2023年, 第58卷, 第4期　刊出日期：2023-08-15
  

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    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 0-0.
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    • 智能地球物理
  • 应用自编码—解码架构的ConvGRU网络空变子波提取方法
    戴永寿, 李泓浩, 孙伟峰, 宋建国, 孙家钊
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 753-765. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.001
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    地震勘探的成像和反演质量取决于地震子波的提取精度。地震子波在传播过程中主频和相位会改变，即子波形态会出现变化。现有的子波估计方法未能充分考虑子波的空变特性，同时传统空变子波提取方法对测井资料等先验信息依赖性较强，且受各类假设限制。为此，提出了一种使用自编码-解码架构与卷积门控循环单元（ConvGRU）网络的空变子波提取方法。该方法使用卷积运算与门控运算同步提取不同地震道子波的主频和相位变化特征；将提取的子波变化特征经编码得到特征变量，特征变量经解码器可更高效地提取横向道间和纵向时间上的变化特征。使用有限差分正演和非平稳褶积模型建立符合实际数据分布特点的训练数据；搭建自编码-解码网络并迭代训练网络，得到空变子波提取模型；使用该模型提取地震多道空变子波。数值仿真实验验证了该方法比传统子波提取方法具有更高的精度；中国西部实际地震资料处理结果表明，该空变子波提取方法具有一定的实际应用价值。
  • 加权全变分正则化与ADMM求解的无监督地震数据随机噪声压制方法
    王婧, 陈睿, 马小琴, 吴帮玉
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 766-779,800. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.005
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    噪声压制是地震数据处理中的一个至关重要的环节。近年来，随着深度学习的蓬勃发展，其在地震数据中的应用取得显著成效。在实际应用中，收集大量带标签的地震数据（无噪数据）是困难的，为此，基于无监督的深度图像先验（DIP）框架压制二维地震数据随机噪声。首先，探索跳跃连接对网络去噪性能的影响，确定网络架构；其次，在损失函数中加入加权全变分（WTV）正则项，与传统的全变分（TV）正则项所不同的是，WTV正则项的权重系数不再是固定不变的超参数，而是与数据空间结构有关的可学习参数；最后，通过交替方向乘子法（ADMM）求解该优化问题。合成和实际数据实验表明，结合WTV正则项与ADMM的DIP方法可以在压制地震数据随机噪声的同时减少有效信号损失，且相较于DIP方法去噪稳定性更好，相邻迭代拟合信号峰值信噪比波动小，较易制定早停准则，更实用。
  • 基于去噪卷积神经网络的异常振幅压制方法
    范承祥, 郭宏伟, 苑益军
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 780-788. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.003
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    地震数据中的异常振幅会造成地震道空间能量不均，导致叠前偏移出现画弧现象，从而严重干扰地震资料解释，因此压制异常振幅已成为地震资料处理中的一项重要工作。由于应用条件的限制，采用传统方法难以实现在彻底压制异常振幅的同时保护有效信号。为此，提出一种基于去噪卷积神经网络（DnCNN）的异常振幅压制方法。该方法首先根据地震异常振幅分布特点，通过网络改进与优化，搭建了适于异常振幅压制的DnCNN结构；然后采用人工合成和实际数据提取相结合的方法，制作了包含异常振幅和不含异常振幅的两种训练集；最后利用训练集对搭建的网络进行训练与学习，获得能够压制异常振幅的网络训练模型。模型数据和实际地震数据应用结果表明，该方法能够有效压制地震数据中的异常振幅，同时也保护了有效信号，与常用的传统方法相比，处理效果最佳。
    • 采集技术
  • 基于F-J法微动探测的表层结构调查
    赵容容, 杨振涛, 任承豪, 周鑫, 王轶, 陈伟
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 789-800. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.004
