基于地震数据包络的多尺度全波形反演方法

地震数据包络的对数形式可以反映波形的宏观变化,同时,能有效提取地震数据的低频信息。对数包络所提取的低频信息与地震数据的主频具有相互对应关系。结合"分频多尺度"的反演思想,先对高频数据作低通滤波处理,再计算其对数包络以提取地震数据的低频成分,并以此构建目标函数进行反演,从而得到较好的初始速度模型。数值模拟反演实验证实:在全波形反演过程中,如果采用分频多尺度反演方法,可以有效缓解"周波跳跃"现象对反演结果精度的影响,准确反演出地下复杂结构的速度模型。     

基于稀疏反演的同步震源地震数据分离方法

同步震源混合地震数据的有效分离方法是同步震源采集技术得到广泛应用的关键之一。为此,在时间随机抖动的混合采集框架下,提出了一种同步震源混合地震记录分离方法。首先将未混合的共炮点记录作为训练样本,基于字典学习,得到学习型字典;然后基于稀疏反演构造分离混合地震记录的反问题表达式,并将待分离记录基于学习型字典的稀疏表示作为约束项,利用交替迭代策略进行求解。复杂模型数据和实际资料算例表明,与基于局部离散余弦变换的稀疏反演结果相比,利用字典学习能够有效提高分离结果的精度,为后续的地震信号处理提供高质量的数据。     

基于包络目标函数的弹性波波形反演

弹性波场的复杂性致使反演问题非线性性增强,寻优过程极易陷入局部极值。多尺度反演能在一定程度上提高反演的稳定性及分辨率,但多尺度反演策略无法解决实际数据的低频缺失问题。针对该问题,提出了一种新的基于包络目标函数的弹性波多尺度反演策略。首先将包络反演方法应用到弹性波,恢复地下弹性介质参数中的低波数信息;然后将包络反演结果作为常规多尺度反演的输入,进一步提高反演的稳定性。Marmousi2模型试算结果表明该策略能够更加准确地反演纵、横波速度以及密度信息。     

基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法

由于反射系数线性近似公式受到小角度入射和界面弹性参数差异小的基本假设的限制,常规AVO反演在大角度入射和界面弹性参数差异大的情况下存在严重不确定性。提出了基于岩石物理模型的最优化AVO三参数同步反演方法,该方法将研究工区的特定岩石物理条件作为先验软约束融合到反射系数近似公式中,以最优反射系数近似为基础实现了最终的三参数同步反演。从应用效果看,基于岩石物理模型的最优化三参数同步反演具有更强的工区适用性,减小了常规反射系数近似公式的基本假设对反演结果的影响,而且正交基函数提高了AVO反演的可靠性。     

基于叠前AVA同步反演和地质统计学反演的高分辨率流体预测方法

针对薄层流体的精细预测问题,提出一种高分辨率流体预测方法。该方法在进行叠前AVA同步反演的基础上,同时对含水饱和度进行带岩性遮挡的地质统计学反演,然后将两者的结果进行交会,根据流体的门槛值在交会图中选择相应的部分,生成最终的高分辨率流体预测结果,可精细预测薄层流体。通过不同宽度泥岩墙的多层水平层状模型试算和实际资料的应用,结果表明：叠前AVA同步反演的横向分辨率高、纵向分辨率低;带岩性遮挡的地质统计学反演的纵向分辨率高且有一定的横向分辨率,但横向分辨率不如叠前AVA同步反演高;基于两者的高分辨率流体预测方法的纵、横向分辨率都高,对薄层流体的预测效果较好。     

声介质资料的频率-波数域反演

本文描述了在层状声介质中,由一个点震源激发而产生的多偏移距反射地震记录上获取速度,密度和层厚度的反演方法.在频率一波数域中,地震记录可分解成柱面波;这个反演是通过最小平方技术使参考资料与模型资料之间差别最小化来实现的.模拟算法基于传统的反射系数法.在模拟处理中.我们应用了一个与频率和波数有关的滤波器,计算了有限瞬时和空间孔径两者的效应.这个反演适用于Jacobian行列式矩阵法.在该方法中,模型资料相对于模型参数的一阶导数是根据解析式以及模拟进行计算的. 几个数值例子说明,该反演算法较精确地恢复了可用于产生参考资料的那些参数.文中重建了速度和密度两者的低频趋势.迭代极小化算法收敛最快.     

