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地震储层及含油气预测解释技术简介

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物探 地震资料解释 地震处理 反演
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地震(资料)解释的概念 地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程,包括运用波动理论和地质知识,综合地质、钻井、测井等各项资料,作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释,绘出有关成果图件,对工作区域作出含油气评价,提出钻探井位置等。做地震资料解释,很重要的一点还要懂得地震资料处理。如果想做好地震资料解释工作,地质和资料处理方面的知识也是非常必要的。地震地质解释的基本任务地震地质解释的基本任务:确定解释分层与地质分层的对应关系;确定构造形态及其基本特征;了解地层厚度变化和相互接触关系;分析断层的性质、断距和断面的产状;预测特殊岩性的存在及其分布规律;进行储层分析;进行构造分带;优选有利圈闭;提供各种井位;进行油藏描述与评价。地震解释流程及注意事项地震解释是一门博大精深的科目,涵括钻井、录井、测井、物探、地质、油藏描述的方面的知识。属于综合学科,多学科交叉:家振,2002,中国地质大学出版)文采,1989,地质出版社)振华,1999,四川科学出版社)樵登,1986,地质出版社)、下)(陆基孟,1993,石油大学出版社)万选,1988,石油大学出版社)以上这些书是必须要看的,而从解释方面的流程来说,给个小流程演示如下:地震解释中的亮点和暗点所谓“亮点” 指的是地震相对保持振幅剖面上,振幅相对很强的一些“点”,即很强的反射,也称“ 热点”。亮点可能是油气藏引起的,也可能源于其他因素。根据剖面上有无亮点及亮点的分布,分析亮点附近反射波的特征。结合各种地层参数信息,可以直接判断地下是否有油气存在。亮点一般在含油气目的层,侵入岩,膏盐层的地震剖面上显示突出,应用亮点技术来识别油气层具多解性。亮点勘探技术对处理技术有很高的要求,做好地震数据的保真处理是利用亮点勘探技术来寻找气藏的先决条件,但是,做好地震数据的保真处理是一件很难的事情。不同的处理流程,不同的处理参数,不同的处理人员,不同的时间处理的地震数据的地震波振幅都可能不一样,甚至存在较大的差别,这也说明利用地震波的反射振幅来预测烃类存在比较严重的多解性。三维地震与二维地震勘探的区别与二维地震勘探相比,三维地震勘探不仅能获得一张张地震剖面图,还能获得一个三维空间上的数据体。×而二维测线信息点的密度一般最高为1千米×1千米。由于三维地震勘探获得信息量丰富,地震剖面分辨率高,地下的古河流、古湖泊、古高山、古喀斯特地貌、断层等均可直接或间接反映出来。地质勘探人员利用高品质的三维地震资料找油找气,中国近期发现的渤海湾南堡大油田、四川普光大气田、塔里木盆地塔中Ⅰ号大气田等,全要归功于高精度的三维地震勘探技术。 要了解三维地震勘探技术,有必要先了解一下二维地震勘探的基本原理。二维地震勘探方法是在地面上布置一条条的测线,沿各条测线进行地震勘探施工,采集地下地层反射回地面的地震波信息,然后经过电子计算机处理得出一张张地震剖面图。经过地质解释的地震剖面图就像从地面向下切了一刀,在二维空间(长度和深度方向) 上显示地下的地质构造情况。同时几十条相交的二维测线共同使用,即可编制出地下某地质时期沉积前地表的起伏情况。如果发现哪些地方可能储有油气,则可确定其为油气钻探井位。 三维地震勘探的理论与工作流程和二维地震勘探大体相似,但其工作内容及达到的效果却今非昔比了。三维地震勘探主要由野外地震数据资料采集、室内地震数据处理、地震资料解释3个步骤组成,这是一项系统工程,甚至每个步骤就是一个系统,因为这3个步骤既相互独立,又相互影响,而且每一步骤均需要最先进的计算机硬件和软件的支撑。 野外地震数据资料采集包括测量、钻浅井孔埋炸药(在使用炸药震源时) 、埋检波器、布置电缆线至仪器车几道工序。测量的任务是定好测线及爆炸点和接收点的位置。钻井的任务是准备好可埋下炸药的浅井。