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地震资料在层序地层学中的应用进展

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地震 资料 地层学 中的 应用 进展
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地 震 资 料 在 层 序 地 层 学 中 的 应 用 进 展刘 振 峰1, 郝 天 珧1, 王 峰2, 徐 亚1( 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所 , 北 京 100029; 2. 中 国 石 油 勘 探 开 发 科 学 研 究 院 , 北 京 100083)摘 要 在 层 序 地 层 学 的 发 展 过 程 中 , 地 震 资 料 的 应 用 始 终 起 着 关 键 性 的 作 用 层 规 模 的 高 精 度 层 序 地 层 学 研究 中 , 地 震 反 射 波 的 运 动 学 、 动 力 学 以 及 统 计 学 特 征 的 应 用 对 解 决 薄 层 分 析 、 岩 性 预 测 、 物 性 预 测 、 压 力 预 测 、 含 油 气性 预 测 等 一 系 列 问 题 提 供 了 可 行 的 手 段 该 方 面 的 研 究 取 得 了 一 定 的 进 展 , 但 还 存 在 一 些 问 题 , 本 文 最 后 对 该 方面 研 究 做 了 简 要 的 评 述 与 展 望 词 层 序 地 层 学 , 地 震 反 射 参 数 , 时 频 分 析 , 岩 性 预 测 , 孔 隙 度 预 测 , 烃 类 指 示 物中 图 分 类 号 献 标 识 码 A 文 章 编 号 10042003) 01on of 1. 00029, . 00083, he of an in of In of of a to in a to be on of in in 言层 序 地 层 学 的 研 究 至 今 已 有 将 近 30 年 的 历 史 发 展 大 致 可 以 划 分 为 三 个 阶 段 : 地 震 地 层 学 阶段 ( 上 世 纪 70 年 代 ) 、 层 序 地 层 学 阶 段 ( 上 世 纪 80 年代 ) 和 高 精 度 层 序 地 层 学 阶 段 ( 上 世 纪 90 年 代 至今 ) 序 地 层 学 的 发 展 过 程 中 , 地 震 记 录 仪 器 的更 新 换 代 , 地 震 学 理 论 和 地 震 勘 探 技 术 进 步 是 其 诞生 和 发 展 的 基 础 之 一[ 1, 2] 纪 90 年 代 以 来 , 高 精 度 层 序 地 层 学 的 发 展引 起 了 人 们 的 广 泛 关 注 地 层 学 的 研 究 从 盆 地规 模 的 层 序 地 层 和 体 系 域 向 储 层 规 模 深 化 究目 标 不 仅 仅 是 地 层 的 宏 观 架 构 , 还 包 括 更 为 精 细 的等 时 层 序 地 层 和 岩 相 格 架 , 以 及 有 效 的 生 储 盖 组 合预 测 要 求 对 层 序 边 界 特 征 、 薄 层 沉 积 特 征 、 岩性 、 物 性 ( 孔 隙 度 、 渗 透 率 、 饱 和 度 ) 、 地 层 压 力 、 以 及孔 隙 流 体 ( 油 、 气 、 水 ) 性 质 做 更 为 深 入 的 研 究 多 赋 存 于 沉 积 盆 地 当 中 地 质 的 研 究主 要 靠 钻 井 资 料 和 地 震 资 料 于 地 震 资 料 来 说 ,钻 井 资 料 的 分 辨 率 较 高 , 但 高 昂 的 费 用 和 其 “ 一 孔 之见 ” 的 特 点 决 定 了 在 地 下 地 质 情 况 的 研 究 中 更 多 时间 起 