储层地球物理学烃类直接检测

关于储层地球物理学烃类直接检测第1页，课件共83页，创作于2023年2月4-1油气预测原理油气预测—通过反映油气地质现象的资料进行统计处理，系统地综合分析，找出油气固有的规律性来，从而对油气现象的未知状况作出定性或定量的说明。烃的直接检测第2页，课件共83页，创作于2023年2月一、油气预测机理

利用地震资料预测油气主要还是利用它的速度信息。我们知道孔隙岩石中ＶP与岩石骨架孔隙率、孔隙中的流体性质等有关，当孔隙中含油特别是含气时纵波的速度会明显下降，这就是我们利用地震资料预测油气的理论基础。在储集层具有相同的岩性和孔隙率的情况下，含气层的ＶP／ＶＳ小于非含气层的ＶP／ＶＳ，所以同一地层沿横向ＶP／ＶＳ下降，可能显示该段含气。烃的直接检测第3页，课件共83页，创作于2023年2月1地震能解决的油气预测问题〈1〉预测沉积盆地有利油气聚集带〈2〉预测储集层的分布

预测勘探区的岩相分布、水流体系、沉积体系和沉积环境。

预测有利于形成油气藏的三角洲、扇体、古河道、砂坝、礁体、盐丘等。

预测油气藏预测构造、断层圈蔽油气藏预测地层圈蔽型油气藏烃的直接检测第4页，课件共83页，创作于2023年2月２利用地震资料预测油气成功的关键〈1〉取决于预测方法是否得当和资料品质的好坏〈2〉取决于参与研究人员的经验和思维水平关键问题还是地震速度的求取。只要取得足够精确的地震波速度，那么进行油气的预测还是可能的。

利用ＶP／ＶＳ的特点帮助鉴别真假亮点：纵波亮，横波不亮的可能是油气。纵波亮，横波也亮的可能是煤层。

因为横波的速度只与骨架速度有关，而与孔隙中的流体无关，当孔隙中含气时，ＶＳ不发生明显的变化。烃的直接检测第5页，课件共83页，创作于2023年2月利用地震信息进行油气预测要解决的问题

勘探阶段：把预测方案作为提供部署发现井的依据，定性说明油气存在的可能性及半定量描述油气的分布范围等。

开发初期：把预测方案作为提供开发井的依据，定量预测油气田的分布范围及定量估计储集层的各种参数。

烃的直接检测第6页，课件共83页，创作于2023年2月二影响油气预测准确性的主要因素

1原始资料的质量问题2常规处理和特殊处理3预测方法4有关基本理论及应用程度5地震地质解释人员的主观能动性

原始地震记录受10多种因素影响，归纳为三类：

波在传播过程中受到地下构造、地层和岩性的影响，包括地层反射系数、反射界面的凹凸程度、薄层的微曲多次波吸收衰减、扩散等。

随机干扰造成的：地表、地下散射，各种随机噪音、波的干涉等。

震源的激发、仪器接收等因素的影响。

烃的直接检测第7页，课件共83页，创作于2023年2月常规处理和特殊处理

常规处理应做到：三高、三细、三保持

高信噪比精细处理保持相对振幅

三高

高分辨率

三细

精细速度分析

三保持

保持频率

高保真度精细监视保持波形常规处理包括：

预处理：数据解编提供反射点道集剔除野值叠前处理：振幅恢复振幅补尝、多种反褶积、速度分析、静、动校正、叠加等。叠后处理：反褶积、宽带滤波、子波处理及波动方程偏移等。

烃的直接检测第8页，课件共83页，创作于2023年2月三利用地震信息进行油气预测的特点

1单项信息预测油气的特点

2多项信息预测油气的特点预测油气的地震波动力学和运动学异常特征１反射波振幅横向变化，增强或减弱２反射波频率发生变化，降低或升高３反射波吸收特性衰减或增加４反射波速度降低５反射波波形变得复杂，多呈复波形式６反射波相位发生变化，极性反转７气、油、水接触面边界发生绕射现象８出现气、油、水接触面的“平点”反射波烃的直接检测第9页，课件共83页，创作于2023年2月９、反射层内部传播时间增大，同相轴出现下拉现象１０、异常反射波经常与异常地质体部位相吻合

