纵横波弹性阻抗联合反演方法

在弹性阻抗反演方法的基础上,充分利用纵波和转换波地震信息,开展了纵横波弹性阻抗联合反演方法研究。首先对转换波反射系数近似精度进行对比分析,选取了转换波弹性阻抗近似公式,并对选取的转换波弹性阻抗公式进行标准化处理;其次详细研究了该反演算法的基本原理,并提出了具体实现流程;最后分别利用二维模型和实际工区的井数据制作叠前角度道集,添加随机噪声,对该反演方法进行模型试算。结果表明,纵横波弹性阻抗联合反演所得纵波速度、横波速度及密度估测值与真实值之间吻合较好;而且与单纯纵波弹性阻抗反演结果相比,纵横波弹性阻抗联合反演所得密度估测值更加稳定,从而为准确储层识别和流体检测提供了可靠的依据。     

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。     

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。     

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.     

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。     

叠前反演在LHK地区烃类检测中的应用

针对LHK地区目的层砂泥岩纵波阻抗叠置和AVO异常不明显以及储层地质条件复杂的特点,应用叠前弹性阻抗反演技术体系对该地区油气层的分布做出预测。其关键步骤包括:流体替换模型分析与弹性参数交会分析相结合的敏感参数筛选,不同角道集地震数据体的子波估算和精细标定,弹性参数的反演计算。反演得到的拉梅系数乘以密度体与纵波阻抗体交汇的结果,反映了油气层分布特征,预测结果已被钻井证实。     

基于叠加阻抗理论的弹性参数反演方法

弹性阻抗反演因其兼具叠前与叠后地震反演的优点、能够得到众多对岩性及流体较为敏感的弹性参数,因而在储层预测领域中应用极为广泛。弹性阻抗反演所使用的弹性阻抗方程是单入射角的函数,而在实际应用中由于采集以及处理技术的限制,反演所采用的地震道集为角度部分叠加道集,因而造成了方程与地震道集间的矛盾,导致阻抗体的反演精度降低。叠加阻抗理论将弹性阻抗方程改写为角度叠加范围的函数,更加符合实际道集情况,阻抗体反演精度高。基于叠加阻抗的思想,将常见弹性阻抗方程改写为叠加阻抗的形式,引入到弹性参数反演当中,并论证其可行性,以期更加准确地反演出弹性参数,从而提高储层预测成功率。     

一种地震共反射点道集数据的叠前反演方法

叠前地震资料含有地层的纵波、横波速度和密度等信息。利用叠前反演获得隐藏在地震数据中的这些基本参数后,即可揭示大量岩性及孔隙流体性质的信息。这里推导了平面波在层状弹性介质中传播的正演算子,提出了一种基于Brent正交搜索方向组的叠前三参数反演方法．该方法不需要求解庞大而复杂的导数矩阵。通过自适应退火因子和罚函数来处理约束条件,提高了算法的稳定性。将K—L变换引入到方向置换过程,有效防止了搜索方向组的线性相关。经理论模型和油田实际数据的反演结果表明,该反演方法是一种利用叠前地震数据进行储层预测的有效手段。     

粘弹介质叠前四参数同步反演及应用

叠前地震资料中包含纵波速度、横波速度、密度和吸收衰减系数等弹性及粘弹性信息,其中吸收衰减属性对储层物性及流体性质尤为敏感。本文从粘弹介质精确Zoeppritz方程出发,基于介质分解理论通过公式推导及近似,建立了包含纵波速度、横波速度、密度和吸收衰减系数的纵波反射系数特征方程,利用贝叶斯反演框架,实现了叠前纵波速度、横波速度、密度、衰减四参数同步反演。模型与实际资料反演效果均表明了该方法的可靠性。该方法较好应用于胜利油田东部海上探区的油气识别,相比于常规弹性介质流体因子,四参数同步反演方法得到的吸收衰减系数能更准确地表征油气的分布。     

基于L1正则化的地震谱反演方法

将L1正则化方法应用到地震谱反演的实现中,验证了谱反演方法在拓宽频谱宽度、提高分辨率上的可行性。对谱反演中L1正则化解的稀疏性和应用矩形窗造成结果不稳定的现象做了详细讨论,提出自动选择窗口长度进行谱反演的算法模式,并基于该模式对地震模型进行了试算。该方法有效地拓宽了数据的频谱宽度,提高了反射地震勘探的精度,为薄层的识别和更加复杂的地震勘探提供了一种新的思路。     

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。     

基于入射角的AVO近似弹性波阻抗方程及反演

AVO技术在油气勘探中已经得到广泛应用,但是在应用Zoeppritz方程的线性近似方程时,通常是直接应用入射角代替平均角进行参数计算,这样做会给反演工作带来误差。基于入射角的AVO近似方程将反射系数表示为入射角的函数,可以解决常规计算中存在的误差。过程如下:首先,由基于入射角的AVO近似方程推导得到基于入射角的弹性阻抗方程,将其标准化以实现不同角度的弹性阻抗间量纲的统一,并通过经典的AVO模型验证其准确性;然后,建立基于新方程的弹性阻抗反演方法,对Marmousi2模型进行反演,与常规方法反演结果进行对比,结果表明,新方法得到的结果更加准确;最后,利用某实际工区数据进行反演,得到的结果与实际测井资料匹配效果很好,证明了该方法有很强的实用性。     

