完备方法
    崔雪鹏, 黄捍东, 罗亚能, 成锁, 郝亚炬, 崔刚
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 263-276. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.001
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    随着复杂储层地震资料特征筛选的机器学习技术的进步,如何有效地对参与地震属性优选和储层反演的地震样本进行采集和分析,成为目前智能地震预测领域的一个研究热点。目前的方法多着重于模型分类算法的改进,在标签的制作和采集方面不仅耗费大量时间进行人工标注,还存在标签不平衡情况下类内可靠性、类间平衡性不强等问题。为此,提出基于稀疏强特征提取的三维地震数据完备方法。首先,基于多数决原则的样本分割(Sample Segmentation Based on Majority Rule, SSMR)寻迹多尺度、多标签三维地震样本,进行采集、自动标注;然后,改进标签洗牌平衡方法(Improved Label Shuffling Balance Method, ILSB),通过"2+1"的样本增广平衡策略进行数据完备处理,改善样本采样不平衡性导致的模型训练偏向性;最后,利用基于最小L1范数稀疏表示对奇异值分解结果进行强特征提取(Minimum L1-norm Based Sparse Representation for Feature Extraction, L1-SRFE)和可视化表示。实际资料应用表明,实钻井与验证井预测结果吻合度高,该方法具有较高的标签分类准确率。
  • 基于深度学习的相对地质时间体估计方法
    李海山, 杨午阳, 伍新明, 魏新建, 许鑫
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 277-284. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.003
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    常规自动解释方法难以正确追踪三维地震数据体中被断层错断的地震反射层位。为此,提出了基于深度学习的相对地质时间体估计方法。首先,针对相对地质时间体估计需求,设计一个由编码器-解码器框架组成的相对地质时间体估计网络;其次,采用结构相似性准则为损失函数,利用生成的准确标注合成训练数据集对相对地质时间体估计网络进行训练,使其具备准确地从地震数据体中估计相对地质时间体的能力;最后,通过提取多个恒定的相对地质时间体等值面实现多个地震反射层位的自动追踪。测试结果表明,该方法不仅在验证数据集上显示出优异性能,而且在实际地震数据体上也获得了较好效果;利用估计的相对地质时间体能够一次性获得多个能够表征地层空间形态的地震反射层位。
  • 应用双向长短时记忆神经网络的微地震信号降噪方法
    李佳, 王维波, 盛立, 高明
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 285-294. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.004
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    地面微地震监测数据噪声干扰强、信噪比低,对后续的微地震初至拾取、成像定位等产生严重影响。因此,微地震信号降噪是微地震数据预处理中的关键步骤,而常规降噪方法常依赖于算法参数的设置,不具备普遍的适用性。为此,提出了一种应用双向长短时记忆(Bi-LSTM)神经网络的微地震信号降噪方法。首先,使用合成信号和实际信号构造样本数据集,对构建的Bi-LSTM模型进行训练和测试,得到降噪效果最好的模型;然后,利用训练好的Bi-LSTM网络对不同信噪比的合成信号和川渝地区油气井的实际压裂监测微地震信号进行降噪处理。降噪后的实际微地震信号用于地震发射层析成像,并分析图像以实现地面微地震信号的震源定位。实验分析结果表明,该方法能够有效降低微地震信号中的各类噪声,提高信噪比,从而提高震源定位的精度。与传统算法相比,该方法不需要参数调整,具有良好的泛化特性。
    • 采集技术
  • 基于锤击和多级井中检波器接收微测井的近地表Q值调查方法
    郭念民, 周旭, 徐凯驰, 王彦峰, 吕景峰, 段孟川