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    三维地震勘探常常处于城镇、道路等无法实施微测井等静校正方法的区域，近期人们尝试利用微动调查替代现有的静校正方法，取得了一定效果。现今微动调查在石油勘探的应用中主要通过提取面波频散曲线反演地层速度结构。该方法在石油勘探领域仍处于起步阶段，作为核心技术的频散成像方法种类繁多，其中2019年提出的频率-贝塞尔变换法（Frequency-Bessel，F-J）受到人们的广泛关注。相比空间自相关方法（SPAC），F-J方法在利用背景噪声高阶模式面波成像上具有巨大优势。为了更好地研究F-J方法的适用性，首先利用合成数据分析了不同观测系统和采集参数对F-J成像的影响；然后利用四川某地实际噪声数据分析了不同观测系统、采集时间对F-J频散成像的影响。实际应用中采用分段择优叠加得到的频散谱，可有效提高频散谱成像质量，为准确提取频散曲线提供了数据基础。进一步对比测井数据，发现利用基阶、高阶模式频散曲线进行多模式联合反演可精确地反演地层结构，使经济、高效地获得表层结构成为可能。
    • 处理技术
  • 基于相对熵准则的CMP道集Q扫描
    李鹏辉, 王华忠
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 801-811. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.002
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    地下介质的大地滤波效应（主要包括薄层叠合效应、散射效应和非弹性效应等）使地震信号振幅变小、频带变窄、主频降低、相位畸变，这可用等效Q值引起的效应表示。合理估计等效Q值并进行相应的Q值补偿对提高地震资料的分辨率十分重要。吸收衰减是一个累积效应，当地层Q值一定时，地震子波的衰减现象随传播距离/时间的增加和频率的增大而愈明显，即深层、远炮检距反射子波的能量和高频成分衰减更严重。为此，假设地层为水平层状、反射同相轴满足双曲线规律，已知地下均方根速度模型，利用CMP道集，沿双曲线轨迹开时窗以提取单个衰减子波；然后选取一组Q值，在频率域对衰减子波振幅谱做Q值补偿处理，依据不同炮检距处补偿后地震子波振幅谱一致性最佳原则估计水平地层的等效Q值。该方法需要一个合适的度量准则，因此对比、分析了相似系数、质心频率和KL散度、JS散度等准则。实验表明，在选取合适频带范围（如0~60 Hz）后，JS散度准则对规范化后的振幅谱一致性度量的敏感性更高，抗噪能力更强；在合适的信噪比条件下，基于相对熵准则的CMP道集扫描估计品质因子方法可以得到比较稳定的等效Q值估计结果。
  • 计算水平层状VTI介质中P波旅行时的近似公式
    魏建, 孙祥娥
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 812-817. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.006
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    基于泰勒级数的P波旅行时方程的计算精度受到具有垂直对称轴的横向各向同性（Transverse Isotropy Medium with Vertical Symmetry Axis，VTI）介质的影响，为了改善这种情况，提出一种基于平方处理与系数匹配的计算方法。首先，利用平方处理将非平方形式的基于泰勒级数的旅行时公式转换为包含高阶项的平方形式；再使用系数匹配法处理旅行时平方公式的高阶项，保持方程炮检距的最高阶为常用的4阶；然后，在简化参数形式与优化旅行时平方公式计算的基础上，得到与各向异性参数相关的新系数y；最后，形成了含有y的基于平方处理与系数匹配的4阶P波旅行时计算方法。基于水平层状VTI介质模型的实验结果表明，与有理近似算法、三射线广义时差近似计算法和扩展广义时差计算法相比，该方法计算误差更小，同时远炮检距处的计算能力得到一定提高，从而给以旅行时方程为基础的应用提供了更多选择。
  • 基于层次聚类多道奇异谱分析的地震数据同时重建与去噪方法
    曹静杰, 许昌昊, 朱跃飞
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 818-829. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.007