埋炸药就是向井中放入炸药,以在爆炸后产生出地震波。地震波遇岩层界面反射回来被检波器接收并传到仪器车,仪器车将检波器传来的信号记录下来,这就获得了用以研究地下油气埋藏情况的地震记录。 室内地震数据处理是把采集到的地震信息磁带上的大量数据输入专用电子计算机,按不同要求用一系列功能不同的程序进行处理运算,把数据进行归类编排,突出有效的,除去无效和干扰的,最后把经过各种处理的数据进行叠加和偏移,最终得到一份份地震剖面或三维数据体文件。 地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程,包括运用波动理论和地质知识,综合地质、钻井、测井等各项资料,作出构造解释、地层解释、岩性和烃类检测解释及综合解释,绘出有关成果图件,对工作区域作出含油气评价,提出钻探井位置等。 三维地震勘探是根据人工激发地震波在地下岩层中的传播路线和时间、探测地下岩层界面的埋藏深度和形状,认识地下地质构造进而寻找油气藏的技术,与医院使用的超和质学家通过三维勘探剖面寻找地下油气藏,和医生通过体结构是基本相同的,而地表的条件和地下的地质结构却千变万化,油气的运动方向与赋存部位也无规律可循;应该说,地质学家面临的挑战比医生大得多。 也正因为如此,为了寻找更多的石油与天然气,三维地震勘探技术近几年发展很快,数据采集、处理和解释的方法不断取得新的突破。每秒几千亿次计算速度的高性能计算机和几百T(1T=1000的存储设备,促进了地震勘探技术的发展;同时,三维地震勘探技术也反过来促进了计算机硬、软件的发展,还催生了层序地层学、地震地层学等新的边缘学科,这些新的油气勘探理论对复杂油气藏的勘探起到了很好的指导作用。地震剖面含油气的显示特征(一些总结)在地震勘探技术发展的现阶段,地震剖面上较多见油气显示地震信息有 8 种: 1、 亮点与亮点剖面特征(低速) (1) 相比两侧同一反射波同相轴,他的强振幅特征突出,形成“粗、黑”的强振幅剖面特征——直观、表面特征; (2) 在理论上,整个含油气储集层段的地震反射波同相轴组合特征成“透镜” 或“眼睛”,由于地震波传播过程影响条件的复杂性,一般情况词类特征不突出,甚至很难看到,尤其在陆相储集层厚度较小的条件下, “透镜” 状地震反射波同相轴组合特征更难看到; (3) 在理论上,亮点出现在油气储集层的底界面上; (4) 在聚集了油气的储集层顶界面上,有时会出现类似“亮点”的强反射,这种强反射同亮点的根本差别是:只有当储集层与盖层的波阻抗差值大于正常状态下(储集层未聚油气)的波阻抗差值时才出现,但相位差 180度,这类强反射两端出现了相位转换(极性反转) 。在聚集了天然气的储集层顶界面上多出现这种反射特征,在任何情况下,在聚集了油气的储集层底界面上都不可能出现这种特征; (5) 火山岩层的顶界面都具有亮点反射波,但“ 亮点”位置及其伴随特征与油气储层相反; 2、 暗点与暗点剖面特征 (1) 、暗点永远出现在储集层的顶界面反射中,它与储集层的底界面亮点反射轴组成““透镜” 或“眼睛”状波组外形; (2) 、相比“暗点 “两侧同一反射波同相轴,他的弱振幅特征极其突出,在两侧强反射波同相轴间,由渐变到见不到同相轴; (3)在任何情况下,在聚集了油气的储集层底界面上都不可能出现这种特征;与火山岩相反。 3、 “平点 ”与平点剖面特征 (1) 流体的存在状态决定了平点永远具水平产状;(在一些情况下也出现倾斜的平点是由于流动的地层水作用) (2) 依理论推理,在平点的中心部位应出现“下凹” 的同相轴下弯现象,原因是这里的油气充满高度最大(速度降低,时间增大) ; (3) 在平点反射波同相轴与油气层顶面反射波相交处,将发生振幅增大或减小等波的“干涉”现象,干涉点在响应流体的分界线(面)与储集层的顶界面交点处,也是储集层的顶界面反射中“暗点” 或“相位转移”出现的地方。(4) 在任何情况下,平点是亮点。 4、油气储集层的的低频反射波特征 储集层的孔隙性和储集层中的石油、天然气等流体都具有吸收地震波高频成分的能力,高频成分被吸收的数量与储集层的孔隙性、石油、天然气等流体及其充满程度成正比关系,但在一般地震剖面不多见,因为在多种因素制约下,正常聚集条件和油气的一般聚集程度造成的地震波频率下降幅度远达不到现有正常剖面上显示出来(50 赫兹分辨率布告) ,只有当储集层聚集条件相当好(孔隙发育)聚集流体充满程度相当高、吸收地震波高频相当强的条件下,低频特征才有可能显现出来。 