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 295-304. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.005
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    基于锤击和多级井中检波器接收的微测井是一种安全、经济的表层结构调查方法,已在表层结构速度调查方面得到了规模化应用。但由于存在记录延迟时差、激发子波非一致性及干扰波等影响因素,它难以直接应用于近地表Q值调查。为此,在目前常用锤击和多级井中检波器接收微测井观测系统基础上,在井口位置增设延迟校正检波器,用于校正不同炮次记录延迟时差,在相邻炮次接收范围的交界处设置一个重复接收点,用于消除激发子波的非一致性; 而且基于质心频率偏移Q值估算方法,通过不同深度点接收初至波质心频率及方差随深度变化的多项式拟合,消除干扰波对初至波质心频率及方差随深度变化规律的影响,提高Q值估算精度。模型正演模拟结果分析和塔里木沙漠区实际资料应用结果均表明:用上述方法求取的Q值与模型和经验公式所得结果接近; 同时,利用由该方法求得的Q值对实际资料做近地表吸收补偿,可显著提高地震剖面的分辨率。
  • 利用折射波的海底节点地震三分量检波器重定向方法
    闫凯鑫, 王芷琪, 李庆春
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 305-314,324. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.006
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    在海底节点(Ocean Bottom Nodes,OBN)地震中,因为水下检波器实际姿态的任意性,三分量检波器的重定向成为OBN勘探需解决的首要问题。为此,提出一种根据折射波偏振特性进行OBN三分量检波器重定向的方法。首先,引入三个欧拉角描述坐标系的旋转,给出检波点两侧炮点产生折射波偏振矢量的三种特性,并根据该三种特性建立误差函数以描述检波器姿态与设计姿态的偏差;然后,利用不同欧拉角对原始地震记录进行旋转,每次旋转后求取检波点两侧炮点产生折射波的偏振矢量,并计算相应的误差函数,误差函数最小的欧拉角即为姿态校正角;最后,利用求取的校正角对原始地震记录进行校正,即可实现检波器重新定向,从而将实际采集信号校正到检波器沿设计方位放置时应有的地震记录。模型试验和实际数据处理结果表明,该方法易于实现且计算精度高,可用于未安装罗经姿态传感器的OBN地震数据校正。
    • 处理技术
  • 应用波形拟合的炸药震源记录起跳点时间拾取方法
    张一鸣, 陈璐, 袁燎, 刘亿伟, 肖光伟, 纪国森
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 315-324. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.007
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    初至拾取是地震数据处理中的关键步骤,其拾取的准确程度关系到浅表层速度模型建立的精度,并进一步影响后续叠加及偏移成像的效果。对于炸药震源激发形成的初至波,根据形成机制,其初至位置在地震记录中应由一个"向下的偏转"表示。而在实际地震数据初至拾取过程中,该"向下偏转的点"较难识别,而能够快速准确拾取的位置通常为波峰位置。基于理论模型,本文测试了拾取波峰及起跳点对速度模型反演的影响,证实基于炸药震源起跳点位置的反演精度高于基于拾取波峰位置。因而提出一种基于波形拟合的方法判断炸药震源的起跳点位置,即假定初至波可用李子波模拟,通过单道中对以波峰为中心的时窗内的样点值进行拟合,得到理论子波函数,以此方式快速、准确地搜索起跳点位置。通过理论子波模型,测试了波形拟合法的有效性及合理性; 并应用该方法对塔里木T探区实际资料进行了试处理,表明该方法可准确拾取高信噪比地区炸药震源起跳点位置,同时具有一定的抗噪性,也能拾取较低信噪比地区炸药震源起跳点位置。
  • 复杂构造转换波静校正方法研究及应用
    钱忠平, 孙鹏远, 熊定钰, 牛悦, 李建峰, 陈海峰
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 325-333. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.008
