确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法

在前人的工作基础上,提出了确定性反演协同约束的叠后随机地震反演方法。以序贯Gibbs扰动模拟、扩展Metropolises—Hastings （M-H）算法为核心,引入层序地层网格,自适应融入地质统计学、构造以及沉积模式等信息,整个反演过程无需计算地层的局部倾角或进行复杂的坐标转换。针对随机地震反演结果的高频成分仍具有较大的不确定性,造成不同实现展示的储层特征差异较大,结合序贯Gibbs扰动模拟与同位协同克里金,通过引入确定性反演结果的协同约束,进一步限定随机反演候选解空间,从而降低随机地震反演高频成分的不确定性。获得以下认识：①相比确定性反演,随机地震反演可以产生高分辨率的反演结果,其中垂向变差影响随机反演的垂向分辨率,横向变差影响随机反演的横向连续性。②与均匀地震网格相比,由于层序地层网格融入了构造和沉积模式等信息,因此更适合变差函数横向约束随机反演;借助重采样矩阵,在层序地层网格进行抽样模拟,在均匀地震网格进行褶积正演,整个反演过程既满足构造和沉积模式的约束,同时又符合地球物理原理。③通过引入确定性反演的协同约束,可进一步限定候选解的解空间,增强波阻抗随机反演结果与确定性反演结果的相关性,进而降低随机反演高频成分不确定性。实际数据试算表明,通过对比随机反演的四个不同实现,验证了所提算法的有效性。     

高分辨率波阻抗贝叶斯序贯随机反演

确定性反演常见的方法包括模型法反演和稀疏脉冲反演,在特定的解约束条件下,只能进行单一的最优解估计,无法评价反演结果的不确定性;地质统计学反演主流算法均为地质统计学随机模拟方法与马尔科夫链-蒙特卡洛方法的某种结合,并没有将地震反演、测井数据约束、随机模拟方法统一在一个理论框架下。为此,首先在贝叶斯理论框架下,将地震反演理论、测井数据约束、地质统计信息统一在波阻抗求解这个问题中,推导了基于对数波阻抗的地震数据与测井数据联合方程,然后通过序贯高斯随机模拟算法对反演方程进行高效采样求解。数值算例表明：与常规波阻抗最小二乘法反演相比,该方法分辨率高、反演结果受先验统计学参数约束,且输出的多个波阻抗反演结果可用于不确定性评价;与纯粹基于测井数据的序贯高斯随机模拟方法相比,该方法最大的优点就是考虑了地震数据约束,降低了反演结果的不确定性。针对实际数据,对比、分析了模型法反演、稀疏脉冲法反演、贝叶斯序贯随机反演结果,表明贝叶斯序贯随机反演方法在提高反演纵向分辨率与不确定性评价方面具有良好的应用前景。     

二维三维联合伪井反演技术的应用

地震反演利用地震数据获得岩性和储层信息,是研究储层发育的一个重要手段。井资料是减少地震反演多解性的重要约束条件,但当大部分工区井资料缺失时,研究地震反演约束条件具有重要的实用价值和现实意义。基于约束稀疏脉冲原理,充分利用过三维工区的二维测线和井资料进行约束,实现了无井资料工区的反演工作。通过钻井验证,该方法的定性预测结果可靠,与实际情况差异较小。相较于传统方法,该方法理论依据充分,反演结果可靠性高,具有一定的推广价值。     

地震数据约束下的贝叶斯随机反演

由于地震数据的带限性质,传统确定性反演方法不可避免地存在分辨率低的缺陷。本文从贝叶斯理论出发,结合地质统计学提出了地震数据约束下的随机反演方法。该方法以测井资料作为条件数据,以地震数据作为约束,进而通过贝叶斯理论将地震资料、测井资料和地质统计学信息融合为地层模型参数的后验概率分布,利用马尔科夫链扰动模拟方法实现对后验概率的分布采样,并通过多个采样结果的综合分析研究后验概率分布的性质,进而精细刻画储层分布。模型测试及实际资料处理结果表明,相对于常规确定性地震反演方法,随机反演方法提高了反演精度,实现了储层的精细描述。     

