基于相干层析AVO分析的四川盆地深层碳酸盐岩储层含气性评价理论方法研究

Increasing reserves and production of natural gas is an important part of the national energy development strategy.Sichuan Basin deep carbonate reservoir natural gas resources are abundant, but due to the buried depth, the age of the old, the gas- water relations complex and so on, it is difficult to evaluate the reservoir gas bearing property, and the “sweet point” prediction success rate of is low.AVO analysis is a hydrocarbon detection method has a strict theoretical basis. The premise of its successful application is accurate calculation of the incident angle of wave.Under the condition of deep layer, the incidence angle error calculated directly from the offset distance is very large because of the Non-uniform change of the formation velocity, which leads to wrong judgment.This project intends to draw on the medical field of coherent tomography inversion method to obtain precise speed distribution of underground medium, then by means of the high precision ray tracking precise calculation of seismic wave in the incident angle of the target layer, with well data and formation condition of rock physical experiment calibration deep gas-bearing carbonate reservoir AVO effect and develops the deep buried reservoir gas-bearing evaluation method based on coherence tomography AVO analysis.This project intends to carry on interferometry of reflected signals in the time domain by common shot gather of zero offset trace for reference, construct the equation of coherent tomography by using the coherent time difference as the observation data, solve giant ill conditioned matrix equation with the help of PSPIKE and obtain velocity distribution model by iterative inversion.The new method of research and development can support the key technology of deep natural gas exploration.

天然气增储上产是国家能源发展战略的重要组成部分。四川盆地深层碳酸盐岩天然气资源丰富，但因埋藏深、时代老、气水关系复杂等使储层含气性评价难度大甜点预测成功率低。AVO分析是有严格理论基础的烃检测方法，其成功运用的前提是波的入射角计算准确。在深层条件下，因地层速度的非均匀变化使得直接从偏移距计算的入射角误差甚大，常致误判。本项目拟借鉴医学领域的相干层析成像方法反演获得地下介质的精确速度分布，然后借助高精度射线追踪精确计算地震波在目标层的入射角，以井资料和地层条件下的岩石物理实验标定深层含气碳酸盐储层的AVO效应，发展基于相干层析AVO分析的深埋储层含气性评价方法技术。拟以共炮点道集中心道为参考道，在时域进行反射信号的干涉测量，以相干时差为观测数据，构建相干层析成像方程，借助PSPIKE等求解巨型病态矩阵方程，迭代反演获得速度分布模型。研究发展的新方法能对深层天然气的勘探形成有力的关键技术支持。

天然气增储上产是国家能源发展战略的重要组成部分。四川盆地深层碳酸盐岩天然气资源丰富，但因埋藏深、时代老、气水关系复杂等使储层含气性评价难度大甜点预测成功率低。项目主要研究内容：（1）相干层析方法研究；（2）高精度角度道集提取方法研究；（3）基于实验测量和实际测井标定的AVO反演研究。三者之间的层次关系为：首先通过相干层析方法估计地下背景参数场（比如速度场、各向异性场和品质因子等）；在可靠背景参数场的基础上，利用高精度角度道集提取方法获得保真的角度道集；然后结合实验测量、实际深井碳酸盐岩储层参数和实际保真地震成像角度道集，进行可靠的AVO反演研究。相干层析方法和角道集提取方法主要研究内容实际是地震成像，前者进行背景参数成像，后者进行角度反射系数成像，二者的共有核心问题是弯曲射线追踪。主要成果包括：（1）提出了一种基于费马波前推进的二维弯曲射线准则方法，实现了二维各向同性介质和各向异性介质中的高精度角度计算；提出了一种基于逐层波前扩散的三维各向异性介质弯曲射线追踪方法，采用区域分解思想，将三维波前面扩散和追踪问题化解为其子问题，深化了三维各向异性介质弯曲射线追踪。（2）提出同时考虑各向异性和吸收衰减的弯曲射线追踪方法，在吸收衰减介质中，借助扰动理论，旅行时场的实部表征射线传播和地震子波相位的改变，虚部表征地震波能量的改变，计算复旅行时场。（3）克服了常规的程函方程求解方法受到精度低的严重影响，将计算解析旅行时部分中的速度进行了修改，使其为沿着射线路径的平均速度，然后利用解析旅行时部分解析地计算射线的角度，从而提取角度道集，求解因子分解程函方程并进行局部角度域成像。在成像基础上，详细分析了基于毛细力的部分饱和介质AVO响应，从层状流体分布、裂缝流体分布、流体规则分布、随机分布进行衰减地震响应模拟；研究幅度衰减法、谱比法、时频谱联合估计法的Q估计。研究成果为埋藏深、时代老、气水关系复杂等使储层含气性评价奠定理论基础。