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海洋辅助源宽频大地电磁方法

石油地球物理勘探 2024年第1期59卷 160-168页

作者：袁慧何展翔赵云生张朔宁喻国吴梦影南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055 广东省地球物理高精度成像技术重点实验室广东深圳518055

受空气波影响,目前常用的海洋可控源电磁探测方法在浅水区几乎是探测盲区;由于海水的吸收衰减作用,大地电磁测深信号的高频成分在水域几乎衰减殆尽。因此,这两种方法在探测深度方面均存在不足之处。针对这一问题,提出海洋辅助源宽频大... 详细信息

受空气波影响,目前常用的海洋可控源电磁探测方法在浅水区几乎是探测盲区;由于海水的吸收衰减作用,大地电磁测深信号的高频成分在水域几乎衰减殆尽。因此,这两种方法在探测深度方面均存在不足之处。针对这一问题,提出海洋辅助源宽频大地电磁方法,将可控源音频大地电磁法应用于海洋资源勘探,开展混场源电磁数据采集,即在水面布设激发场源,在海底远区布设采集站接收电磁信号,可获得海洋可控源音频大地电磁信号。对这两组数据进行拼接处理,可实现海域宽频大地电磁探测。建立空气—海水—海底三层地电模型,计算水面激发—海底接收方式下的电磁场分量,分析了不同储层模型的宽频大地电磁视电阻率曲线特征,探讨了海洋可控源音频大地电磁分量的适应性及可行性。本项研究为海洋资源勘探与深部地球科学研究提供了有效的电磁探测方法。

关键词：海洋辅助源宽频大地电磁适应性全深度探测三维模拟

基于正交各向异性介质频变AVAZ反演的裂缝含气性预测

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石油地球物理勘探 2024年第3期59卷 567-580页

作者：陈天杰程冰洁徐天吉钱忠平邹振成都理工大学“地球勘探与信息技术”教育部重点实验室四川成都610059 电子科技大学资源与环境学院四川成都611731 电子科技大学长三角研究院(湖州) 浙江湖州313099 油气勘探计算机软件国家工程研究中心北京100088

依赖频率的AVO反演方法(FDAVO)可以提取与流体有关的异常信息,但由于没有考虑实际储层中各向异性的影响,难以适用于裂缝性油气藏。另外,各向异性通常与频率相关,这一特性有利于利用OVT域叠前地震数据识别有效裂缝。为此,提出基于正交各... 详细信息

依赖频率的AVO反演方法(FDAVO)可以提取与流体有关的异常信息,但由于没有考虑实际储层中各向异性的影响,难以适用于裂缝性油气藏。另外,各向异性通常与频率相关,这一特性有利于利用OVT域叠前地震数据识别有效裂缝。为此,提出基于正交各向异性(OA)介质频率相关的AVAZ(OA-FDAVAZ)反演的裂缝含气性预测方法。首先基于Chapman模型的数值模拟分析弹性参数随频率、入射角等参数的变化特征;然后基于OA介质纵波反射系数近似式推导出OA-FDAVAZ反演的目标方程,构建了新的频散属性Iani;最后利用最小二乘法反演正交各向异性频散属性。模型试算表明:含气裂缝层的正交各向异性频散属性明显强于含水裂缝层,而不含裂缝的各向同性层频散响应微弱,验证了所提频散属性对流体的敏感性。实际OVT域叠前地震数据应用结果表明:正交各向异性频散属性的预测结果与钻探结果吻合较好。与传统方法对比,该方法受背景干扰小,可准确刻画储层中裂缝含气性的空间分布特征。

关键词：正交各向异性 Chapman模型纵波频散 OVT域地震数据含气性预测

部分饱和岩石的黏弹性Chapman-Kelvin模型的正演模拟方法研究

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地球物理学报 2024年第1期67卷 347-369页

作者：廖建平张青周林湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 中国石化地球物理重点实验室中石化石油物探技术研究院有限公司南京211103 重庆科技大学非常规油气开发研究院重庆401331

在讨论地震波传播理论时,大部分情况下是把地震波看作弹性波.事实上,地下介质是非完全弹性介质,这使得传统的均匀、完全弹性介质理论受到了严重挑战.地震波在裂隙岩石中传播受裂隙系统和流体含量的影响较大,以往许多关于频变各向异性的... 详细信息

