滩坝砂储层预测方法研究及应用

摘要

随着油田勘探程度的深入,以滩坝砂为代表的薄(互)层储层逐渐成了今后油气勘探的重点。本文在分析薄层的频谱特性基础上,利用时频分析试图从频率域预测滩坝砂。
　　 时频分析的基本思想就是设计时间和频率的联合函数,用其同时描述信号在不同时间及不同频率的能量分布情况,并在时间-频率二维平面内清晰地显示出来。本文首先从傅立叶变换入手,分析其优点及其局限性;然后研究了短时傅立叶变换、小波变换、S变换以及Wigner-Ville分布等经典的时频分析方法,发现它们在实际应用中还存在一些问题。近几年在地震勘探中自适应时频分析方法发展迅速,该类方法不受Hansenberg不确定原则的约束,通过理论模型和实际资料试算发现自适应时频分析方法具有计算精度高,抗造能力强,可以提高地震信号时频分析的精度和稳定性等优点。
　　 本文主要研究了希尔伯特-黄变换(HHT)和匹配追踪(MP)两种自适应时频分析方法。针对HHT端点飞翼的问题,本文研究了目前在应用中使用较多的几种端点处理方法的效果,通过模型试算的分析结果,对比优选出效果最好的端点处理方法对地震信号进行分析;针对匹配追踪计算效率低的问题,本文通过引入粒子群优化算法,改进单道匹配追踪的计算效率;同时由于地震相邻道之间不是完全孤立的,在相邻道之间引入多通道匹配的思想。通过模型试算,发现粒子群优化和多通道匹配思想的引入,不但加快了计算效率,提高结果的确定性,改进方法还可获得更好的匹配效果和更高精度的时频分布。
　　 基于时频分析的储层预测方法众多。本文根据HHT具有检测信号突变点的特点,通过识别井曲线的剧烈变化点,从而确定具有特殊意义的剥蚀面和转换基准面以进行高分辨率层序划分;基于匹配追踪的多子波分解技术能自适应的分解地震信号为子波的组合,进行任何单频或多频地震剖面重构,提高分辨率以及进行一系列与频率有关的岩性和含油气性检测的目的;频谱成像技术是目前最成熟的频率域储层预测技术,本文利用匹配追踪的高时频聚集性和无窗函数限制等优点,研究了基于匹配追踪的频谱分解成像技术。通过模型试算和实际滩坝砂资料处理,发现从频谱域预测滩坝砂能达到很好的储层效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第二章 薄互层频谱特征分析

2.1 地震分辨率

2.2 地震薄层

2.3 影响薄互层频谱特征的几个因素分析

2.3.1 薄层频谱特征

2.3.2 影响因素分析

2.4 小结

第三章 常规时频分析方法

3.1 短时傅里叶变换

3.2 小波变换

3.3 S变换

3.4 WIGNER-VILLE

3.5 小结

第四章 自适应时频分析方法研究及改进

4.1 HHT算法研究

4.1.1 HHT算法的若干问题

4.1.2 HHT算法的边界处理

4.2 基于匹配追踪的信号稀疏分解研究及改进

4.2.1 时频原子与过完备库

4.2.2 MP算法的性能及改性

4.2.3 传统的字典索引方法

4.2.4 基于粒子群算法的改进索引方法

4.2.5 多通道匹配优化算法

4.3 模型试算及时频分析效果比较

4.4 小结

第五章 滩坝砂储层预测方法研究

5.1 基于HHT变换的高分辨率层序地层划分

5.1.1 基于HHT变换划分旋回的理论依据

5.1.2 HHT在滩坝砂层序划分中的应用

5.2 基于匹配追踪的多子波分解重构预测滩坝砂

5.2.1 多子波分解原理

5.2.2 模型试算及在滩坝砂预测中的应用

5.3 基于匹配追踪的频谱成像技术

5.3.1 频谱分解成像技术原理

5.3.2 基于MP分解的频谱成像技术的应用

5.4 地震属性预测分析

5.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