地震技術(shù)在非常規(guī)油氣中的運用(共24頁)

1、PAGE 研究生課程(kchng)考查試卷課程名稱： 油氣田開發(fā)(kif)地質(zhì)學(xué) 課程(kchng)編號： G201020 課程性質(zhì)： 學(xué)位課 任課教師： 王 炯 學(xué)生姓名： 羅玲玲 學(xué) 號： 2013201028 學(xué) 院： 石油與天然氣工程學(xué)院 領(lǐng)域年級： 石油研2013 上課時間： 第3周 至 第10周 卷面成績： 閱卷評語： 閱卷教師（簽名）：重慶科技學(xué)院研究生誠信(chn xn)考試承諾書我是 石油(shyu)與天然氣工程 學(xué)院(xuyun) 油氣田開發(fā) 專業(yè)（領(lǐng)域） 2013 級的研究生。倡導(dǎo)嚴謹規(guī)范的學(xué)術(shù)行為，營造良好的學(xué)術(shù)環(huán)境是每位科研工作者應(yīng)盡的責(zé)任，嚴格遵守學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范

2、是提高科研水平的必然要求。我鄭重承諾以下事項： 1.嚴格遵守國家法律、法規(guī)及規(guī)章制度，維護科學(xué)誠信。 2.充分尊重他人勞動成果和知識產(chǎn)權(quán)，引證他人研究成果須實事求是。 3.嚴格遵守相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的基本寫作、引文和注釋規(guī)范。 4.不捏造、篡改自己或他人的研究成果、實驗數(shù)據(jù)。 本人申明所呈交的論文是我個人在老師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。論文中引用他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，已加標(biāo)注。 若有不實之處，本人承擔(dān)相關(guān)責(zé)任。 承諾人： 年 月 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc388126779 1概述(i sh) 地震技術(shù)(jsh)在非常規(guī)油氣中的運

3、用摘要(zhiyo)：地震技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，勘探能力與精度得到(d do)了大大的提高且地震技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的勘探領(lǐng)域進入到開發(fā)領(lǐng)域。主要的地震技術(shù)包括：四維（時間推移）地震技術(shù)、疊前深度偏移和成像技術(shù)、三維可視化解釋技術(shù)、井間地震技術(shù)、AVO技術(shù)、地震屬性技術(shù)、深度域成像技術(shù)等。地震技術(shù)在非常規(guī)油氣勘探中的重要作用也日益凸顯。在煤層氣勘探開發(fā)中可以運用二維勘探技術(shù)識別煤層構(gòu)造和斷層、AVO分析技術(shù)識別煤層裂縫、AVO與方位AVO技術(shù)研究煤層氣含氣性和滲透性等。關(guān)鍵詞：地震技術(shù)、非常規(guī)油氣、煤層氣1.概 述1.1地球物理勘探我國油氣資源十分豐富，其中非常規(guī)油氣資源量遠遠多于常規(guī)油氣資源量

4、。非常規(guī)油氣通常情況下是指在現(xiàn)有的經(jīng)濟技術(shù)條件下，不能用傳統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)的油氣資源。通常非常規(guī)石油資源量包括非常規(guī)石油資源和份常規(guī)天然氣資源。非常規(guī)油只要是指致密砂巖油、致密灰?guī)r油、重（稠）油、油砂油、頁巖油等，非常規(guī)氣主要是指致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣、天然水合物等。近年來非常規(guī)油氣的資源量在油氣資源中所占的比例越來越大，勘探規(guī)模逐漸擴大，勘探技術(shù)不斷提高。常用的石油勘探方法主要有地質(zhì)法、地球物理方法、地化法、鉆井法等，其中地球物理勘探法占有舉足輕重的地位。按物性依據(jù)不同，地球物理勘探有不同的勘探方法。以巖石的密度差為依據(jù)，用重力儀器測量由它引起的重力場變化的方法，稱之為重力勘探；以巖石磁性不

