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基于模型反演及其在STRATA软件中的应用

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基于 模型 反演 及其 STRATA 软件 中的 应用
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122 内蒙古石油化工 2008年第23期基于模型反演及其在(中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京)摘要:基于模型反演技术,是在精确层位标定、层序划分及储层精细对比的基础上,用地质统计技术建立储层格架模型,并利用测井资料垂向分辨率高和地震资料横向分辨率高的特点,对反映储层变化的波阻抗参数进行求取,以研究储层的分布及其变化细节。加拿大功能是将叠后的地震道转换成波阻抗地震道,是目前广泛使用的一套地震数据反演软件。它提供了基于模型反演、宽带约束反演和稀疏脉冲反演等波阻抗反演方法。本文介绍了基于模型反演在键词:基于模型反演;波提取性信息,经过地震反演,可以把界面型的地震资料转换成岩层型的测井资料,使其能与钻井和测井资料直接对比,以岩层为单元进行地质解释。地震反演技术是随着油田开发的不断深入而发展起来的。这种技术以钻井资料为依据,用地质理论作指导,充分发挥地震资料大面积密集采集的优势,研究储层的分布及其变化细节[1]。基于模型反演作为一种常规波阻抗反演,它要求地震资料要满足褶积模型的假设前提。这种反演方法由于是做正演模型,因而不会受地震频带宽度的限制,没有引入噪声,分辨率不受限制。但是,由于是用粗略的地震道作为迭代反演的约束条件,反演结果并不是唯一的。1基于模型反演原理1.1基本原理首先给出初始油藏地质模型,模型沿剖面在若干控制点上由一系列不同的深度、厚度、速度和密度层来定义。在剖面上每一个道位置上,计算模型的反射系数序列与一个估算子波或给定子波褶积,便得到合成地震剖面。将合成地震剖面与实际地震剖面的对应道逐道进行对比,计算它们的最小平方误差或相似系数。反复进行修改模型,制作合成地震剖面,直到其与实际地震剖面每一道都有最佳拟合为止[2]。1.2具体实现如下 .假设一个下图所示,假设备入射波垂直入射),各层厚度、速度、密度参数分别为d(i)、v(i)、p(i)(i=1,2,…,N),地震波在各层双程垂直传播时间为t(i)一2d(i)/v(i),则第…一整一~…~…~.~r(i):∑t(j)i:1,2,…,NJ l 一M(i)一23 r(j)j)+13i=1,2,…,N。(2)式中:。为样点数;(4)的矩阵形式是:M=3)式中+:M=m(1),m(2),…,m(N。)]T;R=),,r(2),…,r(N)]T;时移量与每一层的双层旅行时有关,且收稿日期:2008一09—29作者简介:贾丹(1982一),北京市昌平区中国石油大学(北京),资源与信息学院。硕士,研究方向:地球物理反演。万方数据2008年第23期 贾丹 基于模型反演及其在23W==w(1)w(2)w(M))W(M))w(2)w(M)(4)设i),则其对数可表示为 L(i)=0∽]_19[Io(o)垂。器](5)对(5)作级数展开,略去高次项,则有L(i)=L(O)+厶2r(j) i=1,2,…,N (6)地层反射系数与波阻抗对数的关系用矩阵表示:R=7)式中:R一[r(1),r(2),…,r(N)]T;(o),L(1),…,L(N)]T;+1列系数矩阵8)把式(7)代入式(3)得:M—9)把实际测量地震记录记为T—),t(2),…,t(N。)]T,模型道—M,则能量误差:J—T—(T—(10)这样目标函数井资料发生直接联系,使求一个最佳底层模型,使由模型计算合成地震数据与实际观测的测井数据的误差能量为最小。