综合地球物理试题及答案

一、简答题1、分析说明地震、测井和地质资料综合解释的工作思路，并列举出地震、测井和地质这三 种资料综合应用的典型例子1）地质资料:包括前人的文献资料、露头与地下岩心、录井资料等，这是第一手的，研究对 象是直接的，通常由野外露头观测或钻井岩心剖面的研究，分析和总结研究区的地质规律及 特点。通过实验室对对研究区内所有井的岩心、录井资料进行面积和空间上的分析研究，可 得到研究区内第一手的地质成果，其准确度和可靠性取决于研究区的资料积累、研究程度、 资料源的丰富程度以及研究人员的经验与水平等。2）测井资料 地球物理测井方法有很多种类，常用的测井曲线有声波、密度、电阻率、自 然电位、自然伽玛、井径、补偿中子，以及地层倾角测井、全波列测井、成像测井等的相应 图像。测井资料的作用：是设计和控制储层模型的重要数据来源；是具有良好的垂向分 辨率和深度控制；各种测井曲线是垂向分层和井间地层岩性对比的基础；提供了储层 单元的烃类、水饱和度、孔隙度、渗透率、泥质含量等储层参数的精确数值；经分析和处 理可作出单井或井间有关构造及地层等方面的地质上的定量解释;钻井地质与测井资料虽 然真实细致地反映了井柱的地质特点和地层物性参数，但在整个研究区的三维空间只是“一 孔之见”，缺少剖面、平面、三维体的信息。3）地震资料一资料的获取需要较长的周期、较大的工作量、大量的费用。它可比较精 确地反映覆盖区地下地质情况,具有很好的剖面、平面和三维空间的控制作用；对于三维地 震数据体而言,利用人机交互解释系统中三维可视化显示技术,可让解释人员身临其景的研 究任何复杂的地质问题；三维地震数据体提供了大量丰富的地震属性参数便于多种信息 的综合分析与研究；地震资料与其它地球物理资料（如VSP、井间地震、四维地震、声波 测井等）相结合,可以减少地震反演问题的多解性,大大提高地震资料解释的准确度和可靠性； 地震资料虽然具有很好的空间地质格局的控制作用 ,但由于当今地震勘探技术的制约,地 震资料的垂向分辨率远没有测井资料的高。2、2、油（气）藏地震异常特征表 现在哪些方面？储层横向预测的主要内容有哪些？ 油气藏地震异常特征表现在哪些方面？（1）振幅异常亮点,暗点,平点及 AVO 特征等；（2）能量异常含油气储层与围岩相比具有较高的吸收系数,导致能量的变化;（3）频率异常油气藏存在使地层频率响应发生变化, 表现为低频趋势;（4）速度异常储层岩石弹性性质的改变引起油藏部位出现速度异常和纵横波速度比的 改变;（5）时间厚度异常储层部位速度的降低导致油藏底面反射波旅行时的延长；（6）地震记录特征异常与油藏物性复杂分布相联系,在油藏部位可能出现记录面貌和反射 特征的异常。储层横向预测的主要内容。从总体上讲，储层横向预测主要研究内容包括：（1）研究储层或油藏的类型及其结构特点；（2）研究油藏与围岩的接触关系、封堵条件；（3）研究储层的岩性、砂岩百分含量、砂体分布等；（4）研究油藏的几何形态及空间分布,以构造图方式展现；（5）研究油藏的有效厚度及分布；（6）研究烃类物质聚集范围；（7）确定水层分布，即油水边界；（8）估算油气储量，评价油田开发的经济价值。此外，储层参数预测属于油藏描述技术中的参数表征范畴。 以地震资料为主的储层横向预测研究实际上包括两个方面，其一是有利储层的横向预测（三 角洲、沉积体等）；其二是储层含油气面积的横向预测与储量估算。显然，后者的研究是建 立在前者基础上的。3、简要说明模式识别的主要步骤。简要说明提取地震属性的分析方法。