研究井中激发的瞬态响应时需结合井内、外瞬态物理场的传播、扩散过程和探头的综合响应。发射探头能同时激发声、电、磁3种瞬态物理场, 采用多种探头同时接收可获得地层的多个物理参数, 实现测井方法集成。压电管和压电片激发瞬态振动瞬间同时激发同频谱的瞬变电磁场; 带磁芯的线圈在其电流导通、关断瞬间激发瞬变电磁场时, 磁芯磁致伸缩变形同时激发振动, 振动和瞬变电磁在井和地层中分别根据声和电磁的规律传播、扩散。在井中对瞬态电磁场和声场同时测量可实现电阻率和声波测井。利用圆柱形井壁对径向传播声波的无数次反射形成的固有频率, 采用共振响应的方式进行大功率激发, 使能量有效地穿过井壁进入地层, 可实现远距离探测。进一步加大激发功率, 瞬态强磁场激发砂岩孔隙流体的核磁共振, 强振动激发震电效应, 在井中用高灵敏度探头接收可实现核磁和震电测量。采用稳态大功率超声激发高通量中子可实现中子、密度测井, 再利用其导通和关断瞬间激发的瞬态响应进行声波和电阻率测井, 最后实现测井原理集成的终极目标——声电磁核组合, 这种集成方法可应用于裸眼井和套管井测井。

压裂实时监测是水力压裂效果评价和工程参数优化的重要保障措施之一。传统电磁监测裂缝参数识别方法的准确性和精度难以保证, 影响了监测效果。为了提高裂缝参数识别能力, 提出了一种基于海洋捕食者-密度聚类混合优化算法的电磁监测裂缝参数识别方法。利用海洋捕食者算法(MPA)进行多次寻优, 以每次寻优结果作为初始数据集, 然后, 利用密度聚类算法(DBSCAN)进行聚类, 构建中间样本数据集, 最后, 抽取该样本数据中值作为最终输出结果。采用Rastrigin函数进行测试, 分析混合优化算法寻优能力。测试结果表明, 相对粒子群优化算法(PSO), MPA算法单次寻优效果较佳。但两种算法寻优结果均具有较强随机性, 其中, PSO和MPA算法50次寻优精度分别为10^-7~10²和10^-10~10^-2, 而改进的混合优化算法寻优效果更稳定, 寻优精度达10^-7。构建缝长、方位压裂模型并进行了数值模拟实验, 结果表明, 在噪声低于15%时, 缝长和方位识别平均绝对误差分别小于1m和1°。利用改进的算法对四川盆地某井页岩气压裂电磁监测实测数据进行分析, 确定了裂缝改造的长度(缝长)与方位。实例分析结果验证了改进算法的可行性和有效性。

川西地区以负向构造为主, 多期构造演化叠加, 断裂发育、储层致密, 气水关系复杂, 物探采集、成像及储层预测技术适应性较差。概要介绍了分公司在川西地区油气勘探开发历程, 总结了随着地质目标变化而形成的物探关键技术及其发展过程, 分析了现有采集、处理、解释技术对地质目标的适用性及优缺点, 剖析了侏罗系近源薄互层致密砂岩气藏、须家河近源致密气藏以及山前带超深层碳酸盐岩气藏等下一步重点勘探开发目标的研究难点, 展望了高精度成像、低频资料储层预测、多尺度断裂系统刻画以及油气水识别等关键物探技术的发展和应用前景, 对应用物探前沿技术支撑川西复杂油气区高效勘探开发具有一定的指导意义。

南海西部海域莺琼盆地地质环境非常复杂, 地层温度分布范围较广, 最高地层温度超过240℃。目前探井地质设计时地温计算沿用的方法大多是利用最大测井温度或完井测试温度计算的地温梯度来预测井底温度, 存在较大的局限性和误差。为了降低井底温度的预测误差, 优化勘探开发地质设计, 对随钻测量温度和电缆测井温度的影响因素进行了分析, 利用外推法建立了地层温度的计算模型, 与测试所得的静止温度基本一致。此外, 利用外推法计算得到区域单井的井底温度数据, 建立了莺琼盆地不同地质层组的地温梯度模型, 同时, 采用地质分层组地温梯度累加计算井底温度的方法, 对单井井底温度进行预测, 预测结果与测试静止温度误差较小。结果表明, 利用外推法计算地层温度是正确且可行的, 可以用于钻前井底地层温度的预测。

