Geoview-AVO属性分析和正反演技术

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1、Hampson-Russell 软件AVO_LMR反演2022-6-26AVO 反演及流体预测方法，即不是简单的反演及流体预测方法，即不是简单的AVO属性分析，属性分析，也不是简单的弹性反演。也不是简单的弹性反演。HRS AVO 解决方案是集解决方案是集 流体替换、岩石物理正演、流体替换、岩石物理正演、AVO属性分析、弹性反演及属性分析、弹性反演及LMR储层流体预测于一体的综合储层流体预测于一体的综合分析和处理手段分析和处理手段.在在HRS中综合利用中综合利用ELOG、AVO、AFI和和STRATA软件自然软件自然组合来完成组合来完成. AVO_LMR反演2022-6-26岩石物理及流体替换岩

2、石物理及流体替换只依靠速度和密度，无法识别流体和某些特殊岩性方面，因此需要利用只依靠速度和密度，无法识别流体和某些特殊岩性方面，因此需要利用横波速度、泊松比横波速度、泊松比。Pores / FluidRock Matrix)S(S)(whcwwmsat11AVO_LMR反演2022-6-26岩石物理及流体替换（岩石物理及流体替换（ELOG）Velocity vs Sw with Volume Avg. Eq.Por = 33%, Voil = 1300 m/s, Vgas = 300 m/s 10001500200025003000350000.10.20.30.40.5 0.60.70.80

3、.91Water SaturationVelocity (m/sec)OilGas)S(tSt)(ttwhcwwmsat11对于气层，对速度的估算下式不在有效。对于气层，对速度的估算下式不在有效。flm2PVV)1(VC18.293.659.5)s/km(VPC89.191.452.3)s/km(VS在在HRS中有以下拟和公式中有以下拟和公式在在HRS中最有效的公式是：中最有效的公式是： Biot-Gassmann公式公式satsatsatP34KVsatsatsVlfmamadrymadrydrydryKKKKKKKvP/1 )/1 ()/1 (3/422drysv2Velocity vs

4、Sw - Gas Case, Por = 33%Ks = 40, Kgas = .021, Kdry = 3.25, Mu = 3.3 GPa10001200140016001800200022002400260000.10.20.30.40.50.60.70.80.91Sw Velocity (m/s)VpVsAVO_LMR反演2022-6-26岩石物理及流体替换（岩石物理及流体替换（ELOG）流体替换核心是计算储层流体变化（气饱和度）对应流体替换核心是计算储层流体变化（气饱和度）对应VP、VS的变化。的变化。储层气饱和度储层气饱和度50用气饱和度用气饱和度50替换孔隙中的流体，替换后储层段

5、的泊松比明显降低。替换孔隙中的流体，替换后储层段的泊松比明显降低。AVO_LMR反演2022-6-26岩石物理正演（岩石物理正演（ELOG）(a) Full elastic wave.(b) Zoeppritz equation.(c) Aki-Richards equation.AVO_LMR反演2022-6-26岩石物理正演（岩石物理正演（ELOG）比较正演模型和道集数据，对道集的比较正演模型和道集数据，对道集的AVO响应进行校验。响应进行校验。AVO_LMR反演2022-6-26GeoView偏移距、角道集等叠加处理，提供了方便快捷的偏移距、角道集等叠加处理，提供了方便快捷的AVO分析功

6、能分析功能近角度近角度 (0o-15o) 叠加叠加远角度远角度 (15o-30o) 叠加叠加角度范围叠加角度范围叠加AVO_LMR反演2022-6-26(a) 近角度叠加近角度叠加 (0-15o)时间切片时间切片, (b)远角度叠加远角度叠加 (15-30o)时间切片时间切片(三维河道砂三维河道砂). 对时间切片震幅包络求得是对时间切片震幅包络求得是10MS窗口内的平均值窗口内的平均值.远角度叠加对河道砂揭示得非远角度叠加对河道砂揭示得非常清楚常清楚.角度范围叠加角度范围叠加(a)(b)AVO_LMR反演2022-6-26AVO属性分析（属性分析（AVO）AVO 模型采用模型采用Zoeppri