很容易得到式(10)的最小平方解:11 1)设约束条件为:A≤K≤B (12)则很容易利用共轭梯度联合求解式(14)与式(15),所得的解限为测井约束反演的结果,其中A,解思路是通过迭代修改地层模型,逐次逼近来求取波阻抗信息。2实现流程加拿大供包括递归反演、稀疏脉冲反演和基于模型反演,是目前广泛使用的一套地震数据反演软件。叠加地震数据和速度、密度信息组成的两个数据流导出一个基本的地震速度模型,然后,用这个模型指导地震数据的整个反演(如图1)。—一球.I…7、‘‘,纠 ‘图1 关键技术问题2.1.1提取子波的方法反演子波提取与合成地震记录标定有着密切的关系,两者循环反馈进行。子波提取及层位对比是联系地震和测井数据的桥梁,在地震反演中占重要地位。子波与模型反射系数褶积产生合成地震数据,合成地震数据与实际地震资料的误差最小是终止迭代的约束条件:对基于模型的反演,地震子波更是联系地震记录与初始模型的桥梁,模型反演结果与地震记录、初始模型、地震子波密切相关。在地震记录为已知参数,初始模型不可能更精确的情况下,如何求取更合适的地震子波是反演成败的关键之一。在地震资料处理中,子波提取是一个复杂的问题,也是当今积极研究的一个领域。到目前为止,已经发明了很多提取子波的方法,现归纳如下:(1)在频率域,我们认为子波提取由两部分组成:确定振幅谱和确定相位谱在上述两者中,确定相位谱是相当困难的,这也是反演中存在误差的一个主要来源。(2)三种常用的子波提取方法:①直接确定法。指直接用地面接收器和其他方法测量子波。②完全统计法。只用地震数据确定子波。这种方法很难准确的确定子波的相位谱。③测井曲线法。指除使用地震数据外,还使用测井曲线信息。从原理上讲,这样可以在井点位置提取准确的相位信息。问题是,这种方法关键依赖于测井曲线与地震数据间有一个好的连接关系——标定准确,因为将深度采样的测井曲线转换为双程旅行时采样的测井曲线时,可能会出现降低结果质量的闭合差。 .(3)子波在道与道之间可以以一个旅行时的函数形式变化。这意味着,对每一条地震剖面,子波提取处理将确定很大数量的子波。实际上,试图估算比数据更不确定的变子波是可能的。一种常见而有效1o~~~1一一.~001..一.0~蒙古石油化工 2008年第23期的解决方法是,从整条剖面中提取一个“平均”子波。2.1.2 现在分别说明上述子波提取方法在1)统计子波。方法通过种方法不计算子波的相位谱,必须由用户提供一个独立参数的方式。相位万方数据2008年第23期 贾丹 基于模型反演及其在25谱的选择:等于某一个数的常相位(5度)和最小相位。(2)测井曲线法。种是用测井曲线确定子波的振幅谱和相位谱;另一种是用测井曲线确定与上述统计方法相结合使用的常相位。这两种方法分别通过.2合成记录标定运用位标定是关键,它的正确与否将直接影响解释及预测成果的可靠性,该项通过间域地层地质模型的建立,是通过声波测井的深时转换实现的。由于声波测井存在误差,转换后的时间域测井曲线的时间厚度也会存在误差。消除这种速度误差的方法,主要是依据合成地震记录与井旁地震道对比,准确找出两者主要波组(目的层附近的每个同相轴)的对应关系,然后,以地震记录的时间厚度为标准,对测井资料进行压缩或拉伸校正,从而改善合成记录与井旁道的相似性和匹配关系,使合成地震道与井旁地震道有最好的可对比性,此时的波阻抗就是井旁道反演波阻抗,得到的波阻抗模型就是井旁地震道的初始波阻抗模型。接下来,在初始波阻抗模型上由井沿解释层位外推,把井旁道反演波阻抗当作下一地震道的测井波阻抗,重复以上过程,作出下一地震道的反演波阻抗,依次进行,最后完成整个地震剖面反演。3反演实例东部某油田的油气储层属于典型的河流相沉积地层,是由不同时期的河流相薄砂体相互叠置,储层高精度的储层标定又是高分辨率储层地层反演的基础工作,必须确保每一个地质界面和地震同相轴精确对应,匹配好储层段附近的每一个同相轴,确保时间域地震资料和深度域测井资料的正确结合[43(如图3)。