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    高信噪比、高保真度和高分辨率地震数据是获得地下结构清晰成像的前提。在地震数据采集过程中，不利地形、坏道等因素造成地震数据不满足采样定理，需重建以获得完备的地震数据。多道奇异谱分析法是一种常用的地震数据重建与去噪方法，其关键是对划分的每个数据块确定有效奇异值个数。该参数需根据不同的数据特征判定，但目前的人工选择方法需花费大量人力和计算资源。针对每个数据块，基于频率域多道奇异谱分析框架，分析奇异值的离散点曲线和谱的规律，提出层次聚类法自动识别有效信号对应的奇异值个数，提高地震数据去噪效果和重建质量。对经过块Hankel矩阵奇异值分解得到的奇异值序列，采用层次聚类法进行聚类，得到各频率的有效奇异值个数；再对有效频率内求取的奇异值个数求最大，获得数据块的有效奇异值个数；在阻尼多道奇异谱分析同时重建和去噪的框架下，进而提出一种改进的多道奇异谱分析（MSSA）方法以实现地震数据的同时重建和去噪。对模拟地震数据与实际地震资料进行测试，结果表明基于层次聚类的多道奇异谱分析法在同时重建和去噪方面具有优越性，能避免人工选择有效的奇异值个数，减小地震数据处理工作量，对大规模地震数据的重建与去噪具有现实意义。
  • 应用闪电连接过程优化算法反演多阶瑞雷波频散曲线
    付宇, 艾寒冰, 姚振岸, 李红星, 田宵, 张杏棉
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 830-838. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.008
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    在瑞雷波勘探中，频散曲线反演是获取地下地层信息的关键，具有多参数、多极值特征。传统的全局优化算法，如粒子群（PSO）算法、遗传算法（GA）等，进行频散曲线反演时存在收敛速度慢、求解精度低等问题。为此，将一种新颖的全局优化算法——闪电连接过程优化（Lightning Attachment Procedure Optimization，LAPO）算法用于频散曲线反演。LAPO算法受自然界中闪电下行先导和上迎先导连接过程的启发所提出，通过模拟自然界中闪电形成过程寻求最优解。该算法全局搜索和局部开发能力都强，无需进行参数调整。使用理论地质模型和实际数据进行测试，结果表明：与PSO算法相比，LAPO算法具有收敛速度快、求解精度高、算法性能稳定的特点； LAPO算法不仅适用于基阶频散曲线反演，而且适用于多阶频散曲线反演，是瑞雷波频散曲线定量解释的有效工具。
    • 地震模拟
  • 基于正交贴体网格的黏弹介质地震波模拟
    刘志强, 黄磊, 李钢柱, 牛兴国, 张晓萌
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 839-846. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.009
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    常规的有限差分地震波数值模拟采用笛卡尔坐标系的规则网格对计算区域进行网格剖分，在模拟起伏地表下的地震波场时，不仅不利于实现自由边界条件，而且由于阶梯状网格近似，在网格角点处容易产生虚假散射波，从而影响模拟精度。为此，将计算流体力学中的正交贴体网格生成技术引入起伏地表下黏弹介质的网格剖分中，采用优化的同位网格有限差分法计算曲线坐标系的一阶速度-应力方程，并通过选择性滤波法消除同位网格差分产生的格点振荡。正交贴体网格能够精确地描述起伏地表，网格的正交性也使得实施自由边界条件时无需做复杂的坐标转换和插值运算。数值算例表明：该方法得到的数值解与解析解完全吻合；与规则网格有限差分法模拟结果相比，在相同网格间距条件下，该方法能够有效消除阶梯状网格引起的虚假散射波，从而提高数值模拟精度。此外，起伏地表两层和三层黏弹介质模型模拟结果表明，该方法对复杂模型同样有较强的适用性。
  • 三维背景噪声数值模拟及频散曲线验证
    霍科宇, 邵广周, 王国顺, 白帅, 吴华
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 847-856. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.010
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    近年来，以人类生产活动产生的振动和天然振动作为震源的背景噪声成像技术逐渐成为研究热点。无论是基于已知模型对背景噪声成像方法以及频散曲线提取方法的有效性进行验证，还是对背景噪声数据采集方式进行参数优化，均需通过波场数值模拟手段获取所需的背景噪声理论合成数据。三维数值模拟是背景噪声成像中的一项重要研究内容。针对背景噪声在时间域和空间域上具有随机性的特点，将随机震源引入三维瑞雷波波场有限差分数值模拟，实现背景噪声数据的有效计算，将模拟得到的噪声记录用基于Aki公式的两道法提取频散曲线并与理论频散曲线对比，以验证噪声模拟的可行性和有效性。理论模型测试结果表明：当震源参数处于合理范围时，合成背景噪声数据频散曲线与理论频散曲线拟合效果良好；同时三维模拟数据提取的频散曲线比二维模拟数据提取精度更高。
  • 2D/3D起伏地表多震相地震波走时的因式分解程函方程算法