在讨论地震波传播理论时,大部分情况下是把地震波看作弹性波.事实上,地下介质是非完全弹性介质,这使得传统的均匀、完全弹性介质理论受到了严重挑战.地震波在裂隙岩石中传播受裂隙系统和流体含量的影响较大,以往许多关于频变各向异性的理论大多局限于单相流体假设,但是几乎所有储层中通常被一种以上的流体部分饱和或完全饱和.本文在Chapman理论基础上,提出了基于部分饱和的黏弹性Chapman-Kelvin模型的正演模拟新方法,以提高对部分饱和岩石的黏弹性地震波频变各向异性的认识.该方法基于Chapman和Kelvin理论模型,计算了双相不混溶流体饱和裂隙岩石中的黏弹性波频变各向异性弹性系数的表达式,提出包含喷射流和斑块效应的统一地震波传播的黏弹性Chapman-Kelvin新模型.通过对新模型进行数值试验,讨论了无裂缝和存在裂缝两种情况下,含裂隙储层部分饱和岩石中耦合的喷射流和斑块效应对黏弹性介质频变各向异性的影响.试验结果反映出黏弹性介质下地震波频变各向异性的变化规律,验证了本文提出的新方法和新模型正确.本文将黏弹性介质各向异性与裂缝中的流体流动参数相联系,有利于提高对含裂缝储层部分饱和岩石的黏弹性波频变地震各向异性的认识,以及地震学与油藏工程的结合程度.

关键词：部分饱和 Chapman模型 Kelvin理论黏弹性Chapman-Kelvin模型黏弹性频变各向异性

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背景噪声频率-贝塞尔变换法研究厦门岛浅层S波速度结构

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2654-2667页

作者：李海艳陈晓非陈举庆蔡辉腾刘琦冯旭平张功恒中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(南方科技大学) 广东深圳518055 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 深圳市深远海油气勘探技术重点实验室(南方科技大学) 广东深圳518055 中国地震局厦门海洋地震研究所福建厦门361116 南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055

为获取厦门岛浅层三维速度结构,本文使用福建省地震局于2019年布设的50个流动地震台站组成的密集台阵所记录到的垂向分量波形数据,计算背景噪声互相关,利用频率-贝塞尔变换(F-J)法提取子台阵的瑞利波相速度频散曲线进行反演,获取子台阵... 详细信息

为获取厦门岛浅层三维速度结构,本文使用福建省地震局于2019年布设的50个流动地震台站组成的密集台阵所记录到的垂向分量波形数据,计算背景噪声互相关,利用频率-贝塞尔变换(F-J)法提取子台阵的瑞利波相速度频散曲线进行反演,获取子台阵下方一维S波速度结构,并通过插值得到厦门岛4 km以内的三维S波速度模型.结果表明,整体上厦门岛S波速度随深度增加呈现递增趋势,在近地表处的横向不均匀性显著.0~1 km深度的S波速度大体上呈现“北高南低”的特征,与岩性分布有较好的对应关系.随着深度的递增,高低速特征分布逐渐呈现为连续性较好,近北东向展布的条带状.结合前人研究结果,本文推测这一现象与厦门岛岩层在不同时期受到挤压和拉张作用形成的褶皱和断裂相关,反映了厦门岛所经历的多次构造变动和岩浆侵入事件.垂向剖面的速度差明显区与研究区断裂带位置具有一定的对应关系.研究结果可为厦门岛的构造演化研究和地质灾害评估提供新的科学依据.

关键词：背景噪声成像频率-贝塞尔变换法厦门岛浅层S波速度结构

基于贝叶斯反演的HTI介质地应力预测方法的研究和应用

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地球物理学进展 2024年第4期39卷 1520-1531页

作者：李永生程冰洁徐天吉华豪成都理工大学"地球勘探与信息技术"教育部重点实验室成都610059 电子科技大学资源与环境学院成都611731 电子科技大学长三角研究院湖州313099

地应力作为指导储层水力压裂的关键参数,影响着储层裂缝的大小、方向以及形态.对储层进行水力压裂有利于油气的储藏和运移,对于提高油气产能具有重要意义.本文提出基于贝叶斯反演的HTI介质地应力预测方法.首先,考虑致密砂岩储层中存在... 详细信息