基于不等式约束的井中激电三维反演研究

井中激电三维反演存在多解性且计算时间长,制约了其由理论走向实际应用。针对这一问题,采用非线性共轭梯度(NLCG)反演方法,在反演目标函数中直接施加约束条件压制其解的非唯一性,也就是将介质电阻率取值范围作为先验信息和约束条件以惩罚函数法的方式引入到反演目标函数中。与常规三维电阻率反演目标函数相比,增加了不等式约束项的目标函数理论上可以压制反演的多解性。理论模型的反演结果表明,基于不等式约束的井中激电三维反演方法有效地改善了反演结果的精度,以惩罚函数法施加不等式约束条件的方式现实可行。     

波动方程反演中基于势函数的约束处理方法研究

地球物理反演问题很复杂，具有多解性，解决方法之一是在反演中引入先验信息，对解空间进行约束，增加反演过程的稳定性。首先对约束条件表示方法进行了讨论；然后论述了利用势函数描述约束条件的方法，即利用模糊数表示先验约束信息的不确定性，通过指数函数构造约束势函数，这种势函数能够描述地震资料反演中的等式约束、区间约束和方向约束；对地震资料波动方程反演中的区间约束、梯度约束和方向约束进行了详细讨论，分析了约束势函数的梯度特征，并将约束势函数结合到目标函数中；最后对梯度约束和方向约束势函数在应用中存在的问题进行了分析。梯度特簿分析和模型试验表明，约束势函数通过对解空间大小的约束，增大了有效信息在梯度场中的比重，提高了梯度计算的精度，增加了反演过程的稳定性，提高了收敛速度。     

有井多道反演

在无井多道反演方法的基础上,结合已知井的资料建立初始模型和提取子波,将多道反的思路应用于宽带的约束反演,提出了多道宽带约束反演的方法,该方法在实际资料上的应用是有效的,反演结果保持了宽带高分辨率的特点,多道宽带约束反的残差剖面也明显优于单道宽带约束反的残差剖面。     

多井约束随机逆波阻抗反演研究

本文从理论上对波阻抗反演的随机逆解法进行了分析推导,认为随机逆解法是一种阻尼最小二乘法,且因阻尼项λ=σ_n²/σ_m²有其本身的物理意义,决定了它又不是普通意义下的阻尼最小二乘法。通过对该阻尼项采用自适应算法,解决了波阻抗反演中对解空间的定量约束问题,并用模型参数方差对反演结果进行约束,使宽带约束反演的解限制在合理的地球物理参数范围之内。文中给出了利用多口井进行约束反演的实例,特别对波阻抗反演的约束条件进行了研究。     

高分辨率非线性地震波阻抗反演方法和应用

在岩性高度非均质的复杂储层横向预测中，由于可观测信息的重叠、缺失以及噪声的干扰，反演问题总是对应着不唯一、不稳定和不确定的解，因此基于线性假定的储层横向预测技术已不适应这类地区的岩性勘探。为此，提出了一种多井约束分频非线性地震波阻抗反演方法。给出了反演方法的基本原理和算法结构，详细讨论了方法中的关键技术——井旁多级地震反子波的提取、直接反演初始地震波阻抗、井旁多级地震子波的提取、间接反演最终地震波阻抗和大尺度地质模型约束等。在琼东南盆地和南黄海北部盆地，利用实际资料对多井约束分频非线性地震波阻抗反演方法进行了验证。首先对井的波阻抗曲线进行了多尺度分解，并进行了频谱分析；在此基础上，通过井约束波阻抗反演提取了多级统计地震反子波序列；然后分别利用井的不同尺度的频率分量作为约束条件，进行了地震波阻抗反演，获得了低频波阻抗剖面、中高频波阻抗剖面以及由低频和中高频波阻抗剖面合成的全频波阻抗剖面。对这些波阻抗剖面的分析表明，低频波阻抗剖面反映的是大套地层的岩性结构，中高频波阻抗剖面则很好地刻画了地层岩性的细节。因此，可以利用高分辨率的中高频波阻抗剖面识别砂体的边界以及进行含油气性判别。     

