倾斜界面各向异性介质方位AVO响应特征分析及应用

为认识和研究倾斜界面各向异性介质方位AVO(振幅随偏移距的变化)的响应特性,在Rüger描述HTI(水平横向各向同性)介质纵波反射系数(Rpp)近似表达式的基础上,结合倾斜界面入射角与其对应水平界面入射角、方位角、倾角相互关系给出了倾斜界面HTI介质纵波反射系数的表达公式.同时对上覆均匀各向同性介质、下伏HTI介质进行...     

遗传算法反演HTI介质各向异性参数

具有水平对称轴的横向各向同性（HTI）介质是用来描述含有平行垂直裂隙的裂缝性油气藏的最简单方位各向异性模型。本文针对任意各向异性程度的HTI介质水平反射界面，根据任意方位角（测线方向与主轴方向的夹角）转换波动校正速度公式，利用遗传算法反演介质的各向异性参数。在多分量三维勘探中，通过P－P方位变化的动校正速度，反演出P波入射的垂直速度，Thomsen参数δ和地下裂缝的方位角，通过P＿S1，P－P可以求得S1－S1波随方位变化的动校正速度，反演出S波入射的垂直速度和Thomsen参数γ。为了有交效地克制优化问题中的非线性，多峰值问题，本文采用遗传算法以得到全局最优解。并采用伪并行遗传算法，有效防止搜索过程中早熟现象的发生。     

VTI介质AVO技术进展

随着油气藏的勘探开发精细化需求越来越高,各向异性研究在物探领域愈发重要。文章总结了各向异性类型、各向异性AVO发展历程、垂直横向各向同性(VTI)介质中P波反射系数近似式及其特点。     

各向异性介质中的体波辐射图和AVO

我们知道,在弹性各向异性介质中,反射系数的角相关性将发生很大畸变。然而,各向异性对振幅-偏移距分析(AVO)的影响不限于反射系数。在各向异性介质中的AVO特性也因波入射到反射层并返回到地表对波前能量再分配而产生畸变。 在这里我探讨了最普遍的各向异性模型-横向各向同性介质中P波和S波辐射图对AVO的影响。在弱各向异性近似式中获得的简单解析解,为我们提供了一种便利的方法来评价辐射图对AVO畸变的影响。可以看到,在对于AVO方法最重要的角度范围(0°—45°)内,P波辐射图的形态基本上取决于Thomscn参数δ和ε之间的差。SV波辐射图的畸变通常比P波畸变大得多。 入射波各向异性方向系数时AVO的重要性比各向异性对反射系数的影响大得多。因此,在各向异性介质中,AVO异常的解释要求采用综合的方法,不仅要考虑到反射系数,而且要考虑到波在反射层上面的传播。     

横向各向同性介质中体波辐射模式与人AVO

存在弹性各向异性时.反射系数对角度的依赖关系可能发生严重畸变。可是.各向异性对AVO分析的影响并不仅限于反射系数。由于沿着波前向下传播到反射层并返回到地面后的能量是重新分布,各向异性介质的AVO特性(如AVO梯度)也将发生畸变。在AVO分析中.常遇到目的水平层之上呈现明显的各向异性的典型的砂岩—页岩层序。本文检验了横向各向同性介质的P波和S波的辐射模式     

小生境遗传算法AVOA反演

采用具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)模型研究裂缝性油气藏,P波振幅随炮检距和方位角变化(AVOA),表现出较强的方位各向异性特征。本文基于Ruger提出的HTI介质模型的P波反射系数公式,利用由基准测线和另外两条与之呈45°、90°测线的P波反射系数的相对差异估算裂缝方位;同时引入小生境遗传算法,对基准测线和与之呈90°测线的P波反射系数差进行反演,得到了较高精度的纵、横波波速比和Thomsen各向异性参数。     