到 的 是 一 种 约 束 条 件 的 作 用 , 如 何 从 地 震数 据 当 中 提 取 更 多 的 信 息 加 以 研 究 , 对 高 精 度 层 序地 层 学 研 究 来 说 至 关 重 要 的 二 维 和 三 维 地 震资 料 的 控 制 是 高 精 度 层 序 地 层 研 究 的 必 备 条 件 之一[ 3— 5] 论 基 础 — 地 震 反 射 参 数 的 地 质 意 义[ 1]收 稿 日 期 2002修 回 日 期 项 目 国 家 基 础 研 究 项 目 ( 和 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( 40074021) 资 助 简 介 刘 振 峰 , 男 , 1974 年 生 , 河 南 西 平 人 , 中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所 博 士 研 究 生 , 主 要 从 事 综 合 地 质 与 地 球 物 理 研 究 8 卷 第 1 期 地 球 物 理 学 进 展 3 月 ( 024~ 029) N 003石 油 地 震 勘 探 多 采 用 反 射 法 激 发 的 振 动传 播 到 地 下 深 处 , 在 波 阻 抗 界 面 上 产 生 反 射 地表 的 检 波 器 把 反 射 波 的 振 动 特 点 和 达 到 时 间 记 录 下来 , 就 构 成 了 一 张 地 震 剖 面 研 究 的 需 要 , 经 过特 殊 的 处 理 , 可 以 显 示 相 对 真 振 幅 、 频 率 、 极 性 、 相位 、 速 度 等 其 它 参 数 地 震 反 射 参 数 的 地 质 意 义[ 1] 1]地 震 参 数 地 质 意 义结构参数反 射 结 构沉 积 作 用 , 物 源 方 向 , 沉 积 环 境 , 侵 蚀 , 沉 降 ,生 长 , 特 定 地 质 体 或 沉 积 体 , 流 体 界 面 , 古 地貌反 射 连 续 性地 层 的 连 续 性 , 岩 性 侧 向 变 化 , 沉 积 作 用 , 沉积 环 境地 震 相 单 元外 形 及 配 位总 的 地 质 背 景 、 沉 积 环 境 、 物 源 方 向 、 沉 积 体系物理参数层 速 度( 纵 、 横 波 )总 的 岩 性 , 侧 向 岩 性 变 化 , 孔 隙 流 体 类 型 , 异常 地 层 压 力振 幅速 度 密 度 差 , 侧 向 岩 性 变 化 , 孔 隙 流 体 类 型 ,地 层 厚 度主 频总 的 岩 性 , 侧 向 岩 性 变 化 , 孔 隙 流 体 类 型 , 地层 厚 度反 射 丰 度 总 的 岩 性在 地 震 勘 探 的 早 期 , 利 用 的 只 是 一 个 运 动 学 参数 — 速 度 , 依 照 回 声 测 距 原 理 来 研 究 地 下 反 射 界 面的 构 造 形 态 的 进 展 使 得 利 用 其 它 参 数 ( 反 射 结构 参 数 、 弹 性 波 动 力 学 参 数 ) 成 为 可 能 , 这 才 使 地 震地 层 分 析 ( 非 构 造 分 析 ) 成 为 可 能 , 并 在 此 基 础 上 诞生 了 地 震 地 层 学 反 射 结 构 参 数 在 传 统 的 层 序 地 层 学 研 究 中有 着 重 要 地 位 容 包 括 地 震 反 射 的 连 续 性 、 地 震反 射 的 空 间 结 构 外 形 和 它 们 在 空 间 上 的 相 对 位 置 反 射 结 构 参 数 反 映 了 产 生 反 射 的 地 下 地 质 单 元的 宏 观 上 的 结 构 特 征 , 是 划 分 地 震 相 , 进 而 推 测 沉 积相 的 重 要 依 据 地 层 学 的 发 展 要 求 对 地 质 结 构 开 展 更 精 细的 研 究 , 如 更 加 精 细 的 