地球物理解釋基礎(chǔ)

地球物理解釋基礎(chǔ)第1頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第14章解釋與鹽構(gòu)造有關(guān)的圈閉

許多重要油田和鹽圈閉聯(lián)系在一起——著名的墨西哥灣、美國(guó)幾個(gè)洲、加拿大、北海、北非、德國(guó)、里海地區(qū)都存在鹽圈閉。塔里木盆地的克拉2氣田也和鹽圈閉有關(guān)鹽與眾不同

——有較低的密度和較高的地震速度

“漂浮”狀侵入到沉積物之下——侵入體產(chǎn)生各種鹽體形狀，鹽體側(cè)翼成傾斜狀；鹽侵入體之上形成斷層圈閉；巖蓋上呈垂直鹽株?duì)睿还爬系柠}丘有厚層堆積物（石膏、碳酸鹽巖）鹽丘的地震勘探成像問(wèn)題是關(guān)鍵——鹽丘的3D形狀，通常需要3D偏移。鹽通常具有比圍巖要高很多的P-波速度，圍繞鹽和周圍沉積之間橫向速度差大成為成像主要問(wèn)題速度橫向變化、三維形狀的鹽丘和陡傾角足以值得應(yīng)用三維疊前深度偏移

第2頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

Subslatimagingviatarget-oriented3Dprestackdepthmigration

ByD.Ratcliff,C.A.Jacewitz,andS.H.Gray

通過(guò)針對(duì)目標(biāo)的3D疊前深度偏移鹽丘成像

(墨西哥灣Vermilion構(gòu)造的鹽丘)第3頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

(引自Ratcliff等人，1994)

鹽丘數(shù)據(jù)的疊前深度偏移剖面,112次覆蓋第4頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

3D疊前深度偏移的必要性

（a）2D疊后時(shí)間偏移反映出一個(gè)不完整和畸變的TOS成像（箭頭）（b）3D疊后時(shí)間偏移，3D偏移消除了畸變,鹽頂清晰的成像

(引自Ratcliff等人，1994)2D、3D疊后時(shí)間偏移的比較第5頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（a）2D疊前時(shí)間偏移顯示了不正確的鹽底(BOS)位置，并缺少鹽的反射（b）2D疊前深度偏移剖面，鹽的成像有相當(dāng)改進(jìn)

(引自Ratcliff等人，1994)

2D疊前時(shí)間偏移與2D疊前深度偏移的比較第6頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

用3D疊后偏移建立3D速度場(chǎng)

（a）3D沉積層速度場(chǎng)橫剖面，橫向速度變化很?。╞）3D疊后深度偏移第一次迭代鹽的成像（TOS以上正確像）（c）用TOS修正的3D速度場(chǎng)（d）3D疊后深度偏移第二次迭代（BOS以上正確成像）（e）用BOS修正的3D速度場(chǎng)（f）3D疊后深度偏移第三次迭代（鹽下疊加后還保留的同相軸的正確成像）第7頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四建立3D速度模型沉積巖速度場(chǎng)井的控制3DDMO速度場(chǎng)

3DMBS（疊前偏移）速度分析

3D疊后深度偏移3D鹽和沉積層速度場(chǎng)3D疊后深度偏移GOCAD3D速度包應(yīng)用井的信息、3DDMO（傾角動(dòng)校正）速度信息、2D疊前偏移速度分析信息和3D疊后深度偏移，來(lái)建立3D沉積層速度場(chǎng)用3D疊后深度偏移，應(yīng)用3D設(shè)計(jì)軟件來(lái)建立鹽和沉積層的3D速度場(chǎng)第8頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3D疊前深度偏移流程圖

（在建立了3D速度場(chǎng)后應(yīng)用）

野外數(shù)據(jù)↓重采樣和編輯↓球面擴(kuò)散校正↓切除↓反褶積↓濾波↓數(shù)據(jù)與導(dǎo)航數(shù)據(jù)合并↓

3D共炮檢距選排↓

3D共炮檢距偏移↓輸出縱、橫測(cè)線子集第9頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四覆蓋次數(shù)對(duì)比3D疊前深度偏移（a）單次覆蓋（1325m）（b）9次覆蓋（1275-1400m）（c）47次覆蓋（900-2100m）（d）112次覆蓋（引自Ratcliff

等人,1994)

第10頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四炮檢距對(duì)比

3D疊前偏移，用以下列炮檢距:（a）炮檢距值范圍1300-2000m，（b）炮檢距值范圍375-2000m。包含了近炮檢距，改進(jìn)了TOS的成像（引自Ratcliff等人,1994)第11頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四TOS面AVO合成記錄

