海相碳酸盐岩礁滩储层地震预测与识别方法研究

海相碳酸盐岩礁滩储层是我国乃至全球最重要的油气储层之一，也是典型的复杂隐蔽性地层岩性圈闭，有效礁滩储层地震预测与识别将直接指导井位部署和资源量评价，与中石化和国家油气资源战略关系密切，具有重要的科学和战略意义。本研究围绕礁滩分布与几何形态识别、有效储层预测与识别两大难点科学问题开展研究，采用多学科（地质、地球物理、信号与信息处理、计算机和数学等）交叉融合、正演与反演结合、理论模型与实际资料结合的研究思路，通过解决相关理论问题，进行有效的礁滩储层地震研究，促进地震解释向定量化发展。主要创新工作有：基于非均匀空间采样地震波场延拓的礁滩储层三维地震叠前真振幅波动方程正演模拟；基于三维图像挖掘的礁滩分布与几何形态识别；非线性时频空间域叠前地震真振幅恢复；基于空间克里金插值的三维空间建模；基于粒子滤波器和粒子群多目标优化算法的地球物理非线性、非高斯反演；基于多角度反演信息及其梯度的流体识别技术。

本研究围绕礁滩储层地震波场特征分析、有效储层预测与识别两大难点科学问题开展研究，主要创新工作包括：（1）在地球物理反演方法方面，针对礁滩储层地震反射噪音复杂的特点，以自适应混合优化等方法为手段，提出能同时压制高斯和非高斯噪音的地球物理反演新方法；针对礁滩储层特征参数和地震反射信号的非平稳特征，以高阶统计量和峭度分析为手段，提出能适应非平稳特征的地球物理反演方法；针对反演过程中矩阵求逆带来的不稳定问题，提出自适应的地球物理反演方法。实际礁滩储层叠前地震反演结果与实际钻井结果吻合。（2）在礁滩储层三维地震波场特征研究方面，通过提出多种相关的地震正演方法，提高了现有方法对复杂储层进行正演模拟的能力，完成了多种礁滩储层的地震波场模拟；通过理论模型正演与实际资料分析结合的方式，完成了实际礁滩储层地质结构与地震响应特征分析，并采用波形分类的方法进行地震相带的划分。（3）在礁滩储层流体识别方面：提出用于含气礁滩复合体识别的低频伴影技术及综合预测技术，在实际含气礁滩复合体的识别中取得了成功；提出基于弹性参数叠前反演与交汇的有效储层分类方法，在元坝地区的含气特征预测中获得成功；提出地震叠前多维信号反射模式分析方法，具有比叠前反演更强的鲁棒性；提出基于分数阶微分掩模算子的纹理属性提取方法，在元坝地区长兴组的潮道识别和四川某工区致密储层裂缝预测中取得较好效果；采用频率衰减属性分析和多种用于气水识别的叠前方位地震属性及敏感流体因子，在实际工作中取得了较好效果。（4）在复杂储层空间三维模型建立方面，提出基于空间断层多边形约束的层位插值算法、基于块连通性约束的三维块状模型构建算法等多种方法，解决了复杂块状模型的计算机识别问题；提出基于三维地质块空间展布约束的三维空间克里金插值算法，可以为地震反演提供初始模型。（5）通过本项研究，形成了“层位精细对比—波动方程正演—岩石物理测试分析—储层地球物理响应与识别—三维成图、多尺度多属性分析、叠前弹性参数反演—储层流体预测与敏感性参数分析—有利储层综合预测”的礁滩储层预测方法技术系列。（6）将本项研究获得的地球物理反演方法用于通信网络的反演问题研究，促进了学科交叉。受本项目资助，获国土资源部科技进步二等奖一项，1人获2012 年度刘光鼎地球物理青年科技奖，已发表或录用论文四十余篇，其中SCI检索15篇；培养博士生10名，硕士生30名；申请专利27项。