等 时 地 层 格 架 、 层 序 界 面 的 准确 识 别 、 高 级 别 层 序 单 元 内 部 结 构 、 岩 性 、 物 性 和 孔隙 中 流 体 性 质 及 地 层 压 力 的 预 测 等 等 结 构 参数 不 能 满 足 这 方 面 的 要 求 波 动 力 学 参 数 ( 如 振幅 、 频 率 、 极 性 等 ) 的 研 究 就 显 得 尤 为 重 要 了 又 称 反 射 强 度 , 它 反 映 了 反 射 界 面 波 阻 抗差 的 大 小 抗 差 的 形 成 原 因 是 多 方 面 的 , 如 岩 性差 异 、 年 代 差 异 、 物 性 差 异 、 流 体 的 存 在 等 原 因 振 幅 的 变 化 情 况 可 以 反 演 推 测 其 产 生 的 地 质 原 因 另 外 的 用 途 是 分 辨 层 厚 和 反 映 地 层 间 逐 渐 过 渡的 情 况 是 指 地 震 反 射 信 号 单 位 时 间 内 的 周 期数 震 源 频 率 的 高 低 、 吸 收 衰 减 和 子 波 类 型 的 影响 , 地 层 厚 度 、 岩 性 、 岩 石 中 的 流 体 类 型 是 产 生 频 率变 化 的 主 要 原 因 反 转 出 现 于 反 射 界 面 的 反 射系 数 为 负 值 的 情 况 砂 岩 的 存 在 往 往 是 这 种 现象 出 现 的 原 因 大 先 生 总 结 了 各 种 地 震 反 射 参 数的 地 质 意 义 , 如 表 l 所 示 震 资 料 在 层 序 地 层 学 研 究 中 的 应 用 进展地 震 资 料 在 层 序 地 层 学 研 究 中 的 进 展 主 要 是 围绕 着 弹 性 波 动 力 学 参 数 进 行 的 主 要 有 以 下 几个 方 面 : 薄 层 反 射 波 特 征 分 析 , 岩 性 预 测 , 孔 隙 度 预测 、 地 层 压 力 预 测 和 烃 类 指 示 物 检 测 技 术 等 几 个 方面 薄 层 反 射 特 征 分 析“ 薄 层 ” 是 一 个 相 对 概 念 , 视 地 震 勘 探 的 具 体 情况 而 定 地 层 厚 度 大 于 地 震 子 波 的 分 辨 率 , 则 称之 为 厚 层 , 反 之 , 若 地 层 厚 度 小 于 地 震 子 波 的 分 辨率 , 则 称 之 为 薄 层 薄 层 的 研 究 , 需 要 利 用 地 震波 动 力 学 特 征 来 进 行 检 测 中 主 要 利 用 合 成 地震 记 录 和 地 震 测 井 进 行 模 拟[ 6], 或 者 用 时 间 分析 方 法 对 地 震 道 记 录 进 行 研 究 可 称 为 波 形 分析 , 后 者 可 称 为 频 谱 分 析[ 7]. 形 分 析地 震 信 号 ( 波 形 ) !( t) , 离 散 后 为 地 震 数 据 在 时 域 内 进 行 分 析 称 为 波 形 分 析 分 析 较 为 直观 、 形 象 , 反 映 了 信 号 的 波 形 特 征 层 研 究 中 常用 合 成 地 震 记 录 来 研 究 波 形 的 变 化 , 以 确 定 地 层 变化 基 础 为 褶 积 模 型 的 做 法 是 由 密 度 、 声波 时 差 测 井 资 料 得 出 波 阻 抗 曲 线 , 进 而 得 到 反 射 系数 序 列 , 而 后 与 地 震 子 波 作 褶 积 , 将 得 到 的 认 为 合 理的 合 成 地 震 记 录 与 实 际 观 察 到 的 波 形 进 行 匹 配 , 以确 定 地 层 变 化 波 形 变 化 特 征 看 得 清 楚 , 此 类 研究 需 要 一 些 特 殊 的 显 示 方 式 , 如 对 研 究 剖 面 的 局 部增 强 显 示[ 6] 面 的 研 究 在 圈 定 薄 层 砂 体 范 围 方面 较 为 有 效 , 对 于 河 流 相 