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一种用于薄层识别的2DPCA约束小波变换方法

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地球物理学进展 2024年

作者：聂荣许辉群赵娅松长江大学地球物理与石油资源学院

时频分析是研究薄层重要方法之一，时频分析技术根据地震响应的时频变化规律来研究薄层结构，但频域中地震薄层响应特征的分辨率受限，笔者构建一种基于二维主成分分析（Two Dimensional Principal Component Analysis，2DPCA）约束同... 详细信息

时频分析是研究薄层重要方法之一，时频分析技术根据地震响应的时频变化规律来研究薄层结构，但频域中地震薄层响应特征的分辨率受限，笔者构建一种基于二维主成分分析（Two Dimensional Principal Component Analysis，2DPCA）约束同步挤压小波变换的地震薄层识别方法，即基于2DPCA约束的同步挤压小波变换（Synchrosqueezing Wavelet Transform Constrained by Two Dimensional Principal Component Analysis，2DPCACSWT）获取一个精度高的可表征薄层信息的数据体。本论文提出的地震薄层识别方法的关键步骤是：首先通过连续小波变换获得小波系数，其次将小波系数由时间-尺度平面转换到时间-频率平面，然后在频率方向对小波系数进行重排获得同步挤压变换量值，最后通过2DPCA约束可以得到一个能量聚焦性强的且能够有效凸显数据时频特征的结果，该结果作为指示地震薄层信息的数据体。经楔状体模型和实际资料证实了2DPCACSWT方法为薄层空间表征提供了一种新的技术手段。

关键词：同步挤压小波变换二维主成分分析 2DPCACSWT 时频分析薄层

渝西大安地区上二叠统龙潭组煤岩气地质特征及勘探前景

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中国石油勘探 2024年第4期29卷 97-108页

作者：舒红林章超程青松苏展鸿张涵冰郭宁孟阳中国石油浙江油田公司中国石油集团测井有限公司中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院

上二叠统龙潭组煤系地层是四川盆地重要的烃源岩层系,在钻探过程中普遍见到良好的油气显示,但前期的研究工作仅停留在烃源岩评价层面,未对煤岩气的地质条件开展评价。基于此,通过对渝西大安地区龙潭组煤岩的取心实测数据和相关钻井资料... 详细信息

上二叠统龙潭组煤系地层是四川盆地重要的烃源岩层系,在钻探过程中普遍见到良好的油气显示,但前期的研究工作仅停留在烃源岩评价层面,未对煤岩气的地质条件开展评价。基于此,通过对渝西大安地区龙潭组煤岩的取心实测数据和相关钻井资料的综合分析,对龙潭组煤岩的分布特征、烃源特征、储层特征、含气性特征和保存条件等方面进行了研究,明确了渝西大安地区龙潭组煤岩气地质条件及勘探前景。研究认为:大安地区位于龙潭组煤岩沉积有利相带,煤岩广泛分布,单层厚度薄,发育较为集中;煤岩结构以原生结构为主,具有中低灰分特征,割理和孔隙发育;煤岩含气性好,游离气含量高,具有高孔隙度、高地层压力和高含气量的特征;煤岩顶底板发育泥岩,保存条件好。综合评价表明,大安地区龙潭组煤岩孔渗性好、含气量高且埋深适中,具有良好的勘探前景。

关键词：四川盆地大安地区龙潭组煤岩气地质特征勘探前景

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基于非局部自相似性的低对比度图像降噪算法

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：刘迪仁马澳长江大学地球物理与石油资源学院

低对比度图像在视觉上缺乏明显的明暗对比，导致噪声可能与图像内容混为一体，使得图像更加难以辨认。为提高低对比度图像边缘平滑性与清晰度，设计一种基于非局部自相似性的低对比度图像降噪算法。基于低对比度图像中图像块之间的差异... 详细信息

