致密砂岩储层地球物理识别理论与方法

本书以致密砂岩储层为研究对象，基于波动方程数值模拟分析了致密砂岩储层的地震响应特征；开展了多方位、高精度的储层地震识别方法研究；形成了“储层地震响应特征分析—储层预测预处理—基于几何属性、频变信息的储层预测—基于机器学习的储层综合预测”的致密砂岩储层预测方法与技术系列，并在致密砂岩储层岩石物理建模研究、黏弹性各向异性数值模拟、裂缝带地质模型数值模拟、高分辨率时频分析方法等方面有理论与技术的突破。在上述研究的基础上，结合对地质、钻井和测井资料的综合分析，本书总结了致密砂岩储层的基本特征和分布规律，为相似地质地球物理条件下致密砂岩储层的地球物理预测提供了新的思路，发展和完善了致密砂岩储层地球物理识别的理论方法。这对利用地球物理资料尤其是地震资料进行这类非常规储层的勘探与开发具有重要参考价值和指导意义。

第1章绪论1
1.1致密砂岩储层建模及数值模拟1
1.2致密砂岩储层预测2
1.2.1有效储层裂缝带的预测2
1.2.2频变属性在致密储层预测中的应用3
1.3基于机器学习的储层综合预测4
第2章致密砂岩储层岩石物理参数求取与地质建模5
2.1岩石物理模型5
2.1.1Kuster-Toksoz模型5
2.1.2Thomsen裂缝介质模型6
2.1.3Brown-Korringa各向异性流体替换模型8
2.1.4简化Xu-White模型8
2.1.5基于Gassmann方程的自适应基质矿物模量反演模型10
2.2致密砂岩储层建模14
2.3应用效果15
第3章致密砂岩储层地震响应特征分析18
3.1致密砂岩储层数值模拟方法18
3.1.1黏弹TTI介质地震波场数值模拟18
3.1.2含流体各向异性介质地震波场数值模拟27
3.1.3有限差分的频散现象及解决方案32
3.2地震响应特征分析35
3.2.1衰减、频散与渗透率的关系35
3.2.2裂缝带地震响应特征分析40
第4章基于叠后地震资料的致密砂岩储层预测42
4.1地震资料预处理42
4.2基于几何属性的致密砂岩储层预测43
4.2.1全方位储层预测——以曲率分析为例43
4.2.2分方位储层预测50
4.3基于吸收属性的致密砂岩储层预测56
4.3.1基于广义S变换的Q值提取方法56
4.3.2Q值各向异性分析64
4.4流度属性69
4.4.1流度属性的推导69
4.4.2流度属性的提取70
4.4.3优势频率的计算71
4.4.4模拟信号时频分析74
4.4.5基于双孔模型的频变属性数值模拟76
4.4.6流度属性的数值模拟79
4.4.7流度属性的反演80
4.4.8基于流度属性的储层评价83
第5章基于叠前资料的致密砂岩储层预测85
5.1叠前道集优化处理85
5.1.1Q补偿85
5.1.2道集优化质控89
5.2基于L1-2*小化的纵横波阻抗准确反演91
5.2.1纵横波阻抗反射系数近似方程推导92
5.2.2正演计算94
5.2.3L1-2*小化反演方法94
5.2.4基于L1-2范数的模型及实际资料反演97
5.2.5角道集选取对密度项反演的影响103
5.3基于稀疏约束的叠前三参数反演105
5.3.1弹性三参数近似方程推导106
5.3.2基于稀疏约束的正演模型的构造106
5.3.3交替方向乘子法及反演流程108
5.3.4理论模型的验证110
第6章基于机器学习的致密砂岩储层综合预测114
6.1基于近似支持向量机的综合预测114
6.1.1支持向量机的基础知识114
6.1.2近似支持向量机原理118
6.1.3对测井数据的分类123
6.1.4对道集AVO曲线的分类124
6.1.5对储层的分类128
6.2基于随机森林的储层综合预测130
6.2.1随机森林的理论基础130
6.2.2随机森林的相关定义131
6.2.3随机森林的相关性质133
6.2.4储层预测中随机森林算法构建方法及优点135
6.2.5基于随机森林算法的储层预测136
6.3基于极限学习机的储层预测146
6.3.1极限学习机146
6.3.2基于极限学习机的裂缝带预测147
第7章应用实例155
7.1区域概况155
7.2吸收属性应用效果分析156
7.3流度属性应用效果分析160
7.4方位体曲率应用效果分析164
7.5近似支持向量机应用效果分析166
7.6随机森林应用效果分析168
结语169
参考文献170