统计分析进行油气藏判别就是建立在上述基础上以及由它们衍生的信息的基础上的。烃的直接检测第10页，课件共83页，创作于2023年2月4-2地震剖面上烃的直接检测

地震波振幅信息在岩性解释和油气检测中的重要性１、进行解释时波的对比２、当地层厚度很薄时，可用薄层反射振幅来估算薄层的厚度。３、利用反射振幅异常来检测油气、油水分界面（亮点技术）4、利用振幅随炮检距的变化来估算介质的泊松比，进而推断介质的岩性（AVO技术）。5、根据具体地区的地质特点利用振幅进行岩性解释和油气检测。烃的直接检测第11页，课件共83页，创作于2023年2月一影响反射波振幅的主要因素：1、激发条件

激发井深应在潜水面以下2、接收条件

主要包括检波器的类型、组合方式，仪器的记录频率特性等3、资料处理对反射波的影响

动校正拉伸影响叠加后的波形和振幅共深度点叠加也产生对波形和振幅的影响4、微曲多次波

造成能量的损失

5、波的干涉及噪音6、球面发散、吸收、散射、透射7、反射系数

R=Ar/AiAr=RAi8、反射界面曲率、不光滑性及地表附近的衰减烃的直接检测第12页，课件共83页，创作于2023年2月二地震剖面上烃的直接标志

1振幅异常2平点：气、水或油气界面上的反射3相位变化4饶射反映在气储边缘5下弯：气储下的各层反射向下弯6屏蔽区：气储下的一个带7低频率：

烃的直接检测第13页，课件共83页，创作于2023年2月亮点：是指在地震剖面上由于地下油气藏的存在引起反射波振幅相对增强的“点”。亮点标志及资料解释：

反射波振幅异常是指示油气藏存在的主要标志，但还需要综合利用极性反转、水平界面、速度降低及吸收系数增大等一系列标志，才能较可靠地确定油气藏的存在，减少解释的错误。

烃的直接检测第14页，课件共83页，创作于2023年2月亮点的标志：（1）极性反转

由于含气砂岩的波阻抗小于其上覆页岩的波阻抗，使页岩/含气砂岩界面的反射系数为负值，因而使含气砂岩顶面的反射波极性与其两侧来自含水砂岩界面的反射波的极性相反。这种极性相反的现象正好发生在含气砂岩的边界上。烃的直接检测（2）水平反射界面的出现

由于含气砂岩与下面的含水砂岩或含油砂岩之间的接触面是水平的，且有较大的反射系数，因而这种界面往往形成较强的具有水平“产状”的反射波同相轴。特别是当周围反射界面是倾斜的，在倾斜的地层界面之间出现这种强水平反射界面更能说明含气砂岩层的存在。第15页，课件共83页，创作于2023年2月亮点的标志：烃的直接检测

上图中，地震反射波振幅在油、气、水模型的油-气分布带明显增强。这是因为含水砂岩与泥岩界面的反射系数仅为0.09，而气-油界面的反射系数增大到0.11，因而造成油气藏范围内振幅增强。第16页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测（3）速度下降

