地震——-重力联合反演——不同的实现方式

地球物理资料联合反演的目的是求取一个地下模型,使其产生的不同种类的地球物理场与所获取的多种地球物理数据相符合,从而改善反演解的不唯一性。本文利用反射地震旅行时与地面布格重力异常作基本资料,给出地震-重力联合反演的三种方式,即联合广义反演、带速度-密度关系的反演及序贯反演。联合广义反演是对地震资料与重力资料进行相对加权的广义最小二乘反演,是对所有模型参数进行同时反演。它的主要困难在于适当地进行地震与重力两种资料的相对加权,特别是正确选择主观原则下的加权因子,以权衡两种类型的资料在反演中的贡献。联合广义反演特别适合用来确定某些局部地质体的特征。带速度-密度关系的反演在很大程度上受到经验的速度-密度关系的不确定性的影响。当待求参数个数较多时,这种经验关系确又提供了一种有效的约束条件。这种反演方式可以用来研究地壳与上地幔的分块结构,以及沉积层构造的横向不均匀性。序贯反演采取地震、重力交替反演、相互印证,它避免了相对加权问题,又不要求明显函数表示的速度-密度关系,且其反演过程中容易实行人机交互处理。它可用来计算由反射地震不能很好确定的某些层位的边界,或者给出地下各层的密度分布。     

层状介质中重力,地震联合反演的迭代算法

本文提出一种用于层状介质中重力、地震资料联合反演层速度、层密度及弯曲界面深度的迭代算法。该方法通过引入加权最小平方目标泛函,将层状介质中的重力、地震资料联合反演问题转化成具体的优化问题。为了得到反问题的最优解,文中系统地研究了层状介质中双摄动处理技术,以及层状介质中波场摄动的一阶 Born 近似解与理论重力异常摄动解。并应用 Tarantola 的反演理论,导出了梯度算子的计算公式。然后应用最速下降法给出了求取最优解的具体算法,得到了一种类似于地震偏移与空间更投影的迭代反演方法。对理论模型进行重力、地震联合反演的结果表明,该方法不仅可碱少未知参数的个数,提高反演的收敛速度,而且可减少反演的不适定性,不失为一种可行的多参数反演方法。     

三维重力地震剥层联合反演

以地震资料解释的三维构造图作为模型，用重力三维正演剥离基底及基底以上界面所产生的重力效应，然后对分离后的基底岩性异常进行反演求取基底密度。在具体联合反演算法上，首次将广泛用于地震层析成像反演的DLSQR法引入位场反演，不仅增加了联合反演结果的稳定性，而且极大地提高了反演速度。理论模型的试算和实际资料的反演结果表明，两者反演的剩余密度等值线图形十分相似，剩余密度最小值和最大值相对误差小于4％。     

多波联合反演研究进展

纵波和横波虽然同为地震弹性波,但是动力学特征差异显著。与地震纵波相比,地震横波对地下介质的横波速度和密度更为敏感,因此联合反演地震纵波和横波有助于更好地估算速度和密度参数,提高储层描述和流体检测的精度。回顾了多波联合反演的发展历程,其中纵横波旅行时反演具有较高的计算效率,但由于反演结果精度有限,难以直接用于油气检测;多波AVO反演利用地震波振幅信息反演多个弹性参数,有效提升了横波速度、横波阻抗、密度等参数的反演精度。大量实际应用结果表明,多波联合反演为提高储层定量化预测精度提供了有效途径,而多波数据匹配是保证多波联合反演结果可靠性的重要基础。继续发展深度域反演技术、智能化反演算法将有助于推动多波联合反演的应用。近年来横波可控震源技术的快速发展,极大地提升了纯横波地震数据的品质。最新现场试验结果表明,纯横波地震数据已具备与纵波地震数据相当的品质,并在实际生产中显示出较好的应用前景:SH-SH波可用于疏松砂岩气云区的高精度成像,SV-SV波可用于准确、可靠的高分辨率密度反演。因此基于横波震源的九分量地震勘探将是未来多波勘探技术的重要发展方向,需要进一步提升和完善对地震横波响应特征的认识,明确横波与纵波的动力学特征差异,为地震纵、横波油气直接检测提供重要的理论依据和方法支持。     

一种变密度—速度关系的重力与地震同步联合反演方法

针对现有同步联合反演方法的不足,提出一种变密度—速度关系的重力与地震同步联合反演方法。详细推导了联合求解密度模型与速度模型的解估计公式;给出了利用密度模型和速度模型的高阶统计量的物性关系更新算法,初始物性关系在反演迭代过程中根据当前及上轮迭代的密度和速度模型不断更新。模型试算结果证明该方法降低了初始物性关系不准确对反演结果造成的不利影响。实际资料试算结果表明该方法建立的速度模型能够改善地震成像质量,在低勘探程度地区具有较大的应用潜力。     