基于各向异性流体替换的裂隙介质波传播特征研究

流体替换是利用地震资料进行地层各向异性特征分析和流体预测的基础。基于各向异性流体替换理论,研究了多孔隙垂直裂隙(HTI)介质中的波传播特性,分析了裂隙密度、法向与切向裂隙韧度比(ZN/ZT)以及流体饱和度的变化对多孔隙HTI介质的P波速度、横波分裂、各向异性参数以及反射系数特征的影响。研究表明,随着裂隙密度的增大,P波速度水平分量的减小量大于垂直分量的减小量;随着水饱和度的增加,各向异性参数减小,而P波速度和各向异性AVO梯度增大;不同的ZN/ZT对横波分裂的幅度和偏振方向有明显影响,在干燥与饱和状态下各向异性AVO梯度都随着ZN/ZT的增大而减小。     

正交各向异性介质反射系数精确解

中国陆相沉积岩大多具有薄互层特征,当受到构造运动的影响时,会发育垂向或近似垂向的高角度裂缝,呈现出典型的正交各向异性,可看作是VTI和HTI各向异性的叠置。研究正交各向异性介质的AVO响应特征对裂缝型储层的精细刻画有重要的意义。针对VTI背景介质中发育的一组直立裂缝诱导的正交各向异性,采用Tsvankin提出的各向异性参数构建刚度系数矩阵,再根据Christoffel方程和边界条件推导了精确反射系数和透射系数的计算方法。理论模型试算表明：①若P波从低阻抗各向同性介质入射至高阻抗正交各向异性介质,背景介质VTI各向异性强度的增大会导致PP波反射系数增大、PS1波和PS2波的反射系数减小;而随着裂缝弱度的增强会导致PP波反射系数的减小、PS1波和PS2波的反射系数的增大。②若P波从高阻抗各向同性介质入射到低阻抗正交各向异性介质,PP波、PS1波和PS2波的反射系数变化规律与①相反。③PP波反射系数的方位各向异性远小于PS1波和PS2波。与Rüger反射系数近似公式计算结果的对比,验证了该反射系数计算方法的正确性。     

HTI介质方位转换波反射系数一阶扰动近似

人们根据不同研究目的对Zoeppritz方程进行了简化与近似,但各类近似方程在大入射角情况下,大多无法准确描述转换波振幅变化规律,且由于地震数据随方位变化,对于PSV波方位反射系数的研究也相对薄弱。为此,基于HTI介质反射/透射系数精确表达式,根据介质分解理论与扰动思想,在弱各向异性假设条件下,推导了PSV波反射系数近似表达式,通过正演模拟分析振幅随方位的变化特征,并讨论方位转换波反射系数对各向异性参数的敏感性。正演分析表明：①在小入射角时,反射系数方位特征不明显,各向异性参数变化几乎不影响反射系数;随入射角增大,反射系数随方位角变化特征愈加明显,反射系数受各向异性参数变化影响;②界面上、下介质各向异性参数差越大,反射系数随方位变化越明显;③γ^（V）（与SH波垂直传播和水平传播速度差异相关）变化对反射系数影响最大,ε^（V）（与准纵波垂直传播和水平传播速度差异相关）变化对反射系数影响最小,且各向异性参数变化对反射系数的影响与方位角有关。     

HTI构造煤方位AVO正演

以HTI介质为例,在已知入射波射线参数条件下,精确求解了透射波速度和角度,在此基础上,推导出方位AVO响应的精确表达式,并通过分析两种模型的AVO散射系数曲线,得到以下认识:1对于上层为均匀各向同性介质,下层为HTI介质的模型1,纵波反射系数最大值出现在90°方位,在靠近90°方位上波动小,在靠近0°和180°方位上波动大;快横波反射系数经过裂隙面和对称轴面发生极性反转,且峰值未出现在裂隙面和对称轴面,慢横波反射系数变化规律与之相反。2对于上、下层均为HTI介质,且对称轴夹角取不同值的模型2,方位角相差180°的纵波反射系数曲线重合;当上、下层介质对称轴夹角为0°和90°时,纵波反射曲线关于裂隙面和对称轴面重合;快横波反射曲线在对称轴面发生连续性反转,在裂隙面发生间断性反转,慢横波反射曲线的变化规律恰恰相反。3在裂隙面和对称轴面上,快、慢横波只出现一种。通过对比快、慢横波反射系数经过裂隙面和对称轴面极性反转的特点,可以准确地确定裂隙走向。     

