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。     

蓝色滤波及其应用

反褶积是通过压缩地震子波以提高地震数据纵向（时间）分辨率的过程。地震数据可以用褶积模型来表示,即地层反射脉冲与地震子波的褶积。而地震脉冲（反射系数）包含了石油勘探和地震研究中必不可少的有关大地地球物理性质的信息,因此,从地震数据中得到反射系数就变得非常有意义。蓝色滤波通过对反射系数有色成分的模拟,得到与反射系数有色成分有关的蓝色滤波算子。然后对经反褶积处理后的地震数据进行褶积运算,就能获得比常规反褶积方法好得多的结果。通过对合成地震记录和实际地震数据的试验,证明了本方法在高分辨率处理方面具有较好的效果。     

多子波分解在地震反射系数研究中的应用

反射系数反演是高分辨率地震解释的常用技术之一,广泛使用的是基于奇偶分解的谱反演技术。本文采用基于匹配追踪(Matching Pursuit,MP)的多子波分解技术,将地震信号分解成一系列包含时间、频率、振幅的子波集,然后进行井震能量标定,选定研究层段内最强能量处,将分解的振幅比例到对应的反射系数。楔形正演模型表明,该思路可以得到准确的反射系数,实际资料表明对反射系数求取相对阻抗,能准确识别气层边界,拓展了多子波分解技术的应用领域。     

地震薄层反射系数谱反演算法研究及应用

阐述了谱反演的从地震记录中去除地震子波进而得到反射系数序列的基本原理及过程,分析了谱反演线性化方法存在的问题,即其所需所有频率成分与地震资料带限的矛盾。提出了线性谱反演约束方法,在假设地震到每个采样点均存在反射系数值的情况下,通过在Cauchy约束条件下反演得到稀疏反射系数,然后挑选出这些稀疏反射系数序列,再在L2模约束条件下反演得到更加精确的解。这里提出的方法在模型数据以及实际数据的应用中取得了较好的效果,说明了该方法的有效性,并且验证了谱反演能够分辨出小于调谐厚度的薄层,提高了地震勘探分辨率的能力。     

子波整形提高合成地震记录质量

阐述合成地震记录的制作原理,利用测井数据计算出反射系数。根据地震波传播机制,通过三维地震数据统计得到子波,由此计算出原始合成记录。再根据过井剖面建立褶积模型,对子波进行整形,得到一个随时间变化的地震子波,最终得到与地震数据的波组特征相吻合的合成地震记录。为精细储层描述打下了坚实的基础。     

基于动态子波估计的吸收系数提取方法

在基于褶积模型的子波提取中,大多假设地震子波为最小相位性质。虽然在地震资料处理中进行了相位转换和Q补偿处理,但从实际地震记录中提取的地震子波,大多也表现为混合相位性质。提取吸收系数大多采用地震记录谱模拟方法,即用地震记录振幅谱平滑代替子波振幅谱,这样就会存在一个误差项,给以常规方法提取的吸收系数地震剖面属性解释带来更多的不确定性。针对以上问题,在地震叠偏剖面上,动态计算地震子波的振幅谱和相位谱,可得到任意相位性质的地震子波,采用谱比法并应用相位项提取较准确的吸收系数。利用动态子波提取的吸收系数剖面,精细显示出储层中含油气和未含油气区域的明显差异,结合嘉陵江组一段动态吸收系数平面图分析,为工区储层的精细解释提供了一种精确的方法。     

反射系数与子波同时迭代反演的预条件共轭梯度法

在反射系数白噪、子波最小相位的假设下,研究基于线性反演的地震反射系数和子波同时估计问题。在Cauchy准则稀疏反演求解中,应用预条件共轭梯度法实现反射系数和子波同时迭代反演。在迭代求解正则化方程时,用共轭梯度法求解相应的原问题,初猜子波求解也使用该策略。模型数据试算与比较,表明了该算法正确而有效。用实际数据检验算法的实用性,经研究表明,预条件共轭梯度法计算的反射系数和子波,要比直接稀疏反演精度高,而且收敛较快,数值稳定,实用性强。     

地质统计学反演及其在吉林扶余油田储层预测中的应用

地质统计学反演方法将随机建模技术与常规地震反演相结合,有效地综合地质、测井和三维地震数据,可以更加精确地描述储层的变化.在执行地质统计学反演前,首先应用稀疏脉冲约束反演,了解储层的大致分布,以求取子波和水平变差函数.地质统计学反演从井点出发,井间以原始地震数据作为硬数据,通过随机模拟的产生井间波阻抗,然后将波阻抗转换成反射系数,并用确定性反演方法求得的子波褶积产生地震道,通过反复迭代直至合成地震道与原始地震数据达到一定程度的匹配,反演结果是多个等概率的波阻抗数据体实现.反演结果符合输入数据的地质统计学特征并受地质模型的约束,它综合了测井的垂向分辨率高和地震的横向分辨率高的优势,结果的多个实现用于不确定性评价.     