    张云, 李夕海, 白超英, 牛超, 王艺婷, 曾小牛
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 857-871. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.015
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    起伏地表条件的地震波走时计算方法是研究该类地表区地下结构的基础工具。快速行进法和快速扫描法均是基于有限差分求解程函方程而发展起来的地震波走时计算方法，由于震源附近波前曲率较大，这两种算法均存在震源奇异性问题。研究成果表明，对于复杂模型快速行进法的计算效率高于快速扫描法。为此，借鉴快速扫描法解决震源奇异性的思路，采用快速行进法求解因式分解程函方程，从而规避了震源奇异性问题。具体而言，将地震波走时分解为一个距离函数T0与一个走时扰动值T1乘积的形式，通过快速行进法求解T1，并与T0相乘，得到地震波走时；同时，为弥补规则网格迎风差分格式不适用于地表/界面起伏的缺陷，构建了适用于不规则网格的不等距迎风差分格式，进而结合分区多步技术形成了全局多震相地震波走时计算方法。2D和3D数值模拟实例表明，所提算法从根本上解决了快速行进法的震源奇异性问题，显著提高了原算法的计算精度与效率，可精确计算多震相地震波走时。
    • 偏移成像
  • 基于上下行波分解的分数阶拉普拉斯算子黏滞声波逆时偏移成像方法
    王喜鹏, 张庆臣, 毛伟建
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 872-882. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.012
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    地下介质通常存在黏滞性，使地震波在传播过程中产生能量衰减及（相位）频散效应，降低了偏移成像照明能量。采用互相关成像条件的双程波动方程逆时偏移技术，当速度模型精度不高或存在较强速度梯度时，可能会产生低频噪声和假象。为此，提出一种基于上下行波分解的解耦分数阶拉普拉斯算子黏滞声波逆时偏移成像（Q补偿逆时偏移）方法，采用解耦的分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程分别对震源波场和检波点波场进行外推，在此过程中校正地下介质对地震波产生的衰减效应；引入自适应稳定因子应对地震波衰减补偿过程中数值不稳定问题；采用时间解析波场外推方法，在时间切片上分别对震源、检波点波场的传播方向进行分解；最终运用互相关成像条件对下行的震源波场和上行的检波点波场进行成像。数值测试结果表明，所采用的Q补偿逆时偏移方法可校正由地下介质黏性特性引起的地震波振幅衰减和（相位）频散效应，该成像方法能显著减少传统逆时偏移成像中的低频噪声与假象。
  • 基于照明补偿的变“子波”模拟成像方法
    焦峻峰, 赵爱国, 廉西猛, 崔庆辉, 孙成禹, 吴涵
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 883-892. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.013
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    叠前深度偏移是目前高精度地震成像的关键技术。对于给定的速度模型，传统方法是先利用波动方程做波场正演，再对正演波场进行叠前偏移成像。但该方法计算效率低，对硬件要求高。基于成像算子的模拟叠前深度偏移方法无需波场正演和偏移处理，计算效率高，但存在能量分布与实际不符、分区重构分界严重及成像波形不正确等问题。为改善模拟叠前偏移成像算法的效果，文中提出基于照明补偿的变“子波”模拟叠前深度偏移成像方法。首先根据观测系统计算射线路径，使用单位脉冲代替点扩散函数在波数域构建直接成像算子，并将成像算子作用于反射系数模型；然后在空间域通过非稳态褶积运算得到模拟深度域成像结果，解决模拟深度成像时波形不能空变的问题；通过单位脉冲作用下多点模拟成像结果的叠加，空间能量差异及个别区域无法照明的问题得以解决。该方法不仅保留了原算法计算速度快的优势，同时还解决了能量分配和“子波”空变的问题。模型试算证明该方法成像结果准确，可为观测系统选择和地震成像提供参考。
    • 岩石物理
  • 考虑压力的深部页岩储层地震岩石物理建模方法及应用
    武陈月, 印兴耀, 印林杰, 李坤
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 893-901. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.014