（1）多元数理统计方法，如聚类分析、判别分析、因子分析等；（2）灰色理论算法；（3）综合参数法最大能量输出滤波器；（4）神经网络方法提取地震属性的分析方法：1、自相关分析2、傅立叶谱、功率谱分析3、振幅特征分析4、复地震道分析5、地震记录的信噪比分析6、地震记录的相对分辨率分析7、地震记录的自回归分析8、地层平均吸收衰减特性分析9、相干体分析10、AVO 分析 11、各种变换和反演方法等4、简要说明得到地震数据的主要途径。简述相干数据体在地震勘探中的具体应用一、野外采集的原始数据CSPCMPCRPCIRCFRAVOCO获取地震数据的途径、正演模拟波动方程专业软件褶积模型LANDMARKGEOFRAMEEPOS合成地震记录三、物理模型技术四、各种变换、反演、特殊处理=A另类数据1）小波变换（小尺度）2）曲波变换3）相干分析付氏变换（大）S变换、广义S变换（中）C1-互相关C2-协方差矩阵C3-特征向量AI-波阻抗：s（t）=r（t）*w（t）,不使用叠前数据（除零偏移距）;EI-弹性阻抗5）各种属性体6）特殊处理成果数据A. 佐普利兹方程近似解B. 佐普利兹方程精确解C. 波形反演CWS叠前深度偏移3D VSPTLS时移地震开发地震相干体及其在地震资料构造解释中的具体应用。（可自我扩展）（1）展示断层发育细节（2）研究礁体结构（3）检测裂缝发育带（4）控制三维资料处理质量（5）估计偏移速度场（6）展示可能含气砂岩位置（7）地质灾害预测二、综合分析题1、指出得到下图所示的图件使用何种地震资料？请对这种处理结果作出合理解释，并说明 此类解释结果在地震资料解释中有什么用处？* 230 7速度普作用：地震勘探原理 P1562、分析说明储层参数(以孔隙度参数为例)转换中的统计拟合方法、相关滤波方法和协克里金方法的基本原理及其影响此类参数预测精度的主要因素各种方法基本原理：一、统计拟合方法1.统计性方法具体方法是:整理出研究区块中所有井位处的孔隙度参数和相应的地震参数，组成(H,Fi)数 据集合，并绘制在HFi坐标下，再按一定准则获取算子A。2. 多元逐步回归方法 基本思想是在回归分析的过程中，要对引入回归方程中的变量逐个检验，及时剔除不显著的变量。二、克里金方法设 Z 为预测点坐标，在相关半径范围内,有 n 个已知点，它们的坐标分别为 x1 ,x2, ,xn, 用n个已知的区域变量值P(xi)的加权平均值来Z点的区域变量 关键的问题是求取加权因子 ai ,为此给出两个约束条件,其目的是把克里金方法预测区域 变量的过程归结为一个最小平方误差滤波的过程。三、相关滤波方法地震参数预测储层参数可归结为一个随机过程的线性滤波问题。随机过程x(n)为滤波器的 输入，通过滤波器an,得到输出y(n),为储层参数y(n)的估计值。选择滤波因子a,使在 最小平方意义上储层参数估计值与参数真值误差为最小。作为滤波器的输出四、协克里金方法 建立在地质统计学理论基础上的协克里金方法,就是综合少量不规则分布的井点数据和规则 密集网格分布的地震参数来重建储层参数空间分布的参数预测方法。五、神经网络方法 将很多个神经元组合成一个网络,并将神经元之间的相互作用关系模型化就构成神经网络模 型。有如下几种典型的结合形式：(1) 分层网络模型(2)互连网络模型(3) B-P算法影响储层参数预测精度的主要因素：(1) 参数预测使用的输入信息与预测目标间的相关性；(2)已知井位点地质参数的准确性、平 面分布特点、储层厚薄等因素；(3)预测方法本身的优劣、适应性等。3、分析说明亮点技术与AVO技术的方法原理，并指出亮点与AVO技术的本质区别 一、方法原理：1、亮点： 所谓亮点,狭义地说就是指在地震剖面上,由于地下气藏的存在所引起的地震反射波振幅相 对增强的“点”,它与其上下左右的反射振幅相比,更为突出明显。