含流体薄层时移地震AVA/AVF特征分析
发布时间：2020-12-09 18:31
随着地震勘探的不断深入,对薄互层反射机理的研究变得越来越重要。为了准确获得薄层的频率特性并了解其时移变化规律,本文从弹性波动理论出发,讨论分析了薄层的反射AVA/AVF（amplitude variation with incident angle/amplitude variation with frequency）特征,并进行了数值模拟实验予以验证;基于实际测井资料和岩石物理等效介质理论,分析了含流体薄层的时移地震AVA/AVF特征。研究表明:薄层厚度和频率对薄层反射振幅响应的影响是等价的。随着薄层厚度的增加,薄层反射频率特性逐渐出现周期性变化;随着入射角度的增加,薄层反射频率特性逐渐向高频方向延伸。在薄层油气藏注水开发过程中,随着含水饱和度的增大,薄层反射P波频率特性向高频方向延伸,而薄层反射P-SV波频率特性基本保持不变。
【文章来源】：吉林大学学报(地球科学版). 2017年03期 第884-898页 北大核心
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
图１平面波在薄层中的反射透射示意图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｐｌａｎｅｗａｖｅｉｎｔｈｉｎｌａｙｅｒ
ＶＲＨ．Ｖｏｉｇｔ－Ｒｅｕｓｓ－Ｈｉｌｌ。图２储层时移地震流体替换流程图Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｆｌｕｉｄｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｉｎｔｉｍｅｌａｐｓｅｓｅｉｓｍｉｃ相同，即当薄层层厚和频率取值相同时，可得到相同的薄层反射响应特征。从图３ｆ中可以看出，当入射角度固定的时候，薄层反射系数关于厚度和主频的变化呈现严格的对称分布，当层厚增加时，适当减小主频即可获得相同的反射系数。综上可以看出，薄层层厚和主频对薄层反射响应特征的影响是等价的。这是因为在平面波表达式和反透射系数计算表达式中，厚度和频率是成对出现的，二者具有相同的地位，因此在固定入射角情况下，两者对反射系数的影响是相同的。类似地，图４给出了含水砂岩薄层反射Ｐ－ＳＶ波ＡＶＡ／ＡＶＦ特征图，从中也可以得出薄层层厚和频率的等价性质。２．２薄层反射ＡＶＡ／ＡＶＦ分析在地震勘探中，地震波传播的过程其实就是一个滤波的过程，可将地下介质、界面等视为特定的滤波器，自震源发出的地震子波经过这些滤波器的叠加作用，最终被检波器接收形成地震记录。薄互层作为一种广泛分布的岩性油气藏，滤波特性较为复杂，受到储层弹性参数、主频、层厚、入射角度等多种因素的共同制约。从射线理论的角度来说，当延续时间为ｔ的地震子波沿着一定角度入射到薄层时（如图１所示）：若薄层顶底界面的反射波时差Δｔ＝（ｔＡＢ＋ｔＢＣ）－ｔＯＣ＜ｔ，则顶底界面的反射波调谐在一起，无法分辨；若ｔ／２≤Δｔ＜ｔ，顶底界面的反射波尽管依然调谐在一起，但此时薄层厚度能够得到有效的识别；而当Δｔ?ｔ时，顶底界面反射波不再发生调谐而完全分开。实际
参数Ｔａｂｌｅ３Ｅｌａｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｔｈｉｎｌａｙｅｒ岩性ｖＰ／（ｍ／ｓ）ｖＳ／（ｍ／ｓ）ρ／（ｇ／ｃｍ３）层位１页岩２１９０８２０２．１６薄层２含水砂岩２１３５８６０２．１１含气砂岩１５４５９００１．８８层位３页岩２１９０８２０２．１６ａ．τ＝０．００３ｓ；ｂ．τ＝０．００６ｓ；ｃ．τ＝０．００９ｓ；ｄ．τ＝０．０１５ｓ；ｅ．τ＝０．０２１ｓ；ｆ．τ＝０．０２７ｓ。图５含水砂岩高速薄层反射Ｐ波ＡＶＡ／ＡＶＦ特征图Ｆｉｇ．５Ｐ－ｗａｖｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎＡＶＡ／ＡＶＦｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｗａｔｅｒ－ｂｅａｒｉｎｇｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｈｉｎｌａｙｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙａ．τ＝０．００３ｓ；ｂ．τ＝０．００６ｓ；ｃ．