5、同為依據(jù)，用各種磁力儀器測量由它引起的磁場變化的方法，稱之為磁法勘探；以巖石的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性為依據(jù)，用各種電法儀器測量由它引起的電場變化方法，稱之為電法勘探；以巖石不同彈性為依據(jù)，用地震儀測量由它引起的的地震波各參數(shù)的不同勘探方法，稱之為地震勘探。地震勘探是指利用巖石的彈性差別，通過人工方法激發(fā)地震波，研究地震波在地層中傳播的情況，以查明地下的地質(zhì)(dzh)構(gòu)造，為尋找油氣田或其它勘探目的服務(wù)的一種地球物理勘探（物探，Geophysical prospecting）方法。1.2地震勘探的原理(yunl)及方法地震波傳播所遵循(zn xn)的規(guī)律和幾何光學(xué)及其相似。波在傳播過程中，當(dāng)遇到

6、彈性界面是將發(fā)生反射、折射和投射；接收其中不同的波就構(gòu)成了不同的地震勘探方法，其中以反射波勘探法為主。反射波是在靠近震源不同位置上觀測從震源到不同彈性界面再反射回地面的地震波動，如圖1所示。研究不同反射界面反射回來的反射波，可以解決地下巖層的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)甚至于巖性等問題。圖1.1 地震反射波示意圖以圖1.2為例簡單說明反射地震勘探確定地下彈性界面空間位置的原理。在地表附近某地一點人工激發(fā)地震波，地震波就會向下傳播，當(dāng)遇到兩種地層分界面1就會發(fā)生反射，再向下傳播遇到巖層的分界面2也會發(fā)生反射。在地面上用精密的儀器把來至各個地層分界面反射波引起的地面振動情況記錄下來，然后根據(jù)地震波從地面開始向下傳播

7、時刻和從地層分界面的反射波到達地面的時刻，得出地震波從地面向下傳播到達地層分界面又反射回地面的總時間t0。再利用別的方法測定出地震波在巖層中傳播的速度V，運用H=1/2(Vt0公式得出地層分界面的深度H。圖 1.2地震(dzhn)勘探示意圖1.3 地震(dzhn)技術(shù)的作用地震技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，勘探能力得到了大大的提高且地震技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的勘探領(lǐng)域進入到開發(fā)大領(lǐng)域，成為成為勘探圈閉(qun b)、構(gòu)造發(fā)育特征研究、巖性、裂縫和流體識別及儲層精細描述的主導(dǎo)技術(shù)。地震技術(shù)主要解決的問題包括：1、地震波在地下傳播過程中能量問題。2、地下界面的復(fù)雜性問題偏移歸位3、地震反射界面與地質(zhì)界面的對應(yīng)

8、關(guān)系問題4、地震資料的地層、巖性解釋及油氣檢測5、精細的構(gòu)造解釋、油藏描述、儲層預(yù)測6、開發(fā)地震解釋（四維地震、油藏監(jiān)測）2 地震(dzhn)技術(shù)地震技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，勘探能力與精度得到了大大的提高且地震技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的勘探領(lǐng)域進入到開發(fā)領(lǐng)域，地震已成為勘探圈閉、構(gòu)造發(fā)育特征研究、巖性、裂縫和流體識別(shbi)及儲層精細描述的主導(dǎo)技術(shù)?，F(xiàn)階段主要的地震技術(shù)包括(boku): 四維（時間推移）地震技術(shù)、疊前深度偏移和成像技術(shù)、三維可視化解釋技術(shù)、井間地震技術(shù)、AVO技術(shù)、地震屬性技術(shù)、深度域成像技術(shù)等。下面將對幾種技術(shù)做詳細的描述。2.1四維地震技術(shù)時移地震又稱為地震油藏監(jiān)測或者四維地

9、震，它是由兩個或兩個以上不同時間段采集的三維地震數(shù)據(jù)組成。與所有其他石油地震勘探技術(shù)的不同之處在于，四維地震技術(shù)是通過多次重復(fù)采集的地震數(shù)據(jù)，經(jīng)過互均化處理和解釋來反映油氣藏的動態(tài)變化。主要應(yīng)用在油氣藏監(jiān)測與管理中，是一種新興的現(xiàn)代油氣藏管理與監(jiān)測技術(shù)，在油氣藏動態(tài)描述與管理等方面發(fā)揮著重要的作用。主要運用領(lǐng)域：（1）尋找死油氣區(qū)，部署加密井和擴邊井井位，以及幫助老井重新作業(yè)；（2）監(jiān)測注入流體動向，如水、蒸汽、CO2等流體的流動，以此為依據(jù)調(diào)整注采關(guān)系，優(yōu)化油藏管理 根據(jù) BP/SHELL 公司在 Foinaven 油田的應(yīng)用效果統(tǒng)計:1984 年前，應(yīng)用 2D 地震技術(shù)，油氣采收率為 25

