利用频变地震反射系数识别含气储层

地震波在孔隙介质中传播的渐进方程可用于在地震频带内计算法向入射反射系数,这个频变的反射系数可用一个无量纲的参数ε 来表示,ε 可表示为储层流动性参数（即粘滞性的倒数）、流体密度和信号频率的乘积。利用该表达式,对中国新场气田的实际数据进行了计算,新场气田的储层大多为超致密的砂岩并且渗透率很低。在计算结果上观测到了砂岩储层内过渡区的气水界面上反射系数在地震频带内随频率变化的现象。利用该研究结果指导了地震反演并提取了相应的地震属性,这些属性被首先用于进行的流体（气或水）辨别,最后,在此基础上进行了含气和含水储层的识别。     

频散介质中探地雷达有限元法正演模拟

为了更准确地认识探地雷达(GPR)波在频散介质中的传播规律,从Maxwell方程组出发,在频散介质相对介电常数与频率满足Debye关系的条件下,经傅里叶变换,导出时间域GPR波电场和磁场的波动方程。对GPR波的电场波动方程采用伽辽金有限元法,推导频散介质中探地雷达二维有限元方程,采用透射吸收边界有效减弱截断边界的超强反射波,使得截断边界处的反射波充分吸收。利用依上述方法原理编制的程序分别对均匀模型和两圆状模型进行正演计算,验证该算法的正确性和可行性。研究结果表明:均匀频散介质中GPR子波的衰减比在非频散介质中的衰减要快得多,且GPR子波的宽度随着接收器与发射源距离的增加而变大;频散介质中异常体的反射波宽度比非频散介质中的反射波宽度大。     

渗透率对含气储层地震响应影响的数值模拟

分析了渗透率对具有斑块气-水饱和特性的砂岩储层的地震响应的作用。从White经典模型出发,基于Johnson模型,分析了不同含气饱和度情况下,地震波衰减和速度频散特性以及渗透率对它们的作用。结果显示:在地震波频带范围内,地震波穿过含气储层会产生明显的衰减和速度频散,且对渗透率的变化非常敏感。用波动方程数值模拟,分析了地震波从不同角度入射时,渗透率对地震反射数据的影响。模拟了地震波垂直入射时,渗透率对地震波衰减和速度频散的影响。对于岩石颗粒相对松散,孔隙比较发育的砂岩储层,地震波垂直入射时,渗透率对地震反射数据有非常明显的影响。在一定条件下,表面接收的地震反射数据对含气储层的渗透率非常敏感。     

流体饱和储层砂岩超声波纵波速度频散的定量预测

针对岩芯的实验室超声波测试速度由于频散误差而不能直接用于涠西南凹陷声波测井速度标定的问题,利用涠三段5块不同物性的储层砂岩,通过比较盐水和4种不同密度油作为孔隙流体时的饱和岩样超声波纵波速度变化,优化和完善速度频散机制分析流程,提出和验证样品被喷射流机制统治时的非弛豫湿骨架模量与高压情况下的干骨架模量相当的假设,并探索出一种BISQ理论特征喷射流长度(R)的估计方法。最后建立对涠三段储层砂岩的纵波速度频散进行全频带定量预测的方法,从而能够确定速度频散的机制和大小。通过提出的全频带速度频散预测公式,可将实验室的超声波测试速度校正到不同频率条件,在实际应用中满足测井(中频带)和勘探地震(低频带)的岩石物理分析需求,具有一定实践意义。     

基于时空双变网格算法的碳酸盐岩裂缝型储层正演模拟

引入局部精细时间采样算法,对空间变网格算法进行改进。将裂缝视为局部非均质体,利用空间不同尺度的网格对裂缝介质进行表征。采用有限差分算法直接求解波动方程,实现对实际碳酸盐岩介质的微裂缝储层的地震波正演模拟技术,得到地震波在裂缝型储层传播中的一些直观的波动现象。结果表明:利用局部精细时间采样算法,对精细的空间网格在时间层内可以进行局部加密求解,从而解决全局采用精细时间采样带来的庞大计算量和计算耗时问题;裂缝缝间距、裂缝切伸参数对地震记录的反射振幅能量和极性影响较大,并在反射波后常会紧跟一个弱反射能量;裂缝受构造影响较大,平缓构造和起伏构造裂缝反射模式相差较大;在了解地下构造走向的情况下,可根据不同的裂缝反射特征寻找裂缝发育带。     

