基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法

常规的叠前和叠后反演技术难以满足刻画薄储层的需求。由于道集叠加而产生的干涉效应对地震信号所蕴含的真实信息造成不同程度的弱化、畸变甚至湮灭,因此为有效地保存真实信息,应尽量避免叠加。另外,叠前道集的地震属性在随炮检距变化之外还受频率因素的影响,而以高分辨率谱分解为基础展开的FAVO反演方法能够提升流体识别能力。为此,以不叠加为核心思想,提出基于稀疏表示的增维叠前地震反演方法。首先,从叠前道集出发,对包含目的层段的角度内道集进行筛选和提取,依托信号的稀疏表示理论对抽选的单角度地震数据开展高分辨率时频分解;其次,基于贝叶斯理论直接建立波阻抗与地震数据的映射关系,利用非线性最优化算法对初始模型进行扰动;最后,以前一个频率反演的结果作为后一个频率反演的约束,逐级进行反演,最终得到不同角度的高分辨率增维反演结果。以A研究区为例,在有效角度范围内对单角度地震数据分频约束反演,拓宽了数据维度,提升了反演精度,增强了对薄储层的描述能力。     

基于散射矩阵分解的反射系数二阶近似

常规AVO反演利用精确Zoeppritz方程的一阶近似式,更加适用于弱介质变化的反射界面、小角度或小炮检距反射问题,其假设条件导致计算误差,不利于准确提取密度参数,不能很好地预测复杂储层或中深部储层,且无法充分利用近临界角数据;基于反射/透射系数精确表达式进行高阶近似过于繁琐,利用上、下行波特征向量矩阵及矩阵对称性对反射/透射系数进行泰勒二阶展开,其过程物理意义不够明确,且得到的二阶近似式亦不够完善。为此,直接从P-SV平面波入射/散射矩阵出发,给出了一种求取散射矩阵高阶近似的方法,即利用扰动思想将散射矩阵分解为背景矩阵与一阶、二阶扰动矩阵,求取纵波反射系数背景项与一阶、二阶扰动项,推得纵波反射系数的二阶近似公式。模型对比分析表明,所推公式在中高角度乃至近临界角入射情况下具有较高的精度,对密度参数的敏感性更高,为充分利用大炮检距地震数据准确地反演物性参数提供了基础。     

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介质方位观测PP波反射系数一阶扰动近似

五维叠前地震数据具有丰富的炮检距与方位信息,基于五维地震数据所发展的OVT域叠前地震属性分析可以对地下储层进行有效预测。本文在方位观测系统下,基于扰动思想与介质分解理论,推导出一种新的PP波HTI介质反射系数一阶扰动近似公式,突破了传统反射系数近似公式仅适用于小炮检距的局限,进一步提高了五维地震数据中炮检距信息的利用率。计算结果表明,本文所构建的一阶扰动近似公式与传统线性近似公式相比,具有更高的精度,与精确公式的AVO特征具有更高的相似性,为利用中远炮检距信息进行五维地震反演奠定了理论基础。