10、% 30%；1984 1995 年期間，3D 地震技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使采收率達到 40% 50%；1996 年以來，應(yīng)用 4D 地震技術(shù)，采收率可達到 65% 70% 因此，從技術(shù)角度看，四維地震技術(shù)是地震勘探技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑，在國外，該技術(shù)已進入應(yīng)用階段，在國內(nèi)，目前還處于研究和試驗階段，因此，應(yīng)該把握機遇，加強這方面的研究，以縮小與國外油氣勘探開發(fā)水平的差距，提高國內(nèi)油氣勘探開發(fā)和儲量動用的水平。2.1.1 四維地震技術(shù)原理四維地震技術(shù)是在相同條件下不同的時間內(nèi)對所研究的油氣藏進行多次重復(fù)采集地震數(shù)據(jù)，試圖通過多次采集的地震數(shù)據(jù)的變化來反映油氣藏的變化，從而獲得油氣藏流體的規(guī)模

11、、性質(zhì)、類型(一般與開采有關(guān))等方面變化后的差異性地震信息。其特點是在相同的系統(tǒng)背景下，研究人工開采前后油氣藏內(nèi)部流體重新分布的情況，從整體上監(jiān)測流體的運動趨勢。 圖2.1 三維地震(dzhn)圖 圖2.2 四維(s wi)地震圖2.1.2 四維地震(dzhn)技術(shù)優(yōu)點及影響因素四維地震技術(shù)相對于三維地震提高了對研究油氣藏靜態(tài)的鑒別能力，擴大了我們對油氣藏動態(tài)方面的檢測視野。四維地震的主要優(yōu)點包括以下幾個方面：1. 提高儲層非均質(zhì)性的分辨率；2. 監(jiān)測地下目的層油藏的變化，其中包括：流體運動，壓力變化，裂縫變化等油藏信息；3. 提高對油藏模型的認知能力；4. 確定剩余油位置；5. 幫助對油藏的

12、管理和井的規(guī)劃。常規(guī)的三維地震中，影響地震反射率的因素有巖石類型、孔隙度、吸收率、深度、密度、構(gòu)造條件等，但在四維地震中，影響反射率變化的因素是流體類型和成分、應(yīng)力狀態(tài)、壓力條件及溫度等，而巖石類型、孔隙度、吸收率、深度、密度、構(gòu)造條件等因素就變?yōu)橄鄬潭ǖ某Ａ俊?.1.3 四維地震技術(shù)與現(xiàn)有(xin yu)油氣預(yù)測手段之間的比較左圖為美國墨西哥灣地區(qū)Eugene Island 區(qū)塊LF砂層頂部由測井?dāng)?shù)據(jù)解釋的水（藍色），油（綠色）和氣（紅色）分布圖。右圖為四維地震預(yù)測的油氣水邊界(binji)和剩余油（綠色）氣（紅色）的位置。從圖中可以看出四維地震技術(shù)解釋的油水分布和油氣水邊界均比測井?dāng)?shù)據(jù)解

13、釋的油氣水分布范圍更小更準確。綜上所述，四維地震技術(shù)其實是一種差異性分析技術(shù)，并綜合地震巖石物理和油藏工程(gngchng)等多學(xué)科資料，監(jiān)測油氣藏內(nèi)部流體的變化，達到動態(tài)監(jiān)測油氣藏的目的。圖2.3 測井?dāng)?shù)據(jù)(shj)解釋圖 圖2.4 四維地震(dzhn)技術(shù)解釋圖2.2 疊前深度偏移(pin y)成像技術(shù)疊前深度偏移成像技術(shù)是屬于偏移技術(shù)的一直，偏移技術(shù)按構(gòu)造復(fù)雜程度和平面上速度差異可以分為四種：（1）疊后時間偏移，運用在構(gòu)造簡單，橫向上速度變化不大的情況；（2）疊后深度偏移，運用于構(gòu)造簡單，橫向上速度變化大的情況；（3）疊前時間偏移，運用于構(gòu)造復(fù)雜，橫向上速度變化不大的情況；（4）疊前深度