5、 极性反转特征 油气藏顶界面反射强度由“暗点 ”变为“亮点” ,的条件下,在油藏外边界部位出现的一种地震负反射特征; 6、 聚集油气的储集层部位地震同相轴的形变特征: (包括储集条件在变好,而未聚集油气的储集层, ) 这是油气层在特定条件下的地震反射波同相轴特征:在油气藏(储集层)厚度不大,且单独存在时;油气藏的油气柱很大时;在储集层特定的地质条件下,聚集的油气对它的物性改变程度不高或极高时等等。在其特定的部位地震反射波发生了相应的形态变化:使油气藏底界面反射波同相轴出现“曲率” 变小,甚至形成“负背斜”;在其翼部发生“台阶式”转折等。在地震剖面上常见的特征是: (1) 倾角变化特征。油气藏底界面反射波同相轴的倾角从某点开始向上倾方向变小,甚至变成“水平”产状。反射波同相轴的这种变化,反映了储集层的倾角不大或油气的充满程度不高或油气层厚度不大等条件下,是聚集的油气对储集层速度影响而形成的各相应地震信息相互叠合的表现。 (2) 负背斜特征:它是聚集油气使储集层倾角发生变化达“极点”之后,进一步发生变化的一种表现形式,是一种特例。多见于储集层厚度较厚、聚集油或气的厚度也较大、储集参数也极好的油气藏,在地震剖面上的反射波特征是:在背斜构造的储集层底界面发生同相轴的大幅“下凹” 现象,甚至为“杂乱”反射。 (速度) (3) 同相轴的“ 喇叭口”组合剖面特征:这是含油气储集层反射波同相轴产状发生变化后,与上覆(或下伏)不含油气地层的地震反射波同相轴的剖面组合特征(实际是储集层含油气之后的产状变化) ,在储集层的上覆部位, “喇叭口” 的开口方向指向油气藏的主体部位。 储集层储集条件变好、储集油气等造成的储集层产状变化,实质上是两种极端的反映:其一是储集层厚度不大,油气对储集层物性的影响程度不高;其二是油气柱高度很大、油气对储集层物性的影响程度极高。前者出现油气藏的反射倾角变小,后者出现油气藏底界面的“负背斜”。 7、 特征地震剖面上的地震油气显示 聚集特征变好的储集层,聚集了油气的储集层都应有相伴随的地震信息的产生或变化。理论推导认为,这种信息的强度与储集层聚集参数变好的程度,与储集层聚集的流体的性质和充满程度有关,且互成正比例关系。然而,在地震剖面上,并不是在所有油气藏范围内都能见到相应的地震信息,能见到的部分也随油气藏不同而出现油气显示信息数量、性质的差异。其原因,除了这类地震信息的强度之外,多方面的地震地质因素的干扰是主要的。为了获得这种状态下的地震油气显示信息,对地震资料应进行消除干扰、突出地震油气显示信息的特殊处理,以期获得反映油气特征的诸如速度、振幅、频率、亮点、暗点、平点等信息。在这类特征剖面上,相应地震信息的特征可被明显地展现出来,从而提高研究成果的精度。 8、 储集层聚集质量变好部位与聚集了油气部位地震信息比较 储集层的聚集条件在横向上变好和储集层聚集了油气,对它们之中传播的地震波影响是相同的(形式和变化方向) ,它们都要使相应部位的地震波速度下降,形成由此伴生的各种地震信息,但其影响程度的差异也是客观存在的,由此产生了在地震剖面上的差异。 在连续的储集层中,聚集参数的横向变化主要形成于储集层沉积时期沉积条件的横向变化和后期成岩作用的横向差异。储集层聚集条件的这种变化历程证实:它的聚集参数的横向变化是渐变的,基本上不存在突变的界线。在这种变化形式的作用下,相应的地震信息特征在横向上并不明显。 储集层中聚集了油气对储集层物性的影响后果特别明显:其一,油气等流体永远聚集在储集层的顶部,并有明显的流体底界面;其二,不同流体之间的分界线明显。流体对储集层物性影响具有突变性,共存于同一储集层中不同性质流体对储集层物性影响的“顺序” 明显、界限清晰等。这种影响的 “突变性”使随之产生的地震信息特征突出,与未聚集油气储集层的相应变化形成明显对照。储集层聚集物性在横向上的变化、储集层内部充填油气对储集层物性影响方向相同,伴生地震信息性质相同,但影响程度有差异,储集层内部充填油气对储集层物性影响(地震油气显示)较大。地震剖面上较多见油气显示地震信息有 8 种:1、亮点与亮点剖面特征(低速)2、暗点与暗点剖面特征3、 “平点 ”与平点剖面特征4、油气储集层的的低频反射波特征5、极性反转特征6、聚集油气的储集层部位地震同相轴的形变特征7、特征地震剖面上的地震油气显示8、储集层聚集质量变好部位与聚集了油气部位地震信息比较1、 地震波速度在品质好或聚集了油气的储层中,地震波速度是下降的; 2、 物性界面的反射系数发生了变化。