低对比度图像在视觉上缺乏明显的明暗对比，导致噪声可能与图像内容混为一体，使得图像更加难以辨认。为提高低对比度图像边缘平滑性与清晰度，设计一种基于非局部自相似性的低对比度图像降噪算法。基于低对比度图像中图像块之间的差异度构建自相似数据集，在此基础上计算图像块相似度，并结合二值标识矩阵区分低对比度图像噪声点与图像中的其他点，针对图像中存在的噪声点，引入权系数对像素点实施加权平均运算，得到过渡图像。由此，根据原始图像和过渡图像的绝对差分和判断过渡图像是否完成降噪，若绝对差分和小于等于0，则实现低对比度图像降噪。实验结果表明：所提算法的SSIM一直保持在0.9左右，且去噪后的图像更加清晰真实。说明所提算法可以更好地保留低对比度图像的原始信息和结构信息，使得降噪后的图像在视觉上更加自然与真实。

关键词：非局部自相似性低对比度图像图像降噪过渡图像椒盐噪声

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重构震源振幅谱一致性的吸收参数反演方法

石油地球物理勘探 2024年第1期59卷 122-132页

作者：马雄申天赐李国发桂志先李勇根长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 中国石油大学(北京)地球物理学院北京102249 中国石油勘探开发研究院北京100083

谱比法和质心频移法是两种工业应用较为广泛的品质因子Q反演方法,它们主要依靠地震振幅谱的某个单一属性(对数谱比斜率或者质心频率)对地层吸收参数进行估算和反演,因而反演结果很容易受到地震噪声和波场干涉等因素的影响。为此,提出一... 详细信息

谱比法和质心频移法是两种工业应用较为广泛的品质因子Q反演方法,它们主要依靠地震振幅谱的某个单一属性(对数谱比斜率或者质心频率)对地层吸收参数进行估算和反演,因而反演结果很容易受到地震噪声和波场干涉等因素的影响。为此,提出一种基于重构震源振幅谱一致性的地层吸收参数反演方法。其核心思想是将地震信号沿射线路径向震源位置反向传播,并进行吸收补偿,然后利用地震信号在震源位置重构的振幅谱一致性进行地层吸收参数反演。该方法既不需要已知震源子波,也不需要提取地震信号振幅谱的某个特定属性,具有提高地层吸收参数反演精度的潜力。模型实验表明:相较于谱比法和质心频移法,该方法具有更高的反演精度和更强的抗噪性。M区块应用结果表明:该方法能够为后续的吸收补偿提供高精度的吸收结构模型,有较好的工业应用前景。

关键词：吸收参数反演振幅谱一致性反向传播吸收补偿吸收结构模型

CPSO优化BP网络的MEMS陀螺随机误差补偿

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：李涵胡少兵程为彬长江大学地球物理与石油资源学院

针对微电子机械（MEMS）陀螺存在随机误差而导致测量精度低的问题，提出一种基于混沌粒子群算法（CPSO）优化反向传播（BP）神经网络的补偿方法对随机误差进行处理。首先采集MEMS陀螺数据，利用C-C法重构相空间，基于李雅普诺夫指数分... 详细信息

针对微电子机械（MEMS）陀螺存在随机误差而导致测量精度低的问题，提出一种基于混沌粒子群算法（CPSO）优化反向传播（BP）神经网络的补偿方法对随机误差进行处理。首先采集MEMS陀螺数据，利用C-C法重构相空间，基于李雅普诺夫指数分析和验证其混沌特性，然后将重构数据作为BP神经网络模型的训练样本，利用CPSO算法优化BP神经网络的权值和阈值，获得用于误差补偿的优化模型，最后采用ADXRS624对优化模型的补偿效果进行静态实验验证，并与BP模型和粒子群优化（PSO）模型补偿结果对比。实验分析结果表明，经CPSO算法优化模型补偿后的误差均值和标准差分别为-5.76×10-4（°）/s和5.19×10-4（°）/s，相比BP、粒子群优化（PSO）模型误差分别下降68.6%、52.1%和98.4%、93.5%。通过Allan方差分析补偿后的误差系数，经CPSO-BP方法补偿后的量化噪声、角度随机游走和零偏不稳定性分别降低至0.00059μrad、0.00151（°）·h-1/2和2.82（°）·h-1。新方法在抑制随机误差上有明显的效果，可提高MEMS陀螺的测量精度。

