基于反演误差分析的裂缝预测方法研究

发布时间：2020-04-05 15:51

【摘要】：现阶段,勘探对象正从常规油气藏向非常规油气藏以及特殊油气藏发生转变,而裂缝油气藏作为复杂油气藏的典型,勘探潜力巨大。目前裂缝预测的方法有很多,主要还是以间接法中的地震方法为主。用于预测裂缝的地震方法主要包括相干体技术、边缘检测技术、非线性技术、横波分裂技术、垂直地震剖面技术以及转换波预测裂缝等。本文提出采用反演误差来进行裂缝预测,其理论基础是对于构造越复杂的区域通过数值模拟所得到的地震波场形态也会更加复杂,对其进行反演所得结果的精度随之越低,反演误差相应增大,因此可以借用反演误差特征来对裂缝区域进行预测。本文首先研究了含裂缝介质(HTI介质)的基本理论及传播特征,并通过弹性波群、相速度的三维速度曲面图以及二维速度曲线图直观验证了Thomsen参数变化对速度的影响。然后建立了一系列含裂缝介质模型,采用有限差分数值模拟,添加透明边界条件,通过模拟得到的地震记录分析了含裂缝介质中地震波的传播规律。本文采用贝叶斯反演算法进行反演,详细描述了贝叶斯反演的相关理论基础,给出了反演的具体流程。为了提高反演的精度进而提高利用反演误差预测裂缝的准确性,本文对传统的贝叶斯反演算法进行了改进,主要改进点包括初始反演阻抗模型的改进、先验概率分布的改进以及似然函数的改进,最终得到了一套高精度的贝叶斯反演算法,并通过对其进行抗噪性分析检测了该算法的稳定性和适用性。利用改进后的贝叶斯反演算法对含裂缝模型进行反演,将反演得到的结果与实际结果作差,进行误差分析并生成误差剖面,再将误差剖面与实际裂缝发育区的记录进行对比,在误差剖面上找到裂缝发育区的相应位置,探究裂缝发育区反演误差剖面的表现特征,从而以此为基础来进行裂缝预测。并通过对实际工区进行反演来探究裂缝发育区所对应的误差剖面表现特征,总结出适用于裂缝预测的反演误差分析方法。
【图文】：

HTI介质,介质,裂缝介质

2.2 含裂缝介质弹性波传播特征分析横向各向同性介质（TI 介质）是各向异性介质中的一种，基于其自身的特性对于各向异性的研究具有极其重要的意义，因此该介质受到了国内外广大学者的关注。TI 介质在纵向上和横向上表现出不同的特性，分别表现为非均质性和各向同性。当其对称轴倾斜时我们称之为倾斜横向各向同性介质（TTI 介质），而对于TTI 介质有两种特殊情况存在，即对称轴在空间上旋转过程中会出现垂直以及水平的情况。这两种特殊情况分别对应 VTI 介质和 HTI 介质，如图 2-1 所示。在实际地下地层中，由于受到上覆地层的压实作用，对于裂缝型储层一般得以保存的是高角度或近乎垂直的裂缝。HTI 介质一般由一系列平行排列的裂缝构成，所以能够很好的用来描述含裂缝介质。以 HTI 介质为基础研究其各向异性特征及地震波在其中的传播规律对于更好地了解含裂缝介质以及进行裂缝预测具有重要意义。

示意图,相速度,群速度,示意图

图 2-2 相速度与群速度关系示意图Fig.2-2 Diagram of the relation between phase velocity and group velocity接下来直接推导一般情况，即推导 TTI 介质中弹性波的群、相速度解析表达。式（2-7）的系数为一个矩阵，要想使该式子有非零解，则其系数矩阵的行列必定为零，即有如下式子成立：211 12 13212 22 23213 23 33=0VVVΓ ρ Γ ΓΓ Γ ρ ΓΓ Γ Γ ρ （2-11）化简该行列式并求解，，同时令 =0可得 TTI 介质弹性波在xoz 面内的二维相速解析表达式如下：( ) ( )( ) ( )2 0 2 011 44 33 442 0 2 011 44 33 441sin ( ) cos ( )21sin ( ) cos ( )PSVV c c c c DV c c c c Dθ θ θ θρθ θ θ θ = + + + + + + = + + + + + （2-12）
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.13;P631.4

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