在品质好或聚集了油气的储层中,其顶界面的反射系数下降,底界面的反射系数增加。当顶界面的反射系数下降到“负”值以后,其反射能量是增加的,只是方向差 180 度。 3、 品质好储层或聚集了油气的储层的地震波频率,在纵横向上都有较大幅度的下降; 4、 在同一储层中,同时存在不同性质流体破坏了所在储层内部波阻抗相对均一的状态,在储层内部产生了新的波阻抗界面和这类界面上、下波阻抗的差异,形成相应的地震反射波。流体的存在静态特征使这种反射波同相轴永远保持水平产状。 在地震勘探技术发展的现阶段,地震剖面上较多见油气显示地震信息有 8 种: 1、 亮点与亮点剖面特征(低速) (1 ) 相比两侧同一反射波同相轴,他的强振幅特征突出,形成“粗、黑” 的强振幅剖面特征——直观、表面特征;(2 ) 在理论上,整个含油气储集层段的地震反射波同相轴组合特征成“透镜”或“ 眼睛”,由于地震波传播过程影响条件的复杂性,一般情况词类特征不突出,甚至很难看到,尤其在陆相储集层厚度较小的条件下, “透镜” 状地震反射波同相轴组合特征更难看到; (3 ) 在理论上,亮点出现在油气储集层的底界面上; (4 ) 在聚集了油气的储集层顶界面上,有时会出现类似“ 亮点”的强反射,这种强反射同亮点的根本差别是:只有当储集层与盖层的波阻抗差值大于正常状态下(储集层未聚油气)的波阻抗差值时才出现,但相位差 180度,这类强反射两端出现了相位转换(极性反转) 。在聚集了天然气的储集层顶界面上多出现这种反射特征,在任何情况下,在聚集了油气的储集层底界面上都不可能出现这种特征; (5 ) 火山岩层的顶界面都具有亮点反射波,但“亮点”位置及其伴随特征与油气储层相反; 2、 暗点与暗点剖面特征 (1 ) 、暗点永远出现在储集层的顶界面反射中,它与储集层的底界面亮点反射轴组成““透镜”或“眼睛” 状波组外形; (2 ) 、相比“暗点“两侧同一反射波同相轴,他的弱振幅特征极其突出,在两侧强反射波同相轴间,由渐变到见不到同相轴; (3 )在任何情况下,在聚集了油气的储集层底界面上都不可能出现这种特征;与火山岩相反。 3、 “平点”与平点剖面特征 (1 ) 流体的存在状态决定了平点永远具水平产状;(在一些情况下也出现倾斜的平点是由于流动的地层水作用) (2 ) 依理论推理,在平点的中心部位应出现“下凹” 的同相轴下弯现象,原因是这里的油气充满高度最大(速度降低,时间增大) ; (3 ) 在平点反射波同相轴与油气层顶面反射波相交处,将发生振幅增大或减小等波的“ 干涉”现象,干涉点在响应流体的分界线(面)与储集层的顶界面交点处,也是储集层的顶界面反射中“暗点” 或“相位转移” 出现的地方。 (4 ) 在任何情况下,平点是亮点。 4、油气储集层的的低频反射波特征 储集层的孔隙性和储集层中的石油、天然气等流体都具有吸收地震波高频成分的能力,高频成分被吸收的数量与储集层的孔隙性、石油、天然气等流体及其充满程度成正比关系,但在一般地震剖面不多见,因为在多种因素制约下,正常聚集条件和油气的一般聚集程度造成的地震波频率下降幅度远达不到现有正常剖面上显示出来(50 赫兹分辨率布告) ,只有当储集层聚集条件相当好(孔隙发育)聚集流体充满程度相当高、吸收地震波高频相当强的条件下,低频特征才有可能显现出来。 5、 极性反转特征 油气藏顶界面反射强度由“暗点”变为“ 亮点”,的条件下,在油藏外边界部位出现的一种地震负反射特征; 6、 聚集油气的储集层部位地震同相轴的形变特征: (包括储集条件在变好,而未聚集油气的储集层, ) 这是油气层在特定条件下的地震反射波同相轴特征:在油气藏(储集层)厚度不大,且单独存在时;油气藏的油气柱很大时;在储集层特定的地质条件下,聚集的油气对它的物性改变程度不高或极高时等等。在其特定的部位地震反射波发生了相应的形态变化:使油气藏底界面反射波同相轴出现“曲率” 变小,甚至形成“负背斜” ;在其翼部发生“台阶式” 转折等。在地震剖面上常见的特征是: (1 ) 倾角变化特征。油气藏底界面反射波同相轴的倾角从某点开始向上倾方向变小,甚至变成“ 水平”产状。