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地震资料反演及Jason软件学习

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地震 资料 反演 Jason 软件 学习
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地震反演及 已知地质规律和钻井、测井资料为约束,对地下岩层空间结构和物理性质进行成像(求解)的过程。传播过程正演反演岩石信息转化为地震波信息地震波信息转化为岩石信息反演的概念地震资料反演技术就是充分利用测井、钻井、地质资料提供的丰富的构造、层位、岩性等信息,从常规的地震剖面推导出地下地层的波阻抗、孔隙度、渗透率、沙泥岩百分比、压力等信息。那么如何理解这个概念?让我们先看看什么是正演。反演的概念正演 —— 如果我们已知地下的地质模型,它的地震响应如何,通过模拟野外地震采集,得到单炮记录,再通过速度分析、动校正、叠加、偏移得到合成剖面这一过程就是正演。0 . 0 0 1 0 0 0 . 0 0 2 0 0 0 . 0 0 3 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 . 0 0 5 0 0 0 . 0 0 6 0 0 0 . 0 0 7 0 0 0 . 0 0 8 0 0 0 . 0 0 9 0 0 0 . 0 0- 3 0 0 0 . 0 0- 2 0 0 0 . 0 0- 1 0 0 0 . 0 00 . 0 01 4 0 0 . 0 01 6 0 0 . 0 01 8 0 0 . 0 02 0 0 0 . 0 02 2 0 0 . 0 02 4 0 0 . 0 02 6 0 0 . 0 02 8 0 0 . 0 03 0 0 0 . 0 03 2 0 0 . 0 03 4 0 0 . 0 03 6 0 0 . 0 03 8 0 0 . 0 04 0 0 0 . 0 04 2 0 0 . 0 04 4 0 0 . 0 04 6 0 0 . 0 04 8 0 0 . 0 05 0 0 0 . 0 05 2 0 0 . 0 05 4 0 0 . 0 05 6 0 0 . 0 0地质模型单炮记录 0 00 . 0 00 . 0 00 . 0 0- 1 8 0 0- 1 6 0 0- 1 4 0 0- 1 2 0 0- 1 0 0 0- 8 0 0- 6 0 0- 4 0 0- 2 0 00m)0 . 0 00 . 0 00 . 0 00 . 0 00 . 0 00 . 0 0- 1 8 0 0- 1 6 0 0- 1 4 0 0- 1 2 0 0- 1 0 0 0- 8 0 0- 6 0 0- 4 0 0- 2 0 000 . 0 00 . 0 00 . 0 00 . 0 0速度分析合成剖面反演的概念了解了正演的概念,反演就好理解了。地震剖面代表了什么?地震剖面的相位轴实质上代表的是反射系数,同相轴追踪着反射系数而不是砂岩地层 ,只有转换成波阻抗,才能真实地反应砂层的变化。正演:就是根据地下的地质模型,求解它的地震响应。反演:是上边过程的逆过程,就是根据测量到的数据,去反推原始的地质模型 。反演的概念储层预测岩性反演油藏描述油藏工程 井网部署动态监测 地质模型反演提供各种岩性剖面,目的就是将已知井点信息与地震资料相结合,为油田工作者提供更多的地下地质信息, 建立储层、油藏的概念模型、静态模型、预测模型,提高油田采收率 。下面几张图反映了井点与反演结果的空间结构关系。体现了只有通过地震资料反演,才使储层、油藏的空间定量化研究成为可能。反演与油藏研究关系图反演的目的钻井 +反演储层、油藏研究在空间范围内 砂体分布 于原始地震资料叠前反演类、叠后反演类2、基于数学算法线性反演类、非线性反演类3、基于实现方式基于反褶积的反演方法:包括基于地层反褶积的道积分、递归、广义线性等反演方法;基于最大似然反褶积的稀疏脉冲反演方法 ;基于最大后验概率准则算法反褶积的模拟退火等。