为了研究松辽盆地北部断裂对葡北油田油气成藏的作用, 基于断层引起的地层变形特征, 通过断层地震特征的精细分析, 重新划分并研究了葡北油田葡萄花油层油源断裂对该油田葡萄花油层成藏的作用。根据断裂是否连接源岩和目的储层, 且在油气成藏期断裂是否活动, 包括断距相对较大的断裂活动和无明显断距的微弱活动, 划分了3种类型的油源断裂: 一是沟通青一段源岩和葡萄花油层且断穿至T₀₆反射层(嫩江组三段底界面)的穿透型油源断裂; 二是连接青一段源岩和葡萄花油层, 在油气成藏期没有明显活动但引起断层端部发生褶皱变形的断层端部褶皱型油源断裂; 三是连接青一段源岩和葡萄花油层在油气成藏期没有明显活动但断层两盘地层存在变形差异特征的断层两盘差异型油源断裂。研究结果表明, 油源断裂与葡北油田葡萄花油层油气平面分布吻合程度更高, 其中, 穿透型油源断裂对油气聚集控制作用最为显著, 揭示了油源断裂的活动强度以及油源断裂与断层圈闭的匹配所控制的油气成藏数量对油气富集的差异性的影响, 该研究对类似区块油源断裂对油气控制作用分析可借鉴参考。

发育定向排列垂直裂缝的油气储层可以等效为具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质, 裂缝的发育程度可以用裂缝弱度参数来刻画。在贝叶斯理论的框架下, 利用方位地震振幅差异, 提出了一种基于各向异性梯度的裂缝弱度AVAZ反演方法。首先, 基于线性滑动模型理论求取干裂缝的法向与切向弱度之间的相关性, 推导了各向异性梯度与裂缝弱度的关系式。其次, 利用叠前地震数据提取HTI介质AVO各向异性梯度属性, 构建了裂缝弱度参数的初始模型, 为后续裂缝参数反演提供更加准确的先验约束信息。为了提高储层的裂缝预测精度, 利用方位地震数据振幅差异, 消除了背景介质的干扰。最后, 开展基于贝叶斯理论的AVAZ叠前反演, 实现了HTI介质储层裂缝弱度的估算。该方法的优势在于能够获得较为准确的初始模型, 突出裂缝参数在反演过程中的贡献。模型和实际地震数据的应用结果与测井解释结果以及地质认识吻合较好, 表明该方法具有良好的稳定性与可行性, 是一种可靠的裂缝型储层预测方法。

近年来, 基于无监督学习和有监督学习的深度神经网络在地震相智能识别中发挥了重要的作用。但在实际应用中, 无监督学习因缺少先验知识的引导, 而识别精度相对较低。有监督学习需依赖大量标签信息, 而实际情况难以满足该要求。提出一种半监督对比学习地震相识别方法, 采用无标签数据和有标签数据共同学习以优化模型的性能和学习能力, 从全部数据中学习相似样本之间的特征和不相似样本的差异, 尽可能缩小同类地震相的类内距离并尽可能扩大类间距离; 然后, 利用少量的标签学习, 将相类型和学习到的特征对应起来; 最终实现全区的地震相高精度识别。将该方法应用于SEAM AI地震数据和南海某工区地震数据, 获得了地震相识别结果, 并将其与常规有监督地震相识别方法得到的结果进行对比, 发现在少量标签的情况下, 半监督对比学习地震相识别方法能有效识别不同类别的地震相, 提高了地震相识别精度, 具有良好的应用前景。

薄储层的衰减机制主要包含固有衰减和散射衰减, 在地震频带范围内, 散射衰减主要表现为薄层调谐效应, 固有衰减主要由介质的黏弹性导致。为了厘清储层厚度对地震波的影响规律, 应用广义传播矩阵正演算法对比分析了各向同性楔状模型和各向异性楔状模型地震波振幅随偏移距的变化特征, 然后利用改进的反演谱分解技术和频变AVO反演方法提取模型正演数据的频散属性, 最后分析储层厚度对地震波频散特征的影响规律。研究结果表明, 固有衰减会明显减小储层的反射振幅, 而散射衰减使储层反射振幅随着厚度先增加后减小; 地震波频散随着地层厚度的增加呈"M"型变化, 其两个极大值分别出现在λ/20和λ/2附近(λ为波长), 极小值对应厚度为λ/4;当储层厚度小于λ/4时, 散射衰减对反射振幅和频散的影响明显强于固有衰减。