TOS交界面上的AVO合成記錄。TOS的響應(yīng)是來(lái)自所有炮檢距；向右隨炮檢距增加振幅減?。ㄒ訰atcliff等人,1994)（鹽頂?shù)姆瓷淠芰看蟛糠謥?lái)自近炮檢距）第12頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四炮檢距比較

3D疊前深度偏移,50次覆蓋,,比較炮檢距范圍對(duì)鹽成像的影響

炮檢距：(a)375-1600m和(b)375-3000m(來(lái)自Ratcliff等人,1994)第13頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2D、3D疊前深度偏移比較2D疊前深度偏移，顯示了剖面平面外的TOS，BOS不好3D疊前深度偏移TOS和BOS都能正確成像鉆井穿過(guò)清晰成像的鹽背斜

第14頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第15章地震模擬地震模型和地震模擬的概念（Seismic

Model

、Seismic

Modeling）SeismicModel是名詞，SeismicModeling是動(dòng)名詞模擬——是去建立模型或模型響應(yīng)的方式方法和過(guò)程模型—“：它可以推演出能與觀測(cè)結(jié)果比較效果的一種概念，用于更好地理解觀測(cè)結(jié)果。分為概念模型、物理模型或數(shù)學(xué)模型?！?/p>

(Sheriff,1991)

地震模型能以一維（1D）、二維（2D）或三維（3D）形式變化。這些模型與實(shí)際情形的精確度取決與地質(zhì)環(huán)境的吻合程度地震模擬試圖模擬地下的巖石性質(zhì)和波在地下傳播時(shí)地震波的傳播響應(yīng)地震-模擬方法除維數(shù)外還包括不同的方法地震模擬也可分為正演模擬和反演模擬模型的選擇是在成本和模型的有效性之間取得平衡第15頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

模擬方法模擬類型數(shù)學(xué)模型一般性費(fèi)用法線入射反射系數(shù)1D反射系數(shù)值由下式給出

ρ2ν2—ρ1ν1R=———————ρ2ν2+ρ1ν1

對(duì)水平層和垂直旅行的波是有效的。保留了多次波對(duì)計(jì)算反射率很便宜，如果有多次波稍微貴一些振幅隨炮檢距（或入射角）變化

“1.5D”地下模型是1D加非零（2D），用Zoeppritz方程嚴(yán)格地講，對(duì)水平層是有效的，一般不包括多次波AVO模型比法線入射反射率花費(fèi)多的多，但比波動(dòng)方程求解便宜射線追蹤按照Snell定理2D、3D求解。包括通過(guò)漸近線射線追蹤的振幅當(dāng)非均質(zhì)體的尺度與Fresnel帶相比很大時(shí)，一般是可以應(yīng)用的。通常忽略了繞射

多數(shù)情況下中等花費(fèi)。通常計(jì)算射線路徑很便宜，但計(jì)算振幅要增加費(fèi)用波動(dòng)方程有限差分（FD）或有限元（FE）求解1D、2D、3D數(shù)字表達(dá)為

12u▽2u=————ν2t2FD一般是矩形網(wǎng)格FE更是一般用的，用網(wǎng)格算法費(fèi)用——一般性的價(jià)格物理模擬1D,2D,3D需要將物理模型材料校正為成比例的模型這種模型用物理材料提供建立模型本身是昂貴的，但模擬的運(yùn)行通常比數(shù)值模擬要便宜第16頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震模擬的用途

設(shè)計(jì)激發(fā)-接收的觀測(cè)系統(tǒng)偏離鹽丘兩種炮檢距的VSP反射模型（引自Whitmore和Lines,1986)

第17頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震模擬的用途解釋工作結(jié)果預(yù)測(cè)（用正演模擬和反演模擬）加強(qiáng)解釋基礎(chǔ)工作（合成記錄）數(shù)據(jù)處理大量應(yīng)用反演（反褶積、靜校正和速度估算是1D

模型，層析成像速度分析方法，是通過(guò)2D或3D模型，地震偏移，可以認(rèn)為它是一種構(gòu)造反演）測(cè)試地震處理算法的正確性噪音影響測(cè)試第18頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四零偏移距波場(chǎng)映射（引自Whitmore和Lines,1986)

波動(dòng)方程全解可以逼真地得到所有的波至，包括直達(dá)波、折射波、反射波和繞射波，所有的一次波和多次波第19頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第16章地震反演

正演模擬和反演的關(guān)系

正演模擬——用一個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系式，對(duì)給出的一組模型參數(shù)合成地下響應(yīng)。

反演或“反演模擬”

——與正演模擬“相反”的過(guò)程。對(duì)一個(gè)給出的數(shù)據(jù)集，尋求定義一個(gè)與觀測(cè)數(shù)據(jù)相符的地質(zhì)模型