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    目前转换波静校正技术方法众多,已成为多分量勘探不可或缺的重要组成部分。然而,这些方法还面临一些实际困难和问题:①面波反演法存在面波发散、难以确定频散周期及复杂探区面波信噪比低、频散曲线拾取困难等问题; ②初至波静校正方法中的层析反演和折射法的转换波初至信噪比低,尤其在复杂探区拾取初至很难; ③共检波点道集叠加纵波构造约束法要求地下反射界面变化相对平缓或者水平。因此,上述方法目前都不适合复杂构造转换波静校正。为此,提出一种复杂构造转换波静校正方法,具体步骤为:①通过层位拉平方法消除转换波静校正构造项,克服层位基本水平的限制。首先拾取P-P波CMP叠加信噪比较高的构造层位,并计算层位拉平投影时差,用投影时差"拉平"叠前数据; ②将层位拉平数据转换到共检波点域并重新完成共检波点P-P波速度分析,以使共检波点道集的每道速度相同,消除复杂构造横向速度剧烈变化及速度分析精度不高造成的道间动校正误差,既可以使共检波点同相叠加、提高信噪比,又减少了速度精度不高对地震道剩余静校正量的影响; ③把P-P波构造层位拉平的投影时差转换到P-SV域拉平P-SV波叠前数据,在共检波点域重新完成P-SV波共检波点速度分析,提高P-SV波共检波点道集叠加剖面信噪比和分辨率,最终提高P-SV波共检波点道集叠加层位拾取精度和效率。通过构造层位拉平和共检波点域速度分析,再利用P-P波构造约束转换波静校正方法可提高复杂构造转换波静校正计算精度和效率。
  • 应用快速POCS算法的非均匀地震数据重建
    董烈乾, 张慕刚, 汪长辉, 安学勇, 郭振兴, 范红光
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 334-339. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.009
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    凸集投影(Projection on Convex Sets, POCS)算法已经成功地应用于地震数据重建,灵活且简单。然而该算法要求重构数据必须是在规则网格上进行,由于障碍物等因素导致实际采集数据偏离预设网格点,重构效果不佳,且该算法的收敛速度仅为O(1/k),其中k为迭代次数。针对以上问题,首先构建了非均匀网格地震数据正演模型; 然后从快速迭代收缩阈值算法(Fast Iterative Shrinkage Thresholding Algorithm, FISTA)出发,推导并提出了基于曲波变换的快速凸集投影算法(Fast POCS,FPOCS), 该算法保留了迭代收缩阈值算法(ISTA)的计算简单性,具有全局收敛速度O(1/k2); 是一种快速的地震数据重构方法;最后通过模拟和实际数据处理验证了本文方法的有效性。
  • 基于构造导向滤波的多道反褶积方法及应用
    王万里, 李海山, 魏新建, 王伟, 李琳
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 340-344,380. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.010
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    传统线性反褶积方法无法大幅度提高地震资料的分辨率,因此逐渐被非线性的稀疏反褶积方法替代。然而大多数非线性反褶积方法是基于单道反演的,没有考虑道与道之间的空间结构关系,得到高分辨率的结果容易产生横向不一致或者不连续问题,而且当地震资料品质较差时,单道反演方法的结果很不稳定。为此,提出一种基于数据驱动和反演策略的多道反褶积方法,即从地震数据本身出发,利用局部倾角获取构造信息,构建构造导向滤波算子,再将其作为正则化算子引入稀疏多道反褶积中,通过分裂Bregman优化算法求解得到稀疏反射系数系列,在提高分辨率的同时,改善了传统非线性反褶积结果的空间连续性。模型试验和实际地震资料处理结果验证了该方法的有效性和实用性。
  • 基于可调因子Gabor小波变换的地震高分辨处理方法
    赵桠松, 杨平, 许辉群, 黄鑫鹏, 聂荣, 杨梦琼