界面的反射系数对反射波振幅有直接的影响,其大小决定于界面两侧的波阻抗差,即决 定于界面两侧的速度V和密度p，而速度和密度又与岩石的孔隙度及孔隙中流体性质有着密 切的关系,这种关系可由时间平均方程给出。时间平均方程给出了岩石中的波速V与孔隙度Q以及孔隙中流体波速、岩石基质波速之 间的关系：(1) 岩石孔隙中含有流体时，将使岩石的波速降低，其原因是地震波在流体中的传播 速度比在岩石基质中的速度要小。(2) 岩石孔隙中含油特别是含气时，岩石的波速将明显降低。(3) 岩石的孔隙度增加，波速降低。此外砂岩含气与否对砂岩页岩界面的反射系数影响很大，油气界面、气水界面也会产 生强反射；气与顶界围岩之间的强反射更明显，且可能产生极性反转；油与水之间的速度、密度差异不大，油水界面的反射振幅较弱。这些结论就是亮点技术的理论基础。2、AVO 技术：所谓AVO技术，就是利用CMP道集资料，分析反射波振幅随偏移距（也即入射角）的变 化规律，估算界面两侧的弹性参数泊松比，进一步推断地层的岩性和含油气性。用位移振幅表示的反射、透射系数方程，即佐普里兹（Zoeppri tz）方程的矩阵表示为：sin acos/?-sinaco*-sintf-sin/7cosczsin/?ccsar-p2 Ji cos2sin2iz岭2吩PA KiP- % 曲0迹20Pl孤Pi Si其中Rpp、Rps、Tpp、Tps分别为位移振幅表示的反射P波、反射SV波、透射P波和透射SV波的反射系数和透射系数。根据反射系数定义：Rpp=App / Ap=f （ a , PP2 ,Vpl,Vp2,Vsl,Vs2）,表明反射系数Rpp与众多变量有关。AVO的实质就是得到Rpp与入 射角的简明关系式，为此必须设法减少变量个数。二、亮点与 AVO 技术的主要特征1、亮点：（ 1）振幅异常（亮点）含油砂岩特别是含气砂岩在地震剖面上以亮点形式出现。（2）极性反转含气（油、水）砂岩与顶界围岩（页岩）之间的界面反射系数可能出现 负值，因而使其顶界的反射波极性反转。其范围指示了含气砂岩的边界。同样的道理，含油 或含水界面若与顶界围岩接触，其接触带亦可能出现极性反转，只不过含气砂岩与围岩之间 的极性反转更明显（3）水平反射同相轴的出现（平点）在砂岩储集层中，由于油气水的重力分异作用， 使油、气、水之间的流体接触面保持水平，并有较大的反射系数，因而在地震剖面上表现为 呈水平“产状”的反射波同相轴。特别是上覆层倾斜时，在倾斜界面层之间出现的这种强水 平反射界面更能说明含流体的存在。（4）速度下降在含气及含油层及含水层以下均见有明显的同相轴下拉现象，其原因是 地震波通过含油、含气及含水砂岩时，因为其传播速度的明显降低，造成通过流体砂岩时所 需的时间增大，使其下各反射层同相轴均产生下拉现象。实际的地层介质中，含油与含水时 速度、密度的差异并不大，因此地层介质中含油时不像含气那样出现亮点、平点及明显的速 度下降。（5）吸收衰减岩石中含油特别是含气时，高频成分遭受吸收衰减，因而在油气聚集部 位地震波的主频急剧下降。另一方面，地震波通过含气砂岩时，其振幅由于强烈的吸收作用 而发生显著衰减，从而使含气砂岩之下的反射波振幅比其两侧明显降低。吸收衰减的直接结 果是亮点下部出现低频弱振幅，形成暗点。AVO 技术：（1）AVO 技术直接利用 CMP 道集资料进行分析，即充分利用多次覆盖得到的丰富原始信息。（2）AVO 技术对岩性的解释比亮点技术更可靠，这是由 AVO 技术的方法所决定。甚至亮点 剖面中某些假象也可以用 AVO 技术加以鉴别。（3）AVO 技术严格来说虽然还不能算是一种利用波动方程进行岩性反演的方法，但它的思 路、理论基础已经是对波动方程得到的结果，能够比较精确的直接利用。