水力压裂微地震反演方法综述

微地震反演是根据微地震监测数据反演推测震源位置、发震时刻、真震级、震源初始振幅、震源机制以及介质参数等信息,进而完成微地震监测主要任务的重要途径。为通过对微地震反演技术的研究,获取更精确的微地震信息,进而提升对储层压裂评价的可靠性、降低开发成本以及提高油气采收率,从微地震震源定位、震源机制以及多参数联合反演3个方面对微地震反演进行综述。回顾了近年来微地震反演技术的研究进展,分析了各种反演方法的原理与优缺点,总结了各种反演技术的改进以及应用情况,展望了未来的研究思路和发展方向,为今后微地震反演技术进一步发展提供参考借鉴。     

斜井井间地震高斯射线束正演方法

用于开展井间地震勘探的井多为斜井或水平井,使得本为二维的井间地震问题变为三维问题,常规正演方法在精度上和速度上都不能很好地满足实际生产需要。因高斯射线束方法能将波动方程法和射线追踪法很好地结合起来,首先推导了适用于斜井井间地震的高斯射线束方法原理,并利用VC++6.0和Qt环境编写了斜井井间地震高斯射线束法正演程序。利用所编软件对斜井井间地质模型进行正演模拟分析,并与常规正演方法进行对比,正演结果既有地震波的运动学特征又有动力学特征,计算速度非常快,优于常规正演方法。     

一种定量地消除波速横向变化影响的三叉震相一维波速结构反演计算方案

通过数值模拟分析,定量讨论震源区附近高速异常、接收区附近低速异常以及目标区浅部局地波速异常对三叉震相反演一维波速结构的影响, 结果说明波速横向变化在传统的一维波速结构反演中会产生与异常体相同量级的波速异常假象。提出一种借助区域或全球层析成像结果定量地消除波速横向变化对利用三叉震相走时进行一维波速结构反演影响的解决方案。利用射线追踪法进行的测试计算表明, 提出的计算方法能有效地消除波速横向变化对计算结果的影响, 使得反演结果更接近于真实结构。     

基于GA-BP的微地震震源探测技术研究

微地震探测技术,可以通过水力压裂产生的压力变化,沿着地层被强制压开的裂缝,持续向地层中辐射能量,以此对地质特征进行相应探测。本文以射线追踪技术为理论基础,通过迭代算法进行复杂模型正演的设计与模拟,然后通过根据遗传算法(GA)与BP神经网络法完成联合反演。微震探测的方法与技术可行,探测数据有效可靠,目前已经在国内的多个油田进行了实际应用,并且解决了一些棘手的问题。     

反射波地震层析成像算法研究

反射波地震层析成像技术广泛应用于地下精细构造和目标的堪测，其分辨率由正反演方法的精度决定。提出了一种精度更高的反射波射线追踪法作为层析成像的正演算法，小生境遗传算法的引入较好避免了复杂介质反演成像中容易陷入局部极值的问题。数值模拟结果表明，提出的反射波地震层析方法可反演地下介质的层速度和界面形状，且精度较高、收敛性好。该正反演方法可应用于海底不规则界面的探测。     

叠前弹性参数反演方法的关键技术

为实现对岩性和隐蔽油气藏的有效勘探,提出一种叠前弹性参数反演方法。该方法以Zoeppritz方程近似式为反演基础。通过比较不同介质条件下的Zoeppritz方程近似式的计算精度,确定适合的方程近似式。反演时,采用无拉伸动校正技术处理模拟的正演地震数据,使用射线追踪法抽取方程计算所需的角度道集。反演测试结果表明,相对于传统的叠后反演方法,该方法可以反演各种弹性参数,且反演结果的横向连续性强,可用于储层预测。     

斜井地震初至波走时层析试验

井间地震层析成像是井间地震技术的重要组成部分,而在地面地震勘探特别是在海上地震勘探中,斜井居多,因此,文章针对斜井层析成像的特点,先介绍了旅行时层析反演的基本原理,再根据Lanczos方法和QR分解算法详细推导了带阻尼的LSQR反演方法,且将此方法应用于二维斜井地震初至波走时层析成像中,用两个不同的斜井模型对算法进行了测试研究.结果表明:采用旅行时线性插值射线追踪的正演方法与带阻尼的LSQR反演技术得到的速度模型较好地反应了理论模型,说明了此算法在二维斜井地震层析成像应用中的正确性和有效性,为实际地震勘探工作提供了理论依据.     