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    地层压力影响页岩储层的弹性。在深层高压下，裂缝结构是影响页岩储层弹性的一个重要因素。目前，考虑压力影响的深部页岩储层地震岩石物理建模方法较少。为此，首先，根据Toksöz的包体理论，考虑有效压力对裂缝纵横比的影响，建立有效压力与裂缝纵横比的定量关系，将有效压力的影响引入Eshelby-Cheng模型并进行压力修正；其次，利用修正后的Eshelby-Cheng模型，将受有效压力影响的水平裂缝以包含物的形式耦合到背景介质中，构建一种考虑压力影响的深部页岩储层地震岩石物理模型；最后，将构建的地震岩石物理模型应用于实际工区，并与非压力修正Eshelby-Cheng模型进行纵、横波速度估算对比。通过分析有效压力对裂缝纵横比、Thomsen各向异性参数及储层纵、横波速度的影响，可以得出：在有效压力变化初期，裂缝纵横比、Thomsen各向异性参数随有效压力增大而减小；储层纵、横波速度随有效压力增大而增大；当有效压力增大到一定限度时，上述三者都趋于稳定，即有效压力变化不再对储层产生影响。该方法对深部页岩储层的纵、横波速度预测结果与实际数据吻合度较高，证明了该模型对深部页岩储层的适用性。
  • 渗透率各向异性条件下裂缝介质地震频散、衰减及各向异性分析
    姜晓敏, 陈学华, 吴昊杰, 罗鑫, 刘俊杰
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 902-912. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.011
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    渗透率各向异性与地震各向异性是含流体裂缝孔隙岩石的关键特性，文中利用裂缝参数（倾角、方位角、半径等）表征裂缝介质的渗透率并分析渗透率各向异性变化规律，基于Chapman多组裂缝等效介质模型研究了渗透率各向异性条件下正交介质的地震各向异性及地震波频散、衰减特征。数值模拟结果表明：①渗透率各向异性与裂缝参数有关，裂缝方位角的变化对渗透率各向异性的影响具有对称性；裂缝半径和倾角的变化影响渗透率各向异性的强弱，其中裂缝半径的影响尤为显著。②渗透率各向异性情况下，地震波的频散、衰减出现两个不同的弛豫时间，随着饱含流体裂缝介质中含气量的增加，特征频率呈现先减后增的趋势。③渗透率差异引起的两个不同的特征频率与地震各向异性系数极值对应的频率具有相关性，表明渗透率各向异性会引起地震频散、衰减的各向异性。数值分析结果可为裂缝储层渗透率预测及流体识别提供有力的理论依据。
    • 微地震
  • 微地震监测在油气藏型储气库地质体完整性评价中的应用
    廖伟, 魏路路, 罗海涛, 张士杰, 徐刚, 陈龙
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 913-921. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.016
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    油气藏型储气库是利用枯竭油气藏改建而成的地下储气空间，是最主要储气库类型。与国外油气藏型储气库相比，中国储气库地质体大多为复杂断块，具有埋藏深、储层渗透性差、非均质性强等特点。中国独特的复杂地质条件给储气库地质体安全运行带来巨大挑战，微地震监测技术可实时监测地层岩石破裂情况，是储气库地质体活动最直接的监测手段。为此，从微地震监测原理及储气库地质体完整性定义出发，针对储气库微地震监测数据特点对数据处理方法进行研究，并以新疆呼图壁储气库为例，开展微地震监测数据处理、解释，对呼图壁储气库地质体完整性进行评价。结果表明：①微地震监测技术在保障储气库地质体安全中具有重要作用，可实时监测断层、盖层、底层等岩石破裂活动； ②在研究期内呼图壁储气库地质体较稳定，储层深度附近并未发生微地震事件明显聚集、大震级微地震事件等现象，但仍需长期监测； ③可实现三维立体微地震监测，相比于常规方法，其监测范围更广、监测信息更丰富。
    • 综合研究
  • 少井区烃源岩叠前地震反演预测方法
    张卫卫, 林鹤鸣, 罗明, 肖张波, 罗伟, 高丹
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 922-932. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.017
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    少井区烃源岩难以通过井震标定提取准确子波、构建精细低频模型。为此，提出根据盲信号理论的少井区烃源岩叠前地震反演预测方法。首先，根据盲信号理论，利用地震数据高阶统计量提取地震盲子波，再根据贝叶斯理论在复频域内估计模型参数的低频分量；然后，利用得到的地震盲子波及复频域低频模型在复频域内进行弹性阻抗反演；最后，利用烃源岩地震岩石物理模型构建弹性阻抗与烃源岩物性参数之间的关系，并通过弹性阻抗反演得到烃源岩的泥质含量、烃源岩指示因子等物性参数，从而预测少井区烃源岩的空间分布特征，定量评价烃源岩。该方法中，地震子波盲提取是一种统计性子波提取方法，不需要井数据参与，可为少井区烃源岩的叠前地震反演提供先验约束，解决了无井或少井区无法进行确定性子波提取的问题。模型试算和实际资料应用结果均表明该方法可靠、准确。
