国际非常规油气勘探开发大会-杜启振发言.ppt

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1、中国石油大学(华东)2011年7月4日,报告人：杜启振,多分量联合成像技术,THE INTERNATIONAL UNCONVENTIONAL OIL&GAS CONFERENCE IN QINGDAO,CHINA(IUOGC),储层描述及流体识别困难,强非均质性和各向异性,裂缝地震响应特征复杂,前 言,针对碳酸盐岩裂缝油气藏球物理勘探关键技术开展研究,野外裂缝露头,灰岩潜山油藏剖面图,纵波地震记录,裂缝性油气藏勘探关键技术问题,前 言,地震成像裂缝储层流体识别,裂缝地震响应特征模式复杂构造准确成像裂缝储层及流体地球物理识别,两项业务需求、三项关键技术,纵波地震记录,（一）裂缝等效介质模型建立（

2、二）多分量联合成像方法,研究内容,（一）裂缝等效介质模型建立（二）多分量联合成像方法,研究内容,（一）裂缝等效介质模型建立,研究背景,V1、1,V2、2,声波介质（砂、泥岩）地震模型,存在的科学难点：如何利用裂缝的众多参数(倾角、开度、密度、延伸长度等)准确描述裂缝储层？,张裂缝,提出的研究思路：针对裂缝性油气藏，进行地球物理简化，建立相应的裂缝等效介质模型，采用波场模拟方法获得正演记录，分析地震波场，为地震勘探提供指导。,（一）裂缝等效介质模型建立,裂缝介质（定向裂缝）六方各向异性介质孔隙介质多孔双相介质,裂缝-孔隙介质 是地震波传播理论研究的重要课题 是油气产业部门需要解决的难点问题,裂缝

3、性油气藏,裂缝面,裂缝-孔隙介质模型的建立,裂缝-孔隙介质模型的建立,创新性工作：应力应变关系：在岩石骨架的弹性系数 中引入裂缝孔隙度，在孔隙流体的流固耦合系数 中引入基质孔隙度；运动平衡关系：基于油气藏开发的等效连续介质渗流理论，在运动平衡方程中引入裂缝渗透率 和基质渗透率；利用动力学的基本定律，建立了双孔双渗的裂缝孔隙介质模型，其数学表达式为:,cg208井,背斜倾末端：,（582964.9 4204956.1）,富台潜山过车古208井地震成果剖面,Cg208井,富台潜山模型剖面,裂缝-孔隙介质模型的建立,cg208井,对潜山三维叠前地震道集进行了处理，并同模型记录进行了对比，有效识别叠前

4、道集上的裂缝反射信息。背斜倾末端：,炮点在cg208井,模拟记录,认识：根据模拟记录中裂缝反射特征为从叠前道集中对裂缝反射波进行识别提供了可能。对从叠前道集中进行裂缝信息的识别和裂缝属性的提取具有指导意义。,（582964.9 4204956.1）,Source(583000,4205361);7th Receiver(582900,4204961);Cg208井(582964,4204956),炮点在cg208井实际炮记录局部放大图,模拟记录局部放大图,裂缝-孔隙介质模型的建立,紧致交错网格有限差分法波场模拟,创新性工作：采用紧致交错网格差分格式解决频散问题,一阶导数十阶精度紧致交错 差分格

5、式：,：导数值,：计算点,：函数值,波场数值模拟需要对波动方程进行高阶交错网格有限差分，而该过程的离散化和有限化产生了数值频散问题：,数值频散(Fei,T.,1995),紧致交错网格有限差分法波场模拟,差分精度,波数,紧致交错网格差分格式，偏离精确值较小，近似精度高。,Marmousi II 模型纵波速度 Marmousi II 模型横波速度 Marmousi II 模型密度,x,z,模型左边（3000m处）激发,紧致交错网格有限差分法波场模拟,x,z,模型中间（8500m处）激发,建立了裂缝-孔隙介质模型，形成了紧致交错网格有限差分正演模拟方法。完善了各向异性介质和孔隙介质地震波传播理论，初

6、步揭示了裂缝性油气储层的地震波场传播机理，用以指导裂缝性储层勘探。,（一）地球等效介质模型建立,（一）裂缝等效介质模型建立（二）多分量联合成像方法,研究内容,存在的科学难点：地震波场包含纵波、横波、转换波，区别于常规纵波勘探，如何处理和解释多波多分量地震资料？,多波多分量地震勘探的优势获得的信息比常规地震勘探更加丰富更精细的构造成像识别真假亮点，直接寻找油气藏研究各向异性、探测裂隙发育分布,（二）多分量联合成像方法,研究背景,1）处理方式虽然简单易于实现，但在波场外推过程中不能很好地保持地震波的弹性矢量性质；2）时间域纵波、转换波成像剖面上同一层位到达时间的不一致性带来了解释对比的困难。,常规