传统的地质统计学估计和模拟方法在整合测井和地震数据时, 笼统地采用静态空间的数据, 而未考虑样点与待模拟点空间沉积的变化以及岩相变化对样点取值影响的问题, 尤其是储层空间非均质性强、井分布不均匀时。基于贝叶斯-序贯高斯算法, 针对碎屑岩储层, 研究了一种基于空间变化数据的相控模拟方法。首先, 定义一个随待模拟点位置变化而动态变化的空间三维球体模型, 将空间数据的选择从静态的一维柱体拓展到该球体。然后, 在考虑物源方向的情况下, 采用变差函数工具对三维球体模型内的数据进行筛选。同时, 利用沉积相进行约束, 进一步提高样点取值的精确性。最后, 采用反距离加权算法确定样点的权重。川西坳陷东坡实际工区资料的应用表明, 基于空变数据的相控贝叶斯-序贯高斯模拟方法, 平面上河道模拟展布形态与地震属性一致性较好, 剖面上河道清晰连续, 分辨率也得到提升, 盲井模拟结果与测井数据吻合率达到92%, 验证了方法的准确性。对比不同硬件配置的应用结果表明, 该方法适应于不同性能的硬件条件, 验证了方法的实用性。

岩石孔隙度是表征储层的重要参数之一, 对孔隙度进行准确预测有利于更精细地刻画高孔高渗储层位置。然而地震弹性参数与孔隙度之间的关系较为复杂, 给储层孔隙度的准确预测带来一定困难。深度学习为地震准确预测孔隙度提供了新思路。提出了一种基于双向门控循环单元神经网络(GRU)和注意力机制(BiGRU-Attention)的叠前地震孔隙度预测方法, 该方法利用双向GRU实现信息的双向传播并加入Attention机制放大关键信息, 将叠前同时反演得到的纵波速度和密度信息作为输入, 以测井孔隙度值作为标签来训练和测试BiGRU-Attention网络, 建立起地震弹性参数与孔隙度之间的复杂映射关系, 进而实现孔隙度的准确预测。实际数据测试结果表明, 相比于常规多元线性回归方法(MLR)、密集神经网络(DNN)和门控循环单元神经网络(GRU)等预测方法, BiGRU-Attention网络预测方法在盲井测试中预测精度更高。将该方法应用于某实际三维工区地震数据预测的孔隙度值与测井孔隙度值匹配良好, 说明该方法具有较好的实用价值。

五维地震解释技术在裂缝预测和流体识别中发挥了重要作用。道集数据是开展五维地震解释的基础, 为了解决五维地震道集存在的各向异性时差、优势频率和信噪比低等问题, 提高道集数据质量, 提出了高分辨率五维地震道集优化处理技术。通过建立道集去噪、道集提频、时差校正、方位角道集优化以及高精度井震标定定量优化处理参数等技术流程, 提高了五维道集数据的分辨率、信噪比和保真度。胜利油田牛庄地区实际OVT资料的应用结果表明, 该技术优化处理后同相轴连续性好, 地层接触关系更清楚, 分辨率明显提高, 地震主频由25 Hz提高到43 Hz, 优势频带由8~51 Hz拓宽到6~74 Hz; 同时, 井震相关系数也由0.75提高到0.90。利用处理后的数据精细描述砂体面积43.8 km², 部署井位3口, 实现了该区预测储量升级。实践结果表明, 高分辨率五维道集优化处理技术能够充分挖掘五维地震数据的潜力, 为后续的叠前反演和储层预测等工作奠定了基础。