的 层 序 地 层 学 研 究 来 说 , 是一 种 很 好 的 技 术 手 段 刘 振 峰 , 等 : 地 震 资 料 在 层 序 地 层 学 中 的 应 用 进 间 — 频 谱 分 析频 谱 分 析 是 在 频 域 上 对 地 震 反 射 波 特 征 进 行 研究 纪 80 年 代 后 期 以 来 , 对 于 使 用 频 谱 分 析 进行 薄 层 研 究 石 油 勘 探 人 员 作 了 大 量 的 研 究 工作[ 8— 16] 信 号 分 析 技 术 ( 如 短 时 傅 立 叶 变 换 、 小波 变 换 ) 的 发 展 , 在 薄 层 研 究 中 , 频 谱 分 析 逐 渐 为 时频 分 析 方 法 所 替 代 , 并 由 一 维 、 二 维 发 展 到 三 维 斯 , 石 油 勘 探 界 的 薄 层 勘 探 理 论 的 核 心 也 是 时间 — 频 谱 分 析 方 法 ! 分 析 方 法 的 基 本 原 理 是 通 过 对 地 震 道 记 录进 行 频 率 扫 描 , 找 出 主 频 随 时 间 的 变 化 特 征 沉积 过 程 有 着 周 期 循 环 的 特 点 , 其 岩 性 、 粒 度 成 分 、 层理 厚 度 的 变 化 亦 具 有 方 向 性 变 化 的 特 征 薄 层构 特 征 变 化 的 方 向 性 , 决 定 了 其 地 震 响 应 中 频 率 成分 的 不 同 有 的 研 究 中 , 对 与 正 旋 回 、 反 旋 回 、 混合 型 旋 回 , 都 有 相 应 的 时 频 分 布 模 式 相 对 应 , 是 薄 层反 射 特 征 分 析 中 一 项 比 较 成 型 的 技 术 的 研 究主 要 集 中 在 用 小 波 变 换 进 行 三 维 的 时 频 特 征 分 析上 时 频 特 征 分 析 对 于 研 究 准 层 序 、 准 层 序 组 内部 沉 积 特 征 的 空 间 变 化 情 况 、 判 别 拾 取 高 级 别 层 序( 四 、 五 级 ) 界 面 会 有 较 大 的 利 用 价 值[ 16].!.! 岩 性 预 测由 于 沉 积 环 境 的 不 同 , 一 个 地 震 层 序 内 的 不 同单 元 , 会 在 岩 性 参 量 上 表 现 出 很 大 的 差 异 , 如 岩 类 组成 、 岩 层 厚 度 、 沉 积 物 粒 度 、 分 选 、 圆 度 、 胶 结 程 度 、 孔隙 分 布 等 等 岩 性 的 变 化 会 造 成 诸 如 弹 性 模 量 、密 度 、 速 度 、 泊 松 比 、 吸 收 特 性 等 弹 性 参 数 的 变 化 性 参 数 的 变 化 会 在 地 震 剖 面 上 引 起 振 幅 、 波 形 、频 率 成 分 、 相 干 性 等 反 射 特 征 的 变 化 使 得 提 取这 些 信 息 分 析 预 测 岩 性 成 为 可 能 , 利 用 地 震 信 息 预 测 地 层 岩 性 主 要 有 三 类方 法 : 第 一 类 是 传 统 的 地 震 地 层 学 方 法 , 从 常 规 地 震反 射 剖 面 上 的 反 射 结 构 识 别 地 层 沉 积 序 列 , 对 岩 性进 行 推 测[ 6, 17]; 第 二 类 是 是 用 统 计 分 析 、 模 式 识 别 等数 学 方 法 对 振 幅 等 诸 多 参 数 进 行 分 析 以 预 测 岩性[ 6— 8]; 第 三 类 是 地 震 层 速 度 分 析 法 , 这 是 使 用 最 广的 一 种 方 法 法 利 用 层 速 度 来 确 定 砂 泥 岩 百 分比 , 或 者 用 纵 波 速 度 和 衰 减 系 数 、 纵 波 速 度 和 泊 松 比来 推 断 地 下 岩 性[ 18] 波 先 生 ( 1999) 提 出 了 一 种 岩 性 反 演 预 测 的新 思 路[ 19] 相 介 质 理 论 出 发 , 将 岩 石 变形 分 为 孔 隙 变 形 和 骨 架 变 形 两 个 部 分 , 而 这 两 个 部分 反 演 的 地 震 孔 隙 率 和 岩 石 地 震 应 力 能 从 不 同 的 角度 反 映 出 地 层 的 结 构 和 骨 架 的 弹 性 性 质 两 个参 数 作 为 三 角 形 的 两 个 边 做 成 地 震 岩 性 量 板 , 利 用量 板 来 进 行 岩 性 预 测 .!." 