流体饱和岩石超声速度频散的特性研究

给出在实验超声频率下储层砂岩样品“局部流”模型理论频散、Biot理论频散与实验总频散的定量关系。在低压情况下,实验总频散与Biot理论频散差异较大,Biot理论频散不足以解释实际频散结果;而作者所用“局部流”模型理论频散（已包括Biot理论频散）与实际结果符合较好;压力较高时,“局部流”模型频散以及总频散均会下降,这时Biot理论可以解释流体饱和速度变化。孔隙度较大样品在加压的过程中会出现主导频散机制的转换。造成以上现象的根本原因是,岩石中低面率塑性孔隙随压力的变化,而孔隙刚度的差异是“局部流”作用存在的基础。研究了不同孔隙流体对岩石速度频散的影响。流体粘度增加,实验总频散与“局部流”模型频散均有较大增加,而Biot理论频散变化不大。流体的粘度,以及岩石的渗透率在两种频散机制中所起的作用是相反的。     

基于叠前反演流体识别与频散AVO反演的研究

由于纵波不能在流体中传播,叠后地震反演得到纵波波阻抗是无法识别储层中的流体。基于横波在流体中传播特点,利用叠前数据丰富的运动学与动力学信息获得弹性参数进行储层流体识别是可行的,但受到地震反问题固有的“病态解”等不确定性的影响,在进行叠前地震反演时会产生较为严重的多解性与不确定性,从而影响了后续的储层岩性与流体识别的精度。基于以上问题本论文以储层埋藏较深、钻井资料较少的D2地区为研究目标,采用测井岩石物理敏感分析、敏感流体因子反演和频散AVO反演三种技术综合来提高储层预测的精度,实际资料的应用效果表明采用多种技术方法来进行储层的流体识别是可行的。     

基于叠前波场模拟的合成地震记录层位标定

常规合成地震记录层位标定方法没有考虑多次波和转换波以及处理过程对层位标定的影响.为减小合成地震记录与井旁地震道在波场特征上的差异,提高合成地震记录层位标定的精度,提出基于叠前波场模拟的合成地震记录层位标定方法:首先,利用常规方法进行测井曲线编辑和地震子波提取;第二,利用反射率法模拟井旁共反射点道集;第三,对模拟的共反射点道集进行正常时差校正和叠加;最后,以叠加道作为合成地震记录对地震反射进行层位标定.试验结果表明,此方法改善了合成地震记录与井旁地震道之间在地震反射上的一致性,提高了层位标定的可靠性.     

考虑频变特性的约束阻尼结构建模与试验研究

为了提高黏弹性约束阻尼结构模型仿真精度,提出一种考虑频变特性的约束阻尼结构建模方法,并开展了试验验证.首先,对ZN-3黏弹性材料进行动态试验测试,基于最小二乘法获取黏弹性材料模量和损耗因子表达式;其次,根据ZN-3黏弹性材料损耗因子关系表达式,基于考虑频变特性的修正模态应变能法,求解了约束阻尼结构的固有频率和模态损耗因子;最后,以贴敷黏弹性阻尼材料的悬臂约束阻尼薄板为例,从理论与试验两方面校验,结果表明,考虑频变特性的约束阻尼结构有限元模型具有较高精度,与试验测试结果比较误差在5%以内,验证了建模方法的准确性.     

基于快速标量传递算法的瑞雷波频散曲线反演研究

为了提高近地表瑞雷波频散曲线反演的效率和精度,引入快速标量传递算法来计算瑞雷波频散曲线正演理论值。通过对比加入线性约束条件前后遗传算法(GA)与模拟退火法(SA)在反演瑞雷波频散曲线中的表现,提出将计算速度快的蒙特卡洛法(MC)作为辅助手段来快速识别地层类型,然后在GA和SA中加入线性约束条件来提高收敛速度,并将GA得到的反演结果作为SA的初始状态,同时适当地缩小搜索范围,通过联合反演来克服GA的早熟问题。用上述方法计算和验证三层地层模型、含噪声数据以及工区实际模型,结果表明该方法高效、准确、稳定性强,有很强的全局寻优能力,并具有一定的抗噪能力。