開發(fā)地震-好文章課件

開發(fā)地震技術及其應用地震發(fā)展趨勢開發(fā)地震技術應用實例前沿技術甘利燈(石油勘探開發(fā)研究院地球物理所)010-62097526901-7526gld@riped.cnpc.com.cn地震的投入在增長87888990919293年2030405060地震費用(十億美元)0123根據1994年SEG主席MichaelSchoenbergerd的致詞

油氣勘探開發(fā)總費用(十億美元)地震發(fā)展趨勢SeismicTrends2Dtimeacousticisolatedisotropicpost-stackreflectivityExploration9Cdepthelasticintegratedanisotropicpre-stackrockpropertiesExploration&ProductionProduction1C4D地震發(fā)展趨勢數據來源 采樣率————————————— 巖芯 10-9 巖屑 10-8 測井 10-7 試井 ？ 2D地震

3D地震、VSP 10-5 3D地震+井間 10-3不同方法對儲層體積的采樣率采樣率（空間、時間）覆蓋率（空間、時間）多分量增加信息量地震發(fā)展趨勢

開發(fā)地震技術

一般概況—————————

基本概念 研究內容 歷史回顧 面臨挑戰(zhàn) 今后對策

核心技術—————————

目標處理 深度偏移 綜合對層 地震反演 屬性分析 綜合解釋

開發(fā)地震是指在油田開發(fā)階段所采用的地震技術，又稱為儲層地震學或油藏地震學(ReservoirSeismic)。它是在勘探地震學的基礎上發(fā)展起來的，充分利用針對油藏的觀測方法和屬性處理技術，緊密結合鉆井、測井、巖石物理、油田地質和油藏工程等多學科資料，在油氣田開發(fā)和開采過程中，對油藏特征進行橫向預測，做出完整描述和進行動態(tài)監(jiān)測的一門新興學科。

基本概念60年代形態(tài)描述構造油藏小三角形測網、水平迭加、

手工三維二步法偏移70年代儲層描述巖性油藏道積分、迭后偏移

80年代技術準備比較復雜油藏三維地震、地震反演、VSP、 AVO、地震屬性、相干體、偏移、參數估算、模式識別、地震目標處理90年代油藏監(jiān)測復雜油藏3DAVO、井間地震、4D、

動態(tài)監(jiān)測多波多分量、AVO反演、

全三維解釋與可視化

歷史回顧

對象--復雜化復雜地表復雜構造

復雜斷塊、山前推復體、逆掩斷層、高陡構造、低幅度構造和深層構造復雜巖性

復雜河流相砂巖、薄互層、碳酸巖裂縫儲層

泥巖與礫巖、灰?guī)r、火成巖及其蝕變帶、潛山與風化殼、礁體復雜儲層

非均質性強、儲集空間類型多樣化、低孔、低滲、低豐度、高含水

面臨挑戰(zhàn)思路地質模式為指導測井信息為橋梁地震技術為手段歷史擬合為約束綜合解釋為核心突出儲層為目標強調多學科人員組合多學科資料整合多種地震技術的結合今后對策技術地震目標處理--復雜地表、深層與低幅度構造、振幅保真三維聯片處理--復雜斷塊、隱蔽圈閉迭前深度偏移--復雜斷塊、復雜構造、復雜圈閉成像高分辨率勘探--薄互層測井約束反演--巖性識別、儲層展布、儲層物性、開發(fā)建模、薄儲層屬性分析/烴類檢測--沉積現象、儲層橫向展布、含油氣性、有利相帶相干體分析--構造解釋、小斷層組合、沉積現象、特殊巖性體識別定量地震相分析--沉積現象、特殊巖性體識別、河道識別與含油氣性、 儲層橫向展布、有利相帶AVO異常與AVO反演--巖性與含油氣性識別交互解釋/三維可視化--構造、沉積現象、特殊巖性體識別儲層特征重構--增強復雜儲層特征儲層特征反演--復雜儲層描述井間地震、4D、3C、3DAVO--儲層精細描述、動態(tài)監(jiān)測、各向異性、

剩余油飽和度今后對策

開發(fā)地震技術

一般概況—————————

基本概念 研究內容 歷史回顧 面臨挑戰(zhàn) 今后對策

核心技術—————————

目標處理 深度偏移 綜合對層 地震反演 特征重構

屬性分析 綜合解釋

地震反演的定義廣義地震反演

地震反演是利用地表觀測地震資料，以已知地質規(guī)律和鉆井、測井資料為約束，對地下巖層空間結構和物理性質進行成像(求解)的過程，廣義的地震反演包含了地震處理解釋的整個內容。波阻抗（狹義）反演地震反演--概述地震反演的定義廣義地震反演波阻抗反演