孔 隙 度 预 测地 层 孔 隙 度 是 地 层 内 部 重 要 的 物 性 参 数 之 一 ,用 地 震 资 料 求 取 孔 隙 度 的 方 法 大 致 可 以 分 为 五 类 : 平 均 方 程 求 孔 隙 度[ 20]; 其 改进 方 法 ; 井 约 束 反 演 与 非 井 约 束 反 演 ; 数 逼近 法[ 21]; 基 于 多 相 介 质 弹 性 理 论 的 一 些 方 法[ 22] 间 平 均 方 程 或 修 正 了 的 时 间 平 均 方 程是 依 据 地 震 速 度 和 孔 隙 度 之 间 的 函 数 关 系 来 求 孔 隙度 验 表 明 孔 隙 度 与 地 震 速 度 之 间 的 关 系 往 往不 符 合 这 个 公 式 . 法 是 用 相 关 函 数 把 测井 孔 隙 度 和 由 三 维 地 震 数 据 求 出 的 垂 直 旅 行 时 结 合起 来 建 立 孔 隙 度 空 间 分 布 法 较 为 精 确 , 但 依 赖有 无 三 维 地 震 数 据 以 及 是 否 有 井 资 料 束 反 演和 非 井 约 束 反 演 是 在 一 定 的 假 设 条 件 下 , 反 演 出 相对 孔 隙 度 或 孔 隙 度 设 条 件 常 不 满 足 而 效 果 较差 数 逼 近 法 是 利 用 数 的 逼 近 功 能 ,依 据 测 井 资 料 和 井 旁 地 震 资 料 建 立 地 震 特 征 与 孔 隙度 的 函 数 关 系 , 进 而 预 测 孔 隙 度 法 效 果 较 好 但同 样 受 到 井 资 料 和 孔 隙 度 分 布 是 否 均 匀 的 限 制 1951) 、 1956) 对 多 相 介 质 弹 性 理 论 作了 一 些 研 究 , 在 此 基 础 上 , 出 现 了 一 些 孔 隙 度 的 求 取方 法 ( 1956, 1983; 1961; 张 应 波 ,1999) 方 法 较 符 合 实 际 情 况 , 刻 画 问 题 也 较 为深 刻 , 是 一 个 值 得 注 意 的 研 究 方 向 .!.# 地 层 压 力 预 测地 层 压 力 是 地 层 能 量 的 反 映 , 是 推 动 流 体 在 地层 中 流 动 的 动 力 , 压 力 异 常 有 时 还 可 以 指 示 油 气 可能 的 富 集 情 况 , 在 层 序 地 层 学 研 究 中 , 地 层 压力 预 测 对 于 了 解 地 层 格 架 中 流 体 的 连 通 情 况 有 着 重要 的 意 义 而 言 , 利 用 地 震 资 料 进 行 这 方 面 的 研 究 进展 不 大 , 主 要 是 利 用 地 震 速 度 分 布 特 征 进 行 的 进 行 地 层 压 力 预 测 的 主 要 经 验 公 式 有 等 效 深 度 公 式( 1974) 、 式 ( 1976) 、 式( 1983) 、 式 ( 1978, 1982) 、 刘 震 公 式( 1990) 和 式 ( 1986)[ 18] 是 那 种 公 式 ,地 震 速 度 的 估 算 精 度 都 是 至 关 重 要 的 .!.$ 烃 类 指 示 物 检 测从 地 震 剖 面 上 直 接 识 别 出 油 气 藏 是 地 震 勘 探 多年 来 的 梦 想 0 世 纪 70 年 代 , 由 于 地 震 数 据 采 集62! I . 