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 345-350. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.011
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    时频分析是利用地震资料识别薄层的重要方法之一,常规的时频分析方法受到固定时窗、窗函数等因素影响。为此,采用一种基于可调因子Gabor小波 (Tunable Factor Gabor Wavelet, TFGW)的连续小波变换(Continuous Wavelet Transform, CWT) (简称TFGW-CWT)的时频分析方法对地震资料进行处理。该方法采用具有可调因子的Gabor小波进行变换,然后使用最小绝对值投影方法组合每个可调因子的连续小波系数,降低邻近频率的交叉干扰,提高局部时频分辨率。进一步采用非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization,NMF)对时频数据体降维,得到一个低秩的特征数据结构关系体,减少了高维空间的数据冗余,凸显了高频信息,达到提高地震资料分辨率的目的。模拟记录和实际资料处理结果证实了该方法的有效性,可为薄层检测提供一种新的技术手段。
    • 偏移成像
  • 基于区域分解的3D弹性波全波形反演 并行实现策略
    秦宁, 梁鸿贤, 郭振波, 李振春
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 351-357. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.012
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    全波形反演作为一种能够在理论上提供更高精度成像的反演方法,是当前地震勘探领域的研究热点之一。它所面临的一个主要问题是计算量庞大,特别是对于3D弹性介质的全波形反演。针对这一问题,本文基于区域分解技术发展了一种3D弹性波全波形反演并行实现策略。首先,对全波形反演理论进行简要介绍;然后,详细分析区域分解并行实现中的主要问题并给出相应的解决策略;最后,通过简单的透射模型证明了算法的正确性及有效性。
    • 综合研究
  • 基于分频智能反演的曲流河点坝与废弃河道识别
    李洪辉, 岳大力, 李伟, 郭长春, 李响, 吕梅
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 358-368. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.013
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    曲流河点坝、废弃河道级次构型表征对丰富曲流河储层构型模式、指导油气田高效开发具有重要意义。为此,以渤海湾盆地孤岛油田中12-斜检3011井区馆陶组为例,基于分频智能反演技术识别曲流河点坝与废弃河道。首先,通过地震资料分频处理,依据振幅与砂体厚度之间的关系优选最佳频段地震资料,采用支持向量回归(SVR)的机器学习算法进行分频反演;其次,在利用反演数据体平面属性刻画复合河道砂体分布规律的基础上,根据河道边界的地震、测井等响应特征预测单一曲流带;最后,以废弃河道泥质半充填的样式为指导,选取目的层上、中、下部的反演属性切片进行RGB融合,建立废弃河道识别模板,并在定量模式约束下识别点坝和废弃河道。研究结果表明:①基于机器学习的分频反演技术能够充分利用不同频段地震信息与测井信息,提高了反演结果的分辨率,可指导河道边界识别;②采用RGB融合技术融合河道不同位置的反演属性切片,能够辅助判别砂体之间的空间组合关系,有助于井间废弃河道识别;③在地震资料主频为38 Hz的情况下,利用基于分频智能反演的曲流河点坝与废弃河道识别技术在研究区目的层复合曲流带中共识别了4个单一曲流带、13个废弃河道和15个点坝。开发动态资料验证了识别结果的准确性,该方法具有很好的应用前景。
  • 利用五维数据直接提取裂缝型储层参数
    张洪学, 印兴耀, 李坤, 许孝凯
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 369-380. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.014