波阻抗反演是指利用地震資料反演地層波阻抗(或速度)的地震特殊處理解釋技術。與地震模式識別預測油氣、神經網絡預測地層參數、振幅擬合預測儲層厚度等統計性方法相比，波阻抗反演具有明確的物理意義，是儲層巖性預測、油藏特征描述的確定性方法，在實際應用中取得了顯著的地質效果，因此地震反演通常特指波阻抗反演。地震反演--概述反演的分類Pre-StackInversionTravelTimeInversion(Tomography)AmplitudeInversion(AVO)WaveFieldInversionBandlimitedInversion(SEISLOG)Sparse-spikeInversion(InverTrace)Seismic-ControlledLogExtrapolation

(EMERGEInverMod)Post-StackInversionSeismicInversionMethodsAmplitudeInversionTrace

Intergral

Model-basedInversion(STRATAPARM)地震反演--概述迭后振幅地震反演方法分類道積分地層反褶積頻域反褶積遞推反演

SEISLOG

PIVTDLOGInverTrace

基于模型反演

BCISTRATAPARM

地震控制下的測井外推內插

EMERGEInverMod地震反演--概述ConvolutionalModel(1)seismic=wavelet*reflectivity+noise地震反演--概述AssumptionsTheseismicdataarealreadystacked(zero-offsetornoavoeffects),migrated,nomultiples.Eachtracedependsonlyontheimpedancedirectlybelowthetracelocation.Thewaveletisconstantandnotvaryingwithtime.Thenoiseisrandom,whitenoise,uncorrelatedwiththeseismic.Thereisnocoherentnoise.ConvolutionalModel(2)地震反演--概述Inthefrequencydomain,convolutionistheproductofthereflectivityspectrumandthewaveletspectrum.Generally,thismeansthattheseismictracehaslostboththehighfrequencyandthelowfrequencyportionsofthespectrum.Inversionattemptstorecovertheselostregions.Themethodoffillinginthemissingdatadependsontheinversionalgorithm.ConvolutionalModel(3)地震反演--概述ConvolutionalModel(4)Sincethereflectioncoefficientdependsonlyontheproductofdensityandvelocity,andnotoneitherindividually,itfollowsthatpost-stackinversionisincapableofsolvingseparatelyfordensityorvelocity.Onlyimpedancechangescanbemeasuredbyinversion.+Gardner’sequationVelocity地震反演--概述Non-UniquenessProblem!Allinversionalgorithmssufferfromthenon-uniquenessproblem.Thismeansthatthereismorethanonepossiblegeologicalmodelconsistentwiththeseismicdata.

Theonlywaytodecidebetweenthepossibilitiesistouseotherinformation,notpresentintheseismicdata.Thisotherinformationisusuallyprovidedintwoways:theinitialguessmodelconstraintsonhowfarthefinalresultmaydeviatefromtheinitialguessThismeansthatthefinalresultalwaysdependsonthe“otherinformation”aswellastheseismicdata.地震反演--概述道積分: 迭后地震資料遞推反演: 迭后地震資料

+聲波低頻部分約束

測井約束地震反演: 迭后地震資料

+縱波和密度測井資料

+層位約束地震約束測井外推內插: 迭后地震資料

+全部測井資料

+層位約束

地震反演--概述道積分地震反演--道積分遞推反演技術實現

（基于頻域反褶積反演方法）基本假設子波振幅連續(xù)光滑子波相位為常相位處理流程

頻域反褶積相位校正和振幅標定低頻信息及其作用地震反演--遞推反演RecursiveInversion,alsocalledBandlimitedInversionisthesimplestformofinversion.Startingfromthedefinitionofreflectioncoefficient:theimpedanceoftheith+1layercanbedeterminedfromtheithlayer:Startingatthefirstlayer,theimpedanceofeachsuccessivelayerisdeterminedbyrecursivelyapplyingthisformula:地震反演--遞推反演最終結果的產生地震反演--遞推反演基于模型反演原理地震資料計算誤差測井資料合成記錄初始模型修改模型反演結果誤差足夠小?是地震反演--基于模型反演Theseismictrace:Thewavelet:Theinitialguessimpedance:Step1:Blocktheinitialguessimpedancewithauniformblocksize.地震反演--基于模型反演Step2:Formasynthetictracebyconvolvingtheblockyimpedancewiththeknownwavelet:Step3:Comparethesynthetictracewiththerealtrace.Step4:Modifyboththeamplitudesandthicknessoftheblockstoimprovethefit:Repeatthisprocessthroughaseriesofiterations.地震反演--基于模型反演PotentialproblemswithModelBasedInversion:(1)Sensitivedependenceonthewavelet:InversionusingthecorrectwaveletInversionusingthewrongwavelet地震反演--基于模型反演測井資料處理測井資料地震資料地震資料處理層序地層格架綜合對層初始模型合成記錄提取子波約束反演誤差分析擬測井反演結果修改子波或初始模型給定子波滿意否滿意否是是否否地震特征反演流程圖地震反演--基于模型反演地震特征反演-InverMod（1）Gas