山前带复杂构造区蕴藏了丰富的油气资源。地震资料信噪比低和速度建模困难是目前山前带地震数据精确成像面临的主要问题。以龙门山山前带海棠铺地区地震数据为例, 开展了叠前深度域地震成像处理方法攻关研究, 重点在叠前噪声压制和叠前深度偏移速度建模等两方面开展了研究, 具体如下。①加强低频弱信号保护, 采用二次信噪分离技术, 对噪声记录中有效信号进行二次信噪分离, 最大限度保护低频弱信号不受损伤。②优化叠前深度偏移速度建模流程: 首先优化传统深度域速度场更新输入道集与偏移输入道集共用一个道集的方式, 对驱动速度场更新的输入道集进行五维数据规则化处理以提高其信噪比; 然后以地质导向为基础, 精细刻画强反射速度缺失界面, 联合层析反演并融合深度域近地表速度模型, 建立具有地质模型约束的深度域速度场; 得到了精确的速度模型后, 再修改偏移成像输入道集及偏移方法, 将五维数据规则化前的地震道集作为输入道集, 将全方位角度域叠前深度偏移作为最终偏移成像方法。将该方法应用于川西北海棠铺地区的地震数据处理, 结果表明所提方法大幅提高了研究区的地震成像精度, 最终得到的叠前深度偏移成像结果信噪比高, 偏移归位合理, 为进一步推动该区的深入勘探开发, 提供了可供借鉴的深度域地震成像处理经验。

提高地震数据的分辨率对于薄储层的识别与表征具有重要意义。常规的反褶积、反Q滤波等提高地震分辨率处理方法, 存在假设条件多、信噪比较低、算法不稳定等不足, 使得方法的应用效果和适用性受限。提出了一种新的基于匹配追踪算法的地震数据提高分辨率方法, 可以在保持较高信噪比的同时提高地震数据分辨率。首先, 根据地震信号特点, 利用频率加权指数函数计算基准子波, 并由此构建子波字典, 频率加权指数函数可以很好地拟合不同形状的频谱, 更好地适应不同的工区。然后, 利用匹配追踪算法将原始地震数据分解为一系列子波的线性叠加, 增加较高信噪比的高频匹配子波的振幅。最后对地震数据进行重构, 获得高分辨率的地震数据。应用结果表明, 该方法可有效提高地震分辨率, 具有较高的信噪比, 并且提高分辨率处理的结果与测井合成地震记录有很好的吻合性, 证明方法是可靠的, 且处理结果有利于后续薄储层识别与描述。

为了降低地震数据采集成本、提高采集效率并保持数据规则和完整, 首先, 针对随机采集观测系统不规则的问题, 提出了观测系统规则投影的技术流程, 填补缺失的炮点和检波点信息, 然后, 在压缩感知的框架下, 利用字典学习与稀疏表示进行三维地震数据重建。对提出的字典学习方法, 利用批量正交匹配追踪避免直接对矩阵求逆造成的计算量大的问题, 利用交替最小二乘代替奇异值分解提高计算效率, 同时对稀疏系数进行阻尼约束, 避免对噪声的拟合从而得到更好的字典。针对常规时间域字典学习地震数据重建方法存在计算效率低、弱信号保护能力差等问题, 在频率域进行地震数据重建, 对有效信号所在频带范围进行处理, 有效减少计算量、压制噪声、提高重建结果的信噪比, 形成了针对地震数据随机采集的观测系统规则投影、地震数据重建技术流程。实际资料应用结果表明, 通过规则观测系统投影、地震数据重建有效提升了叠前地震资料品质, 获得了较好的成像效果。

常规基于一维假设的高分辨率处理技术如反褶积、反Q滤波方法等, 针对水平构造或者小倾角构造有较好的处理效果, 但在面向高陡构造或者断裂等复杂构造时处理效果不佳。而偏移成像结果可以看作是点扩散函数(PSF)与真实反射系数褶积的结果, 高维空间条件下的高分辨率处理技术实际上是此正演问题的一个反问题, 即基于成像结果进行反射系数反演。为此, 提出了一种基于点扩散函数的高分辨率处理技术, 首先基于点扩散函数的计算原理, 推导出了基于高频近似条件下的快速求解算法, 并在高维空间褶积理论的指导下结合图像学反演算法研发了纯数据驱动的点扩散函数提取技术, 最后采用高维空间反褶积算法求得高分辨率成像结果, 实现地震频带的有效拓宽和成像分辨率的提升。模型数据和实际数据测试结果表明, 该算法可在不损失低频的前提下有效扩宽高频, 且具有在计算效率与常规高分辨率算法基本相当的条件下有效提高不同展布方位地质体分辨率的优势。

