地震反演方法综述

地震反演方法综述 姓名：宋亚民 学号：S11010098 班级：地学研3班 地震反演方法综述 地震反演基本原理 地震反射波法勘探的基础在于：地下不同地层存在波阻抗差异，当地震波传播到有波阻抗差异的地层分界面时，会发生反射从而形成地震反射波。地震反射波等于反射系数与地震子波的褶积，而某界面的垂直反射系数就等于该界面上下介质的波阻抗差与波阻抗和之比。也就是说如果已知地下地层的波阻抗分布，我们可以得到地震反射波的分布，即地震反射剖面，我们将由地质的地层波阻抗剖面得到地震反射波剖面的过程称为地震波阻抗正演，反过来，我们由地震反射剖 面也可以想办法换算出地质的地层波阻抗，与地震波阻抗正演相对应，我们将由地震反射剖面得到地层波阻抗剖面的过程称为地震波阻抗反演[1]。 地震 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 的形成与反演原理 不同的岩层具有不同的速度和密度值，速度和密度的乘积叫做波阻抗。只要不同岩层之间波阻抗有差异，就能产生反射波。假定地震剖面上的地震道是法线入射道，即地震入射射线与岩层分界面垂直，则法线入射反射系数由下式计算： 式中， Ri为第i层界面的反射系数； ρi为第i层的密度，g/cm３； vi为第i层的速度，ms； ρi+1为第i+1层的密度，g/cm３； v i+1为第i+1层的速度，ms。 地震波从激发，传播到接收，相当于经历了一个滤波系统，一个很尖脉冲通过这个滤波系统后，就变成了一个延续有一定长度的脉冲波形，叫做子波。反演就是估算一个子波的逆－反子波，用反子波与地震道进行褶积运算，通常称为反褶积，从而得到反射系数。然后，把反射系数带入 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 2-1导出的递推公式： 便可逐层递推计算出每一层的波阻抗，这就实现了界面型反射剖面向岩层型剖面的转换。传统意义上所指的地震反演，即利用地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 地震观测地震资料，以己知地质规律和钻井、测井资料为约束、对地下岩层空间结构和物理性质进行成像(求解)的过程[2]。 叠后地震反演方法 基于地震资料的类型可将地震反演分为叠前和叠后反演两大类，近30年以来，叠后地震反演技术取得了巨大进展，己经形成了多种成熟技术方法。主要有道积分，地推反演，测井约束地震反演，约束稀疏脉冲反演，随机模拟地震反演，以下详细介绍各种叠后地震反演方法的基本原理并分析其优缺点。 道积分 道积分是利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗(速度)的直接反演方法。因为它是在底层波阻抗随深度连续可微条件下推导出来的，因而又称连续反演。 对于反射系数公式： 当岩层界面上下波阻抗差别不大时，可设，且设为与的平均值，则有： 对反射系数取道积分近似为： 通过积分处理，就把反映岩层间速度差异的反射系数转换成了反映地层本身特征变化的波阻抗，可直接以岩层为单元进行地质解释。道积分方法无需钻井控制，在勘探初期即可推广应用，实用性强[3]。 其主要特点是计算简单，递推列累计误差小。其结果直接反映岩层的速度变化，可以以岩层为单元进行地质解释。 由于这种方法受地震固有频率的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要；其次，无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数。这种方法在处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制，因而其结果比较粗略。 递推反演 基于反射系数递推计算地层波阻抗(速度)的地震反演方法称为递推反演。 递推反演的关键在于从地震记录估算地层反射系数，得到能与已知钻井最佳吻合的波阻抗信息。技术关键是子波和初始波阻抗的求取。 递推反演是对地震资料的处理过程，其结果的分辨率、信噪比以及可靠程度主要依赖于地震资料本身的品质，因此用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。