從數(shù)學(xué)上講，反問(wèn)題由于比方程式更多未知數(shù)的存在，能夠引起不確定性，產(chǎn)生多解，所以反演的多解性是固有的

第20頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四反演的多解性（非唯一性、不確定性）（a）褶積模型的基本的數(shù)學(xué)多解性道

（b）模型1：震源子波（左）和脈沖響應(yīng)(右)（c）模型2：虛反射震源子波（左）和脈沖響應(yīng)(右）噪音會(huì)引起大的變化或估算模型參數(shù)的不穩(wěn)定，破壞解答的正確性第21頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1D模型的地震反演

地震數(shù)據(jù)處理大部分的是基于近似水平層狀地層——1D模型的假設(shè)，包括動(dòng)校正、水平疊加等

包括有密度、速度和厚度特征的一系列水平層的1D地質(zhì)模型第22頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四反演技術(shù)地震反演技主要分四類：(1)、基于地震數(shù)據(jù)的聲波阻抗反演(2)、基于模型的測(cè)井屬性反演(3)、基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)的隨機(jī)模擬與隨機(jī)反演(4)、疊前地震反演

第23頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常用的反演——地震波阻抗估算算法：遞歸反演（早期的地震反演算法）可以從反射系數(shù)和上面層的阻抗推斷下面地層的阻抗。這個(gè)反演常常叫作Seislog反演

也可用密度和速度之間的Gardner關(guān)系式

將密度替換為速度，反演結(jié)果就變成速度函數(shù)——合成聲波測(cè)井曲線

聲波測(cè)井曲線與合成聲波測(cè)井曲線之間的主要差別，是地震數(shù)據(jù)中缺少低頻帶寬（典型的是0-5Hz）

另一個(gè)主要問(wèn)題是缺少高頻成分，這是因?yàn)榈卣饠?shù)據(jù)也缺少高頻（有代表性的是100Hz至Nyquist頻率）

通常是用現(xiàn)有的聲波測(cè)井信息或用估算的層速度來(lái)重新獲得低頻

第24頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四聲波測(cè)井曲線可表示成速度函數(shù)(0-5Hz)和精細(xì)的速度函數(shù)(6-250Hz)之和

(引自Lidseth,1979)第25頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四從聲波曲線上去除高頻成分導(dǎo)致降低分辨率的例子

(引自Lidseth,1979)第26頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第17章地震旅行時(shí)層析成像層析成像(tomography)——“tomo”是希臘字，切片的意思，層析成像的意思是一個(gè)物體的切片圖像醫(yī)療診斷的CT技術(shù)——原理是通過(guò)沿各個(gè)方向穿過(guò)人體的X射線，測(cè)量X射線的強(qiáng)度，確定人體不同部位的吸收性質(zhì)地震旅行時(shí)層析成像——是一種利用大量炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)綜合觀測(cè)結(jié)果求取速度與反射系數(shù)分布的方法層析成像技術(shù)有兩個(gè)假定前提條件

—假定物性是位置的連續(xù)函數(shù)

—假定介質(zhì)可離散化成有限數(shù)量均勻的面元在地震旅行時(shí)層析成像中,地下介質(zhì)被分解為面元層析的目標(biāo)是求解每個(gè)面元的速度第27頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四從炮點(diǎn)到接收點(diǎn)的射線路徑是由位于不同面元中的射線段組成，根據(jù)各個(gè)面元射線段的長(zhǎng)度和各個(gè)小面元的速度來(lái)計(jì)算旅行時(shí)由初始模型計(jì)算波至?xí)r間與觀測(cè)值進(jìn)行對(duì)比（正演），根據(jù)兩者的時(shí)間差對(duì)模型進(jìn)行修改，模型正演、測(cè)量時(shí)間差、修改模型這一迭代過(guò)程一直到時(shí)差小于給定值（最小平方差）第28頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四層析成像技術(shù)層析的目標(biāo)是求解每個(gè)面元的速度層析成像方法的第一步是從未疊加的地震資料上或直接從野外觀測(cè)值拾取旅行時(shí)建立初始模型作射線追蹤，由初始模型計(jì)算的波至?xí)r間與觀測(cè)值進(jìn)行比較根據(jù)模型值與觀測(cè)值之差對(duì)模型進(jìn)行修改拾取旅行時(shí)-建立模型-模型正演-測(cè)量時(shí)間差-修改模型——這一迭代過(guò)程一直進(jìn)行到時(shí)差最?。ㄗ钚∑椒讲睿┐藭r(shí)的速度就是要求取的速度，這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)反演過(guò)程層析成像技術(shù)中既有正演也有反演第29頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震旅行時(shí)層析成像的應(yīng)用

—利用直達(dá)波和折射波的信息確定近地表速度結(jié)構(gòu)，深度建立速度模型

—疊前深度偏移建立速度場(chǎng)