7、做法：,转换波,转换波成像剖面,存在的问题：,（二）多分量联合成像方法,在成像方法方面，逆时偏移是地震偏移方法的重要发展。逆时偏移基于全波方程，全波方程允许波在全方位传播，因而不存在倾角限制，并且是对所有波的现象的真实模拟。,声波方程逆时偏移开始进入商用领域（Yu Zhang，2008）,（二）多分量联合成像方法,BP模型,提出的研究思路：不做波场分离，联合使用多分量地震记录进行正向延拓和逆时外推，建立弹性矢量波场多分量联合逆时深度偏移算子用于成像。,（二）多分量联合成像方法,多分量联合成像方法流程图,特点：输入多分量共炮点道集，无需波场分离多分量道集中包含的纵横波信息耦合在一起进行沿拓，做到

8、了多波联合,（二）多分量联合成像方法,基于弹性波一阶速度应力方程推导了多分量联合的弹性波场正向外推（炮点到反射点）和逆时延拓（接收点到反射点）算子。,正演外推算子,逆时外推算子,（二）多分量联合成像方法,逆时外推中，地震记录同相轴骤然变化会在偏移中产生干扰。,吸收层的布置：在计算区域内外同时布置PML吸收层,计算区域,地表,吸收层内的逆时外推算子,非吸收层内的逆时外推算子,参见：Du Qi-zhen,Sun Rui-yan,Qin Tong,et al.APPLIED GEOPHYSICS,2010,7(2)88-95,（二）多分量联合成像方法,成像条件：互相关成像条件把具有相同时间、相同位置

9、的震源S与检波R波场进行零延迟互相关求和形成反射界面。该过程既利用了震源波场和检波波场的时间信息，又用到了振幅信息，保证了成像结果准确性。,（二）多分量联合成像方法,单炮成像基于照明补偿的互相关成像条件(Costa et al.,2008)；最终成像结果将单炮成像结果相加求得。,（二）多分量联合成像方法,逆时偏移的结果被低波数假象严重污染。,借鉴Yoon(2004)引入Poynting矢量的思想，在成像条件中同时引入垂向和水平方向Poynting矢量，消除逆时偏移中的低波数假象。,x,x,z,z,参见：Du Qi-Zhen et al.,Chinese J.Geophys,2009,52(2)

10、:471-478,（二）多分量联合成像方法,PP image,PP image+Laplace filter,上图：PP波成像结果及其波数谱，可见强能量出现在零波数附近，成像结果被低波数噪音所污染；下图：经过Lapalce滤波后的成像结果及其波数谱，可见构造成像结果低波数噪音已被压制。,（二）多分量联合成像方法,纵波成像结果Ipp,转换横波成像结果Ips,转换纵波成像结果Isp,横波成像结果Iss,成像结果准确，特别是纵波、转换横波振幅保真性较好。成像结果物理意义明确，并且反映了丰富的地质信息。,（二）多分量联合成像方法,Marmousi II 模型,纵波,转换横波,3条大断裂准确成像，断点清

11、晰；灰岩背斜和最底部的砂岩背斜从构造上准确成像；两侧简单构造准确成像；左侧小砂岩气藏位置范围准确可靠。逆时偏移成像结果与模型准确一致，振幅保真性较好。,（二）多分量联合成像方法,R.R Lu,P.Traynin,and J.E.Anderson.SEG Expanded Abstracts 28,2799-2803(2009),纵波成像结果,弹性纵波成像逆时偏移结果比较:1）在低频噪声压制效果方面本方法优越；2）构造成像精度及保幅性方面本方法优越。,（二）多分量联合成像方法,BP盐丘模型（中间部分）,（二）多分量联合成像方法,RTM,（二）多分量联合成像方法,基于弹性波场多分量联合处理方法开展了弹性波场逆时深度偏移成像理论和方法的研究。本研究是裂缝性油气储层准确成像和解释的有效手段，也为多波多分量地震资料处理引领了方向。,（二）多分量联合成像方法,谢 谢,THE INTERNATIONAL UNCONVENTIONAL OIL&GAS CONFERENCE IN QINGDAO,CHINA(IUOGC),