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《中国石油大学》 2008年
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多尺度地震资料正反演方法研究

曹丹平  
【摘要】: 油藏地球物理是地球物理技术面向油气藏开发生产综合应用的新型学科,油藏地球物理的内涵包括油藏描述与油藏管理,利用地球物理方法进行油藏圈定和描述,并在油藏开发开采过程中监测油藏变化。油藏地球物理依托于高精度三维地震、井中地震、时延地震、多波多分量地震等多种地震技术的发展,其中高精度三维地震与其它技术的综合应用是油藏地球物理的核心技术。开展多尺度地震资料正反演方法研究,提高多尺度地震资料协同解决油藏地质问题的能力;基于流变学理论研究高精度粘弹性波动方程正演模拟方法,准确认识地质体在不同观测系统下的多尺度地震响应特征;利用贝叶斯反演理论建立多尺度地震资料联合反演方法,减小地震反演多解性、提高反演分辨率,充分发挥地震资料为油田开发服务的作用。 地震波在实际介质中的固有传播衰减特征很复杂,导致在理论上出现了多种描述粘弹性介质的衰减模型,但大部分用于粘弹性介质波动方程时间域正演模拟的衰减模型对其常Q特征都存在较大的近似。基于流变学理论研究,开展了标准线性体、Kelvin等多种衰减模型对粘弹性介质波动方程常Q正演模拟的适应性研究,分析了能够用于精确描述粘弹性介质中地震波衰减规律的多种广义流变学模型特征,并证明了广义流变模型之间具有等价性。分析了不同阶次广义Maxwell流变模型对粘弹性介质常Q衰减特征的拟合程度,完善了利用广义流变模型开展时间域粘弹性介质波动方程常Q正演模拟的基础,并将模型特征与常用的Futterman等衰减模型特征进行比较。对多种衰减模型开展了一维平面波正演模拟分析,解释了由于模型不同所引起的地震波传播衰减特征差异,指出了广义流变模型在波动方程时间域正演模拟中的优势。 将广义流变模型引入到时间域粘弹性介质波动方程常Q正演模拟过程中,并分别针对广义Maxwell流变模型和广义标准线性体两种模型特征进行分析,对前者考虑了两种非弹性函数定义方式来建立对应的波动方程,分别采用弹性模量和松弛模量来描述基于广义标准线性体模型的波动方程,重新定义记忆变量使得通过两种广义流变模型所建立的波动方程表达式得到统一。完整的给出了基于两种模量表示的各种广义流变模型所对应的位移-应力、位移、位移-速度-应力和速度-应力方程,指出了早期波动方程由于采用松弛模量进行表示所引起的误解。基于五阶广义Maxwell流变模型建立了高精度粘弹性介质高阶交错网格有限差分波动方程常Q正演模拟表达式,采用PML边界条件有效的消除人工边界反射,讨论了模拟过程中的稳定性条件和震源问题,将有限差分正演模拟结果与二维均匀粘弹性介质中的解析解进行对比,分析了高精度粘弹性介质波动方程有限差分数值模拟方法的精度。 采用高精度粘弹性介质常Q波动方程正演模拟方法开展模型响应特征分析认识到地震波在粘弹性介质中具有较强的衰减频散特征,随着Q值的减小和传播距离的增大,地震波产生振幅衰减、相位改变、主频降低等现象。针对不同的观测系统开展正演模拟,通过波场、共炮集及偏移成像剖面特征进行对比分析可知,地面地震、VSP和井间地震三种多尺度地震资料之间既有联系也有差异,联系在于多尺度地震资料是相同地下地质体在相应观测方式下的地震波响应特征;差异在于资料所包含的波场信息丰富程度不一样、反映地质体信息的范围不一样、分辨地质体细节特征的能力也不一样。加入近地表强衰减层的影响表明,多尺度地震资料之间存在一定的相位差异,进一步认识了实际多尺度地震资料之间既具有一致性又存在一定差异的特征。 基于贝叶斯反演理论,通过似然函数有机的将地面地震、VSP和井间地震三种多尺度地震资料进行整合,建立起基于修正柯西分布的多尺度地震资料联合反演方法体系,并完善了联合反演流程。利用一维模型验证了联合反演算法的正确性,加噪后通过卡方分布测试了联合反演参数的合理选择范围,并采用二维多尺度正演模拟资料验证了联合反演方法的有效性及对多尺度资料的适应性。对联合反演方法进行退化建立了时间域单一尺度地震资料反演方法;针对连井井间地震剖面的特征重点强调了高精度深时转换、井地时深关系一致性及加强横向约束等改进策略,完善了深度域井间地震资料的反演方法和流程。 将多尺度地震资料反演方法对胜利油田垦71区块开展了应用研究,利用深度域井间地震反演方法获得连井井间地震波阻抗反演剖面,从该反演结果中提取的虚拟井能够有效的匹配地面地震资料反射特征。虚拟井约束下的井地联合反演只能够提高地面地震反演精度,而基于贝叶斯理论框架建立的多尺度地震资料联合反演方法则能够有效的提高地面地震资料反演结果的分辨率,实现多尺度地震资料特征的融合。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:P631.4

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【引证文献】
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1 郑静静;基于曲波变换和贝叶斯理论的储层预测方法研究[D];中国石油大学;2011年
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1 何兵红;基于衰减介质的地震波数值模拟及吸收属性提取方法研究[D];中国石油大学;2011年
【参考文献】