测井资料，尤其是声波测井和密度测井资料，是地震横向预测的对比标准和解释依据，在反演处理之前应仔细校正，使其能够正确反映岩层的物理特征。 地推反演算法为： Z0为初始波阻抗；Zj+1为第j+1层地层波阻抗[3]。 递归反演的优点：1、使用地震数据进行波阻抗反演递推累计误差小；2、计算速度快，在有井和无井情况下都可使用。 递归反演的缺点：1、受地震频带的限制，分辨率从相对较低；2、处理中不能井约束控制。反演反映岩层的速度变化，可以验证层位解释的正确性，建立较准确的地震地质模型。 递推反演方法具有较宽的应用领域，基于地震资料直接转换的递推反演方法比较完整地保留了地震反射的基本特征(断层、产状)，能够明显地反映岩相、岩性的空间变化，在岩性相对稳定的条件下，能较好地反映储层的物性变化。在勘探初期只有很少钻井的条件下，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示储层特征进行横向预测，确定评价井位。到开发前期，在储层较厚的条件下，递推反演资料可为地质建模提供较可靠的构造、厚度和物性信息，优化 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计。在油藏监测阶段，通过时延地震反演速度差异分析，可帮助确定储层压力、物性的空间变化，进而推断油气前缘。 测井约束地震反演 测井约束地震反演是目前刻画储层能力较强的一种基于模型的地震反演技术。基于模型反演的基本思路是：先建立一个初始地层波阻抗模型，然后由此模型进行地震正演，求得合成地震记录，将合成地震记录与实际地震记录相比较，根据比较结果修改地下波阻抗模型的速度、密度、深度值及子波，再正演求取合成地震记录。正演结果与实际地震记录比较是有误差的，通过迭代不断修改波阻抗模型，使误差足够小，直至合成地震记录与实际地震记录最接近，最终得到地下的波阻抗模型[4]。 这种方法避免了直接对地震资料进行反演，即避免了求反射系数后因转换波阻抗而导致的累计误差传播快的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，以地震解释建立的油气藏地质模型为基础，核心是将钻井地质和测井垂向分辨率与地震横向分辨率的特点相结合，充分利用测井的低频-高频成分和丰富的地震中频信息，以岩心刻度测井，测井标定地震为约束条件，通过迭代反演对地质模型进行不断反复修改，使合成地震记录资料与实际地震资料尽可能逼近，求取适合目的层横向预测的优化宽带波阻抗模型，以提高波阻抗剖面的分辨率和目标地质体物性参数的预测精度[5]。　　　　　　 测井约束反演通常适用于钻井数量较多的地区，并且井点分布相对比较均匀，这样才能保证反演结果的质量。如果地质体的横向变化比较剧烈，则对钻井数目的要求也要相对增加。原则上要求根据己知钻井和测井资料建立的初始模型要能够正确反映地下地质体的基本框架和地质规律，地质体的横向变化细节则主要依靠地震反演来刻画。 约束稀疏脉冲反演 约束稀疏脉冲反演，认为地震反射系数是由一系列大的地震反射系数叠加在高斯分布的小反射系数的背景上构成，大的反射系数相当于不整合界面或主要的岩性界面。它的目的是要寻找一个使目标函数最小的脉冲数目，然后得到波阻抗数据。其目标函数可以表示为： 其中objf为目标函数，其物理意义为匹配误差；为反射系数绝对值的和；为地震记录与合成道之差； 为波阻抗趋势之差平方和；目标函数最小时，反射系数在测井约束下，合成记录与实际地震数据匹配误差最小。rj为反射系数；λ为地震匹配系数；dj为地震数据；sj为合成地震数据，为趋势匹配系数；tj为用户定义的趋势，主要是根据测井数据编辑的一个粗略的波阻抗体；zj为用户定义的控制范围内的波阻抗；p为反射系数因子，q为地震偏差因子，缺省值p=1，q=2。 在约束稀疏脉冲反演中，反射系数的稀疏、合成记录与原始地震道的残差最小这两项是相互矛盾的，λ值的大小反映了波阻抗值和子波褶积产生的合成地震道与实际地震道匹配程度的好坏。低的λ值意味着反射系数之和最小，即强调稀疏性，约束稀疏脉冲反演剖面细节少，分辨率低，残差较大；如果λ值太大，过分强调残差最小，而一味地使合成记录与原是记录吻合，结果会使一些噪音也加到了反演剖面中，同时由于忽略了反射系数的稀疏，而忽略了波阻抗变化的低频背景。