基于叠前深度偏移的AVO反演及解释

本文针对复杂构造地区AVO技术应用的难点,在详细阐明了偏移对改善AVO分析效果的重要意义前提下,为实现在复杂构造地区有效地进行AVO研究,将叠前深度偏移引入到AVO处理中,通过偏移来改善资料的质量.在此基础上进行了揭示岩性及流体变化特征的多种参数的AVO反演,并探讨了利用多种AVO属性的综合分析来确定和解释AVO异常的方法.利用本文提出的复杂构造AVO研究思路对实际资料进行了分析,结果说明了该方法的可行性.     

逆时偏移与Kirchhoff偏移的抽道集对比研究

共成像点道集(CIG)可用于速度建模、偏移质量控制以及地下属性解释等。对于复杂碳酸盐岩储层,叠前AVO反演技术在储层识别、裂缝预测和流体检测方面的作用日益显著,叠前反演的精度很大程度上依赖于共成像点道集的AVO特性是否符合地下介质的真实地震响应。因此,叠前偏移不仅要实现反射点的准确归位,还必须得到振幅保真的共成像点道集,从而为AVO/AVA反演提供保幅的共成像点道集输入数据。本文在理论上对真振幅Kirchhoff叠前深度偏移和逆时偏移(RTM)抽道集技术的保幅性进行分析:真振幅Kirchhoff偏移抽道集通过改变加权函数实现振幅保持,仅适用于横向速度变化不大的情况;基于双程波动方程的逆时偏移采用互相关成像条件抽取共成像点道集,成像精确且无倾角限制,相对保幅性优于前者,适应任意复杂速度模型。模型和实例测试结果表明:在简单构造区域,真振幅Kirchhoff保幅叠前深度偏移与保幅逆时偏移抽取的共成像点道集都能起到良好的保幅效果;但在复杂构造区,基于逆时偏移抽取的共成像点道集,保留了全部波场的路径与振幅信息,其保幅性与成像精度优于Kirchhoff保幅叠前深度偏移。因此,针对探区的复杂程度差别及勘探精度的不同要求,应选择不同的抽道集方法,保证振幅精度的同时,兼顾生产效率。     

P-P波和P-SV波联合AVO反演研究

目前转换波AVO(Amplitude Versus Offset)反演或纵波、转换波联合AVO反演是基于Aki等的反射系数近似公式,通常反演结果为上、下层速度比值和速度平均比值.本文在Shuey和郑晓东近似公式的基础上,运用最小平方算法,提出一种p-p波和P-SV波联合AVO反演下层介质纵、横波速度及泊松比的方案,并应用于双层含气砂岩模型上,误差在10%以内.此方案要求上、下层物性差别不大且入射角小于30°,但不需要速度比值为常数2的假设.     

高分辨率AVO反演技术研究

AVO技术可以得到描述地下介质的多方面信息,这对油气勘探具有非常重要意义.但在实际应用中,子波干涉和上覆层影响等因素使常规AVO技术的效果受到很大影响.本文利用积分法求取AVA道集、引入子波和反演手段来消除上述因素的影响,提高了AVO分析的分辨率.因而,使AVO分析技术用于薄层地质现象研究成为可能.     

波动方程偏移速度建模:一种直接反演方法

基于炮域波动方程叠前深度偏移所产出的角道集,发展了不需要多次迭代的波动方程偏移速度建模方法.文中分析了炮域波动方程偏移生成角道集的方法,给出了非均匀介质中角道集同相轴曲率与速度误差的定量关系,发展了基于同相轴曲率的速度模型直接更新算法.在初始模型较合理的情况下,应用一次炮域波动方程偏移计算,即可得到较准确的速度模型.这一方法可用于解决由走时层析成像等方法得到的速度模型与波动偏移方法不匹配的问题,避免了直接由波动方程偏移进行速度建模所需要的多次偏移计算.数值结果证明了本文方法的有效性.     

保幅偏移中的权函数

确定合适的权函数是保幅偏移中非常关键的一个环节.在保幅偏移的过程中,进行绕射加权叠加,可以校正由于波的几何扩散引起的振幅损失,从而使地震偏移结果更为真实地反映地下界面的反射系数.本文对国内外已有的几种主要计算权函数的方法进行了整理和回顾,并分别论述了这几个权函数的适用范围和条件.通过这些对比,我们就能够根据不同情况,选择合适的权函数,从而更好的恢复出偏移剖面的反射系数.     

共偏移距道集平面波叠前时间偏移与反偏移

在Dubrulle提出的共偏移距道集频率波数域叠前时间偏移的基础上,提出了共偏移距道集频率波数域叠前时间偏移与反偏移一对共轭算子.讨论了该对算子的变孔径实现过程.并把该对共轭算子串连起来实现了叠前地震数据的规则化处理.指出最小二乘意义下的叠前地震数据规则化会得到更好的效果.v(z)介质模型和Marmousi模型的数值试验结果表明,方法理论正确、有效.     

非线性AVO反演方法研究

与叠后地震数据相比,叠前地震数据包含有更多的反映地下地层特征的信息,利用AVO(Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距的变化)信息通过求解Zoeppritz方程的近似公式,叠前反演可直接得到反映地下岩石特征的弹性参数——密度、纵波速度和横波速度.从本质上讲,叠前地震反演是非线性的,但目前多采用线性近似方法求解,降低了地震反演的精度.本文研究基于Aki-Richards近似公式的非线性叠前反演方法,分析了引起弹性参数非线性反演误差的因素,提出了反向加权系数的方法以均衡各反演参数的系数所引起的响应差异,并把具有较强的非线性搜索能力、能够更好地求取全局最优解的量子蒙特卡罗方法引入到叠前三参数非线性反演,改善了叠前反演的精度.理论和实例试算表明:该方法计算精度较高、稳定性较好.     

