层析反演中的正则化方法研究

<正>则化可显著降低层析反演解的非唯一性,提高层析反演结果的质量。主要研究了模型参数正则化和数据正则化。地下介质参数之间的关联性如何加入模型正则化是讨论的问题之一;观测数据之间的关联性加入数据正则化的方法则是另一个主要议题。此外,讨论了Tikhonov正则化和预条件两种模型正则化实现策略,指出前者理论比较直观,后者计算效率更高,并证明了两者在理论上的等价性。模型正则化通过构造各向异性光滑算子加入地质构造特征,数据正则化则通过在层析矩阵中加入预先构造的数据预条件矩阵来实现。通过层析偏移速度分析给出了模型正则化和数据正则化的具体实现策略。理论分析和层析偏移速度分析的数值实验说明本文的模型正则化和数据正则化可显著提高层析反演的质量。     

利用场变换的分离场法反演多层密度界面

目前国内外都在研究试验多层密度界面的重力反演。本文详细介绍了基于场变换原理的分离场法;重新推导了与安东诺夫相近的换算系数;设计了迭代反演方法;并根据理论模型和实例的试算,探讨了方法的误差来源和应用条件,在二维多层密度界面的反演中进行了有益的尝试。     

多层界面综合约束反演方法及应用

本通过解决多层密度界面反演的不适定性问题，使得应用重力对多层界面的反演成为可能。在只有少量地震或钻井深度点控制的地区，应用该方法进行反演，可对地下各层界面的起伏有一个宏观的认识，为进一步勘探部署提供依据。     

多参数反演的分步正则化法

本文提出了只用一种纵波信息，对一维波动方程的速度和震源函数进行联合反演，鉴于波动方程的反问题是一个不适定问题，故对震源函数和波速分别用正则化法分步迭代求解，从而大大减少了反问题的计算量，改善了反问题的计算稳定性，为计算实际一维地震数据提供了一种新方法。文中给出了只用一个反问题的补充条件同时进行多参数反演的详细公式，并用相应的数值进行了度算，分析和比较，证实了方法的可行性。     

全波形反演正则化方法对比

正则化是缓解反演不适定性、约束解特征的重要方式.Tikhonov正则化、全变分(TV)正则化是全波形反演中常用的两种正则化方法,分别具有压制高波数和保护地层边缘的特点.双参数整形正则化、混合双参数正则化和稀疏结构约束正则化是在二者的基础上发展而来,并具备各 自优势.为系统论证不同正则化方法特点,对五种正则化方法的全波形...     

重力资料多层界面的反演效果

重力异常是地面至深部所有密度界面的综合反应。不同深度、规模、幅度、密度的界面,引起不同的异常形态。     

重力异常多层界面反演的应用

重力异常通常是地面至深部所有密度界面的综合反应。不同深度、规模、幅度、密度的界面引起的异常形态不同。-般来说,范围小、变化快,即所谓的“尖、陡、窄、小”的异常是由浅层密度界面产生的;而范围大、变化慢,即所谓的“平、缓、宽、大”的异常是由深层密度界面产生的。这是两种不同类型的异常。因此,在反演过程中,就应考虑重力异常的这种特性,即用浅层密度界面来补偿(或拟合)“尖、陡、窄、小”的异常;而用深层密度界面来补偿(或拟合)“平、缓、宽、大”的异常。此外,在-个沉积盆地中,-般来说不存在-个统-的、稳定的引起异常的主要密度界面,而这-点恰好是单层界面反演的假设前提。鉴于上述原因,现在人们均以多层界面模型代替单-界面模型进行反演,以使结果更真实地反映沉积盆地的实际情况。     