可控震源动态扫描地震数据采集过程中, 相邻多组震源震动时产生的地震波会相互干涉, 从而影响地震数据采集品质。合理设计采集时距规则可以降低可控震源高效采集时震源相互干涉的影响, 同时平衡原始数据采集品质和可控震源高效采集施工效率。以往动态扫描时距规则设计时, 对资料处理过程中高效采集噪声的压制效果考虑较少, 并且时距规则的设计缺乏统一量化标准。首次将高效采集噪声压制效果引入动态扫描时距规则设计中, 对现场不同地表类型采集的可控震源相关前记录采用互相关法获取高效采集噪声信息, 以环境噪声能量、干涉时空位置和干涉区域能量比值为阈值建立量化统一的时距规则设计标准, 形成了可控震源动态扫描时距规则定量优化设计方法。动态扫描时距规则定量优化设计方法优化了现场试验方案, 降低了试验工作量, 与地震数据处理信噪分离技术相适应优化滑动时间参数, 定量与定性相结合设计时距规则避免了以频率扫描为主的常规定性分析方法带来的人为主观歧义。该方法不受勘探区地表特征约束, 能够在保障地震数据品质条件下最大限度地提高可控震源采集施工效率, 是对可控震源高效采集配套技术的补充和完善, 有助于"两宽一高"地震采集技术的推广应用。

针对黄土塬地震勘探这一世界级难题, 回顾了黄土塬地震勘探历程, 介绍了黄土塬地震采集、处理、解释关键技术, 总结了长庆油田分公司在鄂尔多斯盆地黄土塬三维地震勘探成效和取得的主要油气勘探成果, 梳理了鄂尔多斯盆地不同探区、不同类型油气藏勘探开发对黄土塬地震勘探的技术需求。长庆油田油气勘探开发实践结果表明, 经过几代人50年攻关形成的黄土塬特色的"两宽一高一单点"三维地震勘探技术, 有力支撑了长庆油田油气勘探重大发现、大规模增储和高效建产。下一步将以油气需求驱动为目标, 瞄准三维地震"高精度、高效率、低成本、智能化"发展方向, 持续攻关完善黄土塬地震技术系列, 坚持原创技术引领与适用成熟技术推广结合, 更有效支撑长庆油田分公司6600×10⁴t上产稳产。

深入了解被动陆缘陆坡古地貌如何控制深水重力流储层的形成与分布对深水油气勘探意义重大。在少井探区, 基于三维地震的地层厚度印模法在古地貌研究中应用广泛, 但是, 陆坡区容易因沉积物供给不足而处于“半饥饿欠补偿”状态和陆坡地形坡度的存在会影响该方法的适用性和准确性, 对沉积体系和油气储层的分布特征分析产生不利影响。为此, 根据沉积型陆坡的特点, 对地层厚度印模法进行了两方面的补充与改进: 其一, 通过三维地震资料的分析明确目的层陆坡补偿状态, 讨论了地层厚度印模法的适用性; 其二, 根据研究区陆坡演化过程, 以沉积物体积等分方式求取目的层段各层序对应的潜在坡度趋势, 基于此实现古陆坡地形坡度校正。利用改进后的方法对非洲西部尼日尔三角洲盆地下陆坡古地貌进行恢复的结果与研究区现有构造演化认识高度一致, 符合“构造活动主导地貌特征”这一普遍认识。另外, 地震属性刻画出的深水沉积体系分布特征与古地貌恢复结果间存在良好的耦合关系。应用实例证明了改进方法的科学性和研究区古地貌恢复结果的客观性。

针对重力勘探中倾斜断层模型密度参数与几何参数的获取, 提出了改进藤壶交配算法. 传统藤壶交配算法的寻优过程与定量模拟藤壶特殊交配繁殖特征密不可分, 但其受制于关键参数(生殖器长度p_l)的选取、种群进化方式多样性以及当藤壶位置超出搜索解空间时处理方式的影响. 故提出一种结合变生殖器长度p_lvar, 新型藤壶子代更新和越界校正策略的改进藤壶交配算法. 通过理论无噪声重力异常研究了藤壶生殖器长度p_l对于传统藤壶交配算法的影响, 验证了采用p_lvar策略的有效性以及改进藤壶交配算法的优越性. 进一步利用合成无噪声重力异常、含不同噪声比例(10%和30%) 重力异常和埃及Gazelle断层实际数据反演对比了藤壶交配算法、改进藤壶交配算法和粒子群算法获取相关参数的可行性、准确性、稳定性和实用性. 处理结果表明, 改进藤壶交配算法相较于藤壶交配算法和粒子群算法而言具有更小的拟合误差、更准确的模型参数以及更高的稳定性, 具有推广至解决其它地球物理反演问题的潜力.

