地震波形指示反演方法、原理及应用|储层|反演|地应力|地震|油气藏

本书从地震反演技术研究现状和存在的问题出发，详细叙述了地震波形指示反演的理论基础；在此基础上阐述了地震波形指示反演的方法、原理及实现过程；然后通过理论模型和不同类型的实际地质模型验证波形指示反演方法的精度和对不同地质条件的适用性；最后利用波形指示反演开展了陆相薄互层预测、煤层强屏蔽下的薄砂岩预测、深层薄储层预测、海相页岩气裂缝孔隙度预测、碳酸盐岩优质储层叠前定量预测、页岩油地质“甜点” 预测及三维地应力建模等多种实际生产应用，取得了理想的效果。地震波形指示反演技术为薄储层预测和储层参数高分辨率模拟提供了一种新的技术思路，具有重要的现实应用意义。

与全球油气勘探发展历程一样，新中国油气工业的发展历史也主要经历了构造油气藏、岩性油气藏两个大的发展阶段或勘探领域。20世纪主要以构造油气藏勘探为主，对地震技术的需求是构造成图，需要准确的旅行时信息，精确构造成像是关键。21世纪初，我国陆上油气勘探总体上从构造油气藏向岩性地层油气藏转变，并在“十一五”期间进入发现高峰期，其核心是寻找有利的岩性地层圈闭，地震技术要解决复杂岩性问题如薄互层砂岩、碳酸盐岩优质储层等储层描述问题，岩性和物性预测是关键。

目前我国油气勘探领域已进入深层与中浅层油气藏、构造与岩性地层油气藏以及常规与非常规油气资源并重发展阶段，且以岩性地层油气藏勘探为主，深层和非常规油气越来越重要的阶段。从岩性地层油气藏向非常规连续型油气藏跨越的过程中，油气勘探的思路是从岩性地层圈闭向无明显圈闭界线的储集体过渡，核心是寻找油气储集体，因而对地震勘探技术的需求不断增多，尤其是地震储层预测面临的挑战日益突出。

经过几十年的开发，国内多数油田已进入开发后期阶段，如何充分利用高密度钻井数据和高精度开发三维地震资料开展精细储层预测，精细研究井间砂体分布特征与连通关系，成为高效指导剩余油挖潜，提高储层动用率，指导加密井位部署和开发措施优化的关键环节(李占东等，2011；王琦和李红梅，2012；罗艳玲，2016；朱石磊等，2018)，同时油气勘探开发目标发生了很大变化，超深层碎屑岩薄储层、煤层屏蔽的薄砂岩储层、碳酸盐岩裂缝和溶孔溶洞储层以及页岩油气等复杂岩性，原有的地震储层预测技术的基本假设条件不满足新的勘探目标，现有的储层预测技术无法满足精细储层预测的需求(甘利灯等，2018)。

近年来，针对页岩油气、致密油气等非常规储层的大规模勘探开发，其核心是提高单井产量，实现规模效益开发。在这个过程中，不仅需要精确刻画烃源岩特征、储层特征和油气藏特征等“地质甜点” 要素，还需要研究储层的脆性特征、裂缝发育特征以及地应力特征等“工程甜点” 要素(吴奇等，2015)，地质工程一体化技术是实现非常规油气藏规模效益开发的必由之路(胡文瑞，2017)，在地质工程一体化技术体系中，利用地球物理技术预测储层TOC、岩性、物性、含油性、脆性和地应力特征就显得尤为重要，但是常规反演技术只能得到单一的波阻抗反演结果，难以表征这些复杂的储层参数。

随着油田勘探开发的不断深入，开发后期储层精细研究、非常规储层“甜点” 刻画等对储层预测技术提出了越来越高的要求。本书系统总结了地震反演、非线性反演和地质统计学反演等主流地震反演技术的研究现状和局限性，在地震波形分类技术和地震沉积学技术充分发挥地震横向高分辨率的基础上，引入具有纵向高分辨率的测井曲线，通过地震波形驱动测井曲线实现高分辨率反演，建立了地震波形指示反演技术。该方法通过地震波形高效动态聚类，建立地震波形结构与高频测井曲线结构的映射关系，提高了反演结果的纵向分辨率和横向分辨率；通过构建不同地震相类型的贝叶斯反演框架，实现了真正意义上的相控反演。反演结果不仅可以突破λ /4地震分辨率的局限，还可以大幅提高薄储层预测精度。

大庆长垣薄储层、塔里木盆地深层薄储层以及准噶尔盆地煤层屏蔽下的薄储层预测结果表明波形指示反演能识别2 ~3ｍ的薄互层，具有非常高的分辨率，并且反演精度高，开创了薄储层地震反演预测的新纪元。四川盆地川南龙马溪组页岩裂缝孔隙度预测、川中地区灯影组碳酸盐岩储层定量预测及渤海湾盆地沧东凹陷孔二段页岩油地质“甜点” 精细预测结果表明，地震波形指示模拟通过地震波形驱动非阻抗测井曲线实现参数模拟，可以针对GR、孔隙度、TOC等多种非阻抗曲线，为储层参数高分辨率预测提供一种新的技术思路。

本书详细阐述了地震波形指示反演的方法原理及不同地质条件的应用效果。第1章介绍了地震反演技术的研究现状、局限性以及本书的研究思路与研究内容；第2章介绍了地震波形指示反演的理论基础；第3章详细阐述了地震波形指示反演的方法和原理；第4章利用5种正演模型对波形指示反演方法进行了验证；第5章展示了陆相薄互层砂岩预测的效果；第6章展示了煤层屏蔽薄砂岩预测的效果；第7章展示了深层薄储层预测的效果；第8章展示了海相页岩裂缝孔隙度模拟的效果；第9章展示了叠前波形指示反演开展碳酸盐岩优质储层定量预测的实例；第10章展示了陆相页岩油地质“甜点” 预测的效果；第11章展示了地震波形指示反演基础上的三维地应力建模的实现过程与效果。

本书可供地震勘探开发研究人员及高等院校相关专业师生参考。