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基于反射系数频散的气层识别技术

石油勘探与开发 2014年第5期41卷 573-577,596页

作者：杨志芳曹宏杨慧珠晏信飞清华大学中国石油勘探开发研究院

着重研究与流体有关的速度频散引起的反射系数频散,并应用于致密气层识别。黏弹性介质中的地震衰减有两种表现形式:1脉冲信号穿过衰减介质时的频率组成和振幅变化;2反射系数随频率变化。基于线性黏弹性理论对速度频散的描述及经典的反... 详细信息

着重研究与流体有关的速度频散引起的反射系数频散,并应用于致密气层识别。黏弹性介质中的地震衰减有两种表现形式:1脉冲信号穿过衰减介质时的频率组成和振幅变化;2反射系数随频率变化。基于线性黏弹性理论对速度频散的描述及经典的反射系数简化公式,推导出随频率和地层品质因子变化的反射系数公式,该公式反映了反射系数随频率、入射角、地层品质因子等的变化特征,既考虑纵波速度频散,也考虑了横波速度的频散问题。反射系数频散引起反射能量的变化,基于速度与含气饱和度关系,将地震波速度、振幅与地层含气后引起的能量衰减机制(如喷射流机制)联系起来,进而可以通过反射能量的变化识别气层。利用反射系数频散技术对四川盆地GA101井区的致密砂岩气层进行识别,预测结果为地震勘探及井位部署提供了可靠的依据。

关键词：反射系数频散地震衰减速度频散致密气层地震检测叠前

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吉木萨尔致密油储层脆性及可压裂性预测

石油地球物理勘探 2018年第3期53卷 511-519页

作者：任岩曹宏姚逢昌卢明辉杨志芳晏信飞中国石油勘探开发研究院北京100083

致密油气储层具有非均质性强、物性差、单井产量低、开发难度大等特点,为了准确识别高脆性层段,建立地层可压裂性模型,总结、比较了现有脆性指数在致密油气储层脆性评价中的适用性,提出了适用于吉木萨尔地区的改进矿物组分法脆性指数,... 详细信息

致密油气储层具有非均质性强、物性差、单井产量低、开发难度大等特点,为了准确识别高脆性层段,建立地层可压裂性模型,总结、比较了现有脆性指数在致密油气储层脆性评价中的适用性,提出了适用于吉木萨尔地区的改进矿物组分法脆性指数,并在此基础上,分析了地层可压裂性与岩石脆性、断裂韧性、抗压强度的关系,提出了三者结合的可压裂性指数。研究表明:基于数据驱动的方法,认为白云石、长石和黄铁矿含量是影响吉木萨尔地区致密油储层岩石脆性的主要因素;致密油储层地层条件复杂,高脆性指数地层不一定具有良好的可压裂性,仅利用岩石脆性描述可压裂性还不够完善;新的可压裂性指数表明,具有较高岩石脆性指数、较低断裂韧性和抗压强度的地层为有利压裂层段。将新方法用于吉木萨尔J174井可压裂性预测,优选可压裂层段,对指导水力压裂施工具有重要意义。

关键词：吉木萨尔凹陷致密油储层岩石脆性断裂韧性抗压强度可压裂性指数

油气储层地震波场特性正演模拟研究及AVO分析技术

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油气储层地震波场特性正演模拟研究及AVO分析技术

作者：晏信飞中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

无论在地震油气勘探技术的理论研究还是实际运用中,波在界面上的反射和透射规律具有重要的地位,而且也是当今地震领域的热点问题。研究思路是:通过岩石物理理论构建油气储层模型,利用地震波场数值模拟方法得到不同油气储层模型的人工合... 详细信息

无论在地震油气勘探技术的理论研究还是实际运用中,波在界面上的反射和透射规律具有重要的地位,而且也是当今地震领域的热点问题。研究思路是:通过岩石物理理论构建油气储层模型,利用地震波场数值模拟方法得到不同油气储层模型的人工合成地震记录,对于得到的地震记录进行AVO分析,从而得到重要的认识和结论,加深人们对于各种AVO现象的认识。首先,构造储层模型。影响岩石地震属性的因素比较多,如何选用合适的岩石物理模型来构造储层模型对于AVO分析非常重要。在论文中涉及的岩石物理模型包括Voigt-Reuss边界、Gassmann方程以及组分介质理论。其次,地震波场数值模拟。交错网格法是地震波场数值模拟中一种非常高效率高精度的算法,广泛应用于研究各种介质中地震波传播规律。在论文中采用了高阶精度交错网格有限差分进行波场数值模拟,利用FCT消除数值频散,利用PML消除边界反射。最后,AVO分析技术。由于砂岩和页岩孔隙度随深度的变化表现出不同的响应,根据含气砂岩和页岩的波阻抗及泊松比特征,将含气砂岩AVO响应分为四类。含气硬砂岩表现为第Ⅰ类AVO特征,处在砂页岩阻抗交点附近的含气砂岩表现为第Ⅱ类AVO特征,含气软砂岩表现为第Ⅲ类AVO特征,当含气软砂岩被硬页岩封盖时出现第Ⅳ类AVO现象。第Ⅱ和第Ⅲ含气砂岩以及可能的第Ⅳ含气砂岩对流体替代比较敏感,而第Ⅰ类含气砂岩对流体替代敏感程度不高。有了前面三个方面的技术支持,就可以用波场数值模拟对油气储层模型进行AVO正演模拟。首先,对简单的含气储层模型进行AVO正演,模拟的AVO现象与理论现象很接近。然后,结合North Sea地区Grane油田的实际测井资料进行波场正演模拟。此外,还对目标地层进行流体替代计算,预测目标层位在不同流体饱和情况下的AVO现象。计算结果表明:含油储层模拟的AVO现象与实际现象一致;目标储层含气时反射波振幅最强并且AVO现象最明显,含油时次之,含水时最弱;如果目标地层含气的话,那么在地震水平叠加剖面就可以看到“亮点”现象。