由于含气砂岩与含水砂岩或含油砂岩相比，波速明显降低，因而使来自含气砂岩下面的反射的均方根速度，特别是含气砂岩的层速度将显著降低。因此地震波通过含气砂岩所需的旅行时将增大，使含气砂岩下各反射层的同相轴在地震剖面上产生向下凹陷的现象。（4）吸收衰减由于含气砂岩较含水砂岩或含油砂岩具有较大的吸收系数，地震波通过含气砂岩时其振幅由于强烈的吸收作用而发生显著的衰减，因而使通过含气砂岩从它下面的界面反射回来的反射波振幅比两边通过含水砂岩或含油砂岩的反射波振幅要小，另一方面因为含气砂岩对地震波高频成分吸收强烈，使得从下面来界面上来通过含气砂岩比通过两边含水砂岩或含油砂岩的反射波频率要低。第17页，课件共83页，创作于2023年2月默纳姆油田实例分析烃的直接检测

在储层具有相同岩性和孔隙率的情况下，含气层的VP/VS小于非含气层的VP/VS，所以对同一地层沿横向VP/VS下降，可能显示该地段含气。VP/VS的这种特点被用来帮助识别真假亮点很有用：

纵波亮、横波不亮的可能是油气纵波亮、横波也亮的可能是煤层第18页，课件共83页，创作于2023年2月默纳姆油田实例图1烃的直接检测

下图是默纳姆油田T55-4.5测线上2090至2020段的纵波地震剖面。科洛尼层的反射特征是振幅异常及横向振幅突变。第19页，课件共83页，创作于2023年2月默纳姆油田实例2烃的直接检测

而在同一地段的SH波剖面则只表现为低振幅的连续反射，这表明纵波剖面的振幅异常很可能是气层的反映，在此地段的井证实是含气砂岩的反射。第20页，课件共83页，创作于2023年2月默纳姆油田实例3烃的直接检测

下图是此测线上2190至2130段的纵波地震剖面。科洛尼的反射也有振幅异常。第21页，课件共83页，创作于2023年2月默纳姆油田实例分析烃的直接检测

同一地段的SH波剖面上同样有振幅异常，见下图，杜维纳5-26号井的资料证实这是由煤层引起的异常。该地区的地质情况是：科洛尼的地层中产气，有一个厚度达6米的纯气层，含气砂岩的波阻抗比下伏含水砂岩和上覆页岩的波阻抗都低。科洛尼地层内也有一些煤层，厚度是从3.66米到6米，煤层的波阻抗与含气砂岩相似，而且也是被波阻抗较高的岩石包围。如果只有纵波剖面是分不开含气砂岩和煤层的反射的，但是结合SH波剖面就可以消除这种多解性。第22页，课件共83页，创作于2023年2月默纳姆油田实例4烃的直接检测第23页，课件共83页，创作于2023年2月暗点：当砂岩速度远高于页岩速度且砂岩很致密不含气时，页岩／砂岩界面形成很强的反射，而当砂岩有孔隙且含气时波速降低，正好使两种岩层速度差变小，界面反射系数反而降低，这样不仅不能形成亮点，反而只能产生很弱的反射，即所谓的“暗点”。烃的直接检测第24页，课件共83页，创作于2023年2月平点技术

当一个倾斜的砂岩储集层中充填不同的流体时，在储集层的不同部位（即含气砂岩、含水砂岩或含油砂岩）密度和速度就会有所不同，因而流体接触面本身就成了反射界面，有可能产生反射波。而且页岩、砂岩界面和不同流体接触面的反射系数的大小和符号随着砂岩中所含流体性质的变化而变化。烃的直接检测第25页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测倾斜储集层示意图

这是一个倾斜的砂岩夹在页岩中间，如果砂岩的右端有封闭条件，就有可能形成油气藏。第26页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

一般来说，气水接触面的反射系数是较大的，特别是在浅层。从理论上分析和对第三系碎屑岩沉积剖面砂页岩岩性的统计，平点反射强度一般在R=0.5到R=0.005之间，在有利的情况下，与背景岩石界面的反射相比，平点反射可能相当强，以至“发亮”。但在不利条件下，也可能降低到比背景岩石界面反射弱。第27页，课件共83页，创作于2023年2月4-3反射振幅炮检距分析（AVO）AVO：AmplitudeVersusOffset