基于波动方程的反演: 于随机过程的反演:随机反演、随机模拟等。基于特征分析的反演:特征反演、神经网络反演等。其它:混沌反演等地震反演分类4、基于地震和测井的相对作用带限反演:道积分、 归等测井约束下的宽带反演:广义线性、宽带约束反演、稀疏脉冲反演等。地震约束下的测井内插外推:随机模拟、随机反演等。测井 — 地震联合反演 :特征反演、神经网络反演等。下面对几个常用反演方法进行简单介绍低频平滑深时转换地震剖面速度界面解释层位标定低频速度模型大套速度分层大套速度求取测井资料地震资料 频谱分析相位扫描频域反褶积 带通滤波相位校正 参数试验振幅标定地层绝对速度相对速度彩色显示递归反演处理流程递归反演是对地震资料的转换和处理的过程,其结果的分辨率、信噪比以及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质,因此用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。地震反演分类稀疏脉冲反演是基于道的反演,它的实质就是在阻抗趋势的约束下,用最少数目的反射系数脉冲达到合成记录与地震道的最佳匹配。尽管其纵向上受到地震采样率的影响分辨率较低,但其反演过程忠实于地震资料,对反应本区砂层组横向全貌能起到控制作用。数据加载初始模型分析和预处理、极性分析井旁子波初标定相关性分析综合标定选择反演井、范围、子波等出反演成 果色标子波优选校正层位解释断层解释及趋势面分析地层结构分析框架模型稀疏脉冲反演处理流程地震反演分类测井约束反演测井约束反演是一种基于模型的波阻抗反演技术,从地质模型出发,采用模型优选迭代扰动算法,通过不断修改更新地质模型,使模型正演合成地震记录与实际地震数据最佳吻合,最终的模型数据便是反演结果。其特点是以测井资料丰富的高频信息和完整的低频成份补充地震有限带宽的不足 ,有利于薄储层的追踪。初始模型波阻抗模型新模型地震剖面合成地震剖面修改模型比较测井资料约束条件最终波阻抗模型地震反演分类反演结果测井资料 地质资料地震层位沉积信息测井标定子波叠后纯波模拟退火全局反演低频模型井旁地震地震资料约束条件初始随机模型该技术的核心是模拟金属冷凝过程中 ,晶体自动有序排列的理论 ,进行优化反演。这种技术具有抗噪能力强、提高分辨率、忠实地震资料等特点,可有效的解决多解性问题,达到全局优化而不是局部优化。模拟退火反演地震反演分类地震反演分类 多反演软件应运而生,让我们应接不暇。目前国内市场流行的地震反演软件系统主要有 下边简单介绍下各种反演软件的大致原理与应用范围。常用的几种反演软件的比较合利用多学科技术进行精细储层研究和描述,其中不仅包含有常规的反演技术,更重要的是包含了独创性的随机反演技术和综合应用技术。为复杂油气田的勘探开发提供了独特的有效手段。常用的几种反演软件的比较 度模型 )测井约束反演 )特征反演 运行环境及分析工具 )波分析 )质统计与随机模拟反演 )随机模拟 随机反演震道反演 )递归反演 稀疏脉冲反演井曲线计算、正演与分析工具 )数功能 )特点 :易于使用 ,算法成熟可靠 ,运算速度快;可对二维 ,三维或三维的部分数据进行反演处理。常用的几种反演软件的比较 1) 软件的特点一个不需要先验模型的反演方法可进行无井反演和子波估计 用线性全局寻优的地震反演技术 (模拟退火 )可应用于 2D , 3D , 4D , 4C/ ) 软件的缺点计算效率不高反演的波阻抗分辨率不高 ,不适合薄层反演。反演结果的分析功能不是很强。1)软件的特点可根据地震和地质约束数据的质量对其在反演过程中的贡献进行加权 ,使较高质量的数据在反演中对结果具有更大的影响、极大地提高了反演结果的可靠度。