弹性阻抗反演的后验正则化方法

岩石的脆性指数是页岩气藏评价的关键参数之一。相对于叠后声波阻抗反演和AVO反演方法,弹性阻抗反演能得到更为丰富、稳定、可靠的弹性参数反演结果,有利于页岩敏感性脆性指数的选取。但是,弹性阻抗反演为Hadamard意义下的不适定问题,即不能同时满足解的存在性、唯一性和稳定性的要求,需要利用正则化方法并辅之以适当的最优化技巧来提高解的稳定性和准确度。为克服弹性阻抗反演问题的不适定性,本文建立基于L₂范数约束的Tikhonov正则化反演最优化模型,辅以后验最优正则参数选取方法,并提出求解极小化问题的双滤波因子正则化算法。理论模型和实际数据的数值试验表明双滤波因子正则化算法是可行和有应用前景的。     

Tikhonov正则化方法在测井反演中的应用

地球物理测井的反演问题受到人们的广泛重视,然而大多数反演问题具有不适定性,需要高效的不适定问题解法和相应的数值算法.讨论了地球物理反演问题中的第一类算子方程的解法,基于Tikhonov正则化思想,给出了详细的理论分析和算法描述.该方法旨在提高老井测井资料信息的有效性,改善了老油区测井二次解释精度.     

规格化总梯度法模型试验与分析

近年来,通过对规格化总梯度方法的研究和大量的模型试验以及部分实际资料试算,进一步肯定了方法的找矿效果。 规格化总梯度法是一种既经济又简便的解释手段,它适用于剖面测量。该方法的实质就是将重力剖面数据向下半空间延拓若干高度,求出各高度水平上的垂向与水平一次导数,在合成总梯度后再进行规格化运算,可以得到剖面上的断面等值图。它展示了下半空间的总梯度场分布,直观地反映出地质体特征,从而避免了人为因素的干扰。同时还可根据不同频段的异常特征来区分不同层次的地质体。有关这方面的文章已有论述。 本文仅就所做的模型试验结果进行对比分析,使我们对各种较常见的地质体所产生的规格化总梯度异常特征有所了解。这些规律将有助于对实际资料的推断解释。     

地震非线性反演方法研究与应用

本从非线性动力学系统演化的相变出发，讨论了地震非线性反演迭代过程，采用逐次线性化方法并引入混沌理论研究了一种基于模型的高分辨率迭代反演方法，最后用理论模型和实际地震数据做了数值试验，取得很好的效果。     

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文章所述的ANFIS是将模糊技术与神经网络技术相结合而形成的一种高分辨率非线性反演方法，是集模糊逻辑推理的强大结构性知识表达能力与神经网络的强大自学能力于一体的新技术。ANFIS是由可更改的前提和结论两部分组成，采用（GD+LSE）混合算法自适应地进行调节，该算法减少了原始纯反向传播算法的收缩空间的维数，因而收敛速度非常快。这种高分辨率非线性反演方法兼有二者的优点，对原始模型没有依赖性。在实际反演中，首先由井点出发构造测井资料与井旁地震道的非线性映射关系，并根据地下介质在横向上的变化特征来更新非线性映射关系，并在地质约束下进行自适应外推，其反演过程是总体反演过程，以实现高分辨率反演，获得高分辨率的储层参数剖面。实践证明，应用ANFIS可建立储层参数与地震信息之间的较精确关系，所获得的储层参数剖面具有精度和分辨率高的特点，是提高储层预测效果的一种有效手段。     

电磁波传播测井地层参数的反演方法

本文详细介绍了电磁波传播测井地层参数反演的理论基础、方法选择。对于薄泥饼情况，本文给出了直接反演软件。该软件具有精度高，易于操作等优点。该软件与泥饼校正图版软件构成了电磁波传播测井地层参数反演的完备软件。     

叠前深度偏移层析反演速度模型建立及应用

叠前深度偏移技术是目前解决复杂地质构造精确成像问题的重要手段,其成像效果取决于深度域速度模型的准确与否.通常采用的沿层构造解释速度建模方法在构造特别复杂、层位解释不合理时往往得不到准确的速度模型,因此研究了层析反演更新深度域速度模型的建立方法.该方法可利用偏移成像数据计算剩余误差曲线和地层倾角信息,迭代更新反射层的位置和形态,最终获取准确的速度模型.应用实例表明,层析反演速度建模技术是可行的.     