AVO叠前反演在中等阻抗储层预测中的应用

新场气田须四下亚段TX94砂体为砂砾岩互层。前期勘探证实,砂岩为有效储层,由于砂岩与作为围岩的泥岩阻抗接近,而砾岩的阻抗又远远大于砂泥岩,常规地震属性及叠后反演无法准确识别砂岩。采用AVO叠前反演技术,综合应用纵波弹性阻抗和纵波、横波速度比,结合岩石物理模板,对砂岩进行了准确刻画。这里阐述了AVO叠前反演的原理,讨论了反演处理中的地震数据分析,岩石物理分析,子波提取,低频趋势模型建立等关键步骤。反演结果表明,AVO叠前反演能很好地识别砂岩,降低了勘探风险。     

L1-L2范数联合约束稀疏脉冲反演的应用

稀疏脉冲反演实际上就是利用反褶积原理, 从带有噪声的地震道中计算出具有稀疏分布特征的反射系数的振幅和时间.稀疏脉冲反演是非线性优化问题, 通常都是把非线性优化问题转化为线性优化问题, 然后用线性优化算法求解.以范数约束为基础, 提出L1-L2范数联合约束求解的方法.该算法采用了目前国际流行的内点算法, 与传统的优化算法相比, 这种算法具有精度高, 速度快的优点.通过研究人工模型和南海某油田实际数据, 表明该算法的计算结果和测井记录吻合好, 提高了地震分辨率, 目的层段分辨率优于8m.利用反射系数剖面预测的储层厚度和开发井吻合很好, 大大地降低了资源量计算的风险和油田开发的不确定性.      

双相介质叠前储层参数反演方法研究

从双相介质的理论出发,建立了叠前储层参数反演的目标函数，研究了多维储层参数迭代优化算法，提出了双相介质叠前储层参数反演的技术流程。模型数据、实际地震资料的应用表明，该方法反演误差较小、精度高于叠后地震波形反演。      

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Metropolis抽样的弹性阻抗随机反演

笔者提出了基于Metropolis抽样的弹性阻抗随机反演方法,该方法是一种基于蒙特卡洛的非线性反演方法,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率。应用贝叶斯理论框架,首先通过快速傅里叶滑动平均模拟算法(fast Fourier transform-moving average,FFT-MA)和逐渐变形算法(gradual deformation method,GDM)得到基于地质统计学的先验信息,然后用Metropolis抽样算法对后验概率密度进行抽样,得到反演问题的解。其中FFT-MA模拟作为一种高效的频率域模拟方法,结合GDM后,在保持模拟空间结构不变的前提下,可以连续修改储层模型,直至满足实际观测地震记录。数值试验表明:FFT-MA模拟有效地提高了计算效率,融入GDM更新算法,可以保证反演结果有效地收敛,并且反演结果与理论模型吻合较好,具有较高的分辨率,该方法采用两步法反演弹性参数,运算速度较快。     

地质统计学反演在四川盆地L地区储层预测中的应用

地质统计学反演基于地质统计学方法,综合利用地震、测井数据和地质认识,对储层的空间分布特征进行模拟,预测储层分布规律。通过四川盆地L地区气田开发实践,总结出以地质统计学反演为核心,且适用于四川盆地须家河组非均质构造～岩性复合式气藏的反演路线,在叠后约束稀疏脉冲确定性反演的基础上,由阻抗数据作为约束条件进行储层参数随机模拟,进而进行有利储层预测。结果表明,该方法具有测井数据的垂向分辨率高和地震数据的横向分辨率高的优势,对于识别非均质砂泥岩薄互型储层效果较好。     

基于Zoeppritz方程的纵横波模量反演

叠前地震反演的主要目的是根据地震数据精确地求取地下介质的弹性参数,进而进行流体识别和油藏描述。常规叠前反演方法使用Zoeppritz方程近似式计算反射系数,但是含有丰富信息的大偏移距地震数据无法被有效利用,针对这个问题,将纵横波模量引入Zoeppritz方程,建立了基于Zoeppritz方程的纵横波模量广义线性反演方法,适用于大角度地震数据。模型测试和实际地震资料应用表明,此方法能够可靠的得到地下介质的纵横波模量,相对于间接反演减小了间接反演带来的累积误差,为后续流体识别和含油气检测提供了很好的数据基础。     

基于遗传算法的叠前地震波形反演构建虚拟井曲线

叠前地震波形反演能够提供详细的地下地层特征，但由于其计算量大、数据和模型之间的非线性、目标函数的多极值和反演结果的多解性使叠前地震反演的实施成为一大难点。本文通过叠前和叠后混合反演技术采用遗传算法实现了深海无井地震反演。遗传算法思想简单、易于实现和使用、具有隐含并行性和全局搜索能力等优点，基于遗传算法的叠前地震波形反演得到了与井中实际数据基本吻合的速度和密度数据。