τ＝０．００９ｓ；ｄ．τ＝０．０１５ｓ；ｅ．τ＝０．０２１ｓ；ｆ．τ＝０．０２７ｓ。图６含水砂岩高速薄层反射Ｐ－ＳＶ波ＡＶＡ／ＡＶＦ特征图Ｆｉｇ．６ＣｏｎｖｅｒｔｅｄＰ－ＳＶｗａｖｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎＡＶＡ／ＡＶＦｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｗａｔｅｒ－ｂｅａｒｉｎｇｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｈｉｎｌａｙｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙ当０．０１０ｓ＜τ≤０．０３０ｓ时，薄层反射频率特性曲线有多个极值点，也就是存在陷频，当层厚和入射角度不同的时候，极小值点的位置不同。当采用不同滤波档时，会得到不同厚度、不同入射角度对应的薄层反射波。层厚决定了薄层反射频率特性曲线的周期性，随着入射角度的增加，薄层反射频率特性曲线向高频方向延伸
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字岩石物理中弹性参数的有限差分计算方法[J]. 印兴耀,秦秋萍,宗兆云. 地球物理学报. 2016(10)
[2]基于测井资料的储层模量反演与地震反射特征分析[J]. 孙成禹,李晶晶,唐杰,张晓钊. 石油物探. 2015(03)
[3]基于岩石物理模型的纵、横波速度反演方法[J]. 印兴耀,李龙. 石油物探. 2015(03)
[4]致密油储层甜点地震预测[J]. 朱超,夏志远,王传武,宋光永,魏学斌,王鹏,王海峰,王波. 吉林大学学报(地球科学版). 2015(02)
[5]交错网格任意阶导数有限差分格式及差分系数推导[J]. 杨庆节,刘财,耿美霞,冯晅,郭智奇,刘洋. 吉林大学学报(地球科学版). 2014(01)
[6]弹性波交错网格高阶有限差分法波场分离数值模拟[J]. 李振春,张华,刘庆敏,韩文功. 石油地球物理勘探. 2007(05)
[7]多参数优化的模拟退火法波阻抗反演[J]. 王振国,陈小宏,王克斌,宋伟,杨松,陈共青. 石油物探. 2007(02)
[8]薄层地球物理特征再认识[J]. 张军华,陆文志,王月英,高荣涛,王永刚. 石油物探. 2004(06)
[9]非线性地球物理反演方法:回顾与展望[J]. 杨文采. 地球物理学进展. 2002(02)
[10]薄互层等效横向各向同性的研究[J]. 徐果明,李跃,倪四道,王汉标. 石油地球物理勘探. 1996(06)
本文编号：2907297
【文章来源】：吉林大学学报(地球科学版). 2017年03期 第884-898页 北大核心
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
图１平面波在薄层中的反射透射示意图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｐｌａｎｅｗａｖｅｉｎｔｈｉｎｌａｙｅｒ
ＶＲＨ．Ｖｏｉｇｔ－Ｒｅｕｓｓ－Ｈｉｌｌ。图２储层时移地震流体替换流程图Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｆｌｕｉｄｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｉｎｔｉｍｅｌａｐｓｅｓｅｉｓｍｉｃ相同，即当薄层层厚和频率取值相同时，可得到相同的薄层反射响应特征。从图３ｆ中可以看出，当入射角度固定的时候，薄层反射系数关于厚度和主频的变化呈现严格的对称分布，当层厚增加时，适当减小主频即可获得相同的反射系数。综上可以看出，薄层层厚和主频对薄层反射响应特征的影响是等价的。这是因为在平面波表达式和反透射系数计算表达式中，厚度和频率是成对出现的，二者具有相同的地位，因此在固定入射角情况下，两者对反射系数的影响是相同的。类似地，图４给出了含水砂岩薄层反射Ｐ－ＳＶ波ＡＶＡ／ＡＶＦ特征图，从中也可以得出薄层层厚和频率的等价性质。２．２薄层反射ＡＶＡ／ＡＶＦ分析在地震勘探中，地震波传播的过程其实就是一个滤波的过程，可将地下介质、界面等视为特定的滤波器，自震源发出的地震子波经过这些滤波器的叠加作用，最终被检波器接收形成地震记录。薄互层作为一种广泛分布的岩性油气藏，滤波特性较为复杂，受到储层弹性参数、主频、层厚、入射角度等多种因素的共同制约。从射线理论的角度来说，当延续时间为ｔ的地震子波沿着一定角度入射到薄层时（如图１所示）：若薄层顶底界面的反射波时差Δｔ＝（ｔＡＢ＋ｔＢＣ）－ｔＯＣ＜ｔ，则顶底界面的反射波调谐在一起，无法分辨；若ｔ／２≤Δｔ＜ｔ，顶底界面的反射波尽管依然调谐在一起，但此时薄层厚度能够得到有效的识别；而当Δｔ?ｔ时，顶底界面反射波不再发生调谐而完全分开。实际