INVESTIGATION OF ELASTIC INVERSION ATTRIBUTES USING THE EXPANSIBLE CLAY MODEL FOR WATER SATURATION

Quantitative X‐ray diffraction has been used to characterize water saturation levels in complex shaly sand reservoirs (i.e. shaly sands with infrequent carbonates and minor proportions of iron‐rich minerals such as pyrite and siderite). The results led to the design of a total expansible clay model for water saturation, which is similar in form to the Dual Water model except that the excess effect of the clay minerals has been accounted for by a volume‐conductivity relationship, rather than one of the usual volume‐porosity translations, effectively reducing the uncertainties in estimating water saturation. Given the ambiguities associated with predicting these petrophysical properties from data on rock properties, such as mineralogy, an investigation of the relationship of estimated water saturation based on the total expansible clay model to independently determined rock properties was undertaken using well log inversion and forward modelling techniques. The results show that there is consistency in the relationship between water saturation estimates made from the total expansible clay model and known elastic parameters such as primary and shear‐wave sonic velocity (V_p, V_s), bulk density (ρ_b) and impedance (I), when the Raymer‐Gardner‐Hunt model is used. Use of the Raymer‐Gardner‐Hunt model to reconstruct the required rock‐physics relationship avoids the classic limitation of the more advanced Gassman model, which assumes that the dry shear modulus is equivalent to the wet shear modulus (μ_dry=μ_wet). The present work raises further questions on the application of the Voigt‐Reuss‐Hill (VRH) limits, or the Hashin Shtrikman bounds for averaging the effective shear modulus of the dry matrix in complex shaly sand reservoirs, where a two‐mineral matrix is normally assumed. The study shows the inapplicability of the VRH or Hashin‐Shtrikman averaging techniques but provides a minor adjustment to the averaging that solves the problems faced in reconstructing the relationships between directly measured elastic properties and derived petrophysical properties for this type of reservoir rock.     

苏里格气田苏5区块储层地震反演预测技术

苏里格气田二叠系气藏属非均质性极强、低孔、低渗的河流-三角洲砂岩岩性气藏，有效储层厚度小、横向变化大，这对气田的勘探开发提出了极大的挑战。由于砂岩储层岩性圈闭本身的复杂性，常规反演与解释技术难以满足对苏里格地区二叠系砂岩储层预测的需求。为准确预测盒8段砂体及有效砂体的纵横向分布、精确提供井位和高效开发盒8段气藏，基于苏5区块2004年三维地震资料开展了地震反演研究工作，以期能寻找到适应本区域的反演方法。经过多种方法的比较，发现基于统计学的随机地震反演技术能有效预测苏里格气田二叠系砂岩储层的分布，通过对该区块地震资料的处理，得到了盒8段的有效砂体分布范围，所部署的开发井都取得了高产油气流，取得了明显的经济效益。     

用于褶积型线性反演问题的伪广义逆方法

本文以褶积型线性反演问题的傅氏变换形式为基础，把傅氏变换矩阵的性质与求解反演问题的广义逆方法结合起来，提出了一种原理简明，算法简便的求解褶积型线性反演问题的反演方法－伪广义逆方法，将这种方法应用于位场的向下延拓问题（一种典型的不适定“褶积型”问题），获得了良好的结果。     

裂隙各向异性介质一维双分量参数反演

各向异性介质一维双分量反演是确定介质双本征方位的有效方法。对主轴是水平方位分布时的裂隙各向异性介质，用这种方法可以确定裂隙的走向、倾向和裂隙分布密度。本根据Ｈｕｄｓｏｎ提出的裂隙各向异性介质本构方程，用有限元法进行了正演模拟，得到了Ｒ２×２矩阵剖面。再根据Ａｌｆｏｒｄ和Ｗｉｎｔｅｒｓｔｅｉｎ提出的座标旋转的参数反演方法进行了反演。通过数值运算，说明方法是可行的，结果是满意的。