AVO技术就是利用CDP道集资料，分析反射波振幅随炮检距（也即如射角）的变化规律，估算界面的弹性参数泊松比，进一步推断地层的岩性和含油气情况。烃的直接检测第28页，课件共83页，创作于2023年2月AVO分析的主要特点1、AVO技术是直接利用CDP道集资料进行分析。这就充分利用了多次覆盖得到的丰富的原始信息。2、AVO技术利用了反射波振幅随炮检距（也即如射角）变化的特点，也就是说，它利用了整条反射系数R(a)曲线的特点。而亮点技术的理论基础是利用平面波垂直入射（a=0)情况下得出的有关反射系数的结论。所以AVO技术对岩性的解释比亮点技术更可靠。亮点剖面中的一些假象有可能用AVO技术来识别。烃的直接检测第29页，课件共83页，创作于2023年2月3、AVO技术虽然还不能算是利用波动方程进行岩性反演的方法，但它的思路、理论基础已经是对波动方程得到的结果的比较精确的直接的利用。4、AVO技术是一种研究岩性比较细致的方法，它需要有地质、测井、钻井等资料的配合，比较适用于油田的开发阶段。它是在地质构造比较清楚的情况下进一步研究地层的含油气情况。烃的直接检测第30页，课件共83页，创作于2023年2月1AVO的理论基础是Zoeppritz方程根据：斯奈尔定理位移连续条件压力连续条件Zoeppritz方程的简化公式及近似解

R()=RO+[AORO+/(1-)2]Sin2+1/2(VP/VP)(tg2-Sin2)烃的直接检测一AVO分析原理第31页，课件共83页，创作于2023年2月基本原理

AVO分析技术是利用地震反射资料提取岩性参数，进行油气藏检测或储层预测的经济而有效的手段之一。这项技术越来越被人们重视，并已用于开发地震研究当中。目前利用AVO分析方法，可以从地震反射资料中获取如垂直反射系数、幅距变化率、相对泊松比、岩性指示剖面等多种岩性特征参数。AVO分析的基本原理是：含油气地层与周围岩层的泊松比差的变化，引起反射波振幅的变化，反映在CDP（或CMP、CRP）道集上就是地震反射振幅随入射角（或炮检距）产生一定的变化，并且这个变化是有规律的。通过对这一规律的精细研究，就可以直接根据地震剖面来估计弹性参数、确定岩性，从而找出振幅变化与油气藏的关系。烃的直接检测第32页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

AVO分析处理时，首先要把以炮检距表示的地震道转换成以角度表示的地震道，然后再进行处理。2.角道集形式AVO处理输入的动校之后的CMP或CRP道集，因此要将以炮检距表示的CMP道集转换成角度表示的角道集。第33页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第34页，课件共83页，创作于2023年2月处理要求烃的直接检测第35页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第36页，课件共83页，创作于2023年2月处理流程烃的直接检测第37页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第38页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第39页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第40页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第41页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第42页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第43页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第44页，课件共83页，创作于2023年2月泊松比叠加剖面烃的直接检测第45页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第46页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第47页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第48页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第49页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第50页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第51页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第52页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第53页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第54页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第55页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第56页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测第57页，课件共83页，创作于2023年2月二AVO资料处理要点

重点：恢复和保护振幅信息提高S/N，通常采用道相加法陆上处理AVO难点

处理流程包括：

1、几何扩散校正2、对地层吸收的Q补偿3、振幅表层一致性处理4、反褶积5、动静校正6、基于统计学的随时间和炮检距变化的剩余振幅综合校正

烃的直接检测第58页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

AVO处理的每一步都要小心保护正确的振幅与入射角或炮检距的关系。而这些处理最好在偏移前进行。用于一般CDP叠加的提高信噪比的处理方法很多，但在AVO处理时要慎用。对于反褶积有人主张也不用，原因是反褶积对振幅的精确影响还难以估计，特别是对陆地上的资料。