—井間勘測(cè)，用地震旅行時(shí)井間層析成像估算井與井之間的地層的速度結(jié)構(gòu)

—垂直地震剖面法（VSP），地面到井中的層析成像

—天然地震學(xué)中也用廣泛的應(yīng)用

第30頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第18章

3D反射地震解釋過(guò)程建立3D空間概念的重要性第31頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四兩個(gè)繞射點(diǎn)的繞射雙曲線(引自Wu等人,1996)，(a)和(b)分別代表y=400m平面和y=800m平面第32頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)兩個(gè)點(diǎn)繞射模型2D偏移（上面）和3D偏移（下面）的對(duì)比

(引自Wu等人，1996)第33頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四未偏移、2D偏移、和3D偏移剖面的比較說(shuō)明需要3D成像(引自Brown,1991)第34頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第19章介紹AVO方法什么是AVO?——研究CMP道集內(nèi)相對(duì)振幅，稱作振幅隨炮檢距變化的分析（AVO）。研究相對(duì)振幅隨反射角的變化，這種方法稱作振幅隨入射角變化的分析（AVA）AVO分析能解決什么地質(zhì)問(wèn)題

—碎屑巖氣藏直接烴類指示

—在碳酸鹽油藏中可能識(shí)別孔隙發(fā)育帶

隨炮檢距變化的反射系數(shù)

——AVO的計(jì)算第35頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四AVO、巖石物性和孔隙流體彈性模量與巖石性質(zhì)的相關(guān)性優(yōu)于速度和巖石性質(zhì)的相關(guān)性彈性模量與地震-波速度有關(guān)，由以下方程式表達(dá)式中的彈性模量：k是體積模量、λ是拉每常數(shù)（表示不可壓縮性），μ是剪切模量（表示剛性），和ρ是密度泊松比是隨P-波和S-波速度比函數(shù)變化而變化的一個(gè)重要的巖性參數(shù)

第36頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四泊松比-σ第37頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四碎屑巖的AVO原理

當(dāng)P-波以非法線入射到達(dá)巖石界面時(shí)，入射P-波能量的一小部份轉(zhuǎn)換為S-波的能量。P-波和S-波速度的差別將會(huì)因含氣砂巖/頁(yè)巖接觸和含氣砂巖/含水砂巖接觸引起不同的反射響應(yīng)泊松比是隨P-波和S-波速度比函數(shù)變化而變化的一個(gè)重要的巖性參數(shù)AVO依賴于炮檢距的作用，它是一個(gè)附加的巖石物性的函數(shù)

在碳酸鹽油藏中，沒(méi)有證實(shí)AVO本身可識(shí)別孔隙流體，但可能識(shí)別孔隙發(fā)育帶。充滿氣的多孔石灰?guī)r相與含水的石灰?guī)r相相比可能具有較低的Vp/Vs值

對(duì)碳酸鹽油藏AVO的應(yīng)用不能憑直覺(jué)進(jìn)行的，其準(zhǔn)確性取決于優(yōu)質(zhì)的井控制和該地區(qū)計(jì)算的S-波速度。第38頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四P-波和S-波對(duì)孔隙流體有不同的敏感度

少量的氣體注入碎屑沉積巖孔隙空間中，巖石的P-波速度將劇烈減小S-波速度可以隨氣體進(jìn)入孔隙空間而略有增加

(a)多孔固體注入少量氣P-波速度迅速減小。S-波速度隨含氣飽和度增加呈線性增加關(guān)系。（b）泊松比隨含氣飽和度增加呈現(xiàn)減小的效應(yīng)(Allen和Peddy,1993)第39頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

非法線入射時(shí)界面上波的分離P波傾斜入射交界面上波型轉(zhuǎn)換——入射的P-波遇到兩種介質(zhì)的交界面時(shí)，分離成4個(gè)分量：反射P-波、反射S-波、透射P-波和透射S-波

分界面上入射角、反射角和透射角符合Snell定理的關(guān)系

反射和透射系數(shù)隨入射角變化（隨炮檢距)是AVO分析的基礎(chǔ)

第40頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四AVO和Zoeplpritz方程AVO分析一般考慮若干形式的Zoeppritz方程

對(duì)一個(gè)入射到交界面的平面波，

Zoeppritz方程描述反射和透射的P-波和S-波許多研究推導(dǎo)出一些近似的Zoeppritz方程

Aki

和Richard(1980)；Shuey(1985)；Hilterman(1990)；Smith和Gidlow(1987)；Fatti等人(1994)簡(jiǎn)化了反射系數(shù)和入射角之間的關(guān)系式Shuey(1985)近似關(guān)系式是常用的