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    现有裂缝型储层流体识别方法在构建流体敏感参数过程中没有考虑岩石骨架、裂缝、孔隙及油气水耦合影响,对五维数据中丰富的方位信息蕴含的流体信息挖掘不够,并且针对裂缝型储层油气识别以间接计算参数为主。宽方位地震五维数据反演本身存在"病态解"及"不确定性"等问题,多裂缝参数同时反演更易导致储层参数反演精度下降。因此,基于间接代数组合的流体因子在计算过程中不可避免地累积计算误差,影响油气识别效果。为此,结合各向异性Gassmann孔隙弹性理论和线性滑动理论,以"固液缝"解耦流体因子为基础,推导了由"固液缝"解耦流体因子直接表征的新的纵波反射系数方程,分析、讨论了新纵波反射系数方程的适用条件及敏感性; 在此基础上,构建贝叶斯框架的地震反演目标函数,并基于时频资料研究五维数据流体识别方法,可直接获得裂缝型储层"固液缝"解耦流体因子,消除了累计误差的影响,提高了预测精度。模型试算及实际资料处理表明,所提方法可以合理、可靠地预测裂缝型储层油气分布。
  • 海上少井条件下低渗薄礁滩灰岩储层甜点定量解释——以珠江口盆地A油田为例
    郭飞, 李黎, 董政, 蒋玉婷, 沈水荣, 张永江
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 381-391. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.015
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    珠江口盆地A油田礁滩灰岩储层超薄、横向变化快、储层非均质性强及孔、渗关系复杂,加之海上钻井资料少、地震资料的纵、横向分辨率低,导致低渗储层甜点评价难度大。为此,建立了物探-测井-地质一体化定量解释薄层灰岩低渗储层甜点的技术对策。针对灰岩速度异常、厚度小、横向变化快等复杂油气藏,结合全波形反演的浅中层速度建模和网格层析中深层速度建模方法,利用反射波和折射波能量更新速度模型,减少速度误差,有效改善了成像质量,从而确保相带划分精度。基于孔隙形态因子校正技术优化复杂灰岩孔、渗关系,直接使用稳定的地震反演弹性参数解释渗透率,从而将渗透率解释模型向三维空间扩展。对于薄层、少井条件的地震资料反演,首次运用综合一维测井岩相和二维平面相联合嵌套约束的分级相控叠前高分辨率地震反演技术,定量表征了礁滩灰岩油藏低渗储层甜点。结合地震数据及反演结果精细解释了礁滩体层位,将灰岩层段分为致密碳酸盐岩台地、生物滩、下部生物礁以及上部生物礁共四个研究单元;认为灰岩低渗储层甜点局部发育,主要分布在1井以北、2井以南的礁滩主体部位。
  • 神经网络反演在火山岩储层预测中的应用
    李素华, 余洋, 李蓉, 卢齐军, 赵黔荣, 朱兰
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 392-402. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.016
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    川西南井研地区二叠系火山岩分布稳定,地震反射特征整体呈"两强波峰夹一波谷",火山岩内部发育两套储层,且上部储层由厚度小于7 m的多个薄层组成,受地震分辨能力限制,常规地震属性和波阻抗反演等方法均不能精确识别两套储层及其分布。利用孔隙度可表征储层特征且与波阻抗具有良好拟合关系的特点,提出采用拓频地震数据和神经网络孔隙度非线性反演技术预测火山岩上、下储层。地震数据经谱分解处理后得到低、中、高频数据体及其对应的分频地震属性,通过神经网络反演建立分频地震属性与孔隙度的非线性映射关系,进而得到高分辨率的孔隙度反演结果。综合预测结果表明:神经网络反演结果与实钻井吻合;纵、横向分辨率明显提高,能有效识别井研地区火山岩两套储层在纵向上主要发育在中、下部,平面上主要发育在工区西部。研究结果可指导后期勘探评价或开发井部署。
  • 花岗岩潜山裂缝型储层多尺度建模与应用
    姜晓宇, 宋涛, 甘利灯, 杜文辉, 李贤兵, 徐雷
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 403-411. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.017