地应力作为指导储层水力压裂的关键参数,影响着储层裂缝的大小、方向以及形态.对储层进行水力压裂有利于油气的储藏和运移,对于提高油气产能具有重要意义.本文提出基于贝叶斯反演的HTI介质地应力预测方法.首先,考虑致密砂岩储层中存在的大量垂直裂缝,将其等效为HTI介质,以HTI介质各向异性理论和贝叶斯反演理论为基础,通过叠前方位地震数据获得地下介质的弹性参数和各向异性参数.其次,根据HTI介质主应力计算方程,利用反演得到的弹性参数和各向异性参数实现地应力预测.最后,根据储层水平应力差异比(DHSR,Differential Horizontal Stress Ratio)分布指示储层中易于压裂改造、且油气资源丰富的区域.模型数据测试验证了该反演算法具有可行性和一定的抗噪性,实际资料的应用结果表明,基于叠前方位地震数据反演得到的DHSR能够有效指示致密砂岩储层中易于压裂成网的区域,对致密砂岩油气藏开采效率的突破具有重要意义.

关键词：地应力储层水平应力差异比(DHSR) 贝叶斯反演 HTI介质方位地震数据致密砂岩

强台风激发多阶面波信号的频率-贝塞尔变换成像研究

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中国科学:地球科学 2024年第11期54卷 3472-3483页

作者：冯旭平夏英杰陈晓非南方科技大学地球与空间科学系成都理工大学地球物理学院深圳市深远海油气勘探技术重点实验室广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(南方科技大学) 南方科技大学风险分析预测与管控研究院

近年来,频率-贝塞尔(Frequency-Bessel, F-J)变换台阵技术在多阶面波成像领域取得了显著进展,对地壳及上地幔剪切波速度(VS)模型提供了精确的约束.目前, F-J技术主要集中在利用噪声互相关提取台站间传播的面波信号.值得注意的是,尽管强... 详细信息

近年来,频率-贝塞尔(Frequency-Bessel, F-J)变换台阵技术在多阶面波成像领域取得了显著进展,对地壳及上地幔剪切波速度(VS)模型提供了精确的约束.目前, F-J技术主要集中在利用噪声互相关提取台站间传播的面波信号.值得注意的是,尽管强台风能产生丰富的面波信号,如何利用这些面波信号来精准成像地下结构一直是学界关注的研究课题.本文旨在探讨利用强台风激发的地脉动进行F-J技术成像的潜在可行性与应用前景.通过分析在强台风期间蒙古国境内的宽频带台阵记录的地脉动数据,本文观测到清晰的多阶面波信号,其激发源方位与台风轨迹高度一致,证明这些多阶面波信号主要由强台风激发;运用F-J技术成功地提取了多阶频散曲线,并反演了台阵下方VS结构;此外,还从该台阵两年期间的噪声记录中提取了多阶频散曲线,用来反演VS结构;通过对比强台风期间和两年噪声数据获得的0～140km深度范围内的VS模型,发现两者之间的差异极小.因此,本研究揭示了强台风产生的地脉动在精确探测地壳及上地幔VS结构方面所具有的潜在价值.

关键词：多阶面波成像强台风地脉动频率-贝塞尔变换背景噪声互相关地壳及上地幔波速结构

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基于黏弹性Chapman-Kelvin模型的裂缝储层频变AVAZ反演研究

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地球物理学报 2024年第2期67卷 711-737页

作者：张青廖建平刘和秀周林张学娟湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湘潭411201 中国石化地球物理重点实验室中石化石油物探技术研究院有限公司南京211103 重庆科技学院非常规油气开发研究院重庆401331

为了在地震资料和裂缝储层特征之间建立联系,对裂缝储层采用了等效介质模型.而传统的等效介质模型未充分考虑非完全弹性介质理论和基于频变各向异性理论的双相或多相流体假设,也不能对实际裂缝储层中的地震波频散和衰减现象提供准确合... 详细信息