  • 基于法向阻抗分量的P-P波反射系数近似表达与纵横波阻抗反演
    王升荣, 孙成禹, 蔡瑞乾, 杜燚镜
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 933-941. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.018
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    弹性阻抗（EI）的提出是基于Zoeppritz方程有关近似垂直入射的P-P波反射系数近似表达式，对地层性质和观测系统有特定的假设条件，如阻抗界面两侧的弹性系数差异小、入射角较小等，在实际应用中具有一定的局限性。此外，EI不同于声阻抗，没有确定的量纲，不是一个物理量，无法直接解释其物理含义。为此，从阻抗本身的物理定义入手，将应力矢量的两个分量和速度矢量的两个分量分别相除取反，构成阻抗张量，该阻抗张量具有明确的量纲。针对P波入射的情形，利用阻抗张量的法向分量（T）近似表达反射系数，并发展了相应的反演方法。数值算例结果表明：T反演、EI反演的结果基本一致，且均与理论值吻合较好，但在低速层处，T反演的横波阻抗相对较平稳，振荡较小；相对于EI而言，由于T的定义式中没有指数运算，因此反演结果对速度、密度和角度的敏感度降低，反演结果相对稳定。实际地震资料测试结果表明，反演结果与实际钻井资料吻合较好，同相轴强弱反映了明显的阻抗差异；两套薄储层呈清晰的低泊松比异常。由于所提方法仅使用两个角度的数据进行反演，故对入射角范围较窄的观测系统尤为适用。法向阻抗分量扩展了叠前地震反演的内涵，是对地震阻抗反演的有益补充。
  • 基于BISQ模型的储层物性参数贝叶斯反演方法
    曲志鹏, 温瑨, 韩宏伟, 步帆, 王兴谋, 朱剑兵
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 942-948. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.019
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    对于物性参数反演这类存在多解性的问题，常见的方法往往难以高效、高精度地获得最优解。因此，根据贝叶斯统计学，采用高斯先验模型引入测井数据约束，并发展储层物性参数贝叶斯反演方法，以克服反演的多解性。其次，在BISQ理论和等效流体理论的基础上建立了岩石物理正演模型，该模型反映了孔隙介质中固体和流体的多种物理作用，可精细地刻画储层中地震波的传播过程，进而提升反演结果的可靠性。此外，由于确定性优化算法通常只有局部收敛能力，无法收敛到反演问题的全局最优解，所以引入具有全局收敛能力的杂交遗传算法，以提高反演方法的精度和效率。最终，利用所提反演方法预测中国东部A油田目标区域的孔隙度和含水饱和度，获得了较好效果。
  • 基于HTI介质走时反演的各向异性参数建模与AVAZ反演
    周城, 杨宇勇, 周怀来, 王元君, 陶柏丞, 余沛林
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 949-960,969. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.020
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    传统的各向异性反演方法主要利用测井资料和层位数据通过插值构建初始模型，其模型精度较低。为此，针对地震各向异性反演的初始模型的建立问题，在HTI介质假设下，利用炮检距矢量片（OVT）数据的走时信息获取各向异性参数（ε、δ），然后基于各向异性参数之间的经验关系估计另外一个各向异性参数γ，从而建立初始各向异性参数模型。再利用各向同性反演获得的弹性参数建立初始弹性参数模型。最后，基于Rüger反射系数近似公式，利用高斯-牛顿法反演弹性参数和各向异性参数。模型数据与实际数据的应用表明，所提方法可以在不受测井数据约束的情况下实现高精度的各向异性参数反演，为获取裂缝性储层中的微裂缝信息提供依据。
  • 根据低角度前积地震反射特征划分分流砂坝型浅水三角洲相带
    周琨
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 961-969. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.021