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    当前对花岗岩裂缝型储层的表征尚未形成系统、完善的方法,受风化、岩性、构造等多种因素影响,花岗岩储层内部孔、缝、洞发育,具有极强的非均质性,更增加了对其表征的难度。为此,以乍得花岗岩潜山B油田为例,提出一种多尺度裂缝建模方法,该方法将确定性建模与随机建模方法相结合,运用叠前全方位AVAZ反演裂缝预测结果和叠后蚂蚁追踪裂缝预测成果,在裂缝地震相的控制下,分别建立小尺度裂缝和大尺度裂缝模型,前者可得到各向异性参数及裂缝密度、方向等参数,通过这些参数对裂缝型储层进行识别及评价,后者在地震数据上进行裂缝片的识别与追踪,识别出的每根裂缝具有可度量的长度和方向;然后利用等效裂缝模型实现对裂缝渗透率的定量表征;紧密结合地震叠后、叠前全方位地震数据裂缝预测成果与开发地质,并充分融合测井、地质、钻井、生产等资料,形成综合反映不同尺度裂缝信息的系统裂缝模型。该裂缝模型为开发井优化部署提供了技术依据,多尺度裂缝模型等效渗透率计算结果更符合流体渗流特征,为开发油藏数值模拟奠定了基础。
  • 应用组稀疏正则化反演的高分辨率自适应Gabor时频分析方法
    郝亚炬, 张华, 张生, 张红静, 张鹏, 朱宝衡
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 412-421. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.018
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    地震信号频率成分随时间的变化规律(时频特性)对油气检测具有重要意义,且Gabor变换作为最简便的时频分析技术在地震资料解释中得到了广泛应用。然而常规Gabor变换所得时频谱的时间分辨率低,相邻反射子波频谱信息混叠严重,不利于开展高分辨率地震资料解释。为了提高Gabor时频谱的时间分辨率,首先基于Gabor反变换的定义将Gabor时频谱的计算归结为求解反演问题; 然后以相同时刻频谱分入同一组的策略加入组稀疏正则化约束项; 最终利用投影快速软阈值迭代算法实现上述目标函数求解并获得Gabor时频谱。同时,还给出一种利用地震信号瞬时质心频率自适应地构造Gabor时频分析所需高斯窗函数的方法。理论信号实验及实际数据应用表明,该方法可在时间方向上对Gabor时频谱的能量团进行显著压缩,低频端和高频端的时间分辨率获得同步提高,进而在低频和高频剖面上同时清晰揭示薄储层顶、底界面,便于精细对比解释。
  • VSP资料在盐穴储气库构造特征描述中的应用
    李霖林, 上官拴通, 付检刚, 刘旭, 侯巍
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 422-430. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.019
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    随着世界各国对天然气需求量不断增加,为确保能源安全,调节天然气季节性供需矛盾,建设地下储气库是一种较为先进的办法。随着中国盐穴储气库的大规模兴建,对目标盐岩矿的准确分析与评价,是储气库建设成功的关键。在河北宁晋地区盐穴储气库建设过程中,由于地面地震资料少,遇到了地下盐体地质构造难以描述的问题。为此,提出了利用VSP资料对宁晋盐穴储气库的构造特征进行描述。首先,在该区部署了零井源距、Walkaway、Walkaround VSP资料采集;通过对VSP资料的处理,获得了VSP走廊叠加记录、Walkaway VSP成像剖面、Walkaround VSP数据及其插值成的三维数据体;综合利用零井源距VSP资料、Walkaway VSP成像数据、Walkaround VSP三维插值数据体,分别从点、线、面、体的角度对探区内石盐体进行研究,描述了探区内石盐体的几何形态和断层分布,预测了裂缝发育方向。该成果对宁晋地区盐穴储气库建设具有一定的指导意义。
    • 测井技术应用
  • 基于裂缝柔度和地应力模型的声电测井正、反演方法及应用
    张恒荣, 肖立志, 曾少军, 汤翟, 袁伟, 杨冬
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 431-442. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.020