基于Occam反演算法的微地震速度模型反演

为了能够对微地震震源进行精确定位, 需要已知压裂井和监测井所在工区内准确的地层速度模型。针对这一问题, 在采用Occam反演算法的基础上, 提出一种利用初至波的走时差信息代替旅行时进行速度模型反演的方法。利用该方法, 可以在无须已知射孔起始时间的情况下反演得到地层速度模型。通过模型数据的处理以及对结果的分析, 表明虽然受到初至到时拾取误差的影响, 采用上述方法反演得到的速度模型会存在一定的误差, 但利用该模型可以将射孔位置定位到其真实位置附近, 表明该速度模型可用于进行微地震震源定位。     

微地震事件震源机制求解技术

微地震技术是通过监测致密储层压裂改造产生的微地震波,用于评价分析压裂效果、指导压裂工艺优化的地球物理技术。根据微地震事件的震源机制解可以描述压裂过程中裂缝破裂情况,能够更好地分析水力压裂裂缝的延伸和展布特征。利用纵波初至来估算震源机制解是一种比较直接的反推震源性质及破裂过程的方法,但该方法对微地震监测数据的品质要求较高,既需要足够多的台站监测纵波信号,又要求纵波初至具有较高的信噪比。针对常规方法的不足,采用纵波和横波的能量比计算微地震震源机制解,即通过纵横波能量比值来判定压裂震源点是剪切性破裂还是拉张性破裂。将纵横波能量比方法与常规矩张量反演方法进行对比,两者计算结果具有较高的相关性,微地震监测实际数据验证了该方法的可行性和有效性。     

大地电磁测深正演和反演研究综述

从正演和反演理论出发, 分别对大地电磁正演和反演方法进行研究。首先论述大地电磁测深正演和反演方法发展现状, 并按照一定的标准对其归类。然后简要阐述不同电磁正演和反演方法的原理, 对比分析不同正演和反演方法的优势、局限性、适用范围以及改进方法。最后通过对正演和反演发展趋势的分析表明, 三维正演研究及全局寻优的非线性反演结合多参数联合反演方法将成为未来的主要发展方向。     

波动方程优化正演模拟研究

随着勘探目的层的逐渐加深,勘探难度越来越大,尤其是野外地震资料的采集,如果采集参数不合理,后果是不堪设想的。为此,在勘探某一区域时,在对野外采集参数分析优化设计出观测系统后,为确保采集参数和观测系统设计得合理正确,必须建立地质模型进行正演模拟,来检验各项参数。传统的观测系统正演模拟主要使用的是射线追踪理论,射线追踪存在高频近似假设及不能模拟多路径现象,存在着理论缺陷,本文将利用波动方程开发出新的正演模拟方法,收到了良好的效果。     

基于多层调谐的基追踪高分辨率阻抗反演

传统基追踪阻抗反演方法通过建立奇偶双极子库,模拟两层调谐条件下的奇偶地震记录。将实际地震记录分解到奇偶地震记录中,该方法存在不足之处是:实际地震记录存在大于两层调谐情况,两层调谐拟合难以较好处理多层调谐。本文通过建立四极子库,模拟四层调谐的地震记录。通过在四个地震记录上分解实际地震数据,克服了传统基追踪拟合多层调谐的不足,从而进一步提高反演分辨率。模型和HZ地区的反演结果对比表明拟合四层调谐的基追阻抗反演较传统基追踪阻抗反演效果提升明显。该方法可以较为明显地提高反演的分辨率。     

三维VSP地震初至波走时层析成像研究

在油气田勘探开发阶段,VSP(垂直地震剖面)作为一种精细勘探技术发挥着重要作用,三维VSP地震初至波走时层析成像可以直接得到地层速度模型。它结合了三维VSP地震射线追踪算法和数学反演算法,它能够实现对地下地层速度模型进行重构,速度成像结果对认识地质结构提供了直观的依据。为了测试算法的稳定性和抗干扰能力,对三维VSP正演走时加入了20%的高斯噪声,然后利用三维地震初至波走时层析成像进行速度反演,得到了三维地层速度模型、垂直切片图和水平切片图。射线方向的交叉性程度决定了反演结果的质量和可靠性,由于射线在浅部地层的交叉性比深部地层的交叉性更好,浅部地层的反演效果更加清晰;相反,深部地层的速度反演效果较差。算法对含噪声数据取得了良好的反演结果,验证了该算法具有较好的抗干扰能力。     

海域天然气水合物开采的4C-OBC时移地震动态监测模拟

为了掌控海域天然气水合物开采过程中的地质和环境风险, 采用能够同时采集纵波信号和横波信号, 并且满足实时性和长期性要求的四分量海底震缆(4C-OBC)技术, 对天然气水合物储层进行时移地震动态监测。针对未来天然气水合物商业化开发时的水平井环境, 通过射线追踪方法进行正演模拟, 对地层模型进行地震照明分析, 得到合理的4C-OBC布设参数, 以期确保采集的地震数据具有良好的成像效果, 并对不同开发阶段的时移地震数据进行走时与振幅分析。结果显示, 差异走时与差异振幅均能很好地反映天然气水合物的开采程度, 其中转换横波的效果更显著。观测系统的误差分析结果表明, 震源船的定位误差不会对这套时移监测系统有明显的影响。总的来说, 采用4C-OBC时移地震对天然气水合物储层进行动态监测的方案是有效的。     