基于支持向量机的非线性AVO反演

本文提出了一种新的AVO非线性反演方法,即利用支持向量机来求解AVO非线性反演问题.文中先对支持向量机的原理进行了阐述,然后建立了适合AVO反演的支持向量机模型.最后利用该方法对模型数据和实际资料进行了反演计算,反演结果表明,该方法在没有牺牲反演效果的情况下较好的解决了传统反演方法所具有的局限性,可以直接从合成记录中提取地层的弹性参数,反演速度快、稳定性好.     

转换波AVO近似及其在PP/PS联合反演中的应用(英文)

多分量勘探相比常规纵波勘探而言有许多的优势,PP/PS联合AVO分析和反演是强而有效的储层识别方法。在本文中,我们推导了更精确的转换波AVO反射系数公式;并在入射角小于30度时进行了进一步简化,其对于转换波AVO分析和反演而言更加简单有效。基于该近似,我们进行了PP/PS联合AVO反演。实际资料的实例表明,反演得到的纵横波速度比可很好地识别岩性及油气。反演得到的流体因子和泊松比等其他属性在储层处也显示出明显异常,效果显著。     

Joint PP and PS AVO inversion based on Zoeppritz equations

Considering Zoeppritz equations, reflections of PP and PS are only the function of ratios of density and velocity. So the inversion results will be the same if the ratios are the same but values of density, velocities of P-wave and S-wave are different without strict constraint. This paper makes efforts to explore nonlinear simultaneous PP and PS inversion with expectation to reduce the ambiguity of AVO analysis by utilizing the redundancy of multi-component AVO measurements. Accurate estimation of ratio parameters depends on independence of input data. There are only two independent AVO attributes for PP reflectivity (i.e. intercept and gradient) and two for PS reflectivity (i.e. pseudo-intercept and pseudo-gradient or extreme amplitude), respectively. For individual PP and PS inversion, the values of least-squares objective function do not converge around a large neighborhood of chosen true model parameters. Fortunately for joint PP and PS inversion the values of the least-squares objective function show closed contours with single minima. Finally the power function fitting is used to provide a higher precision AVO attributes than traditional polynomial fitting. By using the four independent fitting attributes (two independent attributes for PP and PS respectively), the inversion of four ratio parameters (velocities and densities) would be estimated with less errors than that in traditional method.     

基于逆算子估计的AVO反演方法研究

传统反演算法以优化算法为主,而基于逆算子估计的AVO反演算法则利用了直接求逆的思路.算法的关键在于寻找存在逆函数的子域,进而可以在子域内直接求逆,这种解决反问题的思路不同于一般的优化类算法所采用的直接搜索解的方式,具有更高的效率.AVO反演利用了振幅随着偏移距的变化特征,反演的精度受到地震资料质量的影响,通过加入L1范数约束以及合理的初始模型有助于提高反演的稳定性以及准确度.模型测算和实际应用表明,基于逆算子估计的AVO反演方法具有较高的精确程度和可靠性.     

基于AVO反演的频变流体识别方法

研究表明流体引起衰减与频散往往表现为频变AVO现象.一些频散地震属性,例如纵波频散,已经证实为可靠的碳氢指示因子.为了更有效地识别流体,基于f-μ-ρ近似构建了新的流体因子Df,即频变流体项.该属性的反演首先需要连续小波变换(CWT)谱分解得到不同频带地震数据,通过去相关与先验约束来保证反演结果可靠性.模型试算证实了频变反射系数近似公式的精度可靠性,Df可以识别出强衰减介质所引起的频散现象.实际数据试算中,Df可以较好地识别储层孔隙流体,尤其对于气层,具有较好的指示效果.该流体因子将Gassmann流体项的高孔隙流体敏感性与叠前数据丰富的振幅频率信息相结合,反演效果与岩石物理认识相符.此研究有助于利用衰减频散现象借助AVO反演实现流体识别.     

转换波AVO反演速度比各横波反射系数

Based on the empirical Gardner equation describing the relationship between density and compressional wave velocity, the converted wave reflection coefficient extrema attributes for AVO analysis are proposed and the relations between the extrema position and amplitude, average velocity ratio across the interface, and shear wave reflection coefficient are derived. The extrema position is a monotonically decreasing function of average velocity ratio, and the extrema amplitude is a function of average velocity ratio and shear wave reflection coefficient. For theoretical models, the average velocity ratio and shear wave reflection coefficient are inverted from the extrema position and amplitude obtained from fitting a power function to converted wave AVO curves. Shear wave reflection coefficient sections have clearer physical meaning than conventional converted wave stacked sections and establish the theoretical foundation for geological structural interpretation and event correlation. ＂The method of inverting average velocity ratio and shear wave reflection coefficient from the extrema position and amplitude obtained from fitting a power function is applied to real CCP gathers. The inverted average velocity ratios are consistent with those computed from compressional and shear wave well logs.     

多波时移地震AVO反演研究

数值模拟了油藏含油饱和度与有效压力变化时移地震AVO的响应,确定利用时移地震AVO区分油藏参数的变化、实现油藏定量解释的可行性.从Aki等 AVO近似方程出发,详细推导了P_P波和P_S转换波时移地震AVO计算公式.结合岩石物理近似关系和本文推导的时移地震AVO计算公式,推导了利用多波时移地震AVO反演油藏含油饱和度和压力变化的方程.数据试验表明,文中推导的多波时移地震AVO方程能较好地反演油藏含油饱和度变化和有效压力变化,实现油藏定量解释.