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1 周建宇;井间地震研究与应用[D];中国科学院研究生院(兰州地质研究所);2002年
【共引文献】
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8 秦雪霏;韩立国;李巍;;地震波多次散射波场的高阶谱统计分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年S1期
9 栾颖;冯晅;刘财;刘洋;;波阻抗反演技术的研究现状及发展[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年S1期
10 张丽丽;刘四新;吴俊军;张芝贤;;层状介质探地雷达信号Q值估计及反Q滤波[J];吉林大学学报(地球科学版);2011年01期
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1 兰海强;刘佳;白志明;;VTI介质起伏地表地震波场模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
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4 张金海;王卫民;赵连锋;姚振兴;;黏声波介质傅里叶有限差分法正演模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
5 程冰洁;李小凡;龙桂华;;基于广义正交多项式褶积微分算子的地震波场数值模拟方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
6 路鹏飞;杨长春;郭爱华;王真理;刘鹏;;改进的模拟退火算法及其在叠前储层参数反演中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
7 孙福利;杨长春;麻三怀;李波涛;;横波速度预测方法[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
8 黄真萍;邢庆祝;;井间地震层析成像的应用技术[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
9 ;Hybrid particle swarm optimization-simplex algorithm for inverse problem[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
10 王琦;董守华;;淮北矿区深部煤炭资源高精度地震勘探技术探讨[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
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1 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
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9 吕琳;天然气水合物(地球物理属性)的神经网络识别方法及软件开发[D];吉林大学;2011年
10 廉玉广;庐枞盆地金属矿地震波场精细模拟及属性应用研究[D];吉林大学;2011年
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4 刘自丽;基于改进免疫算法的弹性参数反演[D];中国海洋大学;2010年
5 徐磊磊;随钻地震资料逆VSP处理方法初探[D];中国海洋大学;2010年
6 张晓明;非零井源距VSP资料处理方法研究[D];中国海洋大学;2010年
7 贾超;腾冲火山构造二维反射地震探测正演模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 陈聪;叠前逆时偏移及成像[D];中国地质大学(北京);2011年
9 韩颜颜;双相粘弹EDA介质地震波场数值模拟与特征分析[D];吉林大学;2011年
10 王玉海;井地地震CT技术在岩溶勘察中的应用研究[D];南京大学;2011年
【同被引文献】
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1 王保丽;印兴耀;;基于弹性波阻抗的拉梅参数反演与应用(英文)[J];Applied Geophysics;2006年03期
2 高君;王建民;云美厚;黄宝顺;张国才;;地震属性优化及其在储层预测中的应用[J];Applied Geophysics;2006年04期
3 王璞;张文坡;胡天跃;;长偏移距P波AVO反射系数的一种近似(英文)[J];Applied Geophysics;2007年01期
4 王季;陆文凯;;基于局部直方图规定化的相干体增强(英文)[J];Applied Geophysics;2010年03期
5 郑静静;印兴耀;张广智;武国虎;张作胜;;基于第二代Curvelet变换的面波压制(英文)[J];Applied Geophysics;2010年04期
6 贺振华,胡光岷,黄德济;数学检波器与波动方程地震叠前正演[J];成都理工大学学报(自然科学版);2004年06期
7 宋文蕾;赵艳华;谢慕君;;基于脊波变换的数字图像处理[J];长春大学学报;2007年02期