因此，在约束稀疏脉冲反演中最重要的一步就是寻找一个合适的λ值。 约束稀疏脉冲反演方法具有较宽的应用领域，在勘探初期只有很少钻井的条件下，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示的储层特征进行横向预测，确定评价井位。到开发前期，在储层较厚的条件下，约束稀疏脉冲反演资料可为地质建模提供较可靠的储层厚度、非均质性和物性信息，优化方案设计。在油藏监测阶段，通过时延地震反演速度差异分析，可帮助确定储层压力、物性的空间变化，进而推断油气前缘[6]。 总的来说，因为约束稀疏脉冲反演是以地震道为主的反演方法，反演结果的分辨率、信噪比以及可靠程度主要依赖于地震资料本身的品质，地震噪音对反演结果敏感，影响大，因此用于约束稀疏脉冲反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、相对振幅保持和成像准确等特征。测井资料，尤其是声波测井和密度测井资料，是地震横向预测的对比标准和解释依据，在反演处理之前应进行仔细的编辑和校正，使其能够正确反映岩层的物理特征。 随机模拟地震反演 随机反演和随机模拟的技术背景相同，差别是随机反演得到高分辨率的波阻抗，随机模拟得到高分辨率的属性体（伽码、孔隙度和原始含水饱和度等）。随机模拟认为空间场为非平稳和非均匀的，通过建立属性场的概率模型，获取可能的概率实现结果。随机模拟不仅可以模拟连续变量（如孔隙度、原始含水饱和度），也可用于模拟离散变量（如岩性，岩相）[7]。对于连续变量最常用的算法有序贯高斯模拟，用于一类数的连续量模拟；序贯高斯协模拟、序贯高斯配置协模拟可以综合二类信息；序贯指协模拟可以综合三类信息。对于离散变量最常用的岩性模拟，用于一类数；带趋势岩性模拟，综合第二类信息。本次研究采用的是带趋势岩性模拟。随机模拟是从已知的储层出发，以随机函数为理论，应用随机反演的方法，产生多种可能的预测结果。这种方法承认控制点以外的储层参数具有一定的随机性，各实现之间的差别是储层不确定性的直接反映。如果所有实现基本相同或相差很小，说明模型中的不确定因素少，结果可信；如果各次实现间的差别较大，说明不确定性大，重新修改函数模型，重新模拟。 设｛Z（x）x∈R｝为地下某种空间地质属性在分布空间范围R中的非平稳随机场，x为空间位置。x点处的条件期望值为： 通过相应的指示条件期望的估算可以得到相应的条件概率分布值。根据条件数据，利用指示克里金法可以得到x点处条件期望值的最佳线性无偏估计，从而得到条件概率的估计式： 式中（xi；z0）为以z0为门槛的样点zi，i＝1，…，N的指示变 换，λ（x；z0）为相应的克里金加权因子，由如下指示克里金方程求得： 其中为指示协方差函数， 为拉格朗日乘子。模拟每一网格节点处的随机函数值，所有位置模拟完成后，得到一个随机模型。多次摸拟得到多个等概率模拟结果，从中优选最佳结果，或者取平均。 技术关键是求取正确的变量统计函数（地震有关的数据体必须满足高斯分布）和变差函数。对于二类数据连续变量模拟须二类数据之间的相关系数达到70%，结果才可信；对于二类数据连续变量模拟须提供正确的岩性概率体的分布。 随机模拟地震反演技术优点：①可直观地显示岩性和物性的空间变化；②更多地利用了测井资料的垂向分辨率，对薄储层的预测有明显的优势；③采用地质统计方法模拟的结果符合地质规律；④可对储层的不确性做评价。随机模拟地震反演技术缺点：只适用于三维工区，运算速度慢，实现的次数多，即多解性。这就要求对多次结果进行综合分析。这种方法要求研究区内井相对较多，且分布比较均匀，适用于勘探后期和开发阶段[6]。 叠前地震反演方法 叠前反演会得到比叠后反演更加详细的地层信息，但由于常规叠前反演计算复杂，耗机时间长，因此反演通常在叠后地震数据上进行，而叠后地震数据由于缺乏叠前数据所包含的丰富的振幅和旅行时信息，一些细微的地层特征在叠后反演结果上是得不到的。特别是当油藏本身的厚度远小于地震的分辨能力时，叠后反演结果很难确定产层的准确位置。这样，人们不得不进行叠前反演方法的研究。另外，叠前地震反演不但能给出波阻抗信息,还能提供纵横波速度比、泊松比等反映物性、流体特征的储层参数，更可靠地揭示地下储层的展布情况和含油气性。