横向各向同性对含气砂岩P波AVO的影响

在分析页岩地层中含气砂岩夹层的振幅随偏移距变化(AVO)响应时,应考虑速度的各向异性。本文论述横向各向同性介质(TI)中含气砂岩 AVO 所受到的各向异性影响。应用基于射线理论的平面波公式计算出了横向均匀介质的反射系数。文中给出了具有正反射系数,近零反射系数和负反射系数的勘探目的层特例的模拟结果。各向同性介质中的 AVO 反射系数可分解成两部分,分别代表各向同性和各向异性。对于各向同性分量,零偏移距反射系数与泊松比是最有效的参数;而对于各向异性分量,页岩和含气砂岩的δ差值(Aδ)是最重要的因子。在页岩地层具有典型 TI 各向异性值(δ和ε均为正值)的情况下,Aδ和Aε增强了 AVO 影响。在小入射角时,Aδ对 AVO 起主要控制作用,而大入射角时则是Aδ起主导作用。在δ和ε为典型值时,页岩的各向异性影响表现为:(1)对二、三类含气砂岩,AVO 响应增大较快;(2)对一类含气砂岩,AVO 响应呈迅速递减之势;(3)对某些一类和二类含气砂岩,在偏移距改变处将出现极性反转。     

含裂缝致密砂岩多波AVO响应分析

研究含裂缝致密砂岩的AVO响应特征,对致密砂岩储层参数的预测及油气开发具有重要意义。本文基于Biot-Gassmann流体替换理论,利用Thomsen各向异性理论建立含裂缝致密砂岩的等效HTI地震模型,通过分析含裂缝致密砂岩的PP、PS1、PS2波AVO响应特征发现：各向异性与各向同性介质的PP波反射系数在入射角小于10°时无明显差别,入射角大于10°时,不同裂缝密度致密砂岩的反射系数会有明显差异,且随裂缝密度增高而变大;各向异性与各向同性介质的PS波反射系数在入射角为0°、55°时两者几乎无差别;不同裂缝密度时PP波与PS1、PS2波AVA的极性反转位置移动规律不同。     

利用VSP和跨孔走时反演横向各向同性介质中的弹性常数

横向各向同性介质是地下各向异性介质的最常见形式，它可由五个弹性常数来描述。在这种介质中，其对称轴和垂直对称轴附近的慢度面近似为椭圆面。根据这个特点，我们提出了用ＶＳＰ和跨孔走时联合反演横向各赂异性的弹性常数，且不同求妥线性代文方法，可估计多层ＴＩ介质中任意各向异性的弹性常数，且不用求解线性代数方程组，也不用计算准ＳＶ波的正常时差速度。     

一种提取横向各向同性介质中速度参数的方法

根据横向各向同性介质中Ｐ波和ＳＶ波的相速度公式,在沿垂直对称轴贩近似条件下,讨论了提取ＴＩ介质中速度参数的方法,所给出的公式可以用常规的动校正速度分析方法及相应的软件实现。实际中,小井源距多波ＶＳＰ观测的直达波满足这种沿垂直对称轴方向的近似条件,因此本方法具有重要的实际意义。     

各向异性介质中的AVO

本文分析了包括横向各向同性和方位各向异性介质的成因，以及它们广义的和各自的本构关系。由此讨论了弹性波在两种各向异性介质中的传播特点，并提出了表征各向异性程度的广义各向异性参数，这些参数既可表征横向各向同性介质的各向异性，也可表征方位各向异性介质的各向异性。本文特点讨论了两种各向异性介质中存在水平界面的反射系数，并将Ｄｅｌｙ等人推导的横向各向同性介质中的反射系数公式推广到方位各向异性主轴上。根据算例     