一种基于L_1-L_1范数稀疏表示的地震反演方法

高分辨率地震反演面临着:①地震反演是一个不适定问题,存在多解性;②采集和处理流程产生噪声和畸变降低反演算法的稳定性,针对这两个问题,提出一种基于L_1-L_1范数稀疏表示的地震反射系数反演方法。该方法利用L_1范数正则化项降低反演多解性和L_1范数拟合项增加噪声鲁棒性。通过井震联合提取子波构建过完备楔形子波字典,然后用L_1-L_1范数稀疏表示对地震信号进行稀疏分解,实现高分辨率反射系数反演。楔形模型和实际地震资料试算结果表明,该反演算法稳定,具有良好的噪声鲁棒性,通过测井资料标定检验,其反演结果准确可信。     

基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演

提出一种基于谱反演方法的叠后地震数据纵波阻抗反演算法,用于提高地震反演精度。谱反演在地震高分辨率和反射系数反演中应用广泛,其基于反射系数的奇偶分解,能降低薄层之间的调谐效应,使反演数据体的分辨率得以提高,而由反射系数计算纵波阻抗的过程不适定,分步进行纵波阻抗反演会引入较大的累积误差。本研究提出基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演算法,引入TV正则化约束目标方程,通过迭代求解,可直接得到相对阻抗,然后同预先建立的低频模型进行频率域融合得到绝对阻抗。模型和实际数据说明,相比基于稀疏脉冲反褶积的阻抗反演,本文提出的方法反演分辨率较高,更有利于后续储层预测等研究的开展。     

基于时变子波的基追踪地震反演

受地下介质衰减吸收作用、层内多次波等因素影响,地震子波在地层内部传播时会出现能量衰减、相位畸变以及频散,即实际地震记录中的地震子波具有时变性.传统的基追踪反演一般采用的是时不变地震子波,这与地下介质中子波传播的特性是不符合的,因此无法准确地反演出每道的相对反射系数.考虑到地震信号随时间变化的特点,这里基于广义S变换谱模...     

基于组合震源编码的多尺度全波形反演方法

全波形反演(full waveform inversion, FWI)是目前精度最高的一种速度反演工具,通过迭代反演得到高精度的地下构造,为叠前成像技术提供更准确的速度场,满足目前勘探开发日益复杂的需求。但FWI需要估计精确的震源子波,而从野外采集的地震数据提取子波是非常困难的,此外,反演过程中,模型参数与观测数据存在强的非线性关系,容易产生周波跳跃现象。针对中低波数反演过程中存在周波跳跃现象与地震子波难提取的问题,本文构建了一种基于组合震源的多尺度波形反演方法。首先对子波和地震数据进行时移组合叠加,再进行互相关梯度求取,只需要一次逆时偏移的计算量,就可以完成梯度的求取,实现多尺度反演的目标。通过模型试算,基于组合震源的FWI方法,可以达到多尺度反演的目的,使得反演结果更稳定;与不依赖子波的方法相结合,反演结果相对准确。     

地震反演——煤田地震勘探的新进展

地震反演根据数据来源、信息类型、反演结果及实现方法可划分不同种类,地震反演的基本方法可分为基于波动方程的反演和以地震褶积模型为基础的反演二大类。目前国内建立在地震记录褶积模型基础的主要反演软件有STRATA、JASON、ISIS。依托国家重大产业技术开发专项“西部煤炭资源高精度三维地震勘探技术”,在阳泉二矿7个钻孔中．应用STRATA和JASON软件对其三维地震资料进行波阻抗反演,其结果不仅可提高纵向分辨率,准确界定煤层顶、底板,提高下组弱反射煤层的连续性,而且通过波阻抗切片,可获得煤层及顶板的岩性信息。另外通过对比STRATA和JASON软件,发现前者的分辨率较高,而后者在波形连续性表现较好。     

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。     

基于匹配追踪算法子波分解技术在薄互层储层预测中的应用

薄互层储层砂体预测技术的研究已成为国内、外各油田的重要研究课题,并已取得较多研究成果。但多数利用地震资料进行薄互层预测技术,均基于单一地震子波与地震反射系数函数的褶积假设,实际上地震子波在穿过不同物理特性地层时,其形状会发生不同变化,导致该假设与实际情况尚有一定距离,致使薄互层储层预测的精度降低。这里主要论述的是基于匹配追踪算法子波分解技术识别薄互层储层。通过研究表明,该技术能较好地分辨出储层在空间的展布规律,识别薄互层储层,为油藏的地质及地球物理解释提供有力的支持。     

