地震波阻抗反演方法之改进与三阶段、九步骤反演方法的初步实践

地震波阻抗反演在储层预测中发挥了重要作用,它是确保地震数据、测井曲线、速度和地质信息正确综合的首要技术。地震反演的方法很多,对当前石油工业界常用的5种地震波阻抗反演方法的技术关键、适用性进行了分析和对比。由于受地震资料、地质条件和勘探开发程度的制约,现有波阻抗反演方法各具适应性,并不能很好地解决油田储层地震预测问题。为此,提出了一种新的工作思路--三阶段、九步骤反演方法。 应用该方法在松辽盆地GLB地区PTH油层的勘探部署和储量评价中取得较好效果,可预测1~2 m薄储层,对于国内类似地质条件的薄储层预测具有一定的借鉴意义。     

基于贝叶斯理论的反射率法煤田地震波阻抗反演

地震波阻抗反演可以直接提供地下介质的弹性信息，为后续的煤层识别，水通道预测以及陷落柱识别等提供可靠的资料。在面对复杂地质条件时，现有的波阻抗反演方法精度较低，不能满足实际勘探的需求。反射率法通过求解弹性波动方程获得弹性参数信息，能够模拟全波场响应以及地震波的各种传播效应，能更精确地考虑透射损失、多次波等引起的地震波振幅和相位变化，精度较高，且计算效率高于其他波动方程求解方法。因此，基于贝叶斯框架，建立了反射率法的反演目标函数并通过引入柯西分布作为先验分布提高反演结果的分辨率，形成了一种基于贝叶斯的反射率法波阻抗反演方法。将该方法应用于布尔台煤矿地震数据中，获得的波阻抗反演结果与测井资料匹配度较好，相比于常规方法分辨率更高，精度高，能够有效识别薄煤层和深部煤层分布，有效验证了新方法的可行性和有效性。该方法能为利用地震反演技术识别煤层及陷落柱等小构造，预测顶底板水分布提供有力的资料。      

西湖凹陷平湖组砂泥岩岩性神经网络地震预测

传统的地震波阻抗反演方法存在岩性分辨能力不高和多解性问题,反演结果难以满足精细刻画岩性分布规律的要求。本文通过构建包含岩性和波阻抗信息的归一化后的拟伽马曲线作为岩性指示曲线,利用神经网络方法,将地震数据转化为与岩性关系更密切的伽马数据体。通过神经网络地震反演,得到砂泥岩岩性反演数据体。将该方法用于西湖凹陷平湖组砂泥岩岩性反演,与传统方法相比,泥岩厚度预测精度达93%,较为准确地刻画了地下砂泥岩分布情况,为后期的油气勘探提供依据。     

低频信息对阻抗反演的影响分析

在地震波阻抗成像和岩石物理解释中,低频信息是非常重要的。缺失低频会导致地震波频带变窄,时间域分辨率降低,最终会使波阻抗成像错误或造成虚假成像,这将会造成储层预测和岩石物理解释不正确。针对同一工区的两块资料ZJNew和ZJOld进行了波阻抗反演,含较多低频成分的ZJNew资料的反演结果分辨率较高。通过楔形模型反演结果的比较可知,低频缺失会导致在储层位置出现虚假薄夹层,造成储层预测解释错误。     

叠前多属性概率神经网络反演储层孔隙度

近十年来非线性反演方法(如人工神经网络、遗传算法)在地球物理解释中,得到越来越多的应用,但人工神经网络反演目前通常只采用叠后波阻抗反演结果和叠后地震属性(如振幅、频率和相位)进行预测,而忽略了地震叠前道集中包含的地层信息.这里通过叠前地震反演获得纵波、横波阻抗和密度信息,结合叠前地震属性,综合应用PNN神经网络方法来反演地层孔隙度参数.其过程包括:①提取叠前地震属性和叠前反演纵波、横波阻抗和密度参数;②分析孔隙度和各类叠前属性和叠前弹性参数的相关程度,确定出与孔隙度关系密切的主要参数;③综合叠前反演弹性参数和叠前属性等参数,应用神经网络分析方法反演得出孔隙度体.该方法克服了由于砂泥岩波阻抗重叠造成的叠后波阻抗反演储层预测存在多解性的问题,反演孔隙度体提高了储层识别精度,储层预测和钻井结果一致,符合实际地质规律,证明本方法正确有效.     