14、偏移，運用于構(gòu)造復(fù)雜，橫向上速度變化大的情況。圖2.5 偏移(pin y)成像方法的選取圖在復(fù)雜構(gòu)造或橫向(hn xin)變速情況下，時間域處理無法正確地揭示(jish)深度-速度場信息，時間偏移不能正確處理速度界面產(chǎn)生的繞射，從而導(dǎo)致同相軸的錯位和不聚焦，以至不能產(chǎn)生正確反映反射層位置的成像，甚至有時根本得不到反射信號的成像。疊前深度偏移成像技術(shù)能夠?qū)Ψ浅?fù)雜的數(shù)據(jù)進行信號的成像，可以修正陡傾地層和速度變化產(chǎn)生的地下圖像的畸形，主要原因是常規(guī)時間域處理的步驟有損于有效信號，疊前深度偏移可做彎曲射線的校正，能使反射能量聚焦，正確確定同相軸的空間位置。2.2.1 疊前深度偏移成像技術(shù)原理對于疊前

15、深度偏移成像技術(shù)的原理我們一般采用克?；舴虔B前深度偏移原理。在深度域假設(shè)某點(x，y，z) 為這個反射點的一個輸出點。為了得到該點的反射輸出，需要在該點(x，y，z) 周圍輸入相當(dāng)數(shù)量的輸入道，經(jīng)過該點的反射經(jīng)過不同的路徑到達不同的檢波器。從震源經(jīng)反射點返回到檢波器的旅行時間等于從震源到反射點的旅行時加上反射點到檢波器的旅行時。 因此為了獲取該反射點偏移后的圖像，首先我們要計算出旅行時間，然后根據(jù)這個時間將輸入道振幅偏移到輸出深度點道的位置上，所有輸入道都重復(fù)這個過程，最后將深度點的振幅進行累加求和。如果確實是一個強反射點，并且速度正確的話，這些振幅就會同相疊加，相互加強，得到一個聚焦很好的強

16、能量輸出，否則就會相互抵消，得到一個弱振幅輸出?？讼；舴蚱瞥绦蚩蓱?yīng)用于大角度傾斜層和劇烈橫向速度變化(binhu)的情況。同時還較好地顧及了介質(zhì)的曲界面、強折射面對地震波射線的折射效應(yīng)它在層狀介質(zhì)模型(mxng)下的三維深度域偏移計算公式為:式中x和y為地面(dmin)上的座標(biāo)；z為深度；t為偏移場在點(x1，y1，z1)上的雙程旅行時；r=為z軸與連接(x1，y1，z1)點和(x，y，z=0)點的直線間的夾角。2.2.2 疊前疊前深度偏移主要解決的問題常規(guī)疊加是建立在水平層狀介質(zhì)模型上的，是以雙曲線時距關(guān)系 為基礎(chǔ)的。疊前深度偏移是試圖重新找回疊加過程中丟失的信息，取消常規(guī)疊加處理中的假設(shè)

17、條件，提高地震成像的質(zhì)量。疊前疊前深度偏移主要解決的問題包括：(1)斷層陰影； (2)逆掩斷層(3)復(fù)雜斷塊； (4)高傾角構(gòu)造(5)鹽丘； (6)鹽下構(gòu)造(7)基底構(gòu)造； (8)礁體(9 )近地表問題； (l0)復(fù)雜速度場 (11)低幅度構(gòu)造； (12)高速層下的弱反射(13)浮動基準面； (14)水底不規(guī)則2.2.3 疊前深度偏移與疊后深度偏移效果比較左圖為疊后深度偏移圖，右圖為疊前深度偏移圖。對兩張圖進行比較，右圖明顯比左圖清晰，左圖在“V”型斷層下方已經(jīng)沒有的信號，而右圖在“V”型斷層下方信號明顯。從左圖看，在地震剖面上還有一條大斷層（黑色線），邊界輪廓不清晰，在右圖中的地震剖面中不僅

