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叠前地震反演技术(西南石油学院)

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地震 反演 技术 西南 石油学院
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彭真明炸药震源 检波器中心点( —— 正演理论是根据某一些一般原理或模型,以及一系列与所处理的问题有关的已知具体条件来预测观测结果(预测数据)的方法。—— 反演理论,粗略地讲,就是处理相反的问题,即从数据及某些一般原理或模型出发来确定模型参数的估计值 。模型参数观测数据正 演 (唯一性 )反 演 (多解性 )模型地震正演 :—— 射线模型( 1) 定地震波传播的反射和透射路径和角度;( 2)费马原理,确定地震波传播时间最短的路径就是其射线路径;( 3)惠更斯原理,介质中波所传到的各点都可以看成新的波源。—— 波动方程模型( 1)声波波动方程理论( 2)弹性波动方程理论( 3)粘弹性波动方程理论地震反演 :—— 在地震反演中,观测数据一般是指原始地震资料,模型参数一般是指构造或岩性特征,诸如波阻抗、速度、密度、泊松比、孔隙度、地层压力、储层厚度等以及地震资料处理中的一些待求参数。地震反演 —— 波阻抗反演(叠后)—— 地震记录只是利用了岩石的声学特征来确定岩性分界面,而不是地层储集特征的直接反映。如果利用这些数字化的地震记录信息反推目的层的岩性特征和储集层参数,就是地震反演过程 。反演中的一般正演模型常用反演方法:( 1)递归反演;( 2)基于模型的反演;( 3)稀疏脉冲反演。 基于模型的反演波速度 ——松比 (σ) ——介质横向应变与纵向应变之比 (与纵横波速度比有关 );拉梅系数 (λμ) 、体积模量 (k) ——λ— 抗压缩性, μ— 刚性 (剪切模量 ) ; k— 抗压缩性密度 (ρ) ——反映岩性与流体的基本性质;叠加方式波阻抗振幅属性频率属性相干属性弹性阻抗纵、横波速度泊松比拉梅系数体积模量密度……动力学运动学岩石物理弹性参数构造解释储层预测岩性解释流体检测叠后叠前523 叠前纵横波联合反演前反演技术研究现状1. 似 (1980); -密度与速度2. 1985),首次提出了反射系数的 距、梯度的概念, 其研究奠定了 使 -泊松比3. 987)提出的 入流体因子概念,提出近似公式 ; 4. 993)提出用射线参数表示反射系数的近似;5. 郑晓东、杨绍国 (1991\1994)幂级数展开法近似;6. 994)提出相对波阻抗近似 ;7. 997)拉梅常数 (λμ/λρ) 分析,突出了弹性参量对碳烃化合物的敏感程度 。一、叠前反演技术研究现状1. 984)首次利用实际资料 建立含油气砂岩与页岩 . 987)引入 流体因子 ;3. 980提出 4. 989)建立含气砂岩模型,并把 类 ; 994)增加一类;5. 994)提出 相对波阻抗近似 ;6. 997)突出了弹性参量对反射振幅的影响 ;7. 999)弹性波阻抗 (念 。一、叠前反演技术研究现状入射 波 = 波透射 波透射 r2irrt > 0o,入射P 波产生 P 波、 S 波反射和透射波。这种现象称为模式转换。反射和透射振幅 —— 反射波和透射波的振幅作为角度的函数最先由 1919年导出。 用地层边界两侧的应力和位移守恒的原则导出了反射和透射波的振幅,它给出了含有四个未知数的四个方程。解矩阵形式的 程组,我们得到作为角度的函数的准确的振幅值:二、 2 21 1 2 222 2 1 2 2 111 1 1 2221 1 1 2 1 11 2 2221 1 2 21 1 1 1 1si n c os si n c os si n c os si n 2 c c c c si n 2 c si n 2 P S S P S V V V V V V           11111si nc n 2c 程二、  2 2 2s i n s i n t a G C     1:,2h e r e  221422 S S S V            1 • 第一项是零偏移距反射系数的线性项 ,因此只是密度和 P 波速度的函数。• 第二项是梯度乘以,作为偏移距的函数对振幅变化 有最大的影响。它依赖于 P 波速度、 S 波速度和密度的变化。• 第三项称为曲率项,只与 P 波速度变化有关。它以 *作为乘积因子,因此对低于30度角的振幅影响很小。 振幅随偏移距变化 (22s i n t a +- 、  2s i Ba) 模型 波、密度测井曲线和合成记录(b) 模型 波、密度测井曲线和合成记录 O - 含气砂岩 ( 模型 B) 顶部- 0 . 2 5 0- 0 . 2 0 0- 0 . 1 5 0- 0 . 1 0 0- 0 . 0 5 00 . 0 0 00 5 10 15 20 25 30 35 40 45A n g l e ( d e g r e e s )( A l l t h r e e t e r m s) R ( F i r t w o t e r m s) - 含气砂岩 ( 模型 B) 底部0 . 