7、tz方程的两个线性近似方程：方程的两个线性近似方程：Smith公式：公式：Shey公式（其中一种）：公式（其中一种）：Aki-Richards公式：公式：222sintansin)(CBAR2sin)(BAROHBconsNIpR.sin/)(22HRS提供了丰富的提供了丰富的AVO属性（属性（17种）：种）：Interceot（A）、）、Gradient（B）、）、Rp、Rs、Product(A*B)（III类类AVO）、）、Inercept(A)*sign(Gradient(B)、Gradoent（B）*sign(Intercept(A)、Scaled Poisson Ratio(A+B)

8、、scaled S-wave reflectivity(aA-bB)、Polarization Angle、Polarization Magnitude、Polarization Coefficient Squared、Polarization Product、Weighted Polarization Product、Weighted Polarization Product、Incident Angle、Interval Velocity、RMSVelocity。2sin)2()(sppRRRRAVO_LMR反演2022-6-26AVO分类分类GeoView中中AVO模块的分析工具能帮助我

9、们快速判断模块的分析工具能帮助我们快速判断AVO类型。类型。I类：暗点类：暗点,高阻抗储层高阻抗储层 II类：相位反转，近零阻抗储层类：相位反转，近零阻抗储层III类：亮点，低阻抗储层类：亮点，低阻抗储层 IV类：振幅随炮检距缓慢减小类：振幅随炮检距缓慢减小AVO_LMR反演2022-6-26AVO属性属性国内气田实例：国内气田实例：IV类类AVO异常，气层顶：负截距、正梯度异常，气层顶：负截距、正梯度气层AVO截距（A）层位切片图气层AVO斜率（B）层位切片图气层A*B层位切片图AVO_LMR反演2022-6-26AVO 交会分析交会分析Before interpretationAfter

10、interpretationAVO_LMR反演2022-6-26Geoview中对中对AVO各向异性的处理各向异性的处理VP(0o)VP(45o)VP(90o)0(V)0(V)90(VoPoPoP)0()0()45(4oPoPoPVVV1212222:,tansin2sin2)()(whereRRisanGeoView中采用改进的中采用改进的Aki-Richards公司解决公司解决AVO各向异性问题各向异性问题Class 1Class 2Class 3AVO_LMR反演2022-6-26AVO反演（反演（Strata)道集AVO 分析RP 提取RS 提取泊松比、反演 ZP反演ZS道集AVO 分

11、析近角度叠加1远角度叠加2反演EI(1)反演EI(2)EI 弹性阻抗反演步骤弹性阻抗反演步骤RP/RS 反演步骤反演步骤交绘图交绘图GeoView中有两类中有两类AVO反演方法：反演方法： RP/RS 反演和反演和EI弹性阻抗弹性阻抗反演反演Vp、Vs、泊松比、AVO_LMR反演2022-6-26RP/RS 反演反演2sin)2()(sppRRRRShey公式：公式：反演过程首先由道集数据提取反演过程首先由道集数据提取RpRp、RsRs属性属性AVO_LMR反演2022-6-26RP/RS 反演反演由由P P波井曲线建立波井曲线建立P P波初始模型，并由波初始模型，并由P P波反射系数属性体和

12、波反射系数属性体和P P波初始模型相结合波初始模型相结合进行进行P P波反演波反演AVO_LMR反演2022-6-26RP/RS 反演反演由由S S波井曲线建立波井曲线建立S S波初始模型，并由波初始模型，并由S S波反射系数属性体和波反射系数属性体和S S波初始模型相结合进行波初始模型相结合进行S S波反演波反演AVO_LMR反演2022-6-26RP/RS 反演反演Lambda-mu-rho for Biot-Gassmann5.756.256.757.2502.557.51012.515Lambda-rhoMu-rhoWet SandGas Sand - 90% to 0% Sw在在P