式中R0是法線入射P-波反射系數(shù)，或“截距”，G是“梯度”項(xiàng)。梯度的定義是入射角的函數(shù)，CDP道集上在每個(gè)時(shí)間樣點(diǎn)振幅的變化率。梯度包含了全部的AVO效應(yīng)

第41頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四部分其它Zoeplpritz方程Hilterman(1989)提出了Shuey(1985)關(guān)系式的近似方程式式中NI=法線入射反射系數(shù)，Δσ=上下介質(zhì)間的泊松比之差，θ=入射角P-波和S-波的通用關(guān)系式用P-波和S-波反射系數(shù)表示的流體因子

第42頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四AVO分析的陷阱產(chǎn)生的因素客觀條件人為因素地質(zhì)因素1、地表不一致性2、環(huán)境噪聲3、震源噪聲4、球面擴(kuò)散5、非彈性衰減及子波彌散6、多次波7、各向異性1、增益控制2、檢波器組合3、最大炮檢距太小4、記錄道的不一致性5、設(shè)備產(chǎn)生的高低頻干擾6、處理程序或參數(shù)不當(dāng)7、模型參數(shù)不準(zhǔn)1、地層傾斜或彎曲2、淺層氣3、火成巖屏蔽4、鹽丘遮擋5、巖性組合盡管如此，AVO在檢測(cè)氣藏，碳酸鹽巖勘探中還是值得應(yīng)用的技術(shù)第43頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第20章油藏表征在21世紀(jì)，全世界多于95%的石油將來(lái)自現(xiàn)有的油田通過(guò)有效的油藏表征增加產(chǎn)量是可能的油藏表征描述油藏和含有烴類的巖石特性油藏表征是多學(xué)科領(lǐng)域的，油藏表征依賴于油藏工程、地質(zhì)和地球物理技術(shù)。綜合研究來(lái)自這些領(lǐng)域有關(guān)油藏的各個(gè)方面的信息油藏表征項(xiàng)目組的構(gòu)成需要工程師、地質(zhì)家和地球物理家的相互協(xié)作

油藏表征的基本目標(biāo)

——烴類的存在

——儲(chǔ)層的孔隙度

——儲(chǔ)層的滲透率

第44頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四巖石物理什么是巖石物理學(xué)——“用巖石、測(cè)井資料研究巖石物理性質(zhì)它們的相互關(guān)系的科學(xué)”。(RobertE.Sherff,《應(yīng)用地球物理百科辭典》孔隙度、滲透率、密度、地層的有效壓力及地震波速度等巖石特性和它們之間的關(guān)系——是我們?cè)趦?chǔ)層地球物理領(lǐng)域關(guān)注的孔隙度是一個(gè)關(guān)鍵因素——它將決定油藏在巖石中的補(bǔ)給。地震速度和孔隙度有關(guān)。通過(guò)應(yīng)用穿過(guò)巖石骨架和充滿流體孔隙的地震旅行時(shí)間平均值，Wyllie時(shí)間-平均方程使速度與孔隙度聯(lián)系起來(lái)。Wyllie方程式對(duì)砂巖相當(dāng)有效最重要的物性參數(shù)滲透率，它與孔隙的連通性有關(guān)，滲透率與孔隙度通常有粗略的比例關(guān)系，有時(shí)可根據(jù)地震振幅和速度推斷另外，裂縫和裂縫的方向性影響滲透率。第45頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Wyllie時(shí)間-平均方程(《地震振幅解釋》）——速度-孔隙度轉(zhuǎn)換方程V=整個(gè)巖石的速度，Vma=基質(zhì)的速度，Vfl=孔隙流體的速度φ=孔隙度

Δt

表示相應(yīng)的旅行時(shí)間全部傳播時(shí)間是分別通過(guò)多孔隙物質(zhì)和基質(zhì)時(shí)間之和第46頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四綜合的油藏表征——刻度問(wèn)題油藏采樣數(shù)據(jù)類型的比較地面觀測(cè)的波長(zhǎng)是很粗的、井間數(shù)據(jù)的分辨率按數(shù)量級(jí)遠(yuǎn)超過(guò)地面地震數(shù)據(jù)、測(cè)井曲線和巖芯是高-頻的采樣，但井與井之間的采樣是低頻的

所有的油藏信息都是有用的。我們需要綜合所有的資料來(lái)描述油藏?cái)?shù)據(jù)類型油藏體調(diào)查的波長(zhǎng)

地面3D地震數(shù)據(jù)整個(gè)油藏?cái)?shù)據(jù)體

10-100m(

取決于速度和頻率)井中地震數(shù)據(jù)井和震源之間的范圍（體積）VSP5-50m

井間地震1-10m井的數(shù)據(jù)井筒附近的巖體10cm—1m第47頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地面地震數(shù)據(jù)和井間成像（速度和反射系數(shù)）、井間速度、聲波測(cè)井、測(cè)井和巖芯的波長(zhǎng)刻度比較(引自Harris等人,1995)