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    Z6区块钻井分布不均，目标储层砂泥岩构成复杂且砂岩、泥岩波阻抗特征相近，因此对于Z6区块西侧少井地区，分析有利沉积相带展布特征及准确刻画砂体边界存在一定困难。单凭地震反射振幅特征难以区分砂、泥岩，应用常规叠后地震反演等技术无法有效预测储层展布范围。为此，借助三维地震及钻井资料，结合前人的浅水三角洲沉积特征研究成果，建立适合Z6区块的沉积模式和正演模型，通过砂体地震响应特征分析、地震属性优选，预测有利储层展布范围，获得以下认识：①低角度前积或侧积对于下伏地层地震波形的影响是判断砂体边界的关键，适用于划分分流砂坝型浅水三角洲沉积相带，对勘探阶段预测有利储层的延展范围尤为关键；②相较于传统的振幅类属性，瞬时相位和瞬时频率属性更清晰地刻画了Z6区块分流砂坝和分流间湾边界，尤其是瞬时相位属性不受振幅影响，对于岩性尖灭等地质体的相位变化也十分敏感；③靠近物源方向，砂体受分流河道控制较明显，呈条状特征；靠近湖中心位置，砂体受湖浪改造作用更明显，呈坨状、朵叶状。上述研究表明，在少井情况下，在沉积模式的指导下，利用地震属性分析预测的分流砂坝砂体展布范围与钻井资料揭示的砂、泥岩发育情况吻合较好，通过分析有效的地震属性可合理地刻画分流砂坝型浅水三角洲砂体边界。
  • “T/C-P不整合双地层结构”的压实—离心流渗滤作用与油气富集——以准噶尔盆地玛东斜坡区三叠系百口泉组为例
    孟祥超, 齐洪岩, 陈扬, 窦洋, 郭华军, 彭博
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 970-982. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.023
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    为探讨大气淡水对不整合面上覆地层的渗滤效应，利用地震-地质综合剖面、储层物性、油-水等流体地球化学参数及试油、试采等资料，综合分析与不整合面有关的地层结构及压实-离心流分布特征，揭示了在“T/C-P不整合双地层结构”控制下，大气淡水通过压实-离心流方式对T/P不整合面上覆地层进行垂向渗滤，导致玛东斜坡区三叠系百口泉组油气充注程度较低。结果表明：玛东斜坡区T/P不整合面之上的百口泉组压实-离心流渗滤带的流体势方向与重力势方向相反，其成因与百口泉组底部富泥砂砾岩岩相及伴生的润湿水相的毛细管自吸作用密切相关；大气淡水主要沿着T/P不整合面之上百口泉组富泥砂砾岩内部的微细孔喉向上渗滤，形成自下而上流动的压实-离心流；压实-离心流垂向渗滤深度约为45 m，平面延伸距离约为28 km；压实-离心流的逆重力势方向流动特征导致百口泉组油气充注程度整体较低，油气主要富集于砂层组中上部物性较优的贫泥砂砾岩储层中。最后，“根据T/C-P不整合双地层结构”的压实-离心流渗滤作用与油气富集特征确定百口泉组油层测井定量识别标准为lgRT>1.4 Ω·m（电阻率RT>25 Ω·m）、纵波阻抗IMP<9000 g·cm-3·m·s-1；利用RT-IMP联合约束油层定量预测图板预测了夏子街扇东翼（面积为98 km2）、玛东盐北扇（面积为104 km2）两个油气富集区。
    • 地震地质
  • 南堡凹陷1号构造带帚状构造特征及其地质意义
    孙永河, 刘露, 孟令箭, 马妍
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 983-992. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.022
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    由于控制南堡1号构造带的帚状构造的主干断裂和次级伴生断裂组合样式与常见的帚状构造断裂组合样式存在差异，在南堡凹陷多期叠加变形的应力背景下，基底先存断裂的再活动及晚期与新生断裂相互作用使帚状构造的演化过程复杂化，进而难以了解帚状构造成因及其对油气的控制规律。为此，基于三维连片地震资料，应用构造解析理论和相关技术，系统研究南堡凹陷1号构造带的构造样式并恢复其演化过程，重点探讨帚状构造的成因及其与油气成藏的内在联系，以期为渤海湾盆地帚状构造区的油气勘探提供理论依据。结果表明：①南堡凹陷1号构造带帚状构造由主干断裂F1、FN及次级断裂控制。F1在中生代开始活动，新生代再活动并由南向北传播、生长，南部边界断裂FN在Ed3沉积期开始活动，二者夹持的次级断裂在Nm沉积期开始活动。②帚状构造经历了古近纪裂陷Ⅰ幕、Ⅱ幕和新近纪后裂陷期三个演化阶段。古近纪Es沉积期主干断裂分段生长为帚状构造的形成提供了背景，古近纪Ed沉积期应力场转变为帚状构造发育提供了应力机制，新近纪Ng-Nm沉积期F1的斜向伸展作用和FN的正交伸展作用控制了次级断裂，帚状构造就此定型。③南堡1号构造带帚状构造的发育一方面指示新生代存在一期应力体制转变，另一方面反映了控制帚状构造的主干断裂和次级断裂作为油源断裂控制油气垂向运移，同时控制同向断层圈闭和反向断层圈闭的形成——油气富集部位。
    • 非地震
  • 基于曲波压缩的重磁异常三维反演及其应用
    张恒磊, 耿美霞, 胡祥云