（4）AVO 技术是一种比较细致的、利用地震波振幅信息研究岩性的方法，需要有地质、钻 井、测井资料的配合，在油田开发阶段使用比较适合。它是在地质构造形态比较清楚的基础 上，再进一步研究地层的含油气情况。三、亮点与AVO技术的本质区别AVO技术对岩性的解释比亮点技术更可靠，这是由AVO技术的方法所决定。亮点技术的 理论基础是平面波垂直入射情况下得出的有关反射系数的结论，即只利用了入射角这一特殊 情况下曲线的一个数值，而AVO技术是利用整条曲线的特点，这也是亮点技术与AVO技的本 质区别。所以其效果必然更佳，甚至亮点剖面中某些假象也可以用AVO技术加以鉴别。4、分析说明地震资料构造解释中二维解释与三维解释的主要差异。你认为影响地震资料构 造解释精度的主要因素是什么？分析说明地震资料构造解释过程中二维解释与三维解释的主要差异。（可自我扩展）所谓三维资料的二维化解释是指面向测线，通过一 条条二维剖面（主测线和联络测线的解释以及水平时金 切片解释所完成的解释流程.这种解释的精度低、效 率低，小构造容易漏失以及难于发现细微的构造和地 层特征等全三维解释的目标是：解决三维资料二维 化解释中的弊端，充分发挥三维资料密度大.信息量 大和空间归位成像精确的优势*全三维解释的内涵 是：在三度空间上对三维数据体进行立体解释。由此 可见，全三维解释就是利用全部信息和可视化在三度 空间对储层的几何形态、物性参数和流体性质等特性 进行交互解释，这是一种理想的解释模式.从以下方面进行对比：（ 1） 方法上：二维解释是面向测线，通过一条条二维剖面进行构造解释三维解释是针对三维空间进行构造解释2） 追踪对比上：三维解释相比二维解释追踪对比的约束多，即精度高（3） 精度上：三维解释的精度较二维好。但是二维解释的工作量比三维解释少（4）实际应用上：二维解释应用于勘探程度低的工区，三维勘探应用于勘探程度相对高，以及开发的区 域（5）构造上：三维勘探可应用于小幅度的构造解释，小断块的解释。这是二维勘探所不能达到的。（6）岩性解释上：二维解释所不能达到的。（二维解释的缺陷）。三维勘探可进行岩性解释工作，提高 解释的精度。（7）地震相以及储层参数上：三维勘探较二维勘探可以在地震相以及储层参数上得到很好解释。5、楔形砂岩体地震响应的计算：已知一个楔形砂岩体夹在页岩中间，页岩的密度为2.25 g/cm3,速度为2500m/s囹，砂岩的密度为2.55 g/cm3，速度3000 m/s；砂岩厚度由0变到75 m， 如图5所示。在地面上有26个自激自收点，自左向右相邻点砂层厚度依次相差3 m，R1和 R2间反射波时差近似相差2 ms；所用的零相位子波按区域间隔2tms采样的19个离散值为 0，8，16，20，16，8， 0， 12， 24， 30， 24， 12， 0，8，16，20，16， 8， 0。请完成下列工作（计算机编程和手工绘图都可）：计算R1和R2界面的反射系数，绘制出26道自激自收时间剖面；若砂岩体夹在页岩和灰岩中间，灰岩的密度为32.70 g/cm3，传播速度4000 m/s囹，计算 R1和R2界面的反射系数并绘制出26道自激自收时间剖面；（3）若采用最小相位子波，它的 19 个离散值为： 0， 12， 24， 30， 24， 12， 0，8，16， 20，16，8， 0， 4， 8， 10， 8， 4， 0；计算并绘制出（1）、 （2）两种情况下的26道自激自 收时间剖面（4）根据以上 4 张自激自收时间剖面，绘制相应的时间振幅解释图版；6、分析说明图（a）和图（b）分别为什么性质的剖面？两种剖面的本质区别是什么？分析 对比两种剖面，你有什么认识？