基于精确偏导计算的高精度叠前反演方法

针对应用Zoeppritz方程近似式计算偏导方程的叠前反演方法误差大、精度低的问题,开展了叠前高精度反演方法研究。直接从Zoeppritz解析方程中进行偏导计算,可以得到纵横波反射系数对上下地层纵横波速度及密度的精确偏导方程。通过偏导为零的值进行分离减少变量,实现了基于Zoeppritz方程反射系数梯度矩阵的精确构建,形成了基于Zoeppritz方程精确偏导计算的叠前反演方法;并利用模型和实际资料对方法进行了验证,对于地层弹性参数反演计算精度和效率都得到明显提高。     

基于支持向量机的叠前地震反演方法

为了克服常规叠后地震反演方法中存在的缺陷,在保证反演效果的前提下提出了一种基于支持向量机的叠前地震反演方法.利用该方法可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富的储层物性参数,不但适合储集层物性反演,还可进行含油气性反演;可以直接从地震数据中提取地层的弹性参数,不需要对Zoeppritz方程进行简化以及对弹性参数做任何假设,也不需要初始地质模型和测井曲线的约束.反演结果表明,该方法具有反演速度快、稳定性好及抗噪能力强的特点,且易于进一步推广应用.     

基于支持向量机的叠前地震反演方法

为了克服常规叠后地震反演方法中存在的缺陷,在保证反演效果的前提下提出了一种基于支持向量机的叠前地震反演方法.利用该方法可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富的储层物性参数,不但适合储集层物性反演,还可进行含油气性反演;可以直接从地震数据中提取地层的弹性参数,不需要对Zoeppritz方程进行简化以及对弹性参数做任何假设,也不需要初始地质模型和测井曲线的约束.反演结果表明,该方法具有反演速度快、稳定性好及抗噪能力强的特点,且易于进一步推广应用.     

利用叠前弹性参数反演进行储层含气性预测

常规的叠后波阻抗反演没有考虑地震反射振幅随入射角变化的情况,反演结果只有声波阻抗一种参数,信息单一,很难进行储层预测。基于AVO原理发展起来的叠前反演技术可以同时预测地层的纵波速度、横波速度和密度。虽然这些与岩性和流体有关的岩石物理信息比波阻抗更为丰富,但其他一些重要的岩石物理参数(如拉梅系数和剪切模量)只能由这3个参数间接计算得到,这样不可避免地引入了额外的计算误差,并且降低了信噪比。为了减小这种误差,利用Zoeppritz方程的Gray近似公式来拟合振幅随入射角的变化特征,采用直接反演出拉梅系数、剪切模量和密度的叠前弹性参数反演方法,大大提高了反演结果的准确性。使用模型进行验证,并将该方法应用于中国西部某地区的含气储层预测,取得了较好的效果。实际资料的应用表明,该方法能用于储层含气性预测。     

频变黏弹性流体因子叠前地震F-AVA反演方法

地震波在含油气储层中传播时会发生不同程度的振幅衰减和速度频散现象,考虑介质黏弹性可更好地模拟地震波在复杂介质中的传播过程,构建频变黏弹性流体因子Fω*来定量表征孔隙流体引起的频散程度。依据Futterman近似常Q模型推导黏弹性频变AVA(F-AVA)反射系数近似方程,该方程与黏弹性介质精确Zoeppritz方程吻合度较高,系统地查明该方程的精度和F-AVA反演的可行性;此外,联合连续小波多尺度谱分解、贝叶斯估计框架和先验模型正则化,推导黏弹性介质叠前地震F-AVA反演的目标泛函,利用反复重加权最小二乘算法优化目标泛函。模型和实际测试结果验证了该反演方法的抗噪性和实用性,与常规频散属性的应用效果相比,该频变黏弹性流体因子Fω*的反演结果具有更少的"虚假亮点"干扰,该方法可以更有效地应用于储层孔隙流体识别中。     

涠西南地区地震数据叠前同步反演

针对涠西南地区复杂的地质条件,以及基于地震资料预测储层需要纵、横波阻抗及速度、密度等弹性参数,对涠西南地区开展了地震数据叠前同步反演.该反演方法使用改进的Fatti方程,可以同时获得各种弹性参数,应用预白化处理来控制反演的噪音水平,使反演结果更稳定.使用不同子波来均衡不同角度部分叠加数据体之间振幅、频率和相位差异,使反演结果更准确.实际地震资料处理结果表明,随着角度增大,子波主频减小.精度验证结果表明,叠前同步反演精度达到了要求,其中纵波阻抗和横波阻抗反演结果精度都比较高,密度反演结果精度相对较差.     