陆地上AVO资料处理的困难在于消除下述因素的影响：

表层介质的不均匀性不同检波点检波器偶合差异不同激发点上震源偶合差异组合效应、低信噪比

第59页，课件共83页，创作于2023年2月三含气砂岩的AVO特征

砂岩含气，P波速度明显降低，且含气时泊松比也明显低于含水时的泊松比。第60页，课件共83页，创作于2023年2月根据波组抗的大小可将含气砂岩分为三类:

1高阻抗含气砂岩

2波阻抗差近于零的含气砂岩

3低阻含气砂岩

这三类含气砂岩的反射系数分别如图中的1、2、3三条曲线所示，其中有两条曲线标有2，它表示第二类砂岩的可能变化范围。第61页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

高阻抗含气砂岩存在于陆上硬质岩层中，是中度到高度压实的成熟砂岩。它具有高于上下泥、页岩的波阻抗，其P波反射系数随入射角变化而变化，当入射角由零逐渐增大时，反射系数先为正值，直至为零，然后反射系数变为负值，其绝对值随入射角的继续增大而增大（见上图）。这类含气砂岩在P波剖面上有时会表现出“暗点”。第62页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

右图是高阻抗含气砂岩的例子，砂岩埋深约1000米，图(a)是叠加剖面，粗线框出的是由河道砂岩产生的暗点。图(b)是它的CMP道集，可以清楚地看到极性反转。第63页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

波阻抗差近于零的含气砂岩多出现于近海和陆上沉积中，常长是中度到高度压实的成熟砂岩，它与上覆泥、页岩波阻抗几乎相同，因此法向反射和小入射角时反射振幅近于零。它与一般噪音水平相当而难以检测。在较大的入射角时，反射振幅随入射角增大而增大，而且变化率比低阻抗含气砂岩的大。这类含气砂岩的AVO特征与低阻抗型含气砂岩的基本相同。它在叠加剖面上不形成亮点，只有在炮检距足够大的时候才能检测出AVO特征。第64页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

左图是第二类含气砂岩的例子。(a)为墨西哥湾某区的中新统的含气砂岩叠偏剖面，含气砂岩反射约在2.1秒附近，存在振幅异常，但与典型的墨西哥湾含气砂岩的振幅异常不同无法用常规的法向入射模拟作出解释。(b)为该气层简单的地质模型。（c）为用Zeoppritz方程计算的该模型不同炮检距的合成剖面。各剖面前10道是相同的，来自含气砂岩反射面，后10道也是相同的，来自含水砂岩反射面，中间的道来自平坦的气-水界面。从（c）中可以看到，含气砂岩的反射振幅随炮检距增大而明显增大，但含水砂岩的反射振幅则截然不同。第65页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测低阻抗含气砂岩

多出现在海相地层中，往往是未经压实和固结的。在P波反射剖面上易形成亮点，它的上覆地层为VP较高的泥岩或页岩时，因泥岩或页岩的纵波速度和泊松比通常较大（0.3-0.4)，大于含气砂岩，这时的反射系数随入射角的增大而增大。这是用AVO方法识别含气砂岩的理论依据。

第66页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

右图是低阻抗含气砂岩的例子。砂岩波阻抗低于上覆介质的波阻抗，一般属于压实不足和未固结的砂岩。已有的大部分利用AVO技术发现的气藏，都与这类含气砂岩的AVO特性曲线有关。它的全部反射系数为负值。第67页，课件共83页，创作于2023年2月四AVO用途的扩展

AVO分析除检测含气砂岩储层外，还可用于：1检测含油储层2检测含油气碳酸盐岩储层3检测岩相变化4研究薄层

烃的直接检测第68页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测AVO资料解释

1AVO特征图示

目前用得比较多的是棒状图，它可以帮助解释人员很直接的看到振幅的变化。棒状图是在CDP道集中对所分析的反射层每道都用一黑竖线表示振幅的大小。上面是角道道集表示方法。第69页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测AVO资料解释