关键词：组分介质理论交错网格有限差分法 AVO分析流体替代薄层效应

BISQ model based on a Kelvin-Voigt viscoelastic frame in a partially saturated porous medium

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Applied Geophysics 2012年第2期9卷 213-222,236页

作者：聂建新巴晶杨顶辉晏信飞袁振宇乔海鹏北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国石油勘探开发研究院石油物探技术研究所北京100083 清华大学数学科学系北京100084 中国石油大学(华东)地球科学学院山东青岛266555

Taking into account three important porous media mechanisms during wave propagation （the Biot-flow, squirt-flow, and solid-skeleton viscoelastic mechanisms）, we introduce water saturation into the dynamic governing equations of wave propagation by analyzing the effective medium theory and then providing a viscoelastic Biot/squirt （BISQ） model which can analyze the wave propagation problems in a partially viscous pore fluid saturated porous media. In this model, the effects of pore fluid distribution patterns on the effective bulk modulus at different frequencies are considered. Then we derive the wave dynamic equations in the time-space domain. The phase velocity and the attenuation coefficient equations of the viscoelatic BISQ model in the frequency-wavenumber domain are deduced through a set of plane harmonic solution assumptions. Finally, by means of numerical simulations, we investigate the effects of water saturation, permeability, and frequency on compressional wave velocity and attenuation. Based on tight sandstone and carbonate experimental observed data, the compressional wave velocities of partially saturated reservoir rocks are calculated. The compressional wave velocity in carbonate reservoirs is more sensitive to gas saturation than in sandstone reservoirs.

关键词： BISQ model phase velocity attenuation coefficient viscoelasticity water saturation carbonate tight sandstone

Analyzing the mid-low porosity sandstone dry frame in central Sichuan based on effective medium theory

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Applied Geophysics 2011年第3期8卷 163-170,239页

作者：晏信飞姚逢昌曹宏巴晶胡莲莲杨志芳中国石油勘探开发研究院物探技术研究所北京100083 中国石油天然气股份有限公司地球物理重点实验室北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083

Tight gas sandstone reservoirs in Guang＇an are characterized by wide distribution and low abundance. Sandstone samples from this area usually have low porosity and poor connectivity. We analyze the observed velocity data of tight sandstone samples with the Mori- Tanaka model, and give the sandstone framework physical model in this area based on theory and experiment analysis. The matrix modulus was obtained by an empirical relationship and then the experiment data were compared with the values predicted by the Mori-Tanaka model with different pore shapes. The results revealed that the experiment data were close to the model with low pore aspect ratio. Considering the matrix modulus and pore shape variation, we find that, under the condition of small mineral composition change, the effective pore aspect ratio of these samples increased with porosity evidently.

关键词： tight sandstone dry frame Mori-Tanaka model pore aspect ratio inclusion

非均质天然气藏的岩石物理模型及含气饱和度反演

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地球物理学报 2013年第5期56卷 1696-1706页

作者：巴晶晏信飞陈志勇徐光成卞从胜曹宏姚逢昌孙卫涛中国石油勘探开发研究院北京100083 清华大学周培源应用数学研究中心北京100083

非均质气藏中,天然气一般呈"斑块状"分布于含水岩石内部,这种非均匀分布特征会导致地震波显著的频散与衰减现象.为发展适用于碳酸盐岩储层中流体检测的岩石物理模型,本文基于Biot-Rayleigh波动方程,实现了对非饱和岩石的多尺度理论建模... 详细信息

非均质气藏中,天然气一般呈"斑块状"分布于含水岩石内部,这种非均匀分布特征会导致地震波显著的频散与衰减现象.为发展适用于碳酸盐岩储层中流体检测的岩石物理模型,本文基于Biot-Rayleigh波动方程,实现了对非饱和岩石的多尺度理论建模,预测了不同尺度下波响应与岩性、流体间的定量联系.将此项建模技术应用于阿姆河右岸的灰岩气藏,给出了多尺度的岩石物理学图板.通过与实验数据、测井精细解释结果及地震数据的对比分析,本文论证了图板的正确性与可适用性.结合叠后波阻抗反演与叠前弹性参数反演,基于地震资料进行了储层含气饱和度与孔隙度的反演,反演结果与各井实际的产气情况吻合.