反射波同相轴的这种变化,反映了储集层的倾角不大或油气的充满程度不高或油气层厚度不大等条件下,是聚集的油气对储集层速度影响而形成的各相应地震信息相互叠合的表现。 (2 ) 负背斜特征:它是聚集油气使储集层倾角发生变化达“ 极点”之后,进一步发生变化的一种表现形式,是一种特例。多见于储集层厚度较厚、聚集油或气的厚度也较大、储集参数也极好的油气藏,在地震剖面上的反射波特征是:在背斜构造的储集层底界面发生同相轴的大幅“下凹” 现象,甚至为“杂乱” 反射。 (速度) (3 ) 同相轴的“ 喇叭口”组合剖面特征:这是含油气储集层反射波同相轴产状发生变化后,与上覆(或下伏)不含油气地层的地震反射波同相轴的剖面组合特征(实际是储集层含油气之后的产状变化) ,在储集层的上覆部位, “喇叭口 ”的开口方向指向油气藏的主体部位。 储集层储集条件变好、储集油气等造成的储集层产状变化,实质上是两种极端的反映:其一是储集层厚度不大,油气对储集层物性的影响程度不高;其二是油气柱高度很大、油气对储集层物性的影响程度极高。前者出现油气藏的反射倾角变小,后者出现油气藏底界面的“负背斜 ”。 7、 特征地震剖面上的地震油气显示 聚集特征变好的储集层,聚集了油气的储集层都应有相伴随的地震信息的产生或变化。理论推导认为,这种信息的强度与储集层聚集参数变好的程度,与储集层聚集的流体的性质和充满程度有关,且互成正比例关系。然而,在地震剖面上,并不是在所有油气藏范围内都能见到相应的地震信息,能见到的部分也随油气藏不同而出现油气显示信息数量、性质的差异。其原因,除了这类地震信息的强度之外,多方面的地震地质因素的干扰是主要的。为了获得这种状态下的地震油气显示信息,对地震资料应进行消除干扰、突出地震油气显示信息的特殊处理,以期获得反映油气特征的诸如速度、振幅、频率、亮点、暗点、平点等信息。在这类特征剖面上,相应地震信息的特征可被明显地展现出来,从而提高研究成果的精度。 8、 储集层聚集质量变好部位与聚集了油气部位地震信息比较 储集层的聚集条件在横向上变好和储集层聚集了油气,对它们之中传播的地震波影响是相同的(形式和变化方向) ,它们都要使相应部位的地震波速度下降,形成由此伴生的各种地震信息,但其影响程度的差异也是客观存在的,由此产生了在地震剖面上的差异。 在连续的储集层中,聚集参数的横向变化主要形成于储集层沉积时期沉积条件的横向变化和后期成岩作用的横向差异。储集层聚集条件的这种变化历程证实:它的聚集参数的横向变化是渐变的,基本上不存在突变的界线。在这种变化形式的作用下,相应的地震信息特征在横向上并不明显。 储集层中聚集了油气对储集层物性的影响后果特别明显:其一,油气等流体永远聚集在储集层的顶部,并有明显的流体底界面;其二,不同流体之间的分界线明显。流体对储集层物性影响具有突变性,共存于同一储集层中不同性质流体对储集层物性影响的“顺序”明显、界限清晰等。这种影响的“突变性” 使随之产生的地震信息特征突出,与未聚集油气储集层的相应变化形成明显对照。储集层聚集物性在横向上的变化、储集层内部充填油气对储集层物性影响方向相同,伴生地震信息性质相同,但影响程度有差异,储集层内部充填油气对储集层物性影响(地震油气显示)较大。 五:油气藏地震信息的产状变化特征 和油气储层(低速传播介质)一样,火成岩体(顶界面亮点) 、煤层、高速沉积岩体都能形成相应的“亮点” 、“暗点 ”、 “平点”信息,在宏观上,不同原因形成的这类信息都是相同的,但相比地震油气显示信息,它们形成的特征性信息是有区别的,主要表现在特征性信息出现的位置和他们产状的变化。——鉴别油气显示和其他信息的主要依据。 储集层顶界面的地震反射波同相轴的剖面形态不因为储集层聚集了油气而发生变化(上覆层速度没因油气变化) ,因此“暗点” 同相轴剖面的构造形态与没聚集油气的储集层顶界面在地震剖面上的形态一致。 (1 ) 层状油气藏中,储集层底界面反射波同相轴(”亮点)产状比顶界面反射波同相轴产状变缓, (特例——可变成与顶界面产状反向) 。 (2 ) 在块状油气藏中, “平点“的中部出现“下凹”特征,在层状油气藏中“ 平点”向油气层的上倾方向倾斜。 以上的油气藏地震反射特征信息是其他介质不可能具备的。地震资料处理的流程的一般步骤和每步的关键:地震资料处理一般分野外采集现场的现场监控处理和后续的室内资料处理。顾名思义,野外的现场监控处理主要作用为监控,主要是为了监控野外资料品质情况,一般要求监控处理只做简单的处理,监控剖面要能真是反映原始资料品质情况。