地 震 、 测 井 及 其 它 地 球 物 理 资 料 的 构 造 — 层 序 解释 讲 课 提 纲 [ M] 大 学 ( 华 东 ) 物 探 教 研 室 内 部 讲 义 , 物 理 学 进 展 18 卷实 现 了 数 字 化 , 地 震 数 据 处 理 上 发 展 了 烃 类 检 测 技术 1991) 归 纳 了 一 些 烃 类 指 示 物 ( 表 2)[ 23] 检 测 技 术 的 理 论 依 据 是 : 沉 积 岩 的 速 度 和密 度 是 由 岩 石 的 骨 架 、 孔 隙 度 和 孔 隙 充 填 流 体 所 决定 的 两 个 因 素 一 定 的 情 况 下 , 流 体 的 性 质 及 其充 填 孔 隙 的 程 度 会 使 岩 石 密 度 和 速 度 发 生 变 化 , 亦即 使 波 阻 抗 发 生 变 化 , 从 而 造 成 振 幅 、 频 率 和 极 性 的异 常 原 理 进 行 烃 类 检 测 必 然 要 求 地 震 资 料 有较 高 的 质 量 , 包 括 高 质 量 的 野 外 采 集 以 及 处 理 过 程中 的 “ 三 高 、 三 细 、 三 保 ” 如 此 , 依 据 单 一 指 标 判别 油 气 存 在 与 否 仍 是 不 可 取 的 , 依 据 多 种 信 息 进 行综 合 检 测 才 能 减 少 多 解 性 , 提 高 命 中 率 . 下 面 对 亮点 、 暗 点 、 平 点 技 术 和 技 术 作 以 简 单 的 介绍 烃 类 指 示 物[ 23] 23]振 幅 是 否 局 部 变 大 ? 亮 点振 幅 是 否 局 部 变 小 ? 暗 点不 和 谐 的 水 平 反 射 层 ? 平 点局 部 波 形 变 化 ?极 性 反 转 或局 部 相 位 变 化储 层 限 制 了 波 形 的 一 致 性 ?如 果 可 以 分 别见 到 储 层 的 顶 和 底极 性 一 致 ? 如 果 是 零 相 位 数 据储 层 下 伏 反 射 波 频 率 是 否 为 低 频 ? 低 频 阴 影储 层 下 伏 反 射 波 是 否 出 现 波 形 下拉 ?速 度 下 拉储 层 下 伏 反 射 波 是 否 变 小 ( 有 时 是上 覆 地 层 ) ?振 幅 阴 影振 幅 随 偏 移 距 增 加 ? 常P 波 异 常 但 是 S 波 正 常 ? S 波 的 证 据上 覆 地 层 数 据 质 量 变 糟 ( 可 能 是 较小 的 亮 点 ) ?气 罩 ( 亮 点 、 平 点 和 暗 点亮 点 技 术 是 利 用 反 射 波 振 幅 检 测 油 气 的 第 一 项取 得 成 效 的 方 法 技 术 亮 点 , 狭 义 地 说 是 指 地 震反 射 剖 面 上 , 由 于 地 下 油 气 藏 的 存 在 所 引 起 的 反 射地 震 波 振 幅 相 对 增 强 的 “ 点 ” , 因 为 在 剖 面 图 底 片 上这 组 强 反 射 透 明 得 发 白 ( 在 剖 面 图 上 是 黑 的 ) 而 与 其上 下 左 右 的 反 射 相 比 , 更 显 明 亮 , 因 此 叫 亮 点 来 说 , 砂 岩 速 度 远 高 于 页 岩 速 度 , 也 就 是 砂岩 很 致 密 不 含 气 时 , 页 岩 /砂 岩 界 面 形 成 很 强 的 反射 ; 如 果 砂 岩 孔 隙 发 育 且 含 气 使 波 速 降 低 时 , 正 好 使两 种 岩 层 速 度 差 变 小 , 界 面 反 射 系 数 反 而 降 低 , 这 样一 来 不 仅 不 能 形 成 亮 点 , 反 而 只 能 产 生 很 弱 的 反 射 ,即 所 谓 “ 暗 点 ” 个 倾 斜 的 砂 岩 储 集 层 中 充 填 不同 的 流 体 ( 气 、 油 、 水 ) 以 后 , 在 储 集 层 的 不 同 部 位 密度 和 速 度 就 会 有 所 不 同 , 因 而 流 体 接 