裂缝介质的纵波方位AVO反演研究

基于Zoeppritz方程的地震波反射系数解析式是非线性的，而利用地震波反射系数公式来反演介质的弹性参数，或是直接利用非线性反演方法，或是对复杂的反射系数公式进行线性化近似。首先，从理论上讨论了各向异性介质中的反射和透射系数方程，给出了裂缝介质的线性近似反射系数公式；然后，利用ISO／HTI模型对Vavrycuk和Ruger的近似反射系数与真实反射系数进行了对比，得出在大角度情况下Vavrycuk近似比Ruger近似更逼近真实值的结论。因此．选择Vavrycuk纵波近似反射系数公式对纵波方位AVO线性反演公式进行了推导；最后，用模型对反演公式进行了验证，反演结果能满足精度要求。     

裂缝性介质中qP波反射系数的多方位角模拟和反演

本文提出了一种在两种各向异性介质的交界面上,qP波反射系数的多方位角准确模拟和反演方法。该方法可用于至少有一个对称面平行于交界面(即单斜或高阶对称面)的介质。为说明方法,我们在一个分隔各向同性介质(代表密封岩)和横向各向同性介质(代表具有垂向线状裂缝的储集岩)的交界面上计算了qP波的反射系数。正演模拟表明:不同方位角时,临界角的偏移距之差和裂缝密度成正比:裂缝密度越高,差越大。在本文的第二部分,我们运用全局优化方法(基因算法)反演了广角振幅随偏移(AVO)变化的合成数据。模型空间由一个具有水平对称轴的横向各向同性介质的质量密度和五个弹性参数组成(HTI介质),这种介质首先是用于表示裂缝性储集岩。就这一模型,我们发现,数据采集的三个方位角组合是反演振幅随偏移距变化/振幅随方位角变化(AVO/AVA)数据所必需的最小采集平面数,而且入射角需达到40°。更小的角度范围能得出只完美地拟合达到“最大”入射角数据的模型。我们假设各向同性的速度和密度已知,但除了地壳岩石的合理速度值和固体介质弹性稳定性的约束外,不用裂缝性岩石模型空间参数值的其他先验信息。在反演了模型空间参数后,我们计算了30个最佳模型和似然函数的统计,它们给出了AVO/AVA反演问题的不唯一性和质量方面的信息。     

水平横向各向同性介质的反射时差反演：精度,限度和采集

水平横向各向同性介质（ＨＴＩ）是用来描述各向同性基质中垂向断裂最简单的方位各向异性模型。假设地下界面是横向均匀的；并且利用Ｐ波ＮＭＯ速度至少在三个不同炮检方向上随测量的方位的椭圆变化，我们可以估算出ＨＴＩ介质的三个关键参数：垂向速度、各向异性和对称轴的方位。这样的参数估算对２－Ｄ采集时测线之间的角度或３－Ｄ采集时的炮检方位以及反演过程使用的一组方位都比较敏感。尤其是估算方位时的精度对于各向异性的强     

各向异性介质中倾斜反射层的正常时差校正

在用于各向异性介质的地震处理方法研究及反射数据反演方法的研究中,对倾斜界面的反射波时差的描述是很重要的。本文提出一个简明的、正常时差速度解析表达式,它适用于包括以倾斜平面作为对称轴的横向各向同性,及具有正交介质对称平面在内的大范围均匀各向异性介质。在横向各向同性介质中,准P波的NMO速度可能完全不同于常规     

倾斜椭球各向异性介质弹性波传播特征

弹性波的传播特征包括速度和偏振等,它们是研究地震波传播规律的重要参数,在理论研究和实际应用中具有重要作用。椭球各向异性介质是横向各向同性介质的一种特例。从观测坐标系下倾斜椭球各向异性(TEA)介质刚度矩阵出发,根据Christoffel方程推导了倾斜椭球各向异性介质弹性波速度和偏振方向的表达式。理论分析和数值示例表明:①在TEA介质中,qP波和SH波相速度呈各向异性特征,相速度等值面不是椭球面,而两者的群速度等值面均为对称轴倾斜的椭球面;qSV波相速度和群速度完全相同,并且呈各向同性特征。②qP波、qSV波和SH波的偏振方向两两垂直,qP波和qSV波的偏振方向与各向异性参数有关;SH波偏振方向与各向异性参数无关,并且垂直于传播方向和对称轴方向确定的平面。