18、能看到有一條大斷層，還有兩條次生斷層，且邊界輪廓清晰。圖2.6 疊后深度(shnd)偏移 圖2.7 疊前深度(shnd)偏移2.3 AVO 技術(shù)(jsh)AVO（Amplitude Versus Offset，振幅隨偏移距的變化）技術(shù)用于研究地震反射振幅隨炮點與接收器之間的距離即炮檢距（或入射角）的變化特征來探討反射系數(shù)響應(yīng)隨炮檢距（或入射角）的變化， 進而確定反射界面上覆、下伏介質(zhì)的巖性特征及物性參數(shù)。2.3.1 AVO技術(shù)發(fā)展歷史70年代“亮點”技術(shù)的出現(xiàn)，使地震烴類檢測能力有了很大提高，應(yīng)用“亮點”技術(shù)進行烴類檢測時，需要去偽存真。80年代初，Ostrander（1982）首先提出利用反

19、射系數(shù)隨入射角變化識別“亮點”型含氣砂巖。雖然理論上早已預(yù)示反射系隨入射角變化與巖性參數(shù)有關(guān)，1955年Koefoed就指出：“不久的將來，利用反射系數(shù)曲線的形態(tài)分析巖性是可能的”，但直到60年代，地震多次覆蓋和數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，才使得這種技術(shù)成為可能。然而，由于水平疊加技術(shù)對地震信噪比的改善取得巨大成功，掩蓋(yngi)人們對AVO信息(xnx)的注意力，以往幾乎沒有人注意到AVO的潛力(qinl)。Ostrander的工作標(biāo)志著實用AVO技術(shù)的出現(xiàn)，激起人們對AVO現(xiàn)象的極大興趣。 Shuey(1985)對Zoeppritz的P波反射系數(shù)進行簡化，提出一種拋物線形式的表達，這使得AVO屬性分

20、析和零炮檢距剖面的提取得到廣泛應(yīng)用。1985年，鄭曉東在國內(nèi)首先提出非零炮檢距地震資料的正演和反演，并把AVO信息應(yīng)用于“暗點”型氣層的識別和檢測。Smith（1987）等提出用加權(quán)疊加方法估計流體因子和檢測氣層。為了充分挖掘AVO信息的潛力，不少作者研究用AVO屬性（斜率和截距）交匯圖識別巖性和油氣的方法，并提出AVO烴類檢測因子。 為了避免AVO公式復(fù)雜性，不少作者對Zoeppritz方程進行簡化，不同的近似表達強調(diào)AVO分析的不同側(cè)面。國內(nèi)鄭曉東提出一種奇偶冪級數(shù)形式的近似公式，把前人的近似公式統(tǒng)一起來，使巖性參數(shù)分離和波型轉(zhuǎn)換變得更為容易，并提出一種更一般的彈性參數(shù)反演方法后AVO反演

21、（Post AVO Inversion）。 隨著AVO應(yīng)用的深入，人們也注意到利用雙參數(shù)的AVO反演（P波速度變化量和S波速度變換量，或P剖面和S剖面）有時無法區(qū)分低含氣飽和度和高含氣飽和度的氣層，Kabir建議用密度差異作為含氣飽和度的指示因子，Sidmore等也用密度參數(shù)變化量區(qū)分不同含氣飽和度的氣層。此外，人們還利用三維AVO信息檢測裂縫，利用三維AVO屬性體提高烴類檢測的能力。2.3.2 AVO技術(shù)原理AVO 即振幅與偏移距的關(guān)系，它是用來分析疊前地震資料的振幅特征以獲得地下巖石和流體信息的一項重要技術(shù)。AVO技術(shù)的理論基礎(chǔ)是：地震波反射振幅與入射角有關(guān)。當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅揭粋€界面時，部分能