高密度速度分析方法在水合物无井约束波阻抗反演中的应用研究

波阻抗反演对水合物识别具有一定的辅助意义。由于地震波形数据缺少低频信息,在地震数据波阻抗反演时,一般要利用测井信息提供低频约束,但在我国南海水合物调查中,由于测井资料少,使得基于模型的波阻抗反演方法受到一定的限制。常用的无井约束波阻抗反演方法采用层速度建立初始模型,但常规速度分析方法密度低、精度不高,导致补偿的低频信息成分不丰富。针对这一限制,这里提出利用高密度速度分析方法获得层速度建立初始模型,该方法利用叠前时间偏移数据,对空间上的每一道,时间上每一个样点都进行分析,尽可能利用了数据的走时,能为阻抗反演提供低频成分更丰富、分辨率更高的初始模型。实际资料处理结果表明,该方法所得到的波阻抗反演结果与水合物特征对应良好,能取得良好的反演结果。     

点扩散函数深度域反演

当前地震勘探领域缺乏深度域反演的有效方法,无法直接利用深度偏移后的地震数据进行储层预测。为解决这一问题,本研究采用基于点扩散函数的深度域反演方法对深度域地震数据进行反演,该方法借鉴光学领域的点扩散函数的概念,在偏移速度场中加入均匀分布的点散射体,然后使用波动方程有限差分的方法进行正演模拟,在此基础上进行叠前声波波动方程逆时偏移,得到点扩散函数。并且本研究依据最小二乘理论推导了点扩散函数深度域声波阻抗反演的公式,最后使用该反演方法在Marmousi模型和实际的地震资料上进行了测试。反演测试结果表明：该深度域反演方法反演结果精度高,稳定性好。     

基于速度分析的探地雷达阻抗介电常数反演

阻抗反演是利用波阻抗与介电常数关系开展地下介质参数估计的重要技术,在探地雷达以及叠后地震资料解释中具有广泛的应用。常规阻抗反演需要钻孔或测井曲线作为约束项,约束项信息直接影响阻抗反演的估计精度。在缺少钻孔数据的实际应用中,如何开展探地雷达阻抗反演是该方法研究的重要内容之一。基于上述问题,本文提出了基于速度分析的探地雷达阻抗反演方法。其基本思想是基于多偏移距雷达数据开展速度谱分析和Dix反演,以获得不同深度的速度信息作为阻抗反演的约束项;同时,采用K-means方法自动拾取速度谱信息,大大降低了常规人工拾取误差,提高了计算效率。通过典型随机土壤介质模型,验证了本文方法在无钻孔条件下仍然可以获得较好的介电常数估计结果,并测试噪声适应能力强。最后通过美国密歇根州Wurtsmith AFB,in Oscoda区域的探地雷达数据测试了本文提出方法在探地雷达实测数据参数估计中具有较好的应用效果。     

含煤地层转换波叠后横波波阻抗反演

叠后地震反演方法适用于纵波和横波地震资料的反演,但对转换波地震资料却不适用。为了实现利用转换波剖面得到横波波阻抗信息,通过建立转换波反射系数和横波反射系数之间的关系,直接从转换波地震数据中获取横波反射系数,把转换波叠后波阻抗反演问题转化为横波波阻抗反演问题。基于测井约束反演原理,利用横波反射系数和转换波解释层位建立初始横波波阻抗模型,优选反演处理参数,实现转换波叠后横波波阻抗反演。含煤地层转换波横波波阻抗反演结果,为进一步研究岩性参数比属性奠定了基础。和横波勘探相比,转换波勘探施工方便,工作成本相对低廉,因此利用转换波叠后地震反演获得横波波阻抗,是一种经济的办法。但由于在计算横波反射系数时采用了近似公式,所以反演结果精度会受到一定影响。     

波阻抗反演技术在煤田地震岩性勘探中的应用

在煤田地震勘探中,岩性勘探已成为人们研究的一个热门课题。与其他地震反演技术相比,波阻抗反演技术不仅可提高原始地震资料的垂向分辨率,而且可以将地震波转换为地层信息。介绍了波阻抗反演技术的原理及实现方法,并以平顶山某采区岩性勘探为例,说明波阻抗地震反演方法可以进行岩性勘探,并可用来预测煤层厚度,同时还可以识别煤层中的夹矸。     

含透射衰减的地震反射信号褶积模型在波阻抗反演中的应用

研究了地震波在层状地质模型内透射衰减对地震反射信号振幅的影响,给出了含透射衰减的褶积模型,为基于模型的波阻抗反演提供了一种新的正演方法。采用含透射衰减的褶积模型做正演运算,能够校正地层透射对波阻抗反演结果的影响,尤其能够消除地层的屏蔽现象。实际的资料处理表明含透射衰减的褶积模型有较好的应用价值。     

波阻抗遗传算法反演方法的研究及应用

作者介绍的遗传算法是在自然界生物遗传过程优选和进化原理的基础上，针对波阻抗反演的实际问题，对标准的遗传算法进行了改进，引入了模拟退火算法中的热槽法控制初始群体的产生，用逐位迭代的交换方式代替传统的杂交方式即随机选择杂交点进行交换。使用改进的遗传算法对地震波阻抗进行反演，可很好地提高反演的精度。在文中最后，作者通过理论模型和实例验证了上述的思想。     