(2) 软件的缺点井曲线输入只能是已对过井的波阻抗曲线 ,而不能使用常见的声波曲线等,没有空变子波。常用的几种反演软件的比较通过以上的分析和对比可以发现 :各种反演软件都有其优势 ,也存在不足。要想得到一个令我们满意的结果 ,只有博采众长 ,扬长避短。 数据的准备•构造的精细解释•子波估算•合成记录的制作•初始模型的创建•反演参数调整在 须消除或尽量减少外部因素(例如井的测量环境、仪器设备影响等)对测井数据的影响,需要对使用的测井资料进行必要的校正。这些校正主要有以下几项:1、 资料的深度归位 ;2、 井曲线的深度对齐 ;3、 井资料的环境影响校正 (如:井径对声波曲线的影响等);4、 井数据标准化 (不同公司的仪器差别,测井系列的不同,仪器刻度的差异,操作人员的操作熟练程度,以上因素都可能使测井的测量结果存在刻度误差或系统误差)。以上原始测井数据准备好后,还需要测井解释的结果,如:孔隙度曲线、渗透率曲线、含水饱和度曲线、泥岩百分含量曲线等。井数据的准备在 要求:1、 尽量减少层位解释的闭合差一般构造解释,只要同相轴不串,闭合差较小也允许,这不影响构造成图。因为数据网格化后生成等值线,当对等值线进行编辑时,即消除了这些闭合差的影响。而在反演软件中,解释层位是用来建模的,如果层位解释不闭合,测线交点存在闭合差,用这样的数据建模,则构造模型呈锯齿状 (当然也可以通过平滑来处理 )。2、 断层解释要求对断面的解释闭合对断面的解释,要求断面的闭合,即把断层的空间形态解释合理,便于建立地层框架和构造建模。构造精细解释在 波的 相位 (地震数据的正常格式为 射系数空气大地0下跳子波 ( ρ2 ρ1(ρ2 ρ11 1 ρ3野外检波器规定极性下跳,速度界面是由空气进入大地的为正反射系数,所以下跳波谷对应正反射系数。子波是做好地震反演的重要参数之一。子波估算得合适与否,直接影响地震反演的结果。在 波估算低速层反射系数 正常极性子波 地震响应123高速层低速层 ρ1 ρ3根据这个规定,负 180度相位子波 (下跳子波 )与反射系数褶积得到地震道数据,波谷对应正反射系数。 从这个图可看出,反演的结果应该是波谷对应由低速进入高速的反射界面。在 波估算反射系数 反极性子波 地震响应低速层高速层低速层123 ρ1 ρ3如果是零相位子波 (上跳子波 )情况就完全相反了 ,波峰对应正反射系数从上面两个例子来看如果不注意子波的极性(即相位),那么可能把阻抗计算反了!在 波估算( 1) 大地吸收的影响:( 2) 野外激发接受的影响:( 3) 不同年份施工、不同仪器施工、不同处理参数,也会造成子波相位的混乱。( 4) 有一些处理模块会改变子波的极性,但目前 在处理中,没有全程对子波相位进行监控,所以最后出站的结果,不知道子波相位被改造成什么样。( 5) 目前的处理技术还很难解决子波的零相位化。这些因素都给子波相位的估算带来极大的困难!在 波估算2、影响子波相位的因素1、 海上资料 :海底界面是由海水进入岩石,为正反射系数,注意观察海底反射的第一个强波是波谷还是波峰,这就可以大致确定子波的相位。2、 如果工区地层有煤层沉积3、 如果工区地层有碳酸盐岩沉积4、 制作合成记录时,要兼顾浅、中、深层的反射同相轴,然后用零相位子波和负 180度子波分别做两个合成记录,仔细对比。5、 需要通过多口井的合成记录,来判别子波的相位。3、地震数据极性判断在 波估算图中的井 4子波相位与其它子波相反,此时可遵从大多数井的子波相位,对井 4重新做合成记录。直到所有的井的子波相位接近,才可以认为子波相位基本确定。在 波估算 子波的长度 (保证一个主峰 ,两个旁瓣 ) 估算子波的井旁道 (最好是走向方向 ) 估算子波的时窗(至少是子波长度的三倍以上,边界不要卡在强轴上 ) 兼顾子波的波形及频谱 (振幅谱 ,相位谱 )特别要注意在地震主频带内 ,相位需接近常相位在 波估算4、子波估算中应注意的问题雷克子波(理论子波 )从井旁道估算的子波在 波估算子波提取与合成记录标定是一个不断循环渐进的过程,直至标定结果达到最好,将每口精细 标定过的 井提取子波进行 比较,子波的相位、振幅比较一致。