22、量返回地表，另一部分透射到界面以下。反射波的振幅與界面的反射系數(shù)成正比。當(dāng)?shù)卣鸩ǚ谴怪比肷鋾r，部分能量轉(zhuǎn)化為橫波。轉(zhuǎn)化的能量與反射的能量由下列參數(shù)確定：Vp 縱波(zn b)穿過地層界面時的速度變化 Vs 橫波穿過地層界面(jimin)時的速度變化 地層界面(jimin)兩側(cè)的密度差 入射角。入射角越大，轉(zhuǎn)化為橫波速度的能量就會越多。當(dāng)垂直入射（=0）時，反射系數(shù)為R()=f(Vp，Vs， ) 此時不發(fā)生能量轉(zhuǎn)化。Zoeppritz方程描述了地震反射率與入射角（炮檢距）的關(guān)系，是一個很復(fù)雜的公式，一般不易求解。在該項目的AVO處理中使用了Zoeppritz方程的兩個近似式，一個是Aki Ric

23、hards公式，另一個是Shuey公式。反射界面轉(zhuǎn)換縱波反射縱波入射波圖2.8 基本模型Aki Richards公式 （1）根據(jù)泥巖基線公式（Mudrock line relation），Vs=1Vp+0 （2）或Greenberg Castagna 公式(gngsh)Vs=2 Vp2+1Vp+0 （3）可以得到Vs/Vp。這樣Aki Richards反演問題(wnt)就變成了求解/、Vp/Vp、Vs/Vs三個彈性(tnxng)變量。原則上，直接求解/、Vp/Vp、Vs/Vs是可能的，但考慮到解方程時矩陣的穩(wěn)定性、有限的孔徑、噪聲和不完全的振幅恢復(fù)等原因，/是不穩(wěn)定的。因此，在實際的求解中將（

24、1）式進一步簡化。用*Vp/Vp代替/，（1）式可簡化為， （4）這樣反演問題就變成了求解兩個變量Vp/Vp和Vs/Vs。表2.1 基于Aki Richards近似的AVO屬性反射率意義P-Wave Impedance ReflectivityP波阻抗變化率：S-Wave Impedance ReflectivityS波阻抗變化率：P-Wave Velocity ReflectivityP波速度變化率：Vp/VpS-Wave Velocity ReflectivityS波速度變化率：Vs/VsPseudo-Poisson Reflectivity偽泊松比變化率：Fluid Factor流體因子

25、：表2.2 基于Shuey近似的AVO屬性反射率意義Normal Incidence ReflectivityNI或R0，入射角為零時的反射系數(shù)，所以又稱零炮檢距剖面Gradient （G）梯度剖面Sign(NI)*GRNI與梯度（GR）的乘積剖面Poisson Reflectivity泊松比變化率：R0+G（Verm & Hiltman， 1995）Lambda*Rho Reflectivity變化率:Mu*Rho Reflectivity變化率:Elastic Impedance Reflectivity彈性波阻抗變化率:應(yīng)用Shuey公式計算，Shuey公式(gngsh) （5）對于一個

26、小的入射角，G表示相對于炮檢距的反射率。盡管這個關(guān)系是對Zoeppritz方程很不準確的近似(jn s)，但在描述AVO異常方面常常是有效的。對于常規(guī)的疊加剖面，每一道的振幅值是所有(suyu)炮檢距道集振幅值的平均，而這種平均損失了包含在炮檢距中的相對振幅信息。對于R(0)道，AVO數(shù)據(jù)是計算垂直入射的振幅，因此與疊加剖面相對，R(0)是比較好的零炮檢距剖面。在Shuey公式中，系數(shù)G是直接與彈性參數(shù)相關(guān)的參數(shù)。在Vs/Vp變化劇烈的地方都顯示出絕對值高的G，或者說G絕對值高的點都是在Vs/Vp變化劇烈的地方。因為巖石孔隙中的氣體會強烈影響Vs/Vp的比值（Ostrander，1984）。梯