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    电阻率成像探测深度通常为几厘米,超声波成像数据也只能提供井壁的声幅或到时图像。因此,很难评估井壁张开裂缝在地层中的分布情况。声波测井一般应用弹性各向异性表征地应力场和裂缝特性等,通常岩石的固有各向异性、高角度地层层面、裂缝或不平衡应力挤压等都可以导致弹性波表观各向异性,因此往往难以判断各向异性的成因。前人针对单一方位二维裂缝模型进行了声波正演模拟,但不适用于井筒含多组任意方位裂缝介质的弹性波模拟。为此,首先拾取井壁成像测井中导致声波表观各向异性的三类结构特征(天然裂缝、层面缝(或薄层)和钻井应力诱导缝)信息,同时定量化层理结构信息(如倾向、方位等),并将裂缝分层、分组;然后从声波全波列中提取地层的快、慢横波慢度及各向异性方位;接着在岩石和裂缝信息井壁成像建模基础上,通过裂缝附加柔度模型、层面伪裂缝模型和非线性应力场弹性波动理论正演模拟岩石的声波属性;最后通过对比声波速度及各向异性方位等信息的模型预测结果与实测结果,利用最小误差拟合反演确定井壁图像表征的裂缝类型与各向异性的成因,并对比、分析了频散曲线特征。将所提方法应用于花岗岩潜山裂缝型气田生产测试井以验证方法合理性,实际模拟结果表明:波速对各向异性成因的敏感度不如快横波方位,波速拟合误差一般较小且易于收敛,而快横波方位更能区分和判断地层的各向异性类型,从而有效、可靠地指示裂缝类型;B井地层分上、下两层,下层(2950~3000 m)发育层面伪裂缝、钻井诱导缝及少量有效缝,测试产能较低,上层(2900~2940 m)有效缝发育,测试产能较高。
    • 岩石物理
  • 松辽盆地北部古中央隆起带基底岩石弹性参数 测试及特征分析
    戴世立, 王力娟, 辛朝坤
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 443-453. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.021
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    古中央隆起带基底上覆地层缺失断陷期沉积地层,基岩暴露地表时间长,风化壳普遍发育。基底岩性复杂,主要发育花岗岩、浅变质沉积岩及浅变质火山岩3大类岩石;基底主要发育花岗岩、变质岩储层,不同类型储层的裂缝发育程度不同。钻井揭示:花岗岩的脆性大,易形成裂缝,花岗岩储层物性最好,属于孔隙-裂缝型储层;基底花岗岩风化壳储层非均质性强,储层物性较差,以裂缝为主。目前有关基底花岗岩和变质岩的岩石物理弹性参数特征的实验室研究较少。为此,采用超声频段和地震频段弹性参数测试方法,系统分析了围压及孔隙压力对岩石纵、横波速度的影响,研究了不同孔隙度和饱和状态下岩石弹性参数与微裂缝密度及孔隙纵横比的关系;应用弹性参数交会分析,明确了基底风化壳储层及裂缝敏感参数,建立了符合基底孔隙-裂缝型储层特征的岩石物理模型,获得以下成果和认识:①对松辽盆地北部古中央隆起带基底33块岩性样品,采用超声频段和地震频段实验测试,测得的标准铝块的超声频段纵波速度(6430 m/s)与参考值(6400 m/s)基本相同,相对误差为0.5%,精度较高。②随着围压增加,在水饱和和气饱和状态下纵、横波速度均增大,且横波速度变化不大。随着孔压增加,在水饱和和气饱和状态下纵、横波速度均呈降低趋势,且在气饱和状态下纵波速度的变化量大于水饱和状态,在水饱和和气饱和状态下横波速度的下降趋势相似。③不同压力的超声频段和地震频段速度差异表明微裂隙是影响频散绝对变化量的主要因素,随着压力增加,微裂隙逐渐闭合,孔隙间的流体流动效应减弱,喷射效应降低。④地震频段和超声频段储层敏感参数优选结果相同,即vP/vS(纵横波速度比)、ν(泊松比)、λ(拉梅系数)、λ/μ(拉梅系数/剪切模量)、λρ(拉梅系数×密度)等参数对流体最敏感,可作为识别基底风化壳的储层敏感参数。⑤在裂缝密度为3条/m、裂缝倾角为50°的条件下建立了饱和度-孔隙度解释图板,在含水饱和度为50%、裂缝倾角为50°的条件下建立了裂缝密度-孔隙度解释图板,为风化壳孔隙-裂缝型储层预测奠定了理论基础。
    • 非地震
  • 基于非结构外推多重网格法的带地形二维大地电磁各向异性有限元正演
    潘克家, 韩旭, 王鹏德, 王晋轩, 肖晓, 张林成