SandWet

SandTite

SandOil

SandNo

SandInterpolated

LogSegmentCalculateinitiallogmodelusingLogPCs

andInitialWeightsWxfx=W1f1+W2f2+W3f3+W4f4+W5f5地震反演--地震控制的測井內插地震特征反演-InverMod（2）Gas

SandWet

SandTite

SandOil

SandNo

SandInterpolated

Seismic

SegmentCalculateSyntheticSeismicmodel

usingSeismicPCsandInitialWeightsWxSsx=W1Ss1+W2Ss2+W3Ss3+W4Ss4+W5Ss5地震反演--地震控制的測井內插地震特征反演-InverMod（3）SyntheticSeismicmodelfromSeismicPCs

andInitialWeightsOutputFinalWeights

I.E.W1,W2,W3...RealSeismic地震反演--地震控制的測井內插地震特征反演-InverMod（4）Gas

SandWet

SandTite

SandOil

SandNo

SandOutput

LogSegmentOutputPorosityModelWxfx=W1f1+W2f2+W3f3+W4f4+W5f5

W1

W2W3W4W5InsertWeights地震反演--地震控制的測井內插計算輸出曲線（重建模型） PC1W1*PC2W2*+（一層、一道）=Porosity,etc.+............地震反演--地震控制的測井內插問題傳統方法利用地震反演把地震剖面轉化為波阻抗剖面進行儲層橫向預測，其前提是： (1)儲層波阻抗上的特征比較明顯 (2)井旁反演結果與井資料的相似前者由地下條件決定的后者由反演方法決定的

復雜儲層導致傳統方法失效儲層特征重構思路

(1)多學科資料綜合--儲層特征重構

(2)地震反演方法—地震特征反演儲層特征重構儲層特征重構針對具體的地質問題，以巖石物理學關系為基礎，從眾多測井曲線中重構出一條儲層特征曲線，使得儲層在這條曲線上有明顯的特征。儲層特征重構地震特征反演在井點以外，地震特征反演可以獲得儲層特征重構曲線，并可以使井旁反演道與井的儲層特征重構曲線盡可能地相似。儲層特征重構

地震屬性

地震屬性指是那些由疊前或選后地震數據，經過數學變換而導出的有關地震波的幾何形態(tài)、運動學特征、動力學特征和統計學特征的特殊測量值。地震屬性分析地震屬性分析的目的就是以地震屬性為基礎從地震資料中提取隱藏的信息，并把這些信息轉換成與巖性、物性或油藏參數相關的、可以為地質解釋或油藏工程直接服務的信息，從而達到充分發(fā)揮地震資料潛力，提高地震資料在儲層預測、表征和監(jiān)測的能力的一項技術。它由兩個部分的內容組成，即地震屬性優(yōu)化與預測。預測既可以是含油氣性、巖性或巖相預測，也可以是油藏參數預測（估算），前者強調地震屬性的估算功能，主要方法是函數與神經網絡逼近。其作用主要表現為三個方面：油氣預測、巖性或巖相預測和油藏參數估算。地震屬性分析--概況基本概念地震屬性分析--概況發(fā)展歷史60年代，楔狀模型的振幅響應進行薄層調諧 厚度解釋；70年代，“亮點”或“暗點”對含氣砂巖儲集體 進行預測；80年代，AVO進行巖性和流體成分識別； 利用地震相參數確定地震相類型并 進行沉積相轉換；90年代，地震屬性分析技術急劇發(fā)展，原因： 儲層描述的需要 三維地震數據體解釋的需要地震屬性分類（Brown，1996）