触 界 面 本 身 就成 了 反 射 界 面 , 有 可 能 产 生 反 射 波 内 部 的 气 水界 面 是 一 个 水 平 面 , 所 以 在 地 震 剖 面 上 是 一 条 水 平的 反 射 同 相 轴 这 种 反 射 特 征 , 追 踪 气 油 , 气 水或 油 水 等 流 体 接 触 面 , 来 研 究 油 气 水 边 界 , 就 是 所 谓的 “ 平 点 ” 技 术 地 说 来 , 亮 点 、 暗 点 、 平 点 并 不 是 直 接 反 映地 下 的 油 气 , 而 是 反 映 了 岩 石 孔 隙 中 油 气 存 在 所 引起 的 储 集 层 波 阻 抗 的 变 化 振 幅 的 异 常 也 不 是直 接 反 映 储 集 层 本 身 的 特 性 , 而 是 反 映 储 集 层 与 上覆 盖 层 两 个 地 层 的 波 阻 抗 之 差 一 来 , 它 们 并 不一 定 就 和 油 气 有 关 , 比 如 含 有 少 量 气 的 含 水 砂 岩 极 性 反 转 、 速 度 降 低 及 吸 收 系 数 增 大 等 一 系 列 标志 结 合 就 成 为 必 要 , 另 外 , 由 于 横 波 勘 探 的 出 现 , 综合 利 用 !s/ ! , 也 是 有 帮 助 的[ 17]技 术技 术 , 是 一 套 利 用叠 前 地 震 反 射 振 幅 随 炮 检 距 变 化 的 特 征 对 岩 石 中 孔隙 流 体 的 性 质 作 出 推 断 的 分 析 方 法 1984) 的 论 文 发 表 以 来[ 24], 术 发 展 迅 速[ 25],尤 其 引 起 人 们 广 泛 重 视 的 是 由 据 定 量 反 演弹 性 参 数 的 研 究 术 的 理 论 基 础 是 程 , 这 个 方程 描 述 了 非 零 入 射 角 平 面 波 的 反 射 系 数 、 透 射 系 数与 界 面 两 侧 介 质 弹 性 参 数 与 入 射 角 ( 偏 移 距 ) 的 关系 程 的 解 过 于 复 杂 , 难 于 直 接 看 清各 参 数 对 反 射 系 数 及 透 射 系 数 的 影 响 , 因 此 不 少 国内 外 学 者 致 力 于 程 近 似 公 式 的 导 出 , 近年 在 术 研 究 中 颇 受 注 意 的 是 ( 1980) 与1985) 的 近 似 公 式 , 一 般 也 称 程 解 及 其 近 似 公 式 为 术 的 理 论 基 础[ 17, 26] 术 的 60 余 年 的 研 究 证 明 , 术 具 有 很 高 的 理 论 价 值 是 20 世 纪 80 年 代 中期 以 来 , 术 在 石 油 勘 探 实 践 中 的 很 多 应 用 得到 了 成 功 . 术 对 于 厚 度 较 大 的 储 层 是 适 用的 , 但 在 薄 互 层 为 主 的 含 油 气 层 应 用 时 还 有 一 定 的局 限 性 薄 互 层 而 言 , 用 薄 互 层 演 模 型建 立 研 究 区 含 油 气 层 识 别 标 志 , 对 实 际 的 料进 行 定 性 综 合 解 释 , 并 利 用 测 井 资 料 作 为 约 束 条 件 ,进 行 约 束 反 演 , 定 量 提 取 岩 石 物 性 参 数 , 从 而 直 接 预测 油 气 是 发 展 方 向 . 在 反 演 过 程 中如 果 考 虑 层 序 格 架 中 不 同 岩 相 的 空 间 展 布 以 及 级 次上 的 嵌 套 原 则 , 考 虑 到 生 储 盖 组 合 在 不 同 级 别 层 序721 期 刘 振 峰 , 等 : 地 震 资 料 在 层 序 地 层 学 中 的 应 用 进 展体 内 的 分 布 规 律 , 将 会 大 大 减 少 反 演 的 多 解 性 终 的 研 究 结 果 对 高 精 度 层 序 地 层 学 的 岩 性 预 测 和 含油 气 性 预 测 方 面 的 研 究 也 提 供 了 一 个 有 力 的 工 具 .!." 