射线追踪与波动方程正演模拟方法对比研究

地震学一般可以分为几何地震学和物理地震学,几何地震学中进行正演模拟方法就是射线追踪法,射追踪法是在合成记录时用地震子波和界面或地质体的反射系数进行反褶积运算,即。运算的最大特点就是说明了地震波传播的运动学特征。而在物理地震学中的波动方程法合成的地震记录是通过求解波动方程的数值解来模拟地震波场。在波动方程合成的地震记录中不单保持了地震波传播运动学特征外,还说明了地震波传播的动力学特征。本文将分别用射线追踪和波动方程的方法合成地震记录。     

基于快速匹配追踪的混合域地震稀疏反演方法

匹配追踪稀疏地震反演是基于模型参数L0范数稀疏性度量的高分辨率反射系数反演方法。针对经典匹配追踪反演策略抗噪能力强但计算效率低的问题,通过控制多原子迭代次数和迭代阈值搜索模型最优解,提出基于快速匹配追踪算法的混合域地震稀疏反演方法。首先,在相对纵波阻抗低频模型约束下,构建混合域褶积模型正演算子和正则化方程,低频背景的引入将有效缩小模型参数的搜索空间;然后,在多原子快速匹配追踪反演框架推导混合域稀疏反演目标泛函,提高地层反射系数的恢复效率和收敛精度;最后,利用数据测试及实际地震资料对该方法的预测精度和可靠性进行试验分析,该方法相比常规时间域反演有助于选择高信噪比的频率分量提高算法的抗噪能力,而且在改善反演分辨率的同时避免了匹配追踪算法存在的计算效率低和局部极值的问题。     

数学检波器与波动方程地震叠前正演

地震非零炮检距正演模拟技术在叠前地震资料处理和解释中有重要意义.叠前正演通常用射线追踪法和全程波动方程法来实现.这些方法在计算效率和记录信噪比等方面存在许多固有的问题.作者通过提出数学检波器(MG)的概念和方法,使利用单程波动方程实现叠前正演成为可能.文中给出了用单程波动方程法对一个复杂地质模型形成8个共炮点地震记录的例子.在这些共炮记录中,来自复杂地质模型的反射波和绕射波十分清晰.记录质量好且计算效率高.更重要的是,利用作者研制的新方法可获得没有多次波、直达波和其它干扰的高信/噪比地震叠前正演记录.     

基于波形互相关的微地震事件自动识别及初至拾取

根据具有相似震源位置及破裂机理的微地震事件通常在地震记录上表现出相似波形特征的原理, 提出一种基于波形互相关的微地震事件自动识别及初至拾取方法。首先, 通过计算道间互相关函数, 对微地震记录进行时差校正; 然后, 通过计算道间相似系数的方法识别连续地震记录中的微地震事件。在完成事件识别的同时, 对时差校正后的多道记录进行叠加, 并采用STA/LTA方法对叠加道进行初至拾取, 结合各道间的时差信息即可获得各道微地震事件的初至到时。为了检验所提方法的可行性和有效性, 分别对模型数据和实际资料进行处理,结果表明利用所提方法可以在有效地识别微地震事件的同时, 得到较为准确的初至拾取结果。     

济阳坳陷浅层气藏地震识别技术应用研究

济阳坳陷浅层气藏地震响应特征多样。由于真假亮点及非亮点气藏的存在,使得地震"亮点"技术存在局限,无法精确检测真亮点及非亮点气藏。为此,通过改进技术方法,探索了适合济阳坳陷浅层气藏勘探开发的地震识别技术。针对几种不同类型的含气层,以岩石物理分析为基础,进行正演模拟,分析不同类型含气层的叠前道集响应特征。以地震正演模拟为基础,计算弹性参数,筛选储层敏感参数。利用叠前地震直接反演方法,获取叠前地震敏感参数。应用叠前地震直接反演的敏感参数检测济阳坳陷浅层气藏,能够较好地检测出亮点气藏和非亮点气藏,提高了浅层气藏的检测精度。     

川西南永探1井区火山岩储层预测方法及应用

四川盆地西南地区火山岩气藏地质条件十分复杂、岩相变化大、物性变化快、储层非均质性强,地震储层预测面临诸多技术挑战。以永探1井区为研究对象,通过井震标定和正演模拟,确定不同岩相的地震响应特征,通过多属性融合,预测岩相平面分布。基于地震岩石物理分析,明确储层敏感参数,应用叠后地震反演技术,进行敏感参数反演,在此基础上根据岩石物理分析结果将弹性参数转换为储层物性参数,开展储层预测。结果表明,该方法能准确地预测出研究区块目的层火山岩优质储层分布,与实际钻井结果吻合程度高,可为该地区下一步火山岩储层精细描述及生产部署提供指导。