第48頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四井間反射與地面地震成像的比較

(a)與地面地震反射測(cè)線對(duì)應(yīng)的井間反射成像

b）西德克薩斯北Cowden油田的地面地震剖面，陰影區(qū)標(biāo)出對(duì)應(yīng)的井間勘測(cè)范圍(引自Lines等人,1995)

第49頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第21章時(shí)間-推移地震時(shí)間-推移地震（有時(shí)稱作4D地震）最主要最普遍的應(yīng)用就是向重-油油藏注蒸氣的監(jiān)測(cè)

當(dāng)含油砂巖受熱，溫度從250C

上升至1400C時(shí)，P-波速度明顯降低（大約30%）。地震響應(yīng)發(fā)生引人注目的變化

地震速度圖。通過(guò)畫(huà)白圓圈的幾口井注入蒸汽導(dǎo)致地震速度減小(引自Lines等人,1990)。速度單位是km/s，注蒸汽前速度為2.40km/s第50頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四蒸汽帶的地震監(jiān)測(cè)——一個(gè)實(shí)例加拿大Saskatchewan省的PikesPeak重-油油田。用蒸汽-驅(qū)提高采收率生產(chǎn)了4200萬(wàn)桶原油。由于油藏內(nèi)注入高溫高壓蒸汽，油的黏度降低，流（動(dòng)）度增加。即可從臨近的井筒也可以在用于循環(huán)注汽的同一口井中生產(chǎn)原油早白堊世Waseca組是產(chǎn)油層，產(chǎn)油深度約450m。是一個(gè)填滿河口底部切割河谷的均勻砂巖組、砂泥巖組互層和一個(gè)頁(yè)巖組蓋層1991年勘測(cè)使用可控震源14-110Hz掃描，2000年勘測(cè)使用14-150Hz帶寬掃描（三分量、四分量）。要求第二次勘測(cè)處理用14-110Hz的高截頻濾波針對(duì)地震探測(cè)蒸汽前緣試驗(yàn)了5種技術(shù)：

——監(jiān)測(cè)勘測(cè)與基礎(chǔ)勘測(cè)反射系數(shù)的差異

——監(jiān)測(cè)勘測(cè)與基礎(chǔ)勘測(cè)聲阻抗估算的差異

——監(jiān)測(cè)勘測(cè)與基礎(chǔ)勘測(cè)P-波旅行時(shí)時(shí)間間隔的比較

——從多分量數(shù)據(jù)中估算Vp/Vs的變化

——Q值（衰減系數(shù)的倒數(shù)）隨溫度的變化

第51頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四P-波反射系數(shù)剖面對(duì)比

1991測(cè)線

H2000測(cè)線

第52頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震反射系數(shù)-差異剖面在圓圈內(nèi)見(jiàn)到一個(gè)大的差異。這個(gè)范圍處在注汽/生產(chǎn)井位置，我們感興趣的地段。差異是與注蒸汽有關(guān)聯(lián)時(shí)間下凹的結(jié)果

(引自Watson等人,2002)

反射系數(shù)差異是子波處理后獲得的。對(duì)2000測(cè)線應(yīng)用子波整形讓它與1991測(cè)線匹配第53頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四聲阻抗差異剖面圓形標(biāo)出了阻抗減小最明顯的范圍。在Waseca-Sparky層之間差異最大。在注汽井/生產(chǎn)井區(qū)域沒(méi)有出現(xiàn)較低的阻抗

(引自Watson等人,2002)第54頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四P-波旅行時(shí)比

Waseca層H2000/H1991線P-波旅行時(shí)比(引自Watson等人,2002)

第55頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四巖芯樣品，溫度對(duì)縱波和橫波速度的影響（來(lái)源：巖芯實(shí)驗(yàn)室）注氣后縱波比橫波速度下降更快，所以Vp/Vs比下降更快Mannville-LowerMannville層的Vp/Vs比繪圖(引自Watson等人,2002)

第56頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四結(jié)論時(shí)移地震是油藏表征的主要工具之一時(shí)移地震主要的目標(biāo)是顯示由于油藏物理變化引起的地震響應(yīng)差異通過(guò)這些地震響應(yīng)差異圈定油藏的動(dòng)態(tài)范圍主要用于是蒸汽帶的繪圖也許在CO2

和注水監(jiān)測(cè)中還可應(yīng)用

第57頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第22章多分量地震彈性波理論對(duì)地下特性更完全的描述需要考慮P-波和S-波

P-波是縱向可壓縮波，質(zhì)點(diǎn)位移與波的傳播是同一方向

S-波是橫波，因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)的位移是垂直波的運(yùn)動(dòng)方向多分量地震采用垂直的、徑向的和橫向的三分量接收裝置