为了在地震资料和裂缝储层特征之间建立联系,对裂缝储层采用了等效介质模型.而传统的等效介质模型未充分考虑非完全弹性介质理论和基于频变各向异性理论的双相或多相流体假设,也不能对实际裂缝储层中的地震波频散和衰减现象提供准确合理的解释,并且储层参数的反演研究对裂缝储层的定性预测和定量描述举足轻重.为此,本文首先根据所提出的黏弹性Chapman-Kelvin动态等效介质模型,该模型考虑了耦合的双相流体假设、黏弹性理论、喷射流以及斑块效应,并在此基础上分析了裂缝储层参数(主要为裂缝密度、裂缝长度、孔隙度和含水饱和度)对地震波频变特征的影响.然后基于黏弹性Chapman-Kelvin模型与Schoenberg和Protazio概括的Zoeppritz方程所计算出的频变反射系数,分析了反射PP波和PS波的频变AVAZ(Amplitude Versus Angle and Azimuth)特性和PP波频变反射系数与裂缝储层参数的关系.同时考虑到发生地震频散时,反射系数和频率产生关系,构建了在角度、方位和时间域内的新型正演方程.最后,基于PP波频变反射系数对裂缝密度、裂缝长度、孔隙度和含水饱和度的变化有较好的敏感性特点,进行了两种反演方法研究:其一是基于贝叶斯理论直接反演方法,其中以对数绝对范数作为似然函数和高斯分布,即L2范数度量作为先验约束;其二是基于频变反射系数的MCMC(Markov Chain Monte Carlo)随机反演方法.通过频变AVAZ进行裂缝储层参数的反演研究,结果表明,MCMC随机反演方法在缺失先验的储层参数信息时,反演结果的不确定性较强.当存在有效且足够的先验信息时,反演结果的可靠性进一步提升.而基于贝叶斯理论直接反演方法,则显示出基于频变AVAZ来区别大尺度裂缝和微尺度裂隙的潜力.

关键词：裂缝储层黏弹性理论 Chapman-Kelvin动态等效介质模型频变反射系数储层参数反演

基于匹配追踪与核主成分分析的地震信号高分辨率处理方法

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石油地球物理勘探 2024年第4期59卷 782-789页

作者：党腾雲徐天吉钱忠平邹振张红英电子科技大学资源与环境学院成都611731 油气勘探计算机软件国家工程研究中心北京100088

分辨率是影响地震资料解释结果的一个重要因素,地震信号分辨率低,将导致小断层、薄互层难以识别。为此,将匹配追踪算法与核主成分分析(KPCA)方法应用于地震资料处理,提出了基于匹配追踪与核主成分分析的地震信号高分辨率处理方法。首先... 详细信息

分辨率是影响地震资料解释结果的一个重要因素,地震信号分辨率低,将导致小断层、薄互层难以识别。为此,将匹配追踪算法与核主成分分析(KPCA)方法应用于地震资料处理,提出了基于匹配追踪与核主成分分析的地震信号高分辨率处理方法。首先,利用匹配追踪算法通过稀疏分解不断迭代得到地震信号的最有效信息;然后,将子波替换为宽带Ricker子波进行整形处理,有效压制子波旁瓣,提高地震资料分辨率;最后,用核主成分分析方法将原始地震信号非线性映射到高维空间,在高维空间内重建地震信号,消除冗余信息。实际资料应用表明,经所提方法处理后的地震信号,波形更清晰,细节更丰富,处理结果有利于断层识别、薄层刻画,为后续地质资料解释、储层预测提供数据基础。

关键词：匹配追踪高分辨子波整形核主成分分析

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震源位置-速度模型联合反演在地震勘探野外干扰源调查中的研究及应用

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1987-1998页

作者：尹陈罗文敬龙江王晓阳熊财富艾刚段卓韩福盛西南科技大学环境与资源学院绵阳621010 中国石油集团东方地球物理公司西南物探分公司成都610213 西南科大四川天府新区创新研究院成都610213 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室绵阳621010

"降本提质增效"是油气二维/三维地震勘探的重要目标,而地震资料高品质采集是三维地震勘探质控的重要环节.四川盆地人口众多,城镇聚集,工业生产活动频繁,使得三维地震勘探野外资料高品质采集面临巨大挑战.人类生活/工程活动激发的地震波... 详细信息

"降本提质增效"是油气二维/三维地震勘探的重要目标,而地震资料高品质采集是三维地震勘探质控的重要环节.四川盆地人口众多,城镇聚集,工业生产活动频繁,使得三维地震勘探野外资料高品质采集面临巨大挑战.人类生活/工程活动激发的地震波与人工震源激发地震波的动力学和运动学特征近似,从而在野外地震勘探质控中降低地震资料品质.面对上千平方公里的勘探区域,快速定位并协停干扰源对地震勘探具有重要意义.本文基于地震波动力学和运动学特征,建立了一种震源位置-速度模型联合反演方法,根据人工单炮震源理论及工区外近/远场干扰源的定位分析,其定位精度最高达10 m级别,可极大地缩小干扰源搜寻范围.同时,联合反演速度亦有利于干扰源类型的确定,从而为二维/三维地震勘探"降本提质增效"提供现场技术支撑.

关键词：震源位置干扰源速度模型地震勘探天然地震

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