在地震反演中,初始地质模型的合理建立是很重要的,特别是对基于模型反演来说,反演结果的好坏很大程度上由初始模型即先验地质认识决定,因此,建立好初始模型也是做好基于模型反演的关键(如图4)。反演结果图5。4结束语在勘探开发初期井很少的情况下,储层预测不得不依赖于地震反演数据。在各种反演数据中,绝对波阻抗是一个十分有价值的资料。它程宿层描述中的优势在于绝对波阻抗数据比地震资料更容易解释,而且以波阻抗为基础的油藏参数估计(如孔隙度、净砂层厚度等)比用地震振幅方法得到的成果更可靠,更准确[1]。与地震多参数模式识别预测储层参数及储层的含油气性,振幅拟合预测储层厚度等统计性方法相比,波阻抗反演具有明确的物理意义,它是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法,在实际应用中取得了显著的地质效果。基于模型反演是反演中的正演,它通过迭代不断修改模型,使误差逐渐减小。当误差足够小时,就得到了一个最佳的宽频带波阻抗结果。通常在迭代中加入一些控制,使反演过程稳定和收敛。这种方法较好的克服了递推法的不足:首先充分应用了井的所有频率成分(不是简单意义上相加),第二有较好的抗干扰能力,反演过程中既不降低分辨率,也没有误差积累。[参考文献]的反射特征较为复杂,利用地震资料很难对砂体的 晓玲,钱运生.基于模型的测井约束反演及分布规律进行准确预测。通常这种含油砂体的横向 应用探地球物理进展,2004,27(5):343变化大、厚度薄,一个地震同相轴往往代表几十米的 ~346.地层厚度,在这几十米的地层中包含了数套砂层[3]。 利婧,张月楼.运用地震反演方法勘探岩性利用由砂岩和泥岩两种岩性组成典型沉积模型的地 油气藏河科技,2003,(4):91~92.震资料为例,运用33刘成斋,冉建斌,杨永生等.稀疏脉)中和基于模演。原始资料是用50 型反演在王家岗沙四段砂岩油藏精细勘探中主力油层附近解释了4套砂层组底为控制层位(如 的应用石油地球物理勘探,2002,37(4):图2)。402.精细地震地质层位标定是地震构造解释的基 [43方磊.地震波阻抗反演及其在储层预测中的应础,同时在精细地震地质层位标定基础上所进行的 用研究.成都理工大学,2008.is an in n a by on is is t in 方数据基于模型反演及其在贾丹作者单位: 中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京刊名: 内蒙古石油化工英文刊名: (期): 2008,34(23)被引用次数: 2次参考文献(4条)运生 基于模型的测井约束反演及应用[期刊论文]004(05)月楼 运用地震反演方法勘探岩性油气藏[期刊论文]003(04)建斌;杨永生 稀疏脉冲和基于模型反演在王家岗沙四段砂岩油藏精细勘探中的应用[期刊论文]002(04)震波阻抗反演及其在储层预测中的应用研究 2008本文读者也读过(10条)1. 刊论文]7(3)2. 刊论文])3. 维地震勘探岩性反演技术在大强煤矿中的应用效果[期刊论文]6)4. 用地震岩性反演技术进行煤层厚度预测[期刊论文]0(8)5. 测井约束三维地震资料波阻抗反演在煤田勘探中应用[期刊论文])6. 刊论文]1(6)7. 安井田二1爆层厚度稳定性分衍及影响因素探讨[期刊论文])8. 用刊论文]5(3)9. 夏雷等 议论文]析河南省荥巩煤田煤厚变化成因[期刊论文])引证文献(2条)型反演技术在煤层厚度预测中的应用[期刊论文]011(14)参数岩性反演在煤田地震勘探中的应用[期刊论文]013(1)本文链接:
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