為什么應(yīng)用S-波？

——碎屑巖中要有效地區(qū)分砂巖和頁(yè)巖，需要Vp/Vs比

——可以用S-波調(diào)查裂縫的方位和方向描述橫波在遇到垂直裂縫時(shí)分裂成快、慢波方式(引自Sheriff,1991)

快橫波具有與裂縫平行的位移，慢波具有與裂縫垂直的位移。裂縫的密度和方向?qū)Q定S-波的方位以及快慢波之間的旅行時(shí)差。所以，這個(gè)方法能幫助刻畫(huà)儲(chǔ)層中的裂縫和描述裂縫的滲透性。第58頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)換-波勘探

橫波方式的主要障礙是使用橫-波震源的價(jià)格和對(duì)地面的破壞。因此，大部分的應(yīng)用是使用轉(zhuǎn)換波震源多分量記錄

P-S轉(zhuǎn)換波的描述（引自Stewart等人，2002）

第59頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)換-波

的用途：用于巖性識(shí)別或流體檢測(cè)；消除氣-云的勘探

Tommeliten油田海-底記錄P-波疊加（上）和P-S波疊加（下）的比較(引自Granli等人,1999)

第60頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第23章垂直地震剖面法什么是垂直地震剖面法(VSP)?——垂直地震剖面法(VSP)是在地面激發(fā)，測(cè)量不同深度推靠在鉆井井壁的檢波器記錄的地震信號(hào)”

VSP的用途——提供地震與井中之間的連接；形成詳細(xì)的速度剖面；預(yù)測(cè)鉆頭下面地層深度；精確地估算各向異性參數(shù)VSP的類型：常規(guī)VSP放炮分成兩類：

——零井源距VSP：包括：零井源距VSP--相距很近的接收點(diǎn)并記錄全部波場(chǎng)

激發(fā)點(diǎn)位于井口的校驗(yàn)炮--接受點(diǎn)稀梳地布置在井中并且僅使用初至

——非零井源距VSP：激發(fā)點(diǎn)距離井在有效間隔內(nèi)，包括：多井源距的

VSP。多方位VSP。3DVSP既是多井源距的也是多方位的非常規(guī)的逆VSP是通過(guò)地面接收井中激發(fā)獲得的

第61頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四VSP示意圖（a）零井源距、近井源距或校驗(yàn)炮，（b）非零井源距

第62頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四逆VSP采樣射線路徑示意圖（a）2D勘測(cè)，（b）3D勘測(cè)

第63頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四井間勘測(cè)使用兩口井，在一口井中接收，而在另一口井中激發(fā)。能量直接通過(guò)地下傳播，用獲得的地下速度剖面轉(zhuǎn)換為初至波旅行時(shí)井間勘測(cè)示意圖

第64頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四VSP

采集和處理三分量檢波器

。許多檢波器放置在一個(gè)單獨(dú)的“用具”內(nèi)（例如有5個(gè)檢波器的5-級(jí)用具）。在用具內(nèi)檢波器間距可以變化檢波器間距和級(jí)數(shù)將根據(jù)勘測(cè)如何實(shí)施決定。已開(kāi)發(fā)了80級(jí)，長(zhǎng)度3048m和400級(jí)，長(zhǎng)度7630m

的用具

當(dāng)VSP勘測(cè)要求VSP用具內(nèi)檢波器間距相等時(shí)，在井中VSP用具每次上提一個(gè)用具長(zhǎng)度。(a)和(b)圖解說(shuō)明了連續(xù)的兩炮，每炮用具提升一個(gè)用具長(zhǎng)度。當(dāng)VSP用具內(nèi)檢波器間距大于VSP勘測(cè)要求，用具在井中交叉接收點(diǎn)位置提升，(c)和(d)圖解說(shuō)明了對(duì)需要的連續(xù)兩炮用具在井中交叉提升

第65頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四VSP

采集和處理VSP震源：VSP地面震源和地面地震勘測(cè)震源是一樣的——重垂、重垂震源、彈性-波發(fā)生器（EWG）、炸藥和可控震源。震源的類型由勘測(cè)施工決定；井下震源包括壓電震源、可控震源和氣槍，要沒(méi)有破壞性。壓電震源和氣槍震源都有套管波噪音問(wèn)題VSP處理：了解給出的顯示很重要

原始VSP炮記錄，標(biāo)出了上行波和下行波能量

VSP資料沿x-軸代表檢波點(diǎn)深度，沿z-軸代表旅行時(shí)第66頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

零-井源距處理的第一步是將波場(chǎng)分離成上行波和下行波（a）全波場(chǎng)記錄，分成（b）下行波能量和(c)上行波能量。(c)上面的箭頭指出了某些主要的阻抗界面(引自Hinds和Kuzmiski,2000)