基于振幅谱互相关的薄层厚度计算

反射波振幅和峰值频率两种属性当前被广泛应用于预测薄层砂体厚度。然而,实际地震资料的振幅通常不保幅会降低振幅计算薄层厚度的可靠性;峰值频率法计算薄层厚度具有泰勒展开近似前提,会降低其计算薄层厚度的精度。为了提高薄层厚度估计的精度,提出了一种利用振幅谱互相关函数计算薄层厚度的新方法。首先,构建目的层的振幅谱与子波振幅谱和反射系数褶积后振幅谱之间的相关系数函数,其最大值所对应的地层厚度为目的层砂体的厚度;然后,利用高斯迭代方法求取相关系数函数最大值,从而计算出薄层厚度。通过楔状体模型测试证实新方法是可行、有效的。相较于峰值频率方法,新方法能够更精确地计算薄层厚度。实际资料的应用进一步证实新方法适用于薄层厚度计算。     

强反射能量屏蔽补偿在渤海C构造中的应用

在渤海海域西南部广泛分布着新生界的溢流相火成岩,高速层的能量屏蔽是造成火成岩发育区下覆地层地震波场信号弱的主要原因之一。传统的自动增益控制方法(AGC)在分时窗滑动补偿下覆地层被屏蔽的弱信号的同时,破坏了火成岩与下覆地层的能量关系,且时窗内火成岩层之间的弱信号也无法得到有效恢复。这里从反射系数与振幅补偿的关系出发,基于模型论证了利用射线追踪提取地震波传播路径上的反射系数来求取补偿因子,进而开展相对振幅补偿过程的有效性。在渤海油田多个构造的振幅补偿结果,较好地恢复了火成岩屏蔽地层的能量损失,且地层间的振幅关系也得到相对保持,取得了较好的实际应用效果。     

地震反演的子波敏感性分析

确定地震反演子波以及处理其与各井最优标定子波之间的差异是地震反演与解释所面临的问题之一。以陕北侏罗纪煤田榆横矿区某勘探区为例,对其地震资料采用不同的子波进行标定与反演实验,研究地震子波变化引起的波阻抗数值和结构在纵横向上的变化规律,并讨论其对地质解释的影响。研究表明,在基于模型的反演中,标定和反演所用的地震子波对最终得到的波阻抗具有明显的影响,具体表现在波阻抗幅值、时间轴偏移、纵向变化细节以及横向连续性等。在该区选取子波的研究中还发现,子波变化产生的波阻抗差异逾700(m/s)*(g/cm3),这将导致在密度为2.6 g/cm3的地层中速度误差达300 m/s,其结果必会影响岩性解释的准确性。     

基于探地雷达的路基地下异常体全波形反演

路面塌陷及地下空洞隐患往往较为隐蔽且事发突然,造成了人们生命和财产的巨大损失,对于道路塌陷及地下空洞隐患的检测分析显得至关重要。探地雷达(Groud Penetrating Radar, GPR)因其具有精度高、效率快、连续无损、实时成像等优点,是目前城市道路塌陷隐患探测的主要方法。针对GPR传统目标函数全波形反演(Full Waveform Inversion, FWI)中激励源子波估计不准确而导致反演准确性和可靠性降低的问题,提出了一种褶积型目标函数FWI算法。对于路面塌陷及地下空洞2种情况,通过建立合成数据模型,与传统目标函数FWI的反演结果进行对比,说明了褶积型目标函数FWI算法在激励源子波估计不准确的情况下依然可以得到良好的反演结果,验证了该算法的有效性;最后将该算法用于2组不同灾害类型的GPR实测数据中,分析反演得到的地下介质相对介电常数分布情况,验证了褶积型目标函数FWI算法对于实测数据的实用性,从而为路基地下异常体探测提供理论依据。      

近垂直定向分布裂缝的各向异性梯度地震反演方法研究

各向异性梯度可以预测裂缝型储层,利用宽方位地震数据可以更好地反演各向异性梯度。为了克服地震反演方程条件数太大、反演结果不稳定的难题,常规反演都是对反演方程做加法,如加入高斯分布、柯西分布等数学约束和测井低频约束,但是各向异性梯度测井信息不易获取,难以对反演方程做加法。因此这里提出了对反演方程做减法的反演方法,该方法分为两步:(1)认为地震数据是反射系数序列,据此消除导致最小二乘反演方程不稳定的子波项,得到自激自收地震记录和各向异性梯度地震记录;(2)基于最少反射层假设搜索准确的地下界面位置,建立反演方程,以降低反褶积方程维数。模型试算和实际工区应用表明,该方法能够增强反演方程稳定性,并能得到准确的地层各向异性梯度,为预测高角度裂缝型地层提供借鉴。