同时由于监控处理时间有限,监控处理一般就是数据的选排、校正、速度分析、叠加等,一般不要求做反褶积及偏移。但是由于如今勘探对野外采集资料的要求较高,现在的监控处理也开始采用很多的方法了,包括多种静校正方法的应用、去噪技术等,同时也在做简单的反褶积及尝试做偏移处理等。室内处理的技术也有很多。地震解释原则上属于反问题,即根据得到的观测结果推断地质的东西。但它不是通常所说的正演和反演,正演和反演都是为地震解释服务的,是方法和手段。层位的识别首先需要拿井资料和井旁地震道对比,从剖面上识别出特定的层位;井间的层位则是从井旁道开始进行层位的追踪。如果地质层位是连续的,则在地震剖面上的反映也会是连续的;在发生断裂的地方地震的同相轴就会是断开的或发生扭曲,这个时候就要仔细分析,这个一言难尽。地震波的振幅在断裂发生的地方通常也会发生变化,但反过来不一定。断层的分析是个复杂的课题,现在的手段也很多。属性分析技术就是一个很好的方法。地震解释是技术活、也是艺术活。说是技术活在于技术人员在面临地震解释任务的时候必须有一定的思路方法,有必备的技术保证任务的完成;说是艺术活在于技术人员不单是要完成任务,还要有总结分析汇报能力,知道什么地方需要浓墨重彩,什么地方需要画龙点睛。通常地震解释包括三种目标(或为任务):构造、储层、古地貌。针对这三种目标,从地震解释出发会存在一些通用的思考模式或者是技术思路:一、构造构造是地震解释和目标建议的基础,在进行构造解释中我们使用的是叠后振幅的资料,最终的结果是需要提交时间和深度的构造图。二、储层储层是地震解释的核心要素,绝大部分的工作都是围绕储层展开的。在利用地震资料进行储层预测时,可以利用叠后振幅属性,也可以利用叠前振幅属性,并由此延伸出叠后纵波阻抗属性、纵波速度属性、叠前 性波阻抗属性、横波属性等等。同时为了更好的呈现出储层的分布,立体显示和三维雕刻成为常规手段。三、古地貌 古地貌主要涉及如岩溶地貌等研究内容。古岩溶在我国的西部油田的石炭系多有发育,而且是一种主要的储层类型。岩溶形成原因复杂,但正是在形成岩溶的过程中在坚硬致密的碳酸盐岩中产生众多的裂缝和溶洞,使得油气有了非常好的储集空间和渗滤空间。国内外大部分特高产油气井的储层均分布在岩溶渗滤带。地震相分析技术 通过层序的划分,可以大致确定不同类型的砂岩储集体在纵向上发育的有利层位。通过对有利层序内地震相的研究,可以确定砂岩储集体的沉积相及横向的分布范围,从而为砂岩储层的综合预测奠定基础。 一、地震相分析 (一)地震相概念 地震相是沉积相在地震剖面上表现的总和,是由沉积环境(如海相或陆相)所形成的地震特征,是指一定面积内的地震反射单元,理和沉积特征。 (二)地震相分析 地震相分析就是在划分地震层序的基础上,利用地震参数特征上的差别,将地震层序划分为不同的地震相区,然后作出岩相和沉积环境的推断。用来限定地震相单位的基本参数是那些涉及层系内部的反射形态和层系本身的几何外形的有关参数,目前在地震相分析中使用的地震反射参数及其地质解释如下: (1)反射结构:反射结构反映层理类型、沉积作用、剥蚀和古地貌以及流体类型。 (2)地震相单元外形和平面组合:不同沉积环境下形成的岩相组合有特定的层理模式和形态模式,导致反射结构和外形的特定组合,从而反映沉积环境、沉积物源和地质背景。 (3)反射振幅:反射振幅与波阻抗差有关,反映界面速度一密度差、地层间隔及流体成分和岩性变化。大面积的振幅稳定揭示上覆、下伏地层的良好连续性,反映低能级沉积;振幅快速变化,表示上覆和(或)下伏地层岩性快速变化,是高能环境的反映。 (4)反射频率:反射频率受多种因素的影响,如地层厚度、流体成分、埋深、岩性组合、资料处理参数等。视频率的快速变化往往说明岩性的快速变化,因而是高能环境的产物。 (5)同相轴连续性:它直接反映地层本身的连续性,与沉积作用有关。连续性越好,表明地层越是与相对较低的能量级有关;连续性越差,反映地层横向变化越快,沉积能量越高。 (6)层速度:层速度反映岩性、孔隙度、流体成分和地层压力。 由于同一地震相参数的变化可以由多种地质作用产生,因此地震相分析具有明显的多解性。但是既然地震相是沉积相的反映,地震相必然能够反映储集体或油气储集相带(刘震,1997)。地球物理反演的过去、现在和未来引 言自从我们这个行业诞生以来,地球物理学家就一直致力于求解反演问题。