13、P波和波和S S波反演的基础上，波反演的基础上，GeoViewGeoView能计算能计算泊松比、泊松比、 体积模量体积模量体积模量、体积模量、剪切模量剪切模量剖面AVO_LMR反演2022-6-26EI 弹性阻抗反演弹性阻抗反演弹性阻抗是一项很新的技术，是在弹性阻抗是一项很新的技术，是在19991999年年Connolly Connolly 提出的。提出的。 EIEIEIRln2121我们可以把我们可以把 :222sin41sin8tan121lnKKVVVVEISSPP然后进行积分和取幂然后进行积分和取幂, 可得到以下弹性阻抗可得到以下弹性阻抗 : 222(1 tan)( 8sin)(1-4

14、sin)( )KKPSEIVV22PSVVK 如果如果 = 0o, 弹性阻抗就还原为声阻抗弹性阻抗就还原为声阻抗(), 等式为等式为: PVAIEI0与与Rp/RsRp/Rs方法相比，方法相比，EIEI反演方法分便快捷。反演方法分便快捷。AVO_LMR反演2022-6-26EI 弹性阻抗反演弹性阻抗反演在在AVOAVO模块中分别计算各井的低角度和高角度阻抗值。模块中分别计算各井的低角度和高角度阻抗值。AVO_LMR反演2022-6-26EI 弹性阻抗反演弹性阻抗反演按角度道集进行叠加，分别得到低角度按角度道集进行叠加，分别得到低角度和高角度叠加数据体。和高角度叠加数据体。由井不同角度阻抗值曲线

15、出发，分别计由井不同角度阻抗值曲线出发，分别计算不同角度的阻抗值初始模型。算不同角度的阻抗值初始模型。AVO_LMR反演2022-6-26叠前叠前RP/RS 反演原理反演原理反演方法采用基于模型的线性反演方法。反演方法采用基于模型的线性反演方法。dnmdndnmdddmdddd.21.2.22211.1211其中n为样点数，m为地震道数目标函数为： sampintracejijijddJ11)0(为地震道数据ijdijd0为初始模型nsnspnpJJVJVJVJVJmJ/./././0111VJJVJs02AVO_LMR反演2022-6-26ZpInitial guess:After 50 i

16、terations:InputModelErrorZsZpZs叠前叠前RP/RS 反演原理反演原理AVO_LMR反演2022-6-26Input gathers:Synthetic data from inversion:Synthetic error from inversion:AVO_LMR反演2022-6-26由角度道集和初始模型反演不同角度的阻抗值。由角度道集和初始模型反演不同角度的阻抗值。EI 弹性阻抗反演弹性阻抗反演Near_inversionFar_inversionAVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例A1井井45米厚的含气砂岩层段米厚的含气砂岩层段A6井井目的

17、层顶部目的层顶部24米气层，下部米气层，下部18米水层米水层A5井井目的层目的层42米水层米水层储层预测的目的储层预测的目的预测砂岩预测砂岩, 孔隙度和孔隙流体孔隙度和孔隙流体 使用的数据使用的数据A5和和A6 井曲线数据井曲线数据;叠前时间偏道叠前时间偏道集数据和速度数据集数据和速度数据Seismic amplitude map利用叠前反演利用叠前反演AVOAVO反演预测含气砂岩、含水砂岩和泥岩反演预测含气砂岩、含水砂岩和泥岩AVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例10 Oct 2004 11:14POISSONS RATIO00.50.10.20.30.4ACOUSTIC IM

18、PEDANCE5000350001500025000Vshale010.20.40.60.8TVDFTVSH_FINv/v01PHIE_NDv/v10( COREPHI )1000PRv/v00.5AI 1000035000110001110011200113001140011500ShaleGas SandShaley Sand, wet通过两口井的波阻抗泊松比交会图显示，利用波阻抗和泊松比能识通过两口井的波阻抗泊松比交会图显示，利用波阻抗和泊松比能识别出含气砂岩、砂岩和泥岩。别出含气砂岩、砂岩和泥岩。ZP波阻抗泊松比交会图波阻抗泊松比交会图AVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实