川东北地区碳酸盐岩储层孔隙度预测方法研究

许多研究都已经证实在碳酸盐岩储层中孔隙结构对声波速度影响很大,因此在孔隙度反演时必须考虑孔隙结构的影响。通过对Gassmann方程的合理简化并引入Eshelby-Walsh干燥岩石椭球包体近似公式;导出了计算岩石孔隙结构参数的公式,并统计分析出岩石孔隙结构与其它弹性参数间的变化规律。利用这种统计规律推出了考虑碳酸盐岩孔隙结构孔隙度计算公式。由于该式计算孔隙度时考虑了纵波速度、横波速度、密度、岩石孔隙结构参数的影响,使求取孔隙度更加合理。最后测井数据试算结果与川东北地区应用实例都证实利用该方法预测碳酸盐岩孔隙度精度高于常规方法。     

洞室围岩二维粘弹性反演计算的边界单元法

本文提出了一种反演确定围岩初始地应力及其参数的新方法,包括描述岩体变形的粘弹性时间效应的参数的反演确定。文中在假设围岩的性态服从三单元粘弹性模型以后,依据现场量测信息建立了反演计算的方程组,包括进行线弹性反演计算的虚拟应力法方程,以及确定参数E_2和η_2的反演计算方程。此外,文末还给出了算例验证,以及以这一方法进行的工程实例计算分析与讨论。     

基于混合遗传算法的叠前随机反演方法

针对常规随机反演方法计算效率低的问题,提出一种基于混合遗传算法的叠前随机反演方法。该方法充分利用测井资料中的高频信息,并以地震数据作为约束,首先通过快速傅里叶滑动平均(fast Fourier transform-moving average,FFT-MA)谱模拟算法进行随机模拟得到基于地质统计学的初始模型信息,随后结合提出的混合遗传算法对模拟结果进行快速优化,得到符合地下地质结构的反演剖面,实现对叠前弹性参数的反演。混合遗传算法避免了一般遗传算法常见问题,如收敛速度慢以及产生"早熟"现象,与模拟退火相结合能够快速收敛达到全局最优,保证了反演精度。数值试验结果表明,融入混合遗传算法的叠前随机反演方法,在充分利用叠前信息的同时可以保证反演结果有效收敛,并且与模型数据吻合较好,与传统的叠前反演方法相比具有较高的分辨率,在储层识别和油藏描述中起到了重要作用。     

基于地震资料的煤层识别方法及其应用*

鄂尔多斯苏里格气田苏5区块的煤层和储层同具有低伽马和低纵波速度的特征,常规的基于波阻抗的煤层识别方法难以有效地将二者区分。通过研究发现,对于本区块而言,煤层不但不是主力烃源岩,还对本区块山2段的储层研究形成阻碍,因此需要提出针对本区块的更为行之有效的方法进行煤层识别,即一种新的煤层识别技术:结合已有方法—叠前弹性参数反演方法、叠后参数反演方法及流体因子构建方法,构建一种适用于研究区的新型煤层识别因子,然后采用该煤层识别因子和地震资料反演所得叠后参数进行研究区目的层的煤层预测。实际资料的计算结果表明,该方法技术预测的煤层与实际测井解释的煤层完全符合,有助于研究区的储层预测与烃类识别,具有重要的实际应用价值。     

基于动校正前CRP道集的多波联合AVO反演新方法

叠前AVO反演可以得到地层的弹性信息,继而进行地层岩性和流体类型识别。与速度信息相比,弹性模量信息更有利于储层描述。因此,本文采用叠前AVO反演方法直接反演得到纵波模量反射系数、横波模量反射系数和密度反射系数,联合纵波(PP)资料和转换横波(PS)资料进行AVO反演提高反演结果的精度和稳定性。常规AVO反演方法所采用的数据都是动校正后的CRP道集,动校正处理引入的动校正拉伸效应会影响反演效果,降低反演精度,尤其是密度的反演结果会受到较大影响。本文采用动校正前的CRP道集进行联合AVO反演,在反演过程中引入贝叶斯理论,从而提高反演的稳定性和精度。理论模型试算结果表明,本文提出的反演方法具有更好的稳定性、更高的精度以及更强的抗噪能力。     