初至曲線（或一次下行波能量）給出了井中詳細(xì)的垂直-速度剖面

上行一次波能量給出了主要阻抗界面的深度。位于阻抗邊界的檢波點(diǎn)同時(shí)記錄了下行波能量的初至和上行波能量

波場(chǎng)分離后很容易從一次波能量中識(shí)別多次波。初至能量?jī)H僅是下行波一次波能量。所有的其它下行波場(chǎng)是多次波第67頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四整個(gè)記錄減去直達(dá)波時(shí)間會(huì)把下行波拉直，可用于估算反褶積算子來(lái)提高VSP成像質(zhì)量下行波場(chǎng)(b)

–TT顯示——下行波拉直

(引自Hinds

和Kuzmiki,2000)

第68頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

整個(gè)記錄加直達(dá)波時(shí)間會(huì)把上行波拉直，突出上行波上行波場(chǎng)(b)

+TT顯示——校直上行波。箭頭指出轉(zhuǎn)換前、后的兩個(gè)層(引自Hinds和Kuzmiki,2000)。多次波不與初至能量交叉，很容易將多次波與一次波區(qū)分

第69頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四走廊切除、走廊疊加

(a)應(yīng)用反褶積的+TT顯示(b)走廊切除(c)內(nèi)部走廊疊加(d)外部走廊疊加

(引自Hinds和

Kuzmiki,2000)

第70頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第24章地球物理數(shù)據(jù)的綜合反演

綜合反演——兩種或更多類型獨(dú)立觀測(cè)值的同時(shí)反演單一類型數(shù)據(jù)的反演往往是不確定性(多解),通過(guò)綜合（聯(lián)合）反演不同類型地球物理觀測(cè)資料，可以減少不確定性

“綜合反演”的目的是要獲得與所有可利用的地面和井中地球物理數(shù)據(jù)一致的模型綜合反演包括聯(lián)合反演和連續(xù)反演聯(lián)合反演——兩個(gè)獨(dú)立的反演過(guò)程，僅限于兩種類型獨(dú)立觀測(cè)值的同時(shí)反演連續(xù)反演——聯(lián)合反演和連續(xù)反演步驟的差別在于它們對(duì)觀測(cè)資料處置不同。聯(lián)合反演加權(quán)觀測(cè)的數(shù)據(jù)集，并把它們放置到一個(gè)數(shù)據(jù)矢量中，然而連續(xù)反演單獨(dú)對(duì)待觀測(cè)的數(shù)據(jù)集第71頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震和重力數(shù)據(jù)聯(lián)合反演

聯(lián)合反演流程圖用地震和重力數(shù)據(jù)迭代模擬聯(lián)合反演的一般方法S=地震數(shù)據(jù)，MS=地震模型數(shù)據(jù)，G=

重力數(shù)據(jù)，MG=

重力模型數(shù)據(jù)，ρi=

地層i的密度，Vi=

地層i的速度，di(x)=地層i的厚度(引自Lines等人.,1988)

第72頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四順序反演的實(shí)際數(shù)據(jù)

用實(shí)際數(shù)據(jù)的例子來(lái)說(shuō)明連續(xù)反演，包括以下數(shù)據(jù)集：地震CDP疊加剖面井中聲波測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)垂直地震剖面(VSPs)井中重力儀(BHGM)數(shù)據(jù)地面布伽重力圖所有的數(shù)據(jù)反演之中，通常連續(xù)反演是首選

第73頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震數(shù)據(jù)集應(yīng)用連續(xù)-反演

使用可獲得的地震和聲波數(shù)據(jù)估算的速度-深度模型連續(xù)-反演問(wèn)題步驟1——地震旅行時(shí)數(shù)據(jù)的反演第74頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四地震旅行時(shí)反演流程圖(引自Lines等人,1988)

第75頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四用地震旅行時(shí)反演獲得的初始地震模型。速度單位是m/s。井的位置在2700-m處(引自Lines等人,1988)

第76頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四連續(xù)反演類的重力反演流程圖(引自Lines等人,1988)

第77頁(yè)，共86頁(yè)，2023年，2月20日，星期四結(jié)論完全自動(dòng)的綜合反演將是很困難，在所有的數(shù)據(jù)反演之中，通常連續(xù)反演是首選

反演過(guò)程中數(shù)據(jù)集之間的聯(lián)結(jié)是由層的幾何形態(tài)產(chǎn)生的重力數(shù)據(jù)能夠使我們估算那些層的邊界，它不如地震數(shù)據(jù)確定的好。然而，地震數(shù)據(jù)確定模型的層速度，地面和井中重力數(shù)據(jù)集確定層的密度重力數(shù)據(jù)模型擬合中，約束的