江汉盆地新沟嘴组页岩油地质评价资源量为3.6×10⁸t, 具有良好的勘探潜力, 其中地质评价Ⅰ类有利区陈沱口凹陷有多口井在新沟嘴组新下段Ⅱ油组泥质白云岩中获得油流。由于页岩油井通常采用“水平井+分段压裂”工艺实现经济开采, 因而地应力研究对该区水平井储层压裂改造具有重要的意义。三维地应力建模研究的核心问题在于提升井间地应力预测效果, 传统的有限元方法由于方法本身的限制, 井间预测效果较差, 有必要利用地震资料反演技术来提升井间地应力预测的效果。针对该区页岩层矿物组分多、局部发育硫酸盐岩、地应力条件复杂的问题, 首先对新沟嘴组页岩层开展基于实验室测量值约束的精细测井评价, 其结果与岩心全岩X衍射测量结果吻合; 在此基础上, 选择自相容近似地震岩石物理建模流程, 对目标层的弹性参数进行了正演模拟, 正演结果与实测曲线基本吻合。然后, 基于地层压力、实验室测量的岩石力学性能参数和测井解释结果, 依据不同岩性的动静态关系, 采用有效应力比值和构造应变法计算井的地应力参数。最后运用基于地震叠前反演技术的三维地应力建模方法, 使用与一维地质力学建模相同的相关性和参数约束, 建立了新沟嘴组页岩油的三维地应力模型。与一维地质力学研究成果相比, 该三维地应力模型提取的伪曲线与工区大部分井一维地应力结果基本吻合, 验证了该方法在新沟嘴页岩油地应力评价中的适用性和准确性。

偶极远探测声波测井是利用偶极子阵列声波测井仪器接收到的反射波进行井旁构造成像的测井技术, 广泛应用于井周远探测储层评价领域, 该技术数据处理的关键是从接收到的声波全波列中分离出反射波并进行成像。目前的反射波分离算法虽然实现了波场分离, 但存在直达波和反射波的模态混叠问题, 分离后的反射波信号能量损失较大。针对这些问题, 基于引入的二维变分模态分解(2D-VMD)建立反射波提取新算法, 将原始信号分解为多个具有特定方向和振动特性的固有模态分量, 然后选取特定的分量进行重构, 实现反射波的分离。采用2D-VMD、中值滤波、F-K变换对模拟和实测数据进行反射波提取。结果表明, 相比中值滤波、F-K变换, 基于2D-VMD的方法能够在有效压制模式波和随机噪声的同时, 准确地提取出完整的反射波信号, 最大限度保留反射波的幅度。证明了该方法在偶极阵列声波测井反射波提取中的有效性和优越性。

时移地震在剩余油研究中具有显著优势, 但需要前后两次或多次采集的地震数据在采集处理方面具有严格的一致性, 因此限制了其推广应用。为了避开传统时移地震研究的不足, 提出了伪时移地震概念。伪时移地震研究不再重点关注两次或多次地震资料的一致性, 而是重点分析地震资料对地质油藏问题的响应特征。在分析过程中综合利用多种地震资料去伪存真, 结合正演分析的结果, 获得可靠准确的地质油藏认识, 然后分析认识差异并了解油藏开发动态变化的规律, 用于指导剩余油分析。渤海F油田目的层埋深较浅, 为曲流河沉积, 储层物性较好。该油田前、后采集的两套地震数据时间跨度为12年, 在采集和处理方面均存在显著差异。将伪时移地震用于该油田的剩余油分析, 通过分析前、后两次地震资料的地质油藏认识, 可以较好地判断油藏因注水开发所导致的油水关系变化, 这种认识比油藏数值模拟结果更具指导意义, 据此可以明确剩余油富集区域, 为井位部署和实施提供建议。