用重力,地震资料联合反演直接预测油气藏的方法

本文针对用高精度重力法直接预测油气藏技术存在的问题，提出了一种重力，地震资料联合反演直接预测油气藏的方法。该方法首先利用深度偏移地震剖面解释的地质构造信息为地质模型，进而用重力正演消除非目的层的密度界面对目的层的影响；然后，将目的层压缩成为一个等效密度界面，再用消除非目的层影响的剩余重力异常反演该界面的视界面密度差值。     

黏弹性介质叠前地震反演方法

前人只是从理论上分析了黏弹性介质中各种波的传播特征和衰减特征,并未对黏弹性介质精确的Zoeppritz方程进行近似,无法用于实际反演;沈章洪等以完全弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似方程,由于该近似方程的实部为完全弹性项,虚部为黏弹性项,因此也无法用于实际资料。为此,本文以黏弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似公式,以此为基础,基于贝叶斯理论的叠前地震反演,将纵横波速度、密度的反演推广到纵横波速度、密度和地层品质因子(Q值)的联合反演,建立了黏弹性介质近似方程,再根据贝叶斯理论建立反演方程,最终利用共轭梯度法对方程进行求解,得到纵横波速度、密度和地层Q值。模型试算与实例分析结果表明,根据联合反演所得的纵横波速度、密度和Q值进行储层描述,可提高储层预测精度。     

电磁与重力数据非线性约束联合反演

利用已知的地震、地质、电测井等资料进行电磁、重磁资料约束联合反演是提高重磁电勘探分辨率的重要途径。基于测井统计的电阻率与密度两种物性参数之间的关系,同时利用测井数据、地震剖面、地质解释剖面等先验信息约束建模,采用非线性的人工鱼群反演算法,实现了基于井震约束的大地电磁与重力数据的并行联合反演,提高了电磁和重力勘探的分辨率。模型和实测数据测试反演表明,提出的非线性约束联合反演方法有很好的实用性。     

确定三维地层速度结构的地震层析成像技术

观测数据与地层参数之间呈线积分关系的反演称作地球物理层析成像。本文介绍在连续曲界面均匀各向同性层状介质情形下,根据地震反射资料反演三维地层结构及地震速度的地震射线层析成像方法。正演模型射线追踪是根据Fermat原理实现的,即求解由时间最小原理列出的非线性方程组得到射线与界面的交点。反演的目标就是求解这样的地层模型,使其射线追踪走时与观测走时的残差为极小。具体做法是根据走时残差求取模型参数修正量的阻尼极小二乘解,循环迭代直至满足要求为止。 文中给出了两个合成资料反演的例子。一个是合成的P波走时数据(加随机噪声)的反演,其结果与真实模型能较好吻合。另一个例子则同时考虑P波及反射P—SV转换波走时,反演包括P波速度和SV波速度对三维速度结构。利用P—SV波进行P波和SV波速度结构的成像是本文的一个进步。     

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文章以内蒙巴彦浩特盆地锡林凹陷为例，说明重力、地震联合反演方法在确定深部生油目的层石炭纪地层的应用效果。巴彦浩特盆地多期构造影响，造成逆冲、剥蚀及断块作用十分显著；在地震资料解释中，同相轴难以追踪或会误追踪。采用21／2D重力模型反演与地震走时反演的联合反演对x5，x6线高精度重力与地震资料进行处理，指出了原根据地震资料确定的局部高隆起不是目的层石炭系而是剥蚀殆尽的寒武系；同时还给出了锡林凹陷石炭系的分布范围，避免了勘探风险。     

重力、地震联合反演在研究含油气盆地构造中的应用

本文采用parker反演方法对济源盆地的高精度重力观测资料进行了密度界面反演。为了消除反演迭代过程中下延因子的影响,根据正则化方法原理,设计了正则化因子a。选取a值的原则是既要保证反演结果的稳定性,又要保证反演结果的精度。针对济源盆地地层密度非均匀变化的特点,可以依据地震速度谱和已知的密度资料,设计非均质反演模型,在已知的地震反射界面和钻井资料的约束条件下,进行密度界面反演。反演结果,给出了地震资料显示不清楚地段上的界面形态。可见,重力和地震的联合反演,能够提供较准确的构造信息。     

储层速度和密度与孔隙度、泥质含量以及含水饱和度的关系

油气储层速度和密度与储层参数的关系对地震资料解释以及储层参数预测等具有重要的意义。利用WX地区实际测井解释数据，就声波时差、密度与孔隙度、泥质含量以及含水饱和度之间的相互关系进行了多元线性回归分析。结果表明，用密度参数可以获得较为理想的线性回归方程，而用声波时差参数难以获得合理的回归方程。这说明密度与各储层参数之间具有较好的线性关系，而声波时差或速度与储层参数之间的相互关系要复杂得多。     