時間振幅頻率衰減疊前疊后時間振幅頻率衰減地震屬性分析--概況地震屬性分類（Chen，1997）

按定義振幅頻率相位能量波形衰減相關比率按儲層特征亮點和暗點不整合圈閉與斷快隆起油氣方位異常薄儲層地層不連續(xù)石灰?guī)r儲層與碎屑巖儲層區(qū)分構造不連續(xù)巖性尖滅地震屬性分析--概況方法基礎

地下巖層含油（氣）后，會引起地震運動學和動力學特征的相對變化，這些參數主要有頻率、振幅、時間等三類40余種，在地球物理分析中稱之為地震屬性。根據這些屬性與已知鉆井揭示的地質現象的關系，即可對地下油氣的分布范圍進行預測。地震屬性分析--模式識別PR技術對資料的特殊要求高信噪比高保真度高分辨率高一致性地震屬性分析--模式識別屬性轉換值R=w1x1+w2x2

權系數計算w1=c11c12

d1

w2=c21c22

d2

協方差平均Cij

=(Cov[xi,xj]A+Cov[xi,xj]B)/2

中值間距離dj

=mAj-mBj

判別門限值Ro=w1m1-w2m2

模式識別——判別分析

地震屬性分析--模式識別DiscriminantAnalysisBecausediscriminantanalysisassumesalinearseparationbetweenclusters,itcanfailiftherealseparationisnon-linear:Inthiscase,aNeuralNetworksuchasPNNcanbeexpectedtoworkbetter.Attribute1Attribute2地震屬性分析--模式識別傳統地震相分析方法傳統地震相分析方法通過肉眼觀測來描述的，俗稱“相面法”。它類似于觀察和描述巖心或露頭的沉積相分析，但它是通過對地震剖面上反射特征的觀察和描述來進行的。地震相的特征可用地震相參數來表達，所謂地震相參數是地震相內部那些對地震剖面的面貌有重要影響，并且具有重要沉積相意義的地震反射參數。它有三種類型，即物理參數、地震反射構型和地震相單元邊界反射結構。

地震屬性分析--定量地震相分析物理參數

物理參數是指地震剖面的各個組成部分(即同相軸)的物理地震學特征，包括其視振幅、視周期(視頻率)、連續(xù)性三個方面。(1)視振幅：視振幅反映了其相應地下界面反射系數的大小。(2)視周期：視周期(視頻率)反映了反射界面之間的間距大小。(3)連續(xù)性：連續(xù)性是指同相軸的視振幅以及視頻率在橫向上的穩(wěn)定程度。地震屬性分析--定量地震相分析地震反射構型地震反射構型包括地震相單元的外形與地震相內部的反射結構外形

席狀、席狀披蓋、楔狀、灘狀、透鏡狀、丘形、充填內部的反射結構

平行和亞平行反射結構、發(fā)散結構、前積反射結構、 前積反射結構、退積反射結構，其中前積反射結構有：

S型前積結構、頂超型前積結構、下超型前積結構、 斜交型前積結構、疊瓦型前積結構、雜亂前積結構、 復合前積結構、雙向前積結構地震屬性分析--定量地震相分析單元邊界反射結構

反映了沉積過程中所發(fā)生的地質事件，如沉積物來源、構造運動、海平面的相對變化等等。根據邊界上下同相軸的幾何接觸關系可以分為兩大類,即整一界面與不整一界面,并可進一步劃分為七種類型:整一界面

平整整一、不平整整一不整一界面

削截、視削截、頂超、上超、下超地震屬性分析--定量地震相分析地震相解釋的匹配準則與步驟匹配準則

能量匹配準則 以巖心相為準 沉積體系匹配準則 沉積演化史匹配準則步驟

地震相劃分 剖面 平面 地震相轉換地震屬性分析--定量地震相分析

（1）傳統地震相分析主觀性很強。（2）隨著地震處理技術的不斷提高，使得地震剖面上包含的地震信息更加豐富，而其中的許多信息光靠肉眼在地震剖面上觀察是檢測不出來的，必須借助地震數據采集技術和計算機技術加以提取、分析，并通過一定的數學方法，對這些地震信息的地質特征加以解釋。在這種情況下，從1984年開始的產生定量地震相分析，目前，模式識別、人工智能專家系統和人工神經網絡已進入地震相定量分析這一研究領域。定量地震相分析地震屬性分析--定量地震相分析

Themodeltracesareorganisedalonga1Dtopologicalmap,thatiseachmodeltracehas2directneighbours,exceptthefirstanthelastwhichhasonlyone.1)initialisethemodeltracesinarandomlyway.2)repeatthefollowingsteps.foreachtraceofthetraininset,searchthewinnermodeltrace,i.e.theclosestmodeltraceusingasimilaritycriteria(correlationforexample).modifythiswinnertraceandtheneighbours(notonlythedirect,butotherneighbours)usingalearningrule.Thisruleconsistsinapertubationofthemodeltracewhichismaximalforthewinnermodeltraceanddecreaseswhenmovingawayfromit.Moreoverthisperturbationisproportionaltothe"difference"tracebetweenthemodeltraceandthetrainingsettrace,theproportionalityfactorbeingthelearningfunction.