27、度剖面常常對這類含氣儲層有明顯的指示。Near Normal Angle Stack，近角疊加；Wide Angle Stack，遠角疊加。Medium Angle Stack，中等角度疊加。遠角度、中等(zhngdng)角度、近角度的大小由用戶自己來定義。2.3.3 AVO分析方法在地球(dqi)物理學(xué)中，將觀測數(shù)據(jù)和地球物理模型參數(shù)聯(lián)系(linx)起來的數(shù)學(xué)表達式叫地球物理模型，而地球物理學(xué)中反演理論的目的就是根據(jù)觀測數(shù)據(jù)求取相應(yīng)的地球物理模型。為此，首先必須確定觀測數(shù)據(jù)和地球物理模型參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，使地球物理工作者既可以根據(jù)給定的模型參數(shù)計算相應(yīng)的觀測數(shù)據(jù)(這一過程稱為正演)，又可以

28、根據(jù)觀測數(shù)據(jù)求取地球物理模型的參數(shù)(這一過程稱為反演)。地震巖性和流體分析方法通常包括兩種思路，第一種是建立在疊后地震資料基礎(chǔ)上的地震屬性和地震振幅分析方法，其理論基礎(chǔ)是垂直入射理論，結(jié)合地質(zhì)、測井和疊后地震資料，分析疊后地震信息(包括疊后地震振幅和地震屬性)與巖性和油氣的關(guān)系，通過疊后正演模擬和疊后地震反演，對油藏進行定性/定量描述。第二種是建立在疊前地震資料基礎(chǔ)上的地震屬性和地震振幅分析方法，其理論基礎(chǔ)是非垂直入射理論，常用Zoeppritz方程描述，結(jié)合地質(zhì)、測井和疊前地震資料，分析疊前地震信息隨偏移距變化與巖性和油氣的關(guān)系，通過疊前正演模擬和疊前地震反演，對油藏進行定性/定量描述。這種

29、思路通常稱為AVO分析，廣義AVO分析的關(guān)鍵是分析地震屬性和振幅隨偏移距變化的地質(zhì)含義。AVO分析的基本方法可分為AVO正演方法和AVO反演方法兩類。 AVO正演方法AVO正演方法是利用模型正演模擬AVO現(xiàn)象，結(jié)合研究區(qū)的油藏特征，分析不同地質(zhì)條件下油、氣、水及特殊巖性體的AVO特征，建立相應(yīng)的AVO檢測標(biāo)志，在實際地震記錄中直接識別巖性及油氣，如果對儲層的孔隙度與地震巖性參數(shù)的關(guān)系有一定的了解，還可定性判斷孔隙發(fā)育帶。因此，正演方法一般用于定性的油藏描述。（1）非零偏移距地震模型非零偏移距地震模型通常用波動方程或Zoeppritz方程模擬。對于層狀介質(zhì)，常采用射線追蹤方法建立不同偏移距的地震

30、記錄，分析不同巖性組合的AVO特征，有助于直接識別巖性和油氣。圖2.9 單界面(jimin)AVO響應(yīng)上圖為單一界面(jimin)的AVO響應(yīng)，當(dāng)密度(md)p和縱波速度v尸由上至下遞增時，地震響應(yīng)呈正極性反射(a)和(b)，當(dāng)泊松比。由上至下呈遞增時，AVO呈增加趨勢(a)；當(dāng)泊松比。由上至下遞減時，AVO呈減少趨勢(b)。當(dāng)密度p和縱波速度v，由上至下遞減時，地震響應(yīng)呈負極性反射(c)和(d)，當(dāng)泊松比口由上至下呈遞增時，AVO絕對值呈減少現(xiàn)象(d)；當(dāng)泊松比口由上至下遞減時，AVO絕對值呈增加現(xiàn)象(c)。當(dāng)上下介質(zhì)密度和縱波速度關(guān)系相同，垂直入射反射振幅關(guān)系也相同(a)和(b)或(c)和