统 计 学 方 法 和 非 线 性 算 法 在 地 震 反 射 参 数 分析 中 的 应 计 学 方 法由 于 岩 石 同 时 具 有 很 多 物 性 , 利 用 单 一 地 震 反射 参 数 来 判 断 复 杂 的 地 质 问 题 是 不 可 能 的 , 至 少 可以 说 是 不 可 靠 的 测 到 的 地 震 数 据 中 提 取 地 震波 的 动 力 学 和 运 动 学 参 数 , 使 用 概 率 统 计 的 方 法 进行 优 化 解 释 正 在 越 来 越 被 人 们 所 重 视 , 在 地 震 勘 探 中 也 存 在 着 很 多 不 确 定 的 因素 , 综 合 分 析 和 统 计 处 理 的 目 的 也 在 于 在 干 扰 背 景上 提 取 局 部 的 反 射 特 征 异 常 信 号 检 测 和 信 号估 计 方 法 , 以 及 各 类 模 式 识 别 的 数 学 方 法 是 地 震 数据 统 计 处 理 的 基 础 的 地 震 数 据 统 计 处 理 方 法有 综 合 参 数 法 和 判 别 分 析 法 地 震 分 析 中 对 地 层 评 价 较 为 敏 感 的 反 射 波特 征 参 数 有 多 种 , 时 域 提 取 的 参 数 有 : 波 形 段 总 能量 、 均 值 、 方 差 、 最 大 峰 值 、 视 周 期 、 自 相 关 主 瓣 能 量 、相 关 最 大 值 与 相 临 峰 值 比 ; 频 域 上 提 取 的 参 数 有 : 主频 、 主 频 对 应 的 振 幅 、 中 心 频 率 、 有 限 带 能 量 、 低 频 带能 量 、 主 频 带 能 量 和 频 带 宽 度[ 7, 27] 线 性 算 法用 地 震 数 据 进 行 反 演 来 研 究 地 下 地 质 结 构 , 归根 结 底 是 非 线 性 问 题 非 线 性 建 模 的 困 难 , 在 地震 反 演 过 程 中 多 采 取 逐 次 线 性 近 似 的 办 法 来 解 决 给 定 一 个 起 始 模 型 , 然 后 利 用 误 差 场 来 修 改 模型 , 使 误 差 场 变 小 , 然 后 利 用 新 的 误 差 场 来 修 改 模型 , 不 断 进 行 这 个 过 程 , 目 标 就 是 缩 小 误 差 场 , 重 复迭 代 直 到 误 差 场 小 于 某 个 门 限 值 或 相 继 两 次 迭 代 结果 的 误 差 小 于 一 个 门 限 值 时 为 止 模 型 参 数 的可 能 取 值 范 围 很 大 , 组 成 模 型 空 间 也 将 会 非 常 庞 大 ,采 取 遍 历 搜 索 的 办 法 是 无 法 计 算 的 用 随 机 搜索 的 非 线 性 算 法 往 往 受 到 边 界 条 件 的 制 约 , 采取 非 线 性 全 局 最 优 算 法 也 就 成 为 必 要[ 28] 退 火 算 法 ( 和 遗 传 算 法( 是 近 年 来 开 始 在 地 球 物 理 非 线 性反 演 中 得 到 应 用 退 火 算 法 是 根 据 最 优 化 与 长期 次 序 生 长 之 间 的 相 似 性 而 建 立 的 , 在 开 始 时 采 用随 机 的 步 骤 , 在 搜 索 过 程 中 逐 渐 向 最 高 峰 逼 近 算 法 是 根 据 最 优 化 过 程 与 生 物 系 统 器 官 构 成 简 单 但功 能 复 杂 等 特 点 之 间 的 相 似 性 而 建 立 的 , 通 过 模 仿生 物 的 进 化 过 程 ( 生 存 竞 争 ) 来 改 进 实 验 解 群 新 的 数 学 手 段 目 前 尽 管 已 经 得 到
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