近年来, 四川盆地下二叠统茅口组大量非构造圈闭钻井获得高产, 证实了岩溶储层是茅口组岩性气藏的一个重要控制因素。但岩溶储层的成因及地震响应特征尚不明确, 不同地区的岩溶储层预测方法不尽相同。通过对蜀南自贡地区茅口组构造特征、地层特征和岩溶储层地震响应特征研究, 得出以下5方面认识: ①台内滩相是岩溶储层发育的物质基础, 自贡地区茅口组台内滩相主要在茅三段和茅二b段发育; ②东吴运动差异抬升是研究区岩溶储层的主控因素; ③断层形成于茅口组沉积之后, 茅口组顶部岩溶储层受后期局部持续风化控制, 茅口组内部岩溶储层受后期断层改造控制; ④距茅口组顶距离不同, 岩溶储层地震响应特征不同, 茅三段表层型岩溶储层物性与茅口组顶部波峰振幅呈负相关, 茅二b段内幕型岩溶储层物性则与茅口组内部波峰振幅呈正相关; ⑤表层型岩溶储层在平面上不依赖断层且具有一定规模。

利用地震属性能够对非常规储层中的裂缝等不连续异常进行识别, 但碳酸盐岩缝洞型储层非均质性强, 地震信号响应复杂, 使得储层精细结构描述面临重大挑战。为此, 提出针对目标储层的裂缝精细预测技术流程, 首先使用构造导向滤波(SOF)方法去除地震数据中的噪声, 在保留断层构造特征的基础上, 增强地震数据中的有效信息; 其次, 充分挖掘地震信号的多尺度特征, 开展多方法技术的组合应用, 包括基于三维多尺度体曲率属性(3D MSVC)、蚂蚁追踪、最大似然属性以及基于二维希尔伯特变换的储层裂缝多尺度体边缘检测; 最后, 将这些方法获得的缝洞储集体的多源特征信息进行降维优化和融合, 从而降低地震精细预测的多解性和不确定性, 实现碳酸盐岩缝洞储集体不同尺度特征要素信息的同步检测。实际地震资料应用结果表明, 该方法对裂缝、溶洞、古河道和隐伏断裂有很好的检测效果, 能够为碳酸盐岩缝洞型储层勘探开发提供有效的技术支撑。

为了获得真实的地震断层训练样本, 提出了基于循环一致性对抗网络的断层训练样本合成方法。使用随机生成的断层标签与实际断层数据作为输入, 利用无监督的对抗网络学习断层标签与断层数据之间的联系, 生成与断层标签特征相匹配的地震断层样本, 由此得到带有标签的断层训练样本集。该方法是一种获取断层训练样本集的方法, 一定程度上解决了深度学习地震断层解释缺少训练数据集的问题。对合成断层样本与真实断层进行平均主频与纹理差异的定量分析, 结果表明两者具有较高的相似性。使用合成的断层样本训练神经网络, 并将结果应用于实际数据测试并进行对比, 结果表明合成的断层训练样本具有真实可靠的特点, 所提方法可以针对不同工区生成具有目标导向性的断层, 能够灵活有效地应用于不同工区的地震断层智能识别。

系统分析了现有地震数据高分辨率处理方法的适用性及不足, 探索了一种基于高频噪声定量约束函数的高分辨率处理方法, 有效且保真地提高地震资料信噪比与分辨率。通过分析叠后地震数据有效信号带宽, 设计了压制高频噪声的最大概率准则和定量约束函数, 通过多次迭代压制噪声, 提高全频带信号的信噪比, 逐步分级拓宽地震有效频带宽度, 循环迭代求取反射系数, 将提取的地震子波与反射系数褶积得到高分辨率地震数据体。测试校验对比其它高分辨率地震处理结果, 处理后的数据体具有垂向分辨率高、主频高且频带宽的特点, 有效视主频由50 Hz提高至100 Hz左右, 地质目标视分辨率相应提高近1倍。基于该提频数据与波阻抗反演实现了2~5 m地质目标的定性与定量预测, 钻井验证符合率90%以上, 有效指导井位部署。该方法弥补了在传统“有效带宽”内提高地震高频信号的不足, 实现了全频带内重构高、低频有效信号的目的。