关键词：陀螺仪混沌粒子群 BP神经网络李雅普诺夫指数 Allan方差补偿

横波分裂和纵波方位各向异性在油气勘探中的应用

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地球物理学报 2024年第3期67卷 855-870页

作者：李向阳王赟孙鹏远李乐丁拼搏中国石油集团东方地球物理有限责任公司河北涿州072750 中国地质大学(北京)“多波多分量”(MWMC)团队北京100083 中国石油大学(北京)地球物理学院北京102200

本文首先回顾了横波分裂和纵波方位各向异性应用于油气勘探的发展历程;在此基础上重点讨论了二者在上地壳中的分布情况、相互关系及应用条件.横波分裂是地震波传播经过裂缝时所独有的横波双折射现象,40年的科学研究及生产应用表明这一... 详细信息

本文首先回顾了横波分裂和纵波方位各向异性应用于油气勘探的发展历程;在此基础上重点讨论了二者在上地壳中的分布情况、相互关系及应用条件.横波分裂是地震波传播经过裂缝时所独有的横波双折射现象,40年的科学研究及生产应用表明这一物理现象在上地壳中广泛存在,并主要存在于近地表1200 m以浅.纵波方位各向异性从浅到深在上地壳中分布差异较大;应用于检测裂缝时仅对含气裂缝发育区敏感,对含其他流体的裂缝区不敏感.针对裂缝发育区的预测,本文利用理论和实验数据分析论证了横波分裂与纵波方位各向异性的关系;阐明在油气勘探中横波分裂分析与纵波方位各向异性预测裂缝储层须首先消除近地表的影响,这在一定程度上限制了二者的应用.同时阐明二者的应用还需要满足近地表相对简单、裂缝储层相对较厚等条件;且需采集非零偏或环形垂直地震剖面(VSP)资料进行标定.即多分量地震数据品质、近地表地震地质条件及储层方位各向异性发育程度是影响横波分裂及纵波方位各向异性应用效果的3个关键因素.

关键词：横波分裂纵波方位各向异性裂缝检测近地表油气勘探

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地下介质模型对地震破裂过程反演的影响——以2022年青海门源M6.9地震为例

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地球物理学进展 2024年

作者：耿亚清宋向辉邓晓果尹晓菲中国地震局地球物理勘探中心中国地震局地震预测研究所

破裂过程反演的结果质量强烈依赖于地球介质速度结构模型的准确性，探讨分析介质模型对地震破裂过程的影响，可为震源区地震危险性分析提供重要基础。本文基于不同介质模型，利用远震、近场强震和GPS数据联合反演，获得了2022年青海门源... 详细信息

破裂过程反演的结果质量强烈依赖于地球介质速度结构模型的准确性，探讨分析介质模型对地震破裂过程的影响，可为震源区地震危险性分析提供重要基础。本文基于不同介质模型，利用远震、近场强震和GPS数据联合反演，获得了2022年青海门源MS6.9地震破裂时空过程，并计算了不同深度同震库伦应力。结果表明：（1）与中国大陆岩石圈速度模型相比，基于人工地震速度模型约束的远震、强震波形拟合度更优，反演残差更小；（2）人工地震速度模型低速异常导致联合反演的地震矩率峰值时刻晚于中国大陆岩石圈速度模型结果，基于不同介质模型反演的滑动分布差异表明人工地震模型携带的地下介质信息较为丰富约束性更强，能够清晰呈现粗糙模型无法显示的细微破裂特征；（3）震中附近托莱山断裂东段、冷龙岭断裂北侧（0.5 MPa）等断层的连接空区地震危险性最高，托莱山断裂存在地震复发的可能，民乐-大马营断裂中东段、托莱山断裂西段（≥0.01 MPa）值得特别关注，海原-金强河断裂、古浪断裂和毛毛山断裂(0～0.01 MPa存在大地震发生的背景。

关键词：门源M 6.9地震人工地震速度模型中国大陆岩石圈速度模型地震破裂过程同震库仑应力

地震多信息联合分级约束油藏建模技术在特低渗油藏开发中的应用

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地球物理学进展 2024年

作者：高福坤周丽萍李东阳赵英丽柳俊如段锦川张桂芳中国石油东方地球物理公司研究院长庆分院中国石油东方地球物理公司研究院海外业务部中国石油东方地球物理公司研究院大庆物探研究院中国石油东方地球物理公司研究院大港分院