关键词：岩石物理模型 Biot-Rayleigh理论非均质孔隙度饱和度气藏检测

基于两级尺度粗化的裂缝-多孔隙介质地震响应分析方法

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地球物理学报 2018年第9期61卷 3791-3799页

作者：孔丽云张研甘利灯杨昊晏信飞杨廷强中国石油勘探开发研究院北京100083

实际地震勘探中,储层物性参数的差异是导致地震波响应特征发生变化的根本原因,而建立储层物性参数与地震响应特征之间的联系,需要跨越微观孔隙尺度、介观测井尺度以及宏观地震尺度等三个不同尺度空间.本文基于已知井的岩石物理实验数据... 详细信息

实际地震勘探中,储层物性参数的差异是导致地震波响应特征发生变化的根本原因,而建立储层物性参数与地震响应特征之间的联系,需要跨越微观孔隙尺度、介观测井尺度以及宏观地震尺度等三个不同尺度空间.本文基于已知井的岩石物理实验数据和测井数据,利用复杂多孔隙介质理论将微观尺度孔隙岩石粗化到介观测井尺度,利用Backus平均理论将介观测井尺度的模型进一步粗化到宏观地震尺度,最终,得到地震尺度裂缝-多孔隙介质模型.其数值计算结果与测井数据和地震数据的对比表明:基于两级尺度粗化算法的裂缝多孔隙介质模型在给定参数下是有效的,且基于该模型的地震响应特征分析方法能够对储层的地震响应特征随物性参数的变化进行分析.

关键词：两级尺度粗化多孔隙模型 Backus等效平均理论储层物性参数波场响应特征

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谐振Q理论井震匹配法及品质因子反演

地球物理学进展 2012年第1期27卷 288-295页

作者：刘景贤巴晶晏信飞中国石油勘探开发研究院物探所北京100083 中国地质大学(北京) 北京100081

储层勘测中地震波速度一般低于声波测井速度,撇开观测系统与人为因素造成的误差,岩石本征的黏弹性是造成这一现象的重要原因.本文在井、震匹配问题中引入了黏弹性岩石的杨氏谐振品质因子(Q)模型,对储层岩石进行了井震匹配与Q反演.文章... 详细信息

储层勘测中地震波速度一般低于声波测井速度,撇开观测系统与人为因素造成的误差,岩石本征的黏弹性是造成这一现象的重要原因.本文在井、震匹配问题中引入了黏弹性岩石的杨氏谐振品质因子(Q)模型,对储层岩石进行了井震匹配与Q反演.文章阐述了如何通过谐振Q模型合理的校正声波速度,从而实现井震匹配.在波形匹配的基础上,进行地层品质因子的反演,合理的计算出目的层位的品质因子值.

关键词： Q模型波速频散校正

人工地震数据指纹特征点识别和自动标签化方法

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石油物探 2022年第2期61卷 213-223页

作者：孙卫涛曹宏杨志芳晏信飞清华大学航天航空学院北京100084 清华大学周培源应用数学研究中心北京100084 中国石油集团勘探开发研究院北京100083

地震勘探是探测地下油气资源的重要方法之一,利用人工地震剖面数据多种特征识别储层结构、岩性、物性等是地球物理勘探的关键问题。随着数据量的增大,对地震数据进行降维和信号特征编码成为快速处理和分析地震资料的重要方向。由于手工... 详细信息

地震勘探是探测地下油气资源的重要方法之一,利用人工地震剖面数据多种特征识别储层结构、岩性、物性等是地球物理勘探的关键问题。随着数据量的增大,对地震数据进行降维和信号特征编码成为快速处理和分析地震资料的重要方向。由于手工标记拾取地震数据特征耗时费力、效率不高,而且不同人员往往会产生不同的解释结果,为此,基于地震剖面数据与人类指纹之间存在的相似性特征,提出了地震数据指纹特征点提取和自动标签化方法。该方法通过识别地震剖面数据间断、分叉等特征点,从海量地震剖面数据中提取存储量小、信息丰富的指纹特征点,并实现指纹特征点阵列(dactylogram minutiae array,DMA)编码算法。实际三维地震数据体处理结果表明,指纹特征点和DMA编码可以将数据存储量降低2个数量级,同时,编码本身包含特征点位置、方位角等信息,能够将编码从一维字符串恢复为二维特征点矩阵,并重构出地震剖面的特征点分布。勘探区域地下结构和含油气情况决定了地震数据指纹特征点的分布,因此特征点具有唯一性特点。利用指纹特征点匹配算法可以在三维数据体中自动实现相似特征的标签化,为深度学习提供大量训练数据集合。基于指纹特征点识别和自动标签化算法具有大规模数据降维和标准化编码能力,适合于快速生成人工智能算法的训练数据,能够进一步挖掘现有数据中的信息,为地震数据处理提供新的数据资料特征。

关键词：地震数据指纹特征点自动标签化数据降维数据特征编码图像处理自动拾取