从上面的分析中可以看出，不同的油气储层其AVO特征是不同的。故不能仅仅依CDP道集上振幅的变化来判断是否含气，最好的办法是正演模型方法指导AVO解释。要有完整的纵、横波数据无横波数据时用经验公式第70页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测常用的经验公式：含气砂岩：VP=1.5VS含水砂岩：VP=1.26VS+1.07泥岩：VP=1.16VS+1.36或写成：含水砂岩：VS=0.79VP-0.85泥岩：VS=0.86VP-1.17对于石灰岩其纵横波速度比值较稳定，一般取1.9，故有：含气、油、水石灰岩：VP=1.9VS第71页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测在适当的地质条件下，含气砂岩表现出振幅随炮检距增大而增大的特点，但是这一点也并不是含气砂岩独有的特征。

Gassway(1986)指出，在其它普通地质条件相同的条件下，也可以产生振幅随炮检距增大而增大的现象，如砂泥岩层中出现碳酸盐岩透镜体时，就会使反射振幅随炮检距增大而增大。这种碳酸盐岩中的纵波速度及泊松比都比围岩（砂泥岩）要高。

石灰岩含气储层中的AVO特征与含气砂岩AVO特征相比，要复杂些。因此我们不可一看到这种现象就说是储层含气。第72页，课件共83页，创作于2023年2月六影响AVO的因素1薄层影响2浅层强反射界面的影响较深的含气砂岩层可能被掩盖3组合影响检波气组合将使振幅随炮检距增大而衰减4噪音影响5地表条件影响6界面倾角影响7速度各向异性变化影响8震源性质影响烃的直接检测第73页，课件共83页，创作于2023年2月4-4神经网络油气预测方法人工神经网络概述1基本处理单元2多层感知气3误差反向传播算法油气横向预测方法1特征提取2神经网络分类器3实例4油气预测4.1样本集的选取4.2时窗的选取5储层分析6结论及认识烃的直接检测第74页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测

油气预测目前用得较多的方法是人工神经网络方法。该方法的出发点是设想一个计算机系统具有学习的能力，人不断地将一些信息传输给它，并告诉它应得到的结果的例子。计算机利用这些信息不断运行，在此过程中将会产生许多错误，但最终它会从错误中学会使自己处于能成功地执行任务的地位。基于此，我们自行开发了人工神经网络油气预测软件，该软件既可在Sun工作站上IES环境下操作，数据直接从三维数据体中读取，也可在微机上计算，操作方便灵活。利用地震资料预测地层的含油气性，可将它作为神经网络监督学习的例子，如先将若干口含油井的样本值和非含油井的样本值输入给网络，神经网络从中学会识别地层是否含油的规则，在网络得到训练后，就可以将其它地震资料输进网络，神经网络就会自动对地层进行识别。其中最关键的问题就是样本集和时窗的选取。第75页，课件共83页，创作于2023年2月烃的直接检测5.1样本集的选取

神经网络预测油气首先是样本集的选取，它视工区范围的大小而定，通常工区大，样本集的选取可多些，工区小，样本集的选取可适当少些。当然，还要视工区的速度变化情况而定,对横向上速度变化比较大的,样本集就要选取得相对多一些。样本集选取好以后，就开始对网络进行训练，并在训练过程中提取特征参数，对这些特征参数可通过网络训练对它们进行优化组合，将那些对油气预测中贡献最大的特征参数组合在一起,进行油气预测，而将那些对油气预测贡献较少的特征参数，则可以不考虑，运算中将其去掉。为了检验网络训练的精度，我们只选用了部分油井和非含油井做样本，而用另一步分井作为检验样本。这次工区是采用分样本集进行网络训练,网络训练的误差要求不超过3%。第76页，课件共83页，创