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 454-468. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.022
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    基于非结构化网格的大地电磁各向异性有限元正演模拟若采用经典迭代法,收敛速度慢,不适用于复杂地电模型的正演计算。多重网格法作为经典迭代法的改进算法,是求解椭圆方程离散线性系统的一种有效算法。然而,经典多重网格法依赖于嵌套的正交网格,无法直接应用于非结构化网格问题的求解。笔者提出一种基于半结构化网格,即通过对一个初始的非结构网格进行逐层二分加密,并利用外推瀑布式多重网格算法(EXCMG)快速求解各向异性介质中二维大地电磁有限元正演大规模复线性系统。EXCMG算法运用三角形网格上的外推和高次插值技术,构造新的多网格延拓算子,通过两层粗网格上的数值解构造下层密网上有限元解的高阶逼近,作为多网格磨光算子BiCGStab的迭代初值,加速迭代收敛。对国际标准测试模型(COMMEMI-2D1和COMMEMI-2D4)运用该方法进行测试,得到的视电阻率和相位相对误差均在1%以内,求解时间较BiCGStab、聚合型代数多网格法(AGMG)大幅缩短。EXCMG算法具有较好的拓展性和适应性,可处理复杂地电模型、任意起伏地形和各向异性问题。
  • 海洋可控源电磁法三维模拟电性模型研究
    赵云生, 何展翔, 高妍, 张朔宁, 袁慧, 张向宇
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 469-476. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.023
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    海洋可控源电磁法(MCSEM)是实现海洋油气圈闭评价和精确勘探的有效手段。目前,关于准确、高效、稳定的MCSEM数据三维正演模拟研究已取得长足进步。文中针对MCSEM正演的三维精确建模,从海洋地层岩石分类特征出发,细化三维网格电性表征,建立基于孔隙度和岩石物性特征的网格单元函数,给出了海洋可控源电磁回路中包括铜棒电极的网格单元和海水层、海底沉积层、油气储层及其盖层等五种类型介质的电阻率表征,同时通过对上述五类介质的频散测试数据进行复电阻率等效模型拟合,进一步获得其复电阻率最优表征。考虑储层岩石孔隙度及海水分层特征、充分利用已知信息的建模方法能够提高三维模拟精度,为直接反演储层含油饱和度提供了一种思路,这必将推动MCSEM在油气勘探领域更广泛的应用。
  • 带约束的一维时频电磁联合反演研究
    齐治澎, 汤文武, 何展翔, 张力
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 477-483. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.02.024
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    利用时频电磁资料可同时获取时间域及频率域电磁信息。相比单一时间域或频率域电磁信号,综合利用时频电磁信息可明显提高电性反演精度。为获得精细地电模型,基于正则化反演方法,融合数据约束、模型约束及步长约束,提出一种一维自适应时频电磁联合反演算法。该算法对时间域和频率域数据平衡因子及正则化因子采用自适应调整方案,同时将模型参数搜索范围约束与WOLFE准则相结合,在限制参数搜索范围的同时约束迭代步长,确保反演的稳定性和精度。使用经典层状模型、含噪声的页岩气地电模型及实测数据对该反演方法进行测试与分析,结果表明带约束的时频电磁联合反演方法可有效提高复杂模型电阻率反演的分辨率,对提高时频电磁方法油气藏识别精度具有实际意义。
    • 消息
  • 2023年《石油地球物理勘探》征订单
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 484-484.
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    • 人物介绍
  • 地球物理学家 李培明
    石油地球物理勘探. 2023, 58(2): 485-485.
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