参数Ｔａｂｌｅ３Ｅｌａｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｔｈｉｎｌａｙｅｒ岩性ｖＰ／（ｍ／ｓ）ｖＳ／（ｍ／ｓ）ρ／（ｇ／ｃｍ３）层位１页岩２１９０８２０２．１６薄层２含水砂岩２１３５８６０２．１１含气砂岩１５４５９００１．８８层位３页岩２１９０８２０２．１６ａ．τ＝０．００３ｓ；ｂ．τ＝０．００６ｓ；ｃ．τ＝０．００９ｓ；ｄ．τ＝０．０１５ｓ；ｅ．τ＝０．０２１ｓ；ｆ．τ＝０．０２７ｓ。图５含水砂岩高速薄层反射Ｐ波ＡＶＡ／ＡＶＦ特征图Ｆｉｇ．５Ｐ－ｗａｖｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎＡＶＡ／ＡＶＦｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｗａｔｅｒ－ｂｅａｒｉｎｇｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｈｉｎｌａｙｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙａ．τ＝０．００３ｓ；ｂ．τ＝０．００６ｓ；ｃ．τ＝０．００９ｓ；ｄ．τ＝０．０１５ｓ；ｅ．τ＝０．０２１ｓ；ｆ．τ＝０．０２７ｓ。图６含水砂岩高速薄层反射Ｐ－ＳＶ波ＡＶＡ／ＡＶＦ特征图Ｆｉｇ．６ＣｏｎｖｅｒｔｅｄＰ－ＳＶｗａｖｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎＡＶＡ／ＡＶＦｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｗａｔｅｒ－ｂｅａｒｉｎｇｓａｎｄｓｔｏｎｅｔｈｉｎｌａｙｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙ当０．０１０ｓ＜τ≤０．０３０ｓ时，薄层反射频率特性曲线有多个极值点，也就是存在陷频，当层厚和入射角度不同的时候，极小值点的位置不同。当采用不同滤波档时，会得到不同厚度、不同入射角度对应的薄层反射波。层厚决定了薄层反射频率特性曲线的周期性，随着入射角度的增加，薄层反射频率特性曲线向高频方向延伸
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字岩石物理中弹性参数的有限差分计算方法[J]. 印兴耀,秦秋萍,宗兆云. 地球物理学报. 2016(10)
[2]基于测井资料的储层模量反演与地震反射特征分析[J]. 孙成禹,李晶晶,唐杰,张晓钊. 石油物探. 2015(03)
[3]基于岩石物理模型的纵、横波速度反演方法[J]. 印兴耀,李龙. 石油物探. 2015(03)
[4]致密油储层甜点地震预测[J]. 朱超,夏志远,王传武,宋光永,魏学斌,王鹏,王海峰,王波. 吉林大学学报(地球科学版). 2015(02)
[5]交错网格任意阶导数有限差分格式及差分系数推导[J]. 杨庆节,刘财,耿美霞,冯晅,郭智奇,刘洋. 吉林大学学报(地球科学版). 2014(01)
[6]弹性波交错网格高阶有限差分法波场分离数值模拟[J]. 李振春,张华,刘庆敏,韩文功. 石油地球物理勘探. 2007(05)
[7]多参数优化的模拟退火法波阻抗反演[J]. 王振国,陈小宏,王克斌,宋伟,杨松,陈共青. 石油物探. 2007(02)
[8]薄层地球物理特征再认识[J]. 张军华,陆文志,王月英,高荣涛,王永刚. 石油物探. 2004(06)
[9]非线性地球物理反演方法:回顾与展望[J]. 杨文采. 地球物理学进展. 2002(02)
[10]薄互层等效横向各向同性的研究[J]. 徐果明,李跃,倪四道,王汉标. 石油地球物理勘探. 1996(06)
本文编号：2907297
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