在此基础上提取平均子波进行反演可以得到一个理想的反演效果。图中红色加粗的是平均子波的特征。在 波估算当合成记录不好时,要从井的信息和地震信息两方面来查找原因。对于构造解释来说,合成记录有点误差,问题不大;而对于反演来说,合成记录的精度至关重要。合成记录的制作不光要把层位卡准,也要把地震轴对齐,这样才能反映它的地质意义在 、 要求井中的分层尽可能与解释层位对齐, 这个要求有时是不可行的,因为地质分层有时不一定与地震的波阻抗界面一致2、 不能只注意局部强轴对齐 ,而没有兼顾浅中深的各波组关系3、 强行拉伸与压缩使合成记录与井旁地震道相关 , 会严重歪曲速度曲线 。制作合成记录应注意以下几点:1、用井径曲线检查声波的可靠性;2、拉伸与压缩时要用慢度曲线监控声波曲线的变形情况;3、如果需要拉伸与压缩,要远距离调整。合成记录的制作在 适当的拉伸与压缩 )绿色:声波曲线红色:慢度曲线子波 井旁道 合成记录 井曲线在合成记录制作中 ,需要适当的拉伸与压缩,使合成记录与井旁道匹配,这个调整实质是修改声波曲线,注意用慢度曲线监控声波的修改程度。合成记录的制作在 行拉伸与压缩,表面上看,合成记录与地震道相匹配,但这种方法已经使声波曲线严重扭曲,也严重扭曲了地下速度的变化。错误的拉伸与压缩合成记录的制作在 至产生畸变合成记录的制作在 构造建模:用解释的层位与断层面(包括正断层与逆断层),对各层位之间的地层给出大致沉积形态(顶超、底超、河道、礁、削蚀 …… )搭建构造模型。2、 属性建模:在构造模型的基础上,利用各井的空间权值分布对测井数据进行插值,得到属性模型,也就是初始模型。正/逆断层的地层框架连井线的属性|阻抗建模在 曲线 地震数据建造模型子波估算模型产生预处理井曲线产生可以内插模型可以衍生模型产生合成纪录用此模型进行剩余处理,使之与井中的地震数据吻合。建立各种弹性属性的实体模型,并通过检测模型同实际钻井的吻合度,来不断改善模型。初始模型的创建在 地震与井数据匹配较好时反演会产生好的效果,当井与地震匹配差时,要下功夫做好井的约束。在 演参数调整阻抗曲线中心的黑线为趋势线两边的线段为约束带趋势就是井阻抗曲线的大趋势,即低频成分;人工编辑约束带,要保证地震反演的数据范围与井的阻抗范围保持一致。固定趋势 +宽松的边界约束 固定趋势 +强的边界约束在 演参数调整宽松约束强的边界约束强的井约束反演 , 有可能使反演结果丢失边界条件之外的岩性体 , 所以 , 使用约束一定要慎重 。 建议在使用强的井约束反演前 , 应先进行宽松约束或无约束的反演 , 通过对比分析观察约束条件对反演产生的影响 。在 演参数调整p=反射系数 p=反射系数 p=反射系数λ 越低,反演结果越稀疏,细节不明显,有时会存在高的残差; λ 越高,细节越明显,残差小,但会将一些地震高频噪音的部分引入进来。同样, λ 值的选取应参考地震的信噪比,信噪比高可以选择高的 λ值,信噪比低应选择低的 λ 值;如果反演目标层缺少强的反射界面可以选择高的 λ 值。在 演参数调整λ 调节及平衡因素λ的选择纵轴:信噪比;希望随 λ 值的增加,信噪比提高。纵轴:地震与合成记录的误差;希望随 λ 值的增加,地震与合成记录的误差减少。纵轴:反演的阻抗与井的阻抗曲线的相关性;希望随 λ 值的增加,反演的阻抗与井的阻抗曲线的相关性提高。纵轴:反演的稀疏脉冲的反射系数的多少;希望随 λ 值的增加,反演的稀疏脉冲的反射系数个数增加。在 演参数调整模型 补偿 的方法a、利用模型的低频信息补偿相对波阻抗,目的是补充地震缺失的低频信息,获得绝对的阻抗体。b、利用模型的高频信息补偿,目的是提高反演的分辨率。在 演参数调整汇报结束
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