在地球物理勘探中,解释人员总是基于地面观测数据如地震记录或势场记录来推断地下特性。他们事先在头脑中形成一个粗糙的反映地面记录形成过程的模型,解释时通过这个粗糙的模型根据实际观测到的地面记录重构地下特性。按现代的说法,这种根据观测数据推断地下特性的工作就是求解所谓的“反演问题”。相反, “正演问题”就是在给定地下特征和特定的物理定律成立的前提下确定所能记录到的数据。直到 20 世纪 60 年代初地球物理反演才真正在地球物理学家的头脑中扎下了根。从那时开始,人们就尝试开展定量的和通用的地球物理反演,所采取的方法是一方面求助于理论的扩展,另一方面借助于计算机的能力将这些理论付诸实际应用。应该指出,理论和计算机算法无论如何不可能替代最终裁决人——地球物理解释人员来决定最终反演结果是否有意义。或许我们的子孙后代在写第 22 世纪的评论文章时会谈到机器在没有人的干预下已经解决了反演问题。但就目前而言,所谓的“无监督地球物理反演”仍然是一个梦。按照上述很广义的反演问题定义,我们在处理中心应用的那些熟悉的算法都可以看作地球物理数据的转换程序。例如,地震偏移就是试图根据地震记录重建实际的地下地层形态(985) 。地层反射系数的反演可以通过预测反褶积衰减多次波反射来实现( 969) ,或通过地层脉冲响应中一次波和多次波的模拟来实现( 984) 。振幅随偏移距的变化(( 993)处理包括地面振幅测量结果的岩性反演等等。反演能处理不同类型的地球物理数据。由此,人们能够将不同的地球物理数据集(诸如地震、势场和井中数据)与同一个地层模型同步地或顺序地进行拟合(如 ,1988) 。其它反演的例子很多,不胜枚举。在每一种情况下,我们都假定物理定律是成立的。例如,在地震反演中这个定律就是波动方程或是其某种近似。这样,基于物理定律的算法就使我们能够将观测到的数据转换成地下特征,这些特征都曾在其特定的位置上对观测结果产生过影响。我们这里讨论的是很广义的反演定义,不会与一般文献雷同,尤其不会与勘探地球物理文献重复。概述了反演方法的理论背景后,我们再讨论一些勘探地球物理中更为流行的方法,它们通常被确定为“反演方法” ,然而,需要重申的是,这些确定常常是模糊的,实际上我们的日常工作很多都与地球物理反演有关。理论背景反演可以定义为一种方法,借助于这种方法,人们可以获得精确描述所观测到的数据集的地下模型。以地球物理数据为例,我们的观测结果包括那些可称之为地下构造的物理特征信号,即由地震震源或电磁源激发产生的构造反射(或散射)波场,或构造异常重力场或磁场等。有关现代反演方法的理论基础在 967,1968,1970)着作中可以找到。反演处理与正演模拟密切相关。正演模拟利用数学关系如波动方程来合成地层模型的激发响应,例如地震能量脉冲。地层模型是由一组参数如层速度和层密度等来定义的。这里,如何选择能精确描述观测结果的正演模拟方法肯定是十分重要的。在地震勘探中,正演模拟是用一种生成合成地震记录的算法来实现的,这些算法有地震射线追踪法、有限差分法或有限元波动方程解法等。在重力勘探中,正演模拟方法包括根据假定的地下密度分布计算重力场的规则。除了选择合适的数学模型外,了解应该使用多少模型参数和哪些参数最有效也是很重要的。 “正确” 模型的选择取决于所面对的勘探问题。例如,水平层状模型可能对堪萨斯中部的地质情况合适,但肯定不适用于怀俄明逆掩断层带和阿尔伯特山前带。反演或“反演模拟”试图根据给定的一组地球物理测量结果重建地下特征,重建工作以模型响应 “拟合”测量结果的方式进行,拟合工作通过某种误差测量方法来完成。因此,选择“好” 模型是至关重要的。但即使模型选择得很充分,仍然有大量的问题需要解决。事实上,1972)曾将反演中肯地描述为“ 对不精确、不充分和不一致的数据进行的解释”。在回答这方面的一些问题中,采用符号注释可能更方便些。我们将正演模拟过程表示为变换 f=T(x),这里 f 是模型响应,x 是一个包含地下模型参数集的矢量,T 是某种线性或非线性变换,我们假定它能以数学方法描述某种被观察的物理过程。在地震勘探中,T 以合成地震记录的形式产生一个模型响应。这样,反演方法可以被写成 x′=y) ,式中,x′现在是一个包含由数据矢量 y(数据空间)导出的地下模型参数集(模型空间)的矢量。这样,算子 表示从数据空间到模型空间的逆变换。