井间地震时频域联合速度和衰减系数同步层析反演

井间地震资料中蕴含丰富的地下储层岩性和物性信息,利用井间地震直达波初至信息,通过层析反演可以得到两井之间的速度剖面。通过对井间地震直达波振幅衰减信息的处理,可以实现井间的吸收衰减层析成像。基于井间地震直达波射线路径的一致性,提出了井间地震时域直达波走时层析反演和频域质心频率衰减层析同步反演方法,增加了约束条件,增强了抗干扰能力。对模型和实际资料的处理结果表明,速度和吸收衰减同步反演方法,提高了速度层析反演精度,得到了对油气更为敏感的衰减属性,增强了井间地震在储层描述和油气预测中的应用能力。     

A Method of Improving Seismic Data Resolution：Comprehensive Inversion of Well logging and Seismic Data

ＡＭｅｔｈｏｄｏｆＩｍｐｒｏｖｉｎｇＳｅｉｓｍｉｃＤａｔａＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＩｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＷｅｌｌｌｏｇｇｉｎｇａｎｄＳｅｉｓｍｉｃＤａｔａＺｈａｎｇＹｕｆｅｎ；ＨｏｎｇＦｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌ...     

求取波阻抗初值的一种新方法——井约束波阻抗扫描法

波阻抗反演是进行地震岩性反演的一个重要手段。其反演的关键是:①高精度反射系数振幅标定;②高精度波阻抗初值Z₀的求取。实践表明,不同的波阻抗初值Z₀将反演出不同的波阻抗值,从而影响到岩性解释的精度,因此在利用已知反射系数序列进行波阻抗反演时,Z₀值的选定就至关重要。井约束波阻抗扫描法是笔者通过大量的实际计算总结提出的求取波阻抗初值Z₀的一种新方法,经过多口测井资料和实际资料反演试算,均表明这是一种精度较高的求取波阻抗初值Z₀的方法,求出的波阻抗初值Z₀与用测井资料算出的波阻抗初值Z_0井的符合率约为99%,从而为进一步进行高精度的波阻抗反演乃至岩性解释提供了一种可能性并奠定了基础。     

模拟退火波阻抗反演技术在苏北盆地高邮凹陷曹庄地区的应用

地震反演技术能够大幅度提高地震资料分辨率，最大限度地挖掘地震资料所蕴涵的极其丰富的岩性、物性信息．是目前寻找隐蔽油气藏的有效手段之一。模拟退火波阻抗反演通过模型空间范围内广泛搜索寻求全局最优解，可以明显提高反演剖面的分辨率。利用ISIS模拟退火波阻抗反演技术，对苏北盆地高邮凹陷曹庄地区戴南组岩性储层进行精细预测．较好的描述了戴南组3个主要岩性储层发育段砂体平面展布规律。     

基于共轭梯度法的全波形反演

全波形反演是一种全新的地震成像方法,主要利用全波形信息反演地下介质参数,通过非线性优化波场理论值和观测值的残差实现波形反演。基于时间域声波方程,建立了时间域波场残差目标函数,以分层模型为例,分别从波场精度、目标函数收敛性和运行时间3个方面,比较了共轭梯度（Conjugate Gradient,CG）算法和拟牛顿算法（Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno,BFGS）反演的效果。同时,应用共轭梯度法对正、逆断层模型和Marmousi模型进行了速度结构反演。反演结果表明:共轭梯度法计算效率较高,反演得到的速度模型精度更高,反演效果较好,是一种有效的波形反演方法。      

基于各向异性AVO的裂缝弹性参数叠前反演方法

基于各向异性理论,将具有水平对称轴的高角度裂缝介质等效为HTI介质。首先,通过分析HTI介质反射界面的纵波反射系数公式,研究裂缝介质振幅随偏移距和方位角的变化特征,探索了方位各向异性介质弹性参数和各向异性参数的叠前反演方法。其次,为更好地估测介质的弹性参数:纵波阻抗IP、横波阻抗IS以及各向异性梯度Γ,对反射系数近似式进行了简化,同时对简化公式的精度进行了对比分析。最后,选取2D逆掩断层模型,利用褶积公式制作不同方位的合成地震道集,并对合成地震道集添加随机噪声(信噪比为2∶1),将其应用于方位AVO叠前反演算法试算中。结果表明,当信噪比为2时,方位AVO叠前反演所得纵波阻抗、横波阻抗及各向异性梯度的估测值与模型真实值基本吻合,而且估测值能够较准确地反映原始模型的地层特征,验证了方位AVO叠前反演算法的准确适用性。