0 0 00 . 0 5 00 . 1 0 00 . 1 5 00 . 2 0 00 . 2 5 00 5 10 15 20 25 30 35 40 45A n g l e (d e g r e e s )(A l l t h re e t e rm s ) R (F i rs t t w o t e rm s )会图就是利用截距和梯度交会寻找异常。交会图的理论是由 el 1997, 1998) 和 1995) 基于两个思路发展的:(1) 类策略;(2) 泥岩线。类二、 1989) 导出了以下常分类策略,由 1995) 及 1997) 后续的改进:第 1类:高波阻抗差第 2类: 接近零的波阻抗差第 2第 2类相同,极性改变第 3类:低波阻抗差砂岩第 4类:很低的波阻抗差et 1985) 导出的 S 之间的线性关系。 S + 1360 m/ 梯度交绘图实例二、  n m s  ( 11.(x,t)τ计算入射角(x,t)数据转换到 (τ, p)域根据上述公式计算角度。纵、横波联合反演与 222 2 2 21 ta n 8 s s in ta 2p s s sp p s pZ v Z v Z   r                   2 2 2 2 2 2, 2 , 2Z s Z p Z s Z p Z s Z s r r      联合反演 ( 似, 1994)三、纵横波联合反演997)横波联合反演纵波阻抗横波阻抗横波联合反演— 叠前属性三、叠前属性反演1、 A) —— 截距 (纵波 反射系数 、 B) —— 梯度3、横波剖面: 2, (假设 : s = 2)4、相对泊松比: 4(A+B)/9, (假设 :σ =1/3)5、流体因子: s/氢指示: A+B; A*B; A/B; …….声阻抗 —— 叠后反演常规叠后阻抗反演建立在地震波垂直入射假设的基础上。 实际的叠后地震资料,并非自激自收的地震记录,而是共反射点道集反射振幅叠加平均的结果,共反射点地震资料又存在振幅随炮检距的变化,即 题。四、弹性阻抗反演弹性阻抗 —— 叠前反演弹性阻抗反演是采用叠前地震角道集部分叠加进行的反演,能保留和突出识别流体和岩性方面的 性阻抗 ( 是对声阻抗 ( 的推广 。由弹性阻抗反演数据体可获得多种参数体,比叠后反演具有明显的优越性,能更可靠地揭示地下储层的展布情况和孔、渗物性及含油气性。四、弹性阻抗反演国内外研究现状1999)首次提出弹性阻抗 (概念; 2000)提出横波弹性阻抗 ( 2002) 提出改进 —— 扩展弹性阻抗( F. G. 2003)提出转换波 马劲风 ( 2003)提出射线弹性阻抗、广义弹性阻抗概念。弹性阻抗 (— 基于叠前信息的不同入射角(或偏移距)波阻抗反演技术。   222 t a ns    2 2 2( 1 s i n ) ( 8 s i n ) ( 1 4 s i n )() V V  r  可见: 波、密度和入射角的函数。四、弹性阻抗反演纵波阻抗Z=ρI、 θ= 0° , θ= 90° , 、弹性阻抗反演性阻抗的优点四、弹性阻抗反演1、更符合地震记录实际;2、充分利用了叠前信息;3、保留和突出了反映流体和岩性特征;4、不同入射角下反演,便于发现规律 ;5、包含了 、弹性阻抗反演扩展弹性阻抗 (   ta  rs 度和密度有关的常数分别代表纵波、横波速波速度和密度分别代表纵波速度、横000 ,,,,rr   2s 1)反演近角叠加 (θ1) 远角叠加 (θ2)角道集(叠前偏移)2)反演 测井处理; 子波提取; 层位标定; 低频模型; 内插外推; 叠代反演。四、弹性阻抗反演未去噪声反演地震数据要求: 真振幅保持; 动、静校正; 地表一致性反褶积; 叠前去 随机噪声; 叠前时间偏移; 保留叠前道集。去噪声四、弹性阻抗反演检测通常采用的流程四、弹性阻抗反演先验知识建立气、水模式(如 性计算: λ ρλ - ρμ 、 EI(EI(据扩展( ρ )测井资料( ρ )聚类分析: 常用的模式分类与识别方法四、弹性阻抗反演321最小距离分类器 ;线性判别函数;贝叶斯分类决策;654神经网络 (模糊聚类;— 999)四、弹性阻抗反演— 岩性与流体检测( 2002)四、弹性阻抗反演— 气水识别 (003)四、弹性阻抗反演 含气、含水段中不同的 性阻抗反演水层气层4. 弹性阻抗 (、水建模取得了重大认识四、弹性阻抗反演含水层响应:气层响应:气水层:)理论入射角 χ与实际入射角 θ的等效关系四、弹性阻抗反演ta B 2s B c o s ( )R s R    2s   c o s ( ) s i n ( )R A B  c o s ( ) s )c o s ( )      00001 2 81 9 7E E I E I E I    多角度 含气储层 含水储层 前反演技术研究现状叠前属性反演叠前纵横波联合反演34 弹性阻抗反演 
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