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 993-1001. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.024
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    重磁异常三维反演在构建地下三维空间精细结构研究中作用显著，然而反演核函数矩阵规模较大，对计算机内存需求高，限制了三维反演的广泛应用。为了减小核函数的内存需求，提出了基于曲波压缩的重磁异常三维反演方法，即通过曲波变换，核矩阵的能量主要保留在小部分稀疏的曲波系数中，可实现高效的压缩反演。相比小波变换，曲波变换具有更优越的信号稀疏表征能力，因此在相同压缩率条件下曲波变换可以获得更高的压缩精度。文中对比研究了小波压缩与曲波压缩在重磁异常三维反演中的应用效果。考虑相同计算精度，曲波压缩可以将核函数压缩率提高100%，降低50%的内存需求。理论模型试验中反演核函数大小为（100×100）×（100×100×50）（双精度存储量约37 GB），利用文中方法仅需4%的压缩比（即核函数的内存需求仅为1.48 GB），即可实现与传统小波压缩10%的压缩比类似的反演效果。将文中方法应用于中国西部尕林格矿区的磁异常三维反演，曲波压缩反演得到的三维磁化强度模型较清晰地揭示了矿体的埋藏深度、空间分布、磁性强弱等特征，为后期钻探验证、储量评估、盲矿探测等提供了可靠依据。
  • 基于无单元局部弱式法的2.5维直流电阻率正演
    麻昌英, 闫玲玲, 姚振岸, 柳建新, 赵文学, 周聪
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 1002-1016. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.025
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML( )    引用本文   可视化   收藏
    传统的数值模拟方法依赖于节点连接信息的单元，基于全局弱式的无单元Galerkin法虽然无需节点连接信息的单元剖分，但仍依赖于全局域内剖分的背景积分单元。文中基于无单元Galerkin法，利用单位分解积分法将全局域积分转化为节点局部域积分，从而不再需要全局域内剖分的背景积分单元，进一步减小了对单元的依赖，实现了更灵活和更高精度的2.5维直流电阻率无单元局部弱式法正演模拟。分别应用该算法、无单元Galerkin法及有限单元法对不同地电模型进行数值模拟及效果对比，证明了所提算法对直流电阻率正演模拟的正确性和有效性。相比于无单元Galerkin法和有限单元法，文中算法具有更强的灵活性和适应性、更高的精度。为了提高该算法对地形起伏模型的模拟精度，对地形起伏区域进行节点加密，并对地形以外的高斯点不做计算，可获得与无单元Galerkin法和有限单元法（FEM）基本一致的效果。
  • 三维广域电磁法自适应有限元正演
    周峰, 徐锦通, 张志勇, 蓝泽鸾, 陈辉, 汤洪志
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 1017-1029. https://doi.org/10.13810/j.cnki.issn.1000-7210.2023.04.026
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    为了进一步提高广域电磁法正演求解精度，采用基于电流密度法向连续为依据的后验误差估计策略的自适应有限元技术，实现了三维广域电磁法正演模拟。首先，从麦克斯韦方程出发，推导了可控场源满足的电场方程，采用非结构四面体网格的矢量有限元技术对电场方程进行离散，从而形成大型稀疏复线性方程组；其次，设计电流密度法向连续的后验误差估计策略，并将其融入大型稀疏复线性有限元方程组，实现了高精度三维广域电磁法正演计算；最后，采用一种优化Brent-Dekker求根算法，提高广域视电阻率计算的稳定性，并利用层状介质模型验证了自适应算法的正确性，同时设计了典型的地形和球状地电模型，分析广域电磁响应特征。研究结果表明，自适应有限元法能够避免人为设计网格带来的低效率问题，通过对重点区域进行局部网格加密提升正演模拟精度；同时，在同等收发距情况下，广域电磁法相比可控源音频大地电磁（CSAMT）具有更大勘探深度与勘探范围，受非平面波的影响更小。
    • 读者 作者 编者
  • 投稿须知
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 1030-1030.
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    • 人物介绍
  • 地球物理学家雍学善
    石油地球物理勘探. 2023, 58(4): 1031-1031.
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