19、例 带通滤波带通滤波 保幅处理保幅处理 去除随机噪声去除随机噪声 AVO背景趋势校正背景趋势校正 叠加处理叠加处理0 angle 45 0 angle 45 0 angle 45 0 angle 45 BEFOREBEFOREBEFOREBEFOREAFTERAFTERAFTERAFTER地震数据处理地震数据处理AVO_LMR反演2022-6-26AVO AxBP impdence?!AVO属性属性: AxB 属性和属性和P波阻抗波阻抗常规常规AVO属性无法有效识别含气砂体属性无法有效识别含气砂体应用实例应用实例AVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例Inverted S impe

20、dance mapPre-stack inversion: inverted S-impedance and densityInverted density mapAVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例Comparisons at used well locationsA5 wellA6 wellP impedanceS impedanceDensityP impedanceS impedanceDensityAVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例砂岩预测砂岩预测通过密度和通过密度和S波波阻抗数据体预测阻抗数据体预测了砂岩厚度。了砂岩厚度。砂岩厚度平面图砂岩厚度平面

21、图AVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例孔隙度预测孔隙度预测Pay trendWet trend通过孔隙度与通过孔隙度与Zp交会图，分别确交会图，分别确定含水砂岩和含气砂岩的孔隙度与定含水砂岩和含气砂岩的孔隙度与Zp的关系。的关系。ZP在储层预测的基础上，分别在含水在储层预测的基础上，分别在含水砂岩和含气砂岩计算孔隙度砂岩和含气砂岩计算孔隙度孔隙度平面图孔隙度平面图AVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例含水饱和度预测含水饱和度预测利用反演的密度数据体和孔隙度体，利用反演的密度数据体和孔隙度体，采用体积模型公式计算含水饱和度。采用体积模型公式计算含水饱和度。where

22、:1 1WGasWWaterMatrixSS 0.1 1 2.65GasWaterMatrixWet wellGas well含水饱和度模型能清晰地分开含气砂岩和含水砂岩含水饱和度模型能清晰地分开含气砂岩和含水砂岩AVO_LMR反演2022-6-26应用实例应用实例用用 A1井作盲井对反演结果进行检验井作盲井对反演结果进行检验 P imp log S imp log Den log P imp Inv S imp Inv Den Inv 0105001Lith InvPHIE InvSW Inv0001150VSH logPHIE logSW log分别对反演的岩性、孔隙度和含水饱和度与已知井

23、曲线进行对比分别对反演的岩性、孔隙度和含水饱和度与已知井曲线进行对比AVO_LMR反演2022-6-26AFI用于对用于对AVO分析中的不确定性进行分析分析中的不确定性进行分析AFI分析分析AVO 分析现在已经是油气勘探和开发日常使用的软件工具分析现在已经是油气勘探和开发日常使用的软件工具.但是但是: 所有所有AVO 属性包含有很大的属性包含有很大的 “不确定性不确定性” 存在有一个大范存在有一个大范围的岩性导制类似的围的岩性导制类似的AVO响应响应.AFI能帮助我们可以计算碳氢检测中的可能性分布图能帮助我们可以计算碳氢检测中的可能性分布图.AVO_LMR反演2022-6-26AFI定量分析基

24、本过程定量分析基本过程 获得流体定量可获得流体定量可能性分布图能性分布图AVO_LMR反演2022-6-26基本模型基本模型AVO_LMR反演2022-6-26Vp1, Vs1, 1Vp2, Vs2, 2基本模型基本模型AVO_LMR反演2022-6-26Vp1, Vs1, 1Vp2, Vs2, 2基本模型基本模型AVO_LMR反演2022-6-26ShaleShaleSand基本模型基本模型AVO_LMR反演2022-6-26趋势分析趋势分析: 其它参数的可其它参数的可能性分布图能性分布图05001000150020002500300035004000450050000.40.91.41.9

25、2.42.93.4DBSB (Km)页岩速度页岩速度1.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.00.40.91.41.92.42.93.4DBSB (Km)砂岩密度砂岩密度1.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.00.40.91.41.92.42.93.4DBSB (Km)0%5%10%15%20%25%30%35%40%0.40.91.41.92.42.93.4DBSB (Km)页岩密度页岩密度砂岩孔隙度砂岩孔隙度AVO_LMR反演2022-6-26实际运用实际运用, 我们这样建立各种参数可能性我们这样建立各种参数可能性分布图分布图:AVO_LM

