地震波频变AVO响应机理及应用

Seismic frequency-dependent AVO technique provides an opportunity for the detection and characterization of petroleum reservoirs, but also, the foundation of this novel method needs further improvement, and the associated application needs further exploitation. In the first place, this project researches on the mechanism that leads to the frequency-dependent AVO responses based on the propagator matrix method rather than conventional Zoeppritz equations. The project aims at improving algorithm and workflow of frequency-dependent AVO by accurately incorporating both the effect of lithology such as dispersion and attenuation, and the effect of structure such as interbedded layer or heterogeneity. Then, the project focuses on the geological unit that has finite thickness and presents variation in internal structure. Not relying on seismic resolution, the project researches on the frequency-dependent AVO responses of the composite reflections from such an integrated unit, and plans to solve the following issues: first, the detection and characterization of thickness, internal structure and oil and gas saturation of the interbedded reservoir; second, the investigation of the effects of anisotropy and heterogeneity on frequency-dependent AVO responses in shales; third, the detection and characterization of thickness and lithology of a shale reservoir. Above all, the study of this project will improve the foundations of the frequency-dependent AVO technique and provide new applications for this method.

地震波频变AVO技术为油气的识别与描述提供了新的方法，但是这项技术的理论基础尚需进一步完善，应用方法也需进一步探索。首先，本项目改进传统基于Zoeppritz方程的研究思路，在频变AVO响应的计算流程中应用传播矩阵理论，精确考虑产生反射波频变AVO现象的机理：包括与频散和衰减有关的地层岩性因素，以及与薄互层和非均质性有关的地层结构因素。其次，针对典型模型，以有限厚度、内部呈层状结构的地质体为研究单元，在现有地震勘探精度下，计算并分析该类地质体整体复合反射波的频变AVO响应，解决如下具体问题：第一，砂泥岩薄互层厚度、内部结构变化的识别与描述，以及在薄互层背景下含油气地层的识别与描述问题；第二，页岩地层的非均质性、各向异性对频变AVO响应的影响问题；第三，页岩地层厚度、岩性变化的识别与描述问题。总之，本项目的研究将完善地震波频变AVO技术的理论基础，并为该方法的实际应用提供新的思路。

地震波频变AVO（Frequency-dependent AVO）是随着岩石物理研究的深入而发展起来的一项新技术，其核心是对AVO响应随频率变化的现象进行岩石物理解释：即在地震波频带内，流体饱和孔隙介质的弹性模量随频率变化，使得在不同频率下地震波的反射系不同。而实际地下介质往往具有较复杂的地层结构，如砂泥岩的薄互层结构、页岩地层的各向异性和非均质性。因此，在频变AVO技术中需要研究复杂地层结构背景下岩石的频散与衰减问题。..本项目针对如下内容进行了研究，包括：第一、地震波频变AVO的响应机理；第二、典型地层模型频变AVO响应特征及应用。解决了如下关键问题，包括：地震波频变AVO响应机理问题及精确模拟问题、应用频变AVO响应描述薄互层厚度及内部结构的问题、在薄互层背景下识别含油气地层的可行性问题、应用频变AVO描述页岩地层厚度、岩性和内部结构等问题。..在此基础上，项目还进一步进行了如下研究，包括：模拟并分析斑状饱和介质等非弹性介质地震波频变AVO响应；研究了非弹性HTI地层、正交各向异性地层的方位各向异性AVO、地震AVAZ等响应；以正演方法为基础，开发了砂泥岩薄互层地震反演方法，用于预测松辽盆地薄层砂体的空间展布。..本项目开展的基础理论研究工作，在完善频变AVO技术基础理论方面具有一定的科学意义，在薄互层和非均质性等地层结构背景下考虑了频散与衰减这一地层岩性因素。在理论研究的基础上，本项目开发的应用方法也具有一定的应用前景。在实际应用中，将具有有限厚度、内部呈层状结构或非均质性的地质体作为整体，不以提高单层分辨率为目的，通过研究其复合地震反射波的频变AVO响应，为现有地震勘探精度下识别和描述常规砂泥岩薄互层、非常规页岩地层的厚度、岩性、以及内部结构等性质提供新的方法与技术。开发的砂泥岩薄互层地震反演方法，在预测松辽盆地的薄层砂体的空间展布中取得了一定的应用效果。