埕岛油田埕北246井区储层反演方法与效果

针对埕岛油田246井区储层厚度薄、空间变化快的特点,在综合地质分析的基础上,运用稀疏脉冲波阻抗反演与随机模拟波阻抗反演相结合的地球物理技术,有针对性地研究了多井精细地震地质标定和综合信息约束模型的建立。结果表明,该方法克服了反演的多解性,提高了地质解释的精度。     

地震波形约束的蒙特卡洛——马尔科夫链随机反演方法

以地质统计学为基础、以测井资料为条件数据的地震随机反演方法的分辨率高于常规确定性反演,因此迅速得到广泛应用,但是提高计算效率以及消除随机性一直是难点.为此,提出了基于地震波形约束的蒙特卡洛—马尔科夫链(MCMC)随机反演方法.充分利用观测地震数据和待反演参数之间的地球物理映射关系,应用相关系数,根据已知的地震波形之间的...     

地震数据多参数约束反演及应用

多参数约束反演是用井中测得的波阻抗作为约束条件，进行宽带约束反演，再将宽带约束反演的结果与测井反演得到的岩性和孔隙率模型等相结合进行空间外推，从而获得多种参数剖面。本文展示了实际应用的例子，证明了多参数的约束反演是一种精度高，稳定性强的反演方法，具有广阔物应用前景。     

利用地震反演技术钻前预测井壁稳定性

为有效克服钻井过程中出现的井壁失稳问题,基于褶积模型的测井约束反演方法,提出了利用地震层速度反演技术在钻前预测安全钻井液密度范围的模型。该预测模型充分利用探区内的地震记录资料,以测井信息和地质资料为约束条件,通过制作合成地震记录进行层位标定,建立初始波阻抗模型,运用宽带约束反演技术获得具有较高分辨率的波阻抗模型并最终得到速度资料。利用反演结果结合统计模型、趋势面模型、神经网络模型及岩石力学模型等常用预测模型可以实现钻前井壁稳定性预测。通过该方法反演出塔里木油田一口探井的层速度曲线,并在钻前预测出该井的安全钻井液密度范围,与实钻数据进行对比分析的结果表明,该预测方法具有良好的预测效果,可满足钻井工程的需要。     

叠前地震反演精度影响因素

叠前地震反演能够提供更加丰富的地球物理信息,但影响其反演精度的因素较多。设计了包含不同速度特征的地质模型,再对基于地质模型提取的地震模型数据体进行反演,将反演结果与理论值进行误差对比,分析了初始约束模型、信噪比、反演子波选取、反射系数计算公式选择对叠前地震反演精度的影响。结果显示,精度高的初始约束模型反演结果好于精度低的初始约束模型;信噪比大的地震数据体的反演结果优于信噪比小的地震数据体;选取的反演子波与地震数据主频的匹配程度越近似,反演精度越高;可以选取适用条件相对较合理的Zeoppritz方程作为反射系数计算公式。地质模型数据与实际资料反演结果对比表明,构建与实际地质模型弹性属性接近的反演初始参数模型,对采集数据进行滤波去噪和修饰处理提高地震资料信噪比,通过测井和地震资料提取主频与地震数据相匹配的反演子波以及反射系数计算公式等参数的合理选择有利于提高叠前地震反演精度。     

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。     

多井约束波阻抗反演在准噶尔盆地四2区的应用

测井约束波阻抗反演技术的最大特点是利用测井资料丰富的高频信息和完整的低频成分补充地震有限带宽的不足,用已知地质信息和测井资料作为约束条件,通过反演得到高分辨的地层波阻抗资料,为储集层的精细描述提供较为可靠的依据。利用多井约束反演方法对四2区含油砂体进行了精细描述和研究,丰富了地震资料的解释成果,从整体上提高解释精度,解决了薄互储层识别难的问题,并对地震反演原理、应用效果进行了讨论。