26、R反演2022-6-26GIGIGI从盐水砂岩开始从盐水砂岩开始, 利用利用Biot-Gassman方法进行流体替换求得油砂岩和气砂岩模型的方法进行流体替换求得油砂岩和气砂岩模型的对应响应对应响应. 在截距在截距-梯度交汇图上形成三种不同图梯度交汇图上形成三种不同图:利用利用Biot-Gassman方法进行流体替换方法进行流体替换AVO_LMR反演2022-6-26IGBrineOilGas对以上过程进行多次重复对以上过程进行多次重复, 得到三种砂岩流体的每种可能性分布图得到三种砂岩流体的每种可能性分布图:蒙特卡罗蒙特卡罗Monte-Carlo 正演随机分析正演随机分析AVO_LMR反演202

27、2-6-26-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.2-0.8-0.6-0.4-0.200.20.4趋势分析是按深度进行的趋势分析是按深度进行的,故预测的正演分析也是与深度有关故预测的正演分析也是与深度有关:不同深度的正演模型分析不同深度的正演模型分析AVO_LMR反演2022-6-26实际数据效正实际数据效正对实际数据体的对实际数据体的(截距截距,梯度梯度)点应用点应用 Bayes 理论理论, 我们需要对实际数据点进行我们需要对实际数据点进行 “效正效正”.需要从实际数据体的震幅值进行加权以便使之匹配于模型数据体的震幅值需要从实际数据体的震幅值进行加权以便使之匹配于模型数

28、据体的震幅值.定义两种加权系数定义两种加权系数, Sglobal 和和 Sgradient :Iscaled = Sglobal *IrealGscaled= Sglobal * Sgradient * Greal决定这些加权参数的一种方法是通过人为的方法将已知的实际数决定这些加权参数的一种方法是通过人为的方法将已知的实际数据的多个区域拟合到模型数据中据的多个区域拟合到模型数据中.AVO_LMR反演2022-6-26将六个已知区域拟合到模型中将六个已知区域拟合到模型中142356142356124563AVO_LMR反演2022-6-26近角度叠加剖面近角度叠加剖面0-20 度度远角度叠加远角

29、度叠加20-40 度度浅层产油带浅层产油带深层目标带深层目标带应用实例应用实例AVO_LMR反演2022-6-26近角度叠加剖面近角度叠加剖面0-20 度度远角度叠加远角度叠加20-40 度度AVO 异常异常AVO_LMR反演2022-6-26从浅层产油带提取的震幅切片从浅层产油带提取的震幅切片近角度叠加剖面近角度叠加剖面0-20 度度远角度叠加远角度叠加20-40 度度-3500+189AVO_LMR反演2022-6-26趋势分析趋势分析砂岩和页岩的测井曲线趋势砂岩和页岩的测井曲线趋势100015002000250030003500400045005000500700900110013001

30、50017001900VELOCITY1.501.752.002.252.502.753.0050070090011001300150017001900DENSITY100015002000250030003500400050070090011001300150017001900210023002500BURIAL DEPTH (m)VELOCITY1.501.752.002.252.502.753.0050070090011001300150017001900BURIAL DEPTH (m)DENSITY砂岩速度砂岩速度页岩速度页岩速度砂岩密度砂岩密度页岩密度页岩密度AVO_LMR反演202

31、2-6-26在六个埋藏深度的在六个埋藏深度的Monte Carlo 正演模拟结果正演模拟结果-1400-1600-1800-2000-2200-2400AVO_LMR反演2022-6-26近角度震幅切片显示近角度震幅切片显示所定义的不同区域所定义的不同区域Wet Zone 1Wet Zone 2Well 6Well 7Well 3Well 5Well 1Well 2Well 4AVO_LMR反演2022-6-26在定义的位置对实际数据在定义的位置对实际数据进行效正进行效正Wet Zone 1Wet Zone 2Well 2Well 5AVO_LMR反演2022-6-26.30.601.0含油可能性分布图含油可能性分布图.80近角度震幅切片近角度震幅切片在产油带用在产油带用 Bayes 理论预测理论预测: 油油