31、(d)，但是，振幅隨入射角變化因上下介質(zhì)泊松比不同而發(fā)生很大的變化。當(dāng)介質(zhì)的密度、縱波速度和泊松比由上至下同時遞增或遞減時(a)和(d)，AVO呈增加趨勢，但極性相反；當(dāng)介質(zhì)的密度和縱波速度與泊松比由上至下不同時遞增或遞減時(b)和(c)，AVO呈減少趨勢，但極性相反；這說明AVO現(xiàn)象比垂直入射有更高的巖性識別能力。（2）流體替代通過流體替代模型可以計算不同流體飽和度巖石的彈性參數(shù)，建立巖石流體性質(zhì)和地震響應(yīng)特征的聯(lián)系，這是進行AVO分析的基礎(chǔ)。圖2.9為不同含油和含氣飽和度砂巖的密度，含氣砂巖和含油砂巖的密度均隨飽和度增加而增加，飽和度100時，兩者的密度相等，但是，當(dāng)飽和度比較小時，含氣砂

32、巖密度明顯低于含油砂巖，所以可以運用密度來區(qū)分飽和度的高低。氣層和油層的飽和度對縱橫波速度的影響，導(dǎo)致油層相對高泊松比，氣層相對低泊松比現(xiàn)象。圖2.10 含氣和含油飽和度對砂巖密度(md)的影響（3）烴類檢測及特殊(tsh)巖性體識別烴類指示(zhsh)解釋中常常存在多解性，其原因有兩個:一是不同巖性之間的彈性特征有一個疊合的范圍，即同時有多個地質(zhì)模型可以與一個烴類指示特征相吻合，這就是烴類指示解釋中涉及的地質(zhì)模型不確定性分量；二是觀測到的地震烴類指示響應(yīng)不完全與地下反射層特征有關(guān)，即觀測到的烴類指示值與用地下彈性特征計算出的真實的反射系數(shù)是不相同的，這兩個值之間的差別就是烴類指示解釋中涉及的

33、測量不確定性分量。 AVO反演方法（1）AVO加權(quán)疊加反演反演中首要的任務(wù)就是要建立模型，在AvO反演中，zoeppritz方程是將觀測得到的地震振幅和速度、密度等參數(shù)聯(lián)系在一起的最基礎(chǔ)的模型。AVO加權(quán)疊加反演方法是根據(jù)動校正后的共反射(fnsh)點道集上出現(xiàn)的AVO信息來估算反射界面兩側(cè)地層參數(shù)相對變化率的。該方法利用了簡化的ZoePpritz方程中與入射角有關(guān)的反射系數(shù)與地層參數(shù)的變化率成線性的假設(shè)前提，這個(zh ge)假設(shè)使地層(dcng)參數(shù)的變化率可以用線性最小平方來估算，它相當(dāng)于動校正后的CMP道集中各道的加權(quán)疊加，故又稱為加權(quán)疊加反演。在AVO反演中加權(quán)疊加技術(shù)占有一定的位置

34、，事實上，自1987年Smith和Gidiow利用加權(quán)疊加對疊前地震資料上的振幅與炮檢距(AVO)信息進行線性反演以來，加權(quán)疊加反演一直是AVO參數(shù)反演最有效的方法之一。和其它反演方法相比，該法具有快速、簡單和穩(wěn)定(無局部極小)的優(yōu)點，因此本文采用加權(quán)疊加方法進行多種屬性參數(shù)的反演，將疊前地震資料轉(zhuǎn)換為具有明確物理意義的不同參數(shù)的變化率信息。（2）AVO疊前同時反演多角度/多偏移距部分疊加數(shù)據(jù)體的同時反演(AVo/AVA約束稀疏脈沖同時反演)以應(yīng)用于彈性反演或者波阻抗反演的常規(guī)約束稀疏脈沖反演技術(shù)為基礎(chǔ)。同時反演根據(jù)選擇的彈性參數(shù)配置，對不同角度或者偏移距疊加后的多個地震數(shù)據(jù)體同時進行聯(lián)立求解，生成縱波阻抗、橫波阻抗、縱橫波速度比等巖石彈性參數(shù)。對于每個疊加道集數(shù)據(jù)應(yīng)用相同的褶積模型，并且應(yīng)用Knott一zoeppritz方程或者Aki一死chards近似方法，確定適合每個疊加道集數(shù)據(jù)的反射系數(shù)。同時反演應(yīng)用與單道集數(shù)據(jù)體反演相同的約束稀疏脈沖反演引擎，但是在目標(biāo)函數(shù)中有額