由于地震波数值模拟在有限区域内进行, 因此减少边界反射波的影响十分重要。完美匹配层(PML)方法被广泛应用于边界反射的吸收。但在各向异性介质模拟中, PML存在稳定性问题。为此, 尝试将一种刚度弱化方法(SRM)应用到拟声波各向异性方程的模拟中。首先, 给出了TI介质拟声波方程模拟中SRM和PML边界条件的加载方法和差分格式。模拟结果显示, SRM在内存要求和运算速度上优于PML方法。之后, 通过对均匀VTI和TTI介质、层状介质以及BP模型进行数值模拟, 对比分析两种方法的吸收衰减效果。对VTI介质的模拟结果显示, 在本研究的实验条件下, 使用同样的吸收层厚度SRM内存需求仅为使用PML方法的50%, 运算耗时减少约25%。虽然在VTI条件下SRM吸收效果略逊于PML方法, 但在TTI介质、层状介质以及BP模型模拟中显示出了更高的稳定性。模拟结果表明, SRM在TI介质拟声波方程模拟中具有较好的实用性和可靠性。

近年来, 节点地震采集技术发展迅速, 在油气勘探中得到大规模推广应用。相对于有缆地震仪器, 节点地震仪在带道能力、排列布设以及施工效率等方面具有显著的优势, 但它无法实时获取采集的地震数据, 给质量监控和数据评价带来一定困难。如何确保节点地震采集质量, 保证节点地震仪工作状态良好成为采集施工中的重要环节, 即保证设备的稳定性与安全性。结合野外地震采集施工模式和作业流程, 介绍了多类型节点质控手机APP及质控数据综合分析平台设计思路, 开展了节点通讯、手机定位及导航、节点位置监控、多模式巡检、数据可视化及统计分析等关键技术研究, 并基于Visual Studio 2022集成开发环境, 采用MVC设计模式研发了多类型节点质控手机APP及质控数据综合分析平台, 解决了当前节点质控软件通用性不强, 质控数据综合评价分析自动化程度低等问题。在实际生产应用中, 软件性能稳定、运行流畅, 大幅提高了节点地震仪质控效率及效果, 可有效保障节点数据采集质量和资料品质, 降低施工成本。

渤海新近系河-湖过渡带复合河道砂体叠置关系复杂、相带变化剧烈, 利用传统地震属性划分沉积微相多解性较强。提出了改进振幅谱距离-K中心聚类方法并将其应用于复合河道砂体沉积微相预测。方法包括两个方面: ①以测井标定沉积微相对应的典型波形作为初始聚类中心以及聚类中心更新过程中的约束条件; ②利用振幅谱距离评价波形之间的差异, 进一步提升波形聚类精度。根据渤海新近系A油田地质条件设计复合河道砂体三维模型, 模型试验结果证实改进后的方法微相预测准确率达95%, 相比传统K均值聚类算法精度提升15%, 较好地区分了泥岩、单期河道边部、单期河道主体、河道边部叠置、河道边部与主体叠置、河道主体叠置(或多期叠置)共6种河道不同部位或叠置样式。利用改进后的方法指导A油田10个砂体沉积微相划分, 将大型砂体S沉积微相划分为分流河道、河口坝、席状砂、决口河道、分流间湾、天然堤6类, 指导开发方案中优先动用分流河道、河口坝等优势微相的地质储量, 证明了方法的实用价值。

为了解决珠江口盆地番禺4洼西侧缓坡带古近系地震数据处理中信号弱、多次波干扰及低信噪比等问题, 研究采用了多项关键技术, 包括三维τ-p变换鬼波压制和浅水多次波压制等技术。这些技术旨在通过增强地震资料的信噪比来提高解释精度, 尤其在洼陷内部地层接触关系和基底成像上取得了突破性进展。研究发现, 研究区地震资料有效反射通常集中在6~36 Hz, 由于低频和高频端信号的缺失, 地层接触关系的精细刻画受到限制。因此, 提出利用上述关键技术改善地震资料品质, 其中鬼波压制技术成功分离和抑制了鬼波噪声, 而浅水多次波压制技术则针对性地预测和衰减了多次波。综合应用这些技术后, 成像剖面显示古近系内幕成像得到显著改善, 波组特征更明显, 地层接触关系更合理, 并且中深层复杂断裂的成像质量也得到了显著提升。结果表明, 鬼波压制和浅水区去多次波技术的应用显著提升了中深层地震资料的品质, 对珠江口盆地特别是番禺4洼及其邻近地区的油气勘探活动具有重要意义, 并为相似沉积环境下地震成像剖面品质改善提供了新的技术路线。