模型道生成原理地震屬性分析--定量地震相分析

對等時窗內地震數據集利用KOHONEN神經網絡方法提取典型的合成地震道，各合成地震按順序漸變（波形）排列，并給每個合成道指定一個值或顏色。這一階段不需要井數據，結果100%可重復。

模型道生成地震屬性分析--定量地震相分析厚度與振幅和時間的關系地震屬性分析--儲層參數估算利用振幅做出的

一個濁積砂巖透鏡體等厚圖時間（秒）地震屬性分析--儲層參數估算一種新思路--數據驅動法地震屬性分析--儲層參數估算地震屬性單屬性線性回歸結果測井參數地震屬性分析--儲層參數估算幾種方法比較三維相干體顯示地質特征清楚地震屬性分析--相干體屬性

開發(fā)地震技術

應用實例———————————

復雜斷塊 低幅度構造 復雜河流相儲層 裂縫性儲層 薄層濁積巖

古潛山

三維地震構造圖老油田三維地震應用實例--復雜斷塊核心:正確成像

對策:立足現有資料1.目標處理(2D&3D)2.3D聯片處理3.曲射線偏移4.迭前深度偏移5.全3D解釋幅度:深度30-40米,時間10-20毫秒核心:長波長靜校正,速度陷阱對策:1.折射靜校正2.表層層析成像,消除近地表影響3.建立正確的速度模型與深度偏移4.變速作圖5.時間切片應用實例--低幅度構造核心:高分辨率與單砂體描述技術:(1)以資料為基礎進行高分辨率層序地層學分析,建立等時地層格架,分析砂體走向與分布,進行高精度砂層對比。(2)利用地震屬性分析與定量地震相分析進行河道識別,弄清砂體與河道的關系,從橫向上把握有利相帶。(3)通過巖石物理分析,進行儲層地球物理特征重構,突出儲層特征.(4)進行高分辨率儲層特征反演,弄清單砂體空間展布。(5)結合動、靜態(tài)開采資料確定砂體的連通性，進行油氣水分析，判斷含油氣性,井位部署。

應用實例--復雜河流相儲層復雜河流相儲層描述技術要點應用實例--裂縫性儲層技術要點1)儲層特征重構與儲層特征反演2)地震屬性，如傾角、方位角、曲率等也有助于小斷層解釋3)相干體分析預測裂縫發(fā)育帶4)波形特征,同相軸不連續(xù)、弱反射、極性反轉、雜亂反射等5)基于波形變化的定量地震相分析6)3DAVO7)多波多分量技術路線及對策

（1）處理解釋一體化的深度域成像（要求“三高”）----關鍵，（2）與精細構造解釋相關的地球物理技術----相干、可視化

（3）與儲層密切相關的一系列反演方法----地震測井聯合反演、Jason多參數反演、合成聲波測井、多參數沿層反演等

（4）與綜合研究相關的技術----可視化、斷層評價、地震屬性分析與油氣預測古潛山儲層評價應用實例--古潛山

開發(fā)地震技術

前沿技術———————————

3DAVO 4D地震

井間地震 多波多分量

前沿技術--3DAVO應用實例-委內瑞拉碳酸巖前沿技術--四維地震定義

在同一地方，利用不同時間重復采集的、經過互均化處理 的、具有可重復性的三維地震數據體，應用時間差分技術， 綜合巖石物理學和油藏工程等多學科資料,監(jiān)測油藏變化， 進行油藏管理的一種技術。其目

（1）尋找死油區(qū)，（2）監(jiān)測強化采油過程 提高儲量與采收率65-75%研究內容

可行性技術可行性巖石物理與地震

經濟可行性

投資<增加效益的20% 采集、處理與解釋十億美元全部地震三維采集四維地震93949596979899012345概況分辨率有限數據體尺寸和

研究周期可重復性含油飽和度變化影響程度的不確定性難以區(qū)分流體