维纳滤波在多层密度界面重力资料解释中的应用

松辽盆地ＣＣＬ－ＳＺ地区存在四个密度界面。浅层（白垩系）密度以纵向变化为主，深层（侏罗系，基底）以横向变化为主。故此区的重力资料的解释应采用多层密度界面的反演方法。本文充分利用了地震、钻井、磁力和重力资料，对该欧的多层密度界面进行了综合解释。首先用维纳滤波方法成功地提取了侏罗系和基底的重力异常，然后利用人机对话方式进行剖面拟合计算，进而将剖面和平面的反演结果结合起来，反演出侏罗系和基底界面的形态，     

鄂尔多斯南缘山地推覆构造带地震勘探

本文给出了山地推覆体构造带地震勘探的一个史例,主要讨论:弯线采集技术的应用;数据处理中二维滤波、静校正和速度分析的效果;基于地震的重力、电法、地震联合反演。并以实例证实了该方法的有效性。     

缝洞储层的地震检测和预测

探讨了与缝洞储层检测和预测有关的若干问题。只要储层中的缝洞系统有足够大的密度，则缝洞储层的地震检测和预测是有可能成功的。通过缝洞储层的物理模型实验和数值模拟分析可以看出，地震波动力学参数（振幅、相位，衰减等）对缝洞系统的响应较运动学参数（速度，走时等）更敏感，因此利用动力学参数进行缝洞检测更有效。要得到缝洞储层的可靠预测，使用地质、地震、测井、钻井和开发等多种信息是很必要的。     

苏北—南黄海盆地海相中—古生界密度和速度分析及其地震反射模型构建

苏北—南黄海盆地海相中—古生界地震成像难度大,给油气勘探及相关研究带来巨大困难。从地震反射波成因于岩石密度和速度的差异这一原理,构建适用的反射模型,识别地震标志层,推测地层归属。通过充分调研该区目的层密度和速度资料,分析和对比获取这些资料的四种方法和途径,总结速度和密度随岩性、地层年代、埋深和成岩作用的变化特征,然后构建了该区目的层的速度、密度和地震反射模型,并与实际地震资料进行对比。研究认为：目的层上部海相地层中碳酸盐岩与碎屑岩在速度、密度物性上差异大,下部地层这种差异较小;在构建的地震反射模型中,古生界内部存在3个强反射标志层,分别对应下二叠统栖霞组/孤峰组界面、下石炭统高骊山组/和州组界面和上奥陶统汤头组/五峰组界面。模型界面可与南黄海盆地古生界深部优质层段地震资料对比。     

重力异常的相关分析及其应用

利用随机过程的理论进行重磁资料的解释有独特的效果,它能克服一些传统方法难以克服的困难。本文提出利用自相关函数来表征随机过程。因为,当随机重力异常变换为自桐关函数过程中包含了异常向上廷拓的效果,故自相关函数能够起到压制高频随机干扰、测量误差,突出场源主异常的作用。随机重力异常的自相关函数通常有如下类型:单位脉冲型;三角型;马尔科夫型;高斯型;余弦指数型。利用这些形状的模型,可给出相应的规范自相关函数,再求出相应地质体的形状函数和计算地质体的中心深度的评估函数。应用上述理论处理两条实测重力剖面,将其结果与地震、地质资料进行对比表明,利用深度评估函数算出主密度层的平均深度和构造地质—地球物理模型进行正、反演计算,可以较可靠地研究地层分组和起伏。值得特别指出的是,主密度层平均深度的评估是由重力资料独立完成的,并不依赖密度资料的有无。     

区域油田地应力及井壁稳定性综合预测方法

基于地质统计原理,提出一种综合利用地震和测井资料预测区域油田地应力和待钻井井壁稳定性的方法:首先利用测井和测试资料,精确计算已钻井处的地应力;同时,从三维地震记录中提取并优化地震属性,将油田地应力作为区域化.变量,根据地震和测井信息之间良好的空间相关性,通过贝叶斯克里金方法,计算所研究区块的三维地应力数据体.在此基础上...     

高密度速度分析在YA高精度三维的应用

速度分析的密度和精度是影响高精度三维复杂断块成像精度的关键因素之一,常规的速度分析方法采用双曲线动校公式来实现,速度分析的密度和精度受到限制。当高精度三维存在各向异性时,旅行时方程是非双曲线方程,应采用双谱分析方法拾取速度和各向异性参数,实现高精度动校正。在YA高精度三维数据处理过程中应用高密度速度分析技术实现了高精度三维逐道的非双曲线动校正,提高了速度分析的密度和精度,改善了地震资料的成像质量。