鄂尔多斯盆地安塞油田长6油藏是典型的低孔特低渗油藏，储层具有物性差、非均质性强的特点。传统的油藏建模方法难以有效的刻画低孔特低渗油藏储层间的非均质性变化，不能满足油田精准开发方案调整需求。为满足油田增储上产的技术需求... 详细信息

鄂尔多斯盆地安塞油田长6油藏是典型的低孔特低渗油藏，储层具有物性差、非均质性强的特点。传统的油藏建模方法难以有效的刻画低孔特低渗油藏储层间的非均质性变化，不能满足油田精准开发方案调整需求。为满足油田增储上产的技术需求，依托鄂尔多斯盆地首块开发三维地震，探索针对低孔特低渗油藏地震油藏建模技术方法。提出了地震多信息联合分级约束油藏建模技术：在井震联合构造建模和裂缝建模基础上，结合地震属性，运用单砂体级别沉积微相成果，采用确定性建模方法构建沉积微相模型；在沉积微相模型、地震岩性概率体空间分级约束下，采用序贯高斯模拟方法，建立高精度岩相模型；以岩相模型为基础，运用地震孔隙度反演体进一步空间分级约束，建立孔隙度模型；应用孔渗关系经验公式计算出渗透率模型，采用克里金插值方法建立含油饱和度模型。结果表明：地震约束油藏模型储层物性变化特征明显，油藏边界清晰，与隔夹层配置关系明确；结合生产动态数据分析研究进一步验证该技术搭建的油藏模型的可靠性，实现多期薄砂体油藏群叠置的整装型油藏精细刻画。该技术发挥开发地震横向变化信息丰富优势，解决传统随机模拟建模方法井间不确定性问题，实现对强非均质性储层物性分布规律精细表征。地震约束油藏模型应用于完善注采对应关系、油藏边部外扩等方面均取得了较好效果。为安塞油田的稳产提供了有效技术支撑，推动了开发地震在鄂尔多斯盆地应用发展。

关键词：特低渗油藏非均质性储层地震约束油藏建模

基于非线性定向降维的k近邻致密砂岩储层含气性预测方法

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Applied Geophysics 2024年第2期21卷 221-231,418页

作者：宋朝辉桑文镜袁三一王尚旭中国石油大学(北京) 地球物理学院北京102249

本文提出利用全连接人工神经网络(FANN)进行非线性定向降维并结合k近邻方法分类的致密砂岩储层含气性预测方法。k近邻方法能够依据样本间相似性,针对性地选取对应的部分训练样本建立局部模型,但缺乏含气敏感属性的提取能力,并面临“维... 详细信息

本文提出利用全连接人工神经网络(FANN)进行非线性定向降维并结合k近邻方法分类的致密砂岩储层含气性预测方法。k近邻方法能够依据样本间相似性,针对性地选取对应的部分训练样本建立局部模型,但缺乏含气敏感属性的提取能力,并面临“维度灾难”问题。由于样本中的含气性特征虽然是重要特征,但不一定是主要特征。线性降维方法难以准确提取这些特征。我们通过训练一个合理搭建的FANN并输出其中间低维特征实现对训练样本和待预测样本的非线性定向降维。这种做法既能够增加样本的可分性,同时避免了通过样本低维空间中的最大差异实现降维而改变样本固有分布特征的问题。另外,k近邻方法对降维数据进行分类,还等效于用k近邻方法替代FANN中具有线性分类作用的深层结构,有利于白化FANN的黑箱问题。本方法在具体的物理场景中挖掘机器学习算法的物理内涵,提高了智能方法的可解释性。将本方法应用在实际数据中,预测结果显示本方法能够一定程度上挖掘局部波形属性中蕴含的含气敏感信息,实现小范围的致密砂岩储层精确刻画。

关键词： k近邻方法致密砂岩储层预测非线性定向降维可解释性

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