周期压力梯度下粘弹流体非定常流动的解析法研究

用谱方法研究了粘弹流体管内非定常流动问题，该问题可归结为一个高阶非线性偏微分方程的求解问题．文章采用Chebyshev多项式的不同项数为基底的谱方法成功地将偏微分方程化为常微分方程组问题来处理．用Laplace变换法和本征值方法求解常微分方程组得到问题解析结果．     

管内上随体Maxwell流体模型非定常流动的解析法研究

采用解析方法研究了上随体Maxwell流体管内非定常流动问题，指出了该问题可归结为一个高阶非线性偏微分方程的求解问题，利用Chebyshev多项式的不同项数为基底的谱方法成功地将偏微分方程化为常微分方程组问题来处理，然后用Laplace变换法和本征值方法求解常微分方程组得到问题的解析结果。     

基于谱方法的管内非牛顿流体非定常流动

以上随体Maxwell流体为非牛顿流体介质，探索了一种用谱方法解析处理水平圆管内非牛顿流体非定常流动的方法.该非定常问题归结为一个非线性二阶偏微分方程的求解问题.用谱方法将非线性二阶偏微分方程求解问题化为常微分方程组Chebyshev多项式数的近似问题，用Laplac变换法和本征值方法求解常微分方程组得到问题的解析结果.     

一个考虑到炮检距的速度反演递推公式

由于实际地震资料是一定炮检距范围内共中心点道集叠加的结果，建立于地震波垂直入射似设基础之上的常规人工合成地震记录与波阻抗反演方法，常导致错误的解释结果，垂直入积压假设不能反映地震波传播的实际情况，通过对Ｚｏｅｐｐｒｉｔｚ方程的合理简化，推导出了一个考虑炮检距变化的反射系数递推公式。经地质模型试算，证明了该公式的正确性。     

层合压电压磁耦合弹性介质圆板的状态变量解

从横观各向同性层状压电、压磁耦合弹性介质材料的基本方程出发，导出了压电、压磁圆板在轴对称变形中的状态变量方程，并对其进行有限Hankel变换，得到一组常系数的常微分方程，再通过Cay]ay-Hamilton原理和利用传递矩阵方法导出了层合压电、压磁耦合弹性介质圆板的状态变量解．     

带状渐变非均匀介质中波的传播

对弹性波在带状渐变非均匀介质中的传播进行了研究，建立了非均匀介质中波动方程的一般形式；利用走时变换，考虑边界条件、辐射条件和非均匀带两端的连续条件对变系数偏微分方程式进行求解。对3种不同的具有二次变化的带状非均匀介质中波的传播得出了解析解，并进行了实例计算。在非均匀介质区域中的弹性模量不同变化情况下，得到了不同区域长度与接收波波幅之间的变化规律曲线，讨论了弹性波在非均匀介质中传播的一般性质，这些均为无损检测或波动反分析提供依据。     

介质密度及Lame系数同时识别的研究

将非均匀介质密度及Ｌａｍｅ系数的识别作为弹性波方程系数反问题，求残差最小，并应用弹性波正演的有限元解及摄动法，使反问题求解转化为二次规划问题，应用Ｌｅｍｋｅ算法求解二次规划问题，并以解为新的初始值重复上述过程，可迭代确定介质的密度和Ｌａｍｅ系数，该方法计算效率较高；可引入介质构造的其他勘探信息，进行联合反演。     

高铁波场等效震源时间函数反演方法研究

基于桥墩均匀分布且高铁列车匀速行驶情况下, 每个桥墩源的震源时间函数仅存在时间延迟差异的假设, 分别通过构建均匀空间声波模型以及半无限空间弹性波模型, 计算格林函数, 给出反演所用的线性方程组。利用最小二乘法对高铁波场的等效震源时间函数进行反演, 测试在一定噪声水平下的反演效果, 探讨各种因素对反演结果的影响。