8 滕吉文,张中杰,王爱武,魏计春,吉连祥;弹性介质各向异性研究沿革、现状与问题[J];地球物理学进展;1992年04期
9 奚先,姚姚;二维粘弹性随机介质中的波场特征分析[J];地球物理学进展;2004年03期
10 王保丽,印兴耀,张繁昌;弹性阻抗反演及应用研究[J];地球物理学进展;2005年01期
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1 郑静静;印兴耀;张广智;;基于Curvelet变换的多尺度相干体分析技术[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
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1 何义中;裂缝油气储层检测与预测的地球物理方法研究[D];成都理工大学;2002年
2 文晓涛;缝洞储层的地震检测及综合预测[D];成都理工大学;2006年
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4 许多;双相介质储层参数非线性反演[D];成都理工大学;2008年
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4 于晓晶;图像滤波方法的探讨及其MATLAB实现[D];华东师范大学;2008年
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1 尤双双;泌阳凹陷地震构造解释与储层综合评价[D];长江大学;2012年
【二级参考文献】
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1 张贵宾,申宁华,王喜臣,王华啸;位场广义线性综合反演系统的建立[J];长春地质学院学报;1993年02期
2 陈华根,吴健生,王家林;改进的重力模拟退火反演研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2002年03期
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4 蔡永香,肖慈珣,侯庆功,李厚裕;应用神经网络识别地层特性[J];测井技术;1994年06期
5 黄河,任韶萱;遗传算法及其在速度结构与震源联合反演中的应用[J];东北地震研究;1998年04期
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8 吴永刚,吴清岭;有限差分法弹性波数值模拟[J];大庆石油地质与开发;1994年03期
9 潘冬明,杨顶辉,张慧;含煤层地质环境下地震波场的数值模拟[J];地球物理学进展;1997年01期
10 江为为,刘伊克,郝天珧,宋海斌;四川盆地综合地质、地球物理研究[J];地球物理学进展;2001年01期
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8 左建军;;井间地震粘弹性数值模拟及效果分析[J];油气地球物理;2008年01期
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1 曹丹平;多尺度地震资料正反演方法研究[D];中国石油大学;2008年
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3 张文波;井间地震交错网格高阶差分数值模拟及逆时偏移成像研究[D];长安大学;2005年
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6 李桂花;井间地震波场数值模拟及波场特征研究[D];西安科技大学;2008年
7 张国宏;断层滑动分布与震源破裂过程联合反演研究[D];中国地震局地质研究所;2011年
8 彭淼;大地电磁与天然地震数据联合反演研究[D];中国地质大学(北京);2012年
9 敬荣中;地球物理非线性联合反演方法研究[D];中南大学;2002年
10 张建伟;变速介质三维地震叠前深度域成像与应用研究[D];成都理工大学;2004年
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1 窦玉坛;基于正演方法的井间地震响应特征研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2007年
2 袁合民;多尺度联合反演及其应用[D];中国石油大学;2011年
3 刘志伟;地震波方程时间域边界元法数值模拟[D];吉林大学;2004年
4 蒋先勇;东濮凹陷深层3D地震采集技术研究[D];中国地质大学(北京);2006年
5 白杰;射线追踪正演模拟及应用[D];中国地质大学(北京);2007年
6 陈启艳;复杂侵入带感应测井的正演计算及环境影响讨论[D];吉林大学;2007年
7 孙月成;多相介质多波AVO正演模拟对比研究[D];中国地质大学(北京);2006年
8 熊祥斌;探地雷达图像分析技术在水工混凝土结构检测中的应用[D];中国水利水电科学研究院;2006年
9 汪谋;公路隧道衬砌地质雷达正演数值模拟和室内模型试验的研究[D];同济大学;2007年
10 张朝霞;高斯射线束在工程物探中的应用及研究[D];成都理工大学;2007年
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