本文選題：頻變AVO反演　切入點：模型參數(shù)化　出處：《吉林大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：儲層描述與識別是勘探的主要目的。儲層描述是指從地球物理資料中獲取儲層特征參數(shù)分布的過程,儲層識別是指以參數(shù)信息為基礎認識地下巖性分布的過程。隨著我國油氣勘探由常規(guī)構造性油氣藏向非常規(guī)、復雜、隱蔽巖性油氣藏過渡,要求勘探地球物理學提供更豐富、更可靠的參數(shù)信息以降低開發(fā)風險,這就使得地震數(shù)據(jù)反演的精度和信息量成為重要的關注點和突破點。反演技術需要從有限的資料中發(fā)掘更多隱含的地下信息,前人通過大量實例證明,實際觀測到的地震波反射振幅除了入射角之外,還具有頻率依賴的特征,而這種特征是地下介質(zhì)某些物理性質(zhì)的體現(xiàn),具有研究和利用的價值。傳統(tǒng)的將振幅隨炮檢距變化(AVO)和振幅隨頻率變化(AVF)分隔開的研究方法不能完全描述和有效利用這種特征信息。定義反射地震波振幅對頻率的依賴性為頻變響應,振幅受頻率和偏移距(入射角)的綜合影響規(guī)律為頻變AVO響應。本文認為如果深入研究這種依賴頻率的AVO響應特征,可以為儲層描述和識別提供有力的信息支持。按照從認識到發(fā)展再到利用的順序,本文從頻變AVO正問題入手,分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的幾種物理機制及各自響應特征;然后,探索將兩類經(jīng)典的時間域內(nèi)AVO反演方法(數(shù)據(jù)驅(qū)動與模型驅(qū)動)向頻率依賴拓展的可能性,并通過理論模型或?qū)嶋H數(shù)據(jù)考察它們在更多應用領域中的表現(xiàn);最后,對頻變AVO反演得到的模型參數(shù)在儲層巖性識別中的應用價值做了研究。為了分析、對比和篩選頻變響應產(chǎn)生的物理機制,本文列舉了幾種典型的巖石物理模型,包括:靜態(tài)流體替換模型、斑塊飽和模型、噴射流動模型、BISQ模型與裂縫介質(zhì)模型。發(fā)現(xiàn)在地震頻帶觀測到的反射波頻變響應按照來源可以分為中尺度波致流機制及薄(互)層調(diào)諧效應。其中,中尺度的波致流還可以細分為斑塊飽和與中尺度裂縫兩種不同的物理機制。此外,為了模擬反射地震波的頻變響應,本文還對比了幾類典型介質(zhì)模型的AVO理論,包括:各向同性介質(zhì)、孔隙彈性介質(zhì)、各向異性介質(zhì)和薄(互)層結構體。在數(shù)值模擬三種物理機制各自的頻變AVO響應特征的基礎上,本文進一步分析了模型參數(shù)的敏感性,發(fā)現(xiàn):(a)在斑塊飽和介質(zhì)中,含氣飽和度決定了地震波在傳播過程中速度頻散的高、低頻極限值與劇烈程度,反射界面的頻變響應程度隨飽和度的增加先增大后減小;(b)在中尺度裂縫介質(zhì)中,裂縫密度與時間尺度因子分別決定了地震波的速度頻散程度與頻帶范圍,反射界面頻變響應程度隨裂縫密度增加而增大,隨時間尺度因子增加先增大后減小;(c)等厚薄互層的結構對地震波的反射系數(shù)起到濾波器的作用,即對某些頻率成分的反射能量做了增強或削弱。這種濾波作用使頻率域的反射能量呈現(xiàn)周期狀分布,具體分布形態(tài)受到兩個薄互層結構參數(shù)(薄層厚度與單元總數(shù))的組合方式直接控制。常規(guī)的數(shù)據(jù)驅(qū)動類AVO反演提取的地震屬性通常是幾種彈性參數(shù)的數(shù)學組合,對于儲層流體性質(zhì)往往缺乏敏感性。通過將時間域拓展到時頻域,基于頻變AVO反演提取的頻散屬性利用到了地震波能量在傳播過程中的耗散機制,可以體現(xiàn)出流體流動性、飽和度等多種儲層信息。