常用的叠前地震反演方法有弹性波阻抗反演，纵横波阻抗联合反演。 弹性波阻抗反演 我们知道,近偏移距振幅与波阻抗的变化有关系,可以把这种近偏移距振幅与测井联系起来。这就是基于声波波阻抗(AI)的,且在某种程度上能将其变换到叠后反演算法的波阻抗。对于远偏移距,则需通过弹性波阻抗函数(EI)来恢复。弹性波阻抗是波阻抗的推广,它是纵波和横波速度、密度以及入射角的函数。 设函数f(t)具有与波阻抗相似的性质，在以任意角度入射时反射系数均可用下面的公式表示： 我们将函数f(t)称作弹性波阻抗。利用Zoeppritz方程的近似式： 最后得到： 式中K=vs2／vp2 EI提供了一种有效的折衷,它在垂直入射时等于声阻抗(AI)，在以90°角入射时与(vP/vS)2相等(这与泊松比有密切关系)，其间通过一种平滑的过渡。为了将EI和地震联系起来,叠加数据应使用角度叠加而不能使用固定范围的偏移距,这必须从大型三维数据体中定量地抽取AVO信息。总体来说，弹性波阻抗是一种比较实用的技术，它使AVO信息通过一种让非地球物理学家都能直观理解的方式显示出来，而且无需太大的努力，就可以在地震解释和岩石属性分析中发挥重要作用。须注意的是，EI公式是一种近似,并不适应于所有情况，但其误差很容易计算。在很多情况下，地震数据的质量，特别是入射角估算的不确定性比从EI推断得到的反射系数误差更大[8]。 纵横波阻抗联合反演 近二十年来，AVO技术得到广泛的发展和应用，比较有代表性的Shuey-AVO方程(1985)，使我们很容易理解AVO的含义和属性，目前在实际生产科研中都被广泛应用，但Shuey的方程不适用于大入射角的情形(大于30°)。Fatti等人(1994)提出的AVO方法是一种对AVO的Zoeppritz方程近似、比Shuey的方程复杂的近似方法。这种方法不需精确高的大入射角，而且也不需要对密度和纵横波速度比Vp/Vs作任何假设的要求。我们应用这种方法可以求出垂直入射的P波和S波的阻抗反射系数，使我们感到更直观和容易解释，还可以计算出比较有意义的其他属性如流体因子。Fatti方法的P波反射系数的表达式为： 其中，Ip=Vpρ是声波阻抗，Is=Vsρ是横波阻抗，ΔIp/2Ip是垂直入射的P波阻抗反射系数，ΔIs/2Is是垂直入射的S波阻抗反射系数，θ是入射角的值。与其他近似公式相比，Fatti的公式适用于高角度的入射角(小于50°)。 应用Fatti-AVO方程，对多个角道集数据体实施联合井约束稀疏尖脉冲反演，便可同时得到P波阻抗、S波阻抗和密度三个数据体。联合井约束稀疏尖脉冲反演是对单个叠加数据体井约束稀脉冲反演算法的推广，把地震波数据体转换成垂直入射的声波阻抗数据体。这种转换是通过目标函数的最小化实现的，它包括稀疏的垂直反射系数的L-1模、合成记录与原始地震道的之差的L-1模和其他约束条件函数。由反演出的P波阻抗Ip和S波阻抗Is，可以计算出基于岩石弹性参数λ、μ和ρ组合的岩石弹性属性，即，。 结合区域地质资料分析，在把岩石弹性参数λ、μ和ρ组合的岩石弹性属性和AVO分析的属性联合进行解释，对储层作出综合评价，进行含油气预测[9]。 参考文献 [1]张宇航.地震反演在储层预测中的研究与应用「D〕.长安:长安大学，2009 [2]陆基孟.地震勘探原理[M〕.北京:石油工业出版社，1993 [3]孙家振,李兰斌.地震地质综合解释教程[M].中国地质大学出版社，2002:141-144 [4]朱勇,唐斌.一种提高波阻抗反演建模精度的方法.江汉石油职工大学学报,2007,20(6). [5]刘光鼎.雄关漫道真如铁论中国油气二次创业[J].地球物理学进展,2002,17(2):185~190. [6]刘喜武,年静波,吴海波. 几种地震波阻抗反演方法的比较分析与综合应用[J].世界地质,2005,24(3):270-275. [7]年静波,汤磊,刘喜武.地质统计分析在三维地震资料砂泥分布预测中的应用［J］.石油物探,2004,4（33）：278-282. [8]张永刚.地震波阻抗反演技术的现状和发展［J］.石油物探,2002,4（14）：385-389. [9]苑金书. 叠前地震反演技术的进展及其在岩性油气藏勘探中的应用[J].地球物理学进展,2007,22(3):879-886.