尽管模型选择(或 T 的选择)在物理上是有意义的,但仍存在大量的问题。首先,许是不可确定的。其次,所要求的数据可能有“盲点 ”,例如,地震震源可能没照射到地下给定的部分,因此根据记录数据没有办法重建该部分。此外,实际数据总会受到噪声的污染,除理论情况外,可以预料在给定的测量误差范围内将有不止一个地下模型满足所观测到的数据,换句话说,反演是非唯一的。对这些问题理论研究人员已经做过大量的研究工作,用他们的话说,反演问题是“不适定的” ,即解矢量 x′中的微小变动就能在模型响应 f 中产生很大的变动;观测数据 y 中微小的变动就能在解矢量 x′中产生很大的变动。人们尝试用合适的最优化算法进行观测地球物理响应与理论地球物理响应的匹配。设计这些算法的目的是使观测数据与计算数据之间的某种差异测量达到最小。大多数方案都是首先对模型参数作初始估计,据此可计算出初始模型响应。然后,用最优化算法产生一组调节或修正参数的估计值;接下来将这些修正参数“插入” 理论模型,由此得到的新理论响应应该(有充分希望)改善数据的匹配。如果情况是这样,就说明反演是收敛的;否则,尽管已知的方法总是无效的,但有大量的替代方法来达到收敛的目的。因为模型响应通常是模型参数的非线性函数,所以有必要以迭代的方式完成这些运算;这就是说必须多次重复执行上述过程,直到理论响应和记录到的地震响应之间的吻合程度满意为止。这两种响应之间的良好匹配为我们提供的是使运算收敛于地下实际情况的必要条件而不是充分条件。如前所述,我们获得的解是非唯一的。事实上,可以证明,在规定的误差范围内,有一系列的解满足这些数据(988) 。幸运的是,我们能够约束这些解,使之向地下参数的先验知识靠近。这类约束可能是“ 硬的”(如,在某一上、下层面之间密度和速度是确定的) ,也可能是“软的” ,可以用多维概率密度函数的形式表达出来,这里,概率密度函数的维数等于描述给定模型参数的个数。描述模型参数先验知识(或偏见)的先验概率密度可以与所谓的“似然率函数 ”结合使用,似然率函数主要依赖于模型响应与观测数据之间的失配。高斯曲线(钟形)是先验概率密度函数的简单的一维例子,其峰值对应于给定模型参数的最可能值,其宽度是对该模型参数可能值范围的先验估计结果的量度。这样我们就获得了给定反演问题的解的所谓后验概率密度分布。最后得到的多维后验概率分布的峰(可能是多峰)将揭示模型参数值的最可能分布。这些值转过来又应该在给定误差范围内产生满足观察数据的模型响应。987)就是这种反演哲学的早期提倡者之一。他的思想是在英国教士和统计学家 973)的经典着作的基础上产生的。更新的文献将该方法称为“演”。有关这方面的深入探讨参见 988a,B), 997,1998)的文章。 发表的一篇论文已对 演的更广泛的含义作了深入的探讨。可以说,演在勘探地球物理界已经获得了广泛的应用,其未来前景会更加广阔。反演计算的结果既取决于正演模型(其响应应该与观测数据相匹配)的选择,同时也取决于合适的最小化误差原则的选择。常规的方法是建立在累积最小平方误差(累积最小绝对偏差(基础上的。除误差标准的选择之外,通常也可采用光滑约束来避免解矢量中的虚假振荡(,1987) 。一般情况下, (广义)非线性问题是用给定最优化算法的迭代使用来求解的。问题是为了达到收敛于“正确” 地下模型的目的,初始推测必须“接近” 实际情况。更为常见的是,在分辨率与噪声抑制之间存在一种折衷:只有以降低噪声抑制效果为代价才能获得较高分辨率的解,反之亦然(972; 982) 。换句话说,我们总是在解的分辨能力与其响应拟合观测数据的能力之间寻求一个折衷。所以,目前已有不少人以极大的兴趣开发所谓的“全局优化 ”算法,这种算法起码在理论上能够产生使其响应与观测数据拟合得很好的模型。在这些方法中我们特别提一下遗传算法和模拟退火法(,1992; 995), 以及蒙特卡洛搜索法( 988) 。近些年来,人们用人工神经网络求解反演问题的兴趣也在不断增加(,1998) 。勘探地球物理中一些流行的老反演方法大量地震数据的处理都是以一维水平层状介质模型为基础的,即基于局部地质情况可以用一叠水平均匀平行地层(各层具有特定的密度、速度和厚度)来近似表达的前提。这种简单的地质模型允许人们用 式根据观测到的
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