本文闡述了該屬性的數(shù)學表達、物理意義以及提取流程,并對時頻分析方法對提取結果的影響做了對比實驗。另外,充分利用其對流體性質(zhì)的敏感性優(yōu)勢,本文在前人的基礎上探討了該屬性的三個潛在應用領域:(a)作為一種流體指示劑,對流體進行存在驗證和分布定位,通過模型測試本文證明:頻散屬性響應反映了儲層界面位置,響應劇烈程度反映了頻散程度大小,時頻分析方法的選取決定了屬性的時間分辨率;(b)識別并描述海底仿擬反射界面(BSR),為海底結構分析和游離態(tài)天然氣儲層定位提供新的依據(jù),通過實際數(shù)據(jù)測試本文證明:BSR在頻散屬性曲線上會出現(xiàn)比其他彈性或固—液反射界面更大程度的響應;(c)時移監(jiān)測CO2的運移過程,描述目標層的驅(qū)替進度,通過理論模型測試本文證明:隨著地震時間監(jiān)測序列頻散屬性從零開始劇烈增大再逐漸降低到零的過程,分別標志著目標層驅(qū)替處于運移、聚集與飽和三個階段。常規(guī)的模型驅(qū)動類AVO反演可以完成靜態(tài)巖石物理模型的參數(shù)化,然而受限于彈性假設與流體靜態(tài)假設它只能考慮振幅的偏移距依賴性而不考慮頻率的依賴性,產(chǎn)生了兩個局限:1、由于正演模型不合適而使反演結果不準確;2、由于只考慮介質(zhì)的彈性性質(zhì)使反演信息量受到限制。針對于此,本文設計了完整的動態(tài)等效模型參數(shù)化框架,該框架基于頻變AVO反演理論構建目標函數(shù),利用L1范數(shù)準則作為約束條件,采用頻變AVO正演理論作為模型正演算子,最后通過最優(yōu)化算法在模型空間搜索反問題的最優(yōu)解。在此通用反演框架下,本文討論了三種頻變機制下的模型參數(shù)化應用:(a)裂縫介質(zhì)同步反演裂縫密度與時間尺度因子分布;(b)斑塊飽和介質(zhì)反演含氣飽和度空間分布;(c)薄互層結構體同步反演薄層單元厚度和單元總數(shù)。為了模擬各種儲層條件,模型的構建涵蓋一維深度模型、二維復雜流體分布模型與復雜背景場分布模型。模型參數(shù)的估計結果證實了反演框架的有效性,此外本文還對存在幾種干擾下的反演結果做了綜合誤差分析。當前,儲層巖性識別方法由人工定性觀察手段逐漸向多元統(tǒng)計學定量手段過渡已成為明確的發(fā)展趨勢。在以貝葉斯框架為代表的概率統(tǒng)計學方法中,更多樣的獨立參數(shù)信息可以帶來更準確的識別結果,因此通過頻變AVO反演框架估計的模型參數(shù)可以得到充分地利用。本文以先驗條件為假設性地質(zhì)信息,以似然條件為驗證性地質(zhì)信息,在保證對地震資料忠實度的前提下統(tǒng)一多元參數(shù)信息約束儲層巖性識別結果。在分別對裂縫儲層模型、斑塊飽和儲層模型和薄互層儲層模型做了對比測試實驗后,本文證明了在參數(shù)反演存在誤差的情況下,動態(tài)模型參數(shù)化信息的引入有利于提升儲層巖性識別結果的精度。
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【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4;P618.13

【參考文獻】

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6 劉財;李博南;趙旭;劉洋;鹿琪;;基于頻變AVO技術對多尺度裂縫內(nèi)流體屬性反演與識別（英文）[J];Applied Geophysics;2014年04期

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本文編號：1579830