海上数据的频率—波数域弹性反演

本文提出了一种确定水平层状介质中速度,密度及层厚度的反演方法,层状介质的顶层为声学介质层。其下方为一组弹性介质层。将介质中纵波点源产生的多偏移距反射响应由时空域变换到频率—波数域后,应用最小平方法使参考数据与模拟数据间差异达到最小,在此基础上完成反演运算。正演模拟以反     

基于APSO-MCMC的叠前三参数同步随机反演方法研究

针对确定性叠前三参数反演存在的精度低、稳定性差、抗噪性差以及过度依赖初始模型的问题,虽然利用随机反演方法实现叠前三参数同步反演有助于解决这些问题,但此类方法反演效率较低。为此,提出了利用自适应粒子群优化-马尔科夫链蒙特卡洛(APSO-MCMC)算法以提高叠前三参数反演的计算效率。结合纵波速度、横波速度以及密度的变化统计扰动关系,建立模型扰动的高斯分布,根据三参数扰动先验分布抽样获取初始粒子群。在每一步迭代过程中,利用跃迁矩阵改变粒子的演化,根据粒子之间的距离计算演化因子,判定粒子群的收敛状态。此外,利用精英策略,帮助粒子实现跳出局部极小值的困境。由于传统叠前近似公式在宽角度区域与非近似公式误差较大,故利用Zoeppritz公式来保证叠前三参数反演在各个角度的精度。NS地区二维海洋实际数据应用表明,该方法估算纵波速度、横波速度和密度有效,稳定收敛,计算效率高于传统的随机方法,具有较好的精度和抗噪性。     

应用包络反演为弹性全波形反演构建初始模型

开发了一种弹性包络反演算法。波场的包络带来了超低频信息,用其可恢复模型的主要部分,以减轻初始模型对波形反演的依赖,为弹性包络反演推导出不拟合函数和相应的梯度算子。用合成数据为MarmousiⅡ模型做了数值试验,证明了该算法的正确性和可行性。通过包络反演和波形反演组合来反演P波、S波速度,证明其比普通的弹性全波形反演结果有极大的改善。此外,为了测试弹性包络反演对于震源频带的独立性,使用低切震源子波(小于5Hz)来生成合成数据。全频带震源结果表明,包络反演和联合EI+WI没有明显的差别。     

基于贝叶斯理论的裂缝性介质叠前地震同步反演方法

裂缝的发育使储层表现出方位各向异性,而不同方位的叠前地震数据则表现出在振幅等属性上存在一定差异。所以,基于方位地震数据的叠前地震同步反演方法能获取储层裂缝相关参数,进而进行储层裂缝预测。为此,从方位各向异性介质的基本理论出发,介绍描述裂缝性介质的岩石物理参数,并给出各向异性参数与裂缝参数之间的转换关系。针对分步反演法可能产生累积误差的缺点,结合贝叶斯理论,提出裂缝性介质叠前地震同步反演方法。模型测试和实际资料测试结果均表明,新方法具有较好的可靠性和稳定性。     

基于纵横波同步联合的孔隙模量三参数AVO反演方法

等效流体体积模量是一种较为敏感的流体指示因子,在复杂储层的含油气识别中具有重要意义,但仅利用纵波资料AVO反演Gassmann流体因子进行流体识别时存在精度低、多解性强,边界刻画不清晰等问题,制约了其在流体识别中的应用。依据双相介质岩石物理模型,首先推导了新的由等效流体体积模量、岩石骨架剪切模量和孔隙度组成的PP波和PS波Zoeppritz线性近似方程,然后结合PP波和PS波数据,在贝叶斯理论和柯西先验分布约束下进行同步联合反演。Marmousi2油藏模型测试结果表明：与仅利用PP波的反演方法相比,基于独立PP波与PS波的同步联合反演方法更加稳定,反演精度更高,地质体边界特征刻画也更清晰,A油田实例工区应用进一步证明了该方法的可行性与鲁棒性。本文提出的纵横波同步联合反演方法对提高储层流体识别有一定的可借鉴性。     

基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演

物性反演是储层预测与评价的重要手段,可直观描述储集层所蕴含的信息。由于地球物理反演的非线性特征,以局部寻优方法开展的储层物性参数反演方法难以降低不适定性,结果存在多解性。为此,提出一种基于布谷鸟算法的储层物性参数同步反演方法。以弹性阻抗与储层物性参数关系为基础,构建储层物性反演目标函数,引入布谷鸟算法寻找目标函数最优解。布谷鸟算法作为一种新型元启发式算法,其包含的Levy飞行机制能有效解决常规方法陷入局部极值的问题,可实现更高精度的储层物性参数预测。理论模型和实际数据测试均表明,该方法能够有效反演物性参数,可为储层描述提供数据支持。     

叠前三参数同步反演方法及其应用

叠前三参数同步反演的优势是可以同时获得地层的纵波、横波和密度信息,进而定量描述储层的流体饱和度。提出了一种叠前三参数同步反演的新方法。该方法基于Zoeppritz近似方程和贝叶斯参数估计理论,用协方差矩阵来描述参数间的相关程度,然后用参数间的岩石物理关系对反演结果进行约束,从而得到稳定、准确、可靠的解。仿真实验和实际应用表明,该反演方法鲁棒性好,为储层的进一步识别提供了更多的物性参数。     

基于模拟退火的AVO反演方法

模拟退火算法是近年发展起来的全局最优化算法,是通过把最优化问题与统计力学热平衡问题进行类比得来的。其主要优点是:不用求目标函数的偏导数及解大型矩阵方程组,即能找到一个全局最优解,而且易于加入约束条件,编写程序简单。这种方法避免了线性化反演方法结果强烈依赖于初始模型的选取而导致解落入局部极值的情况。利用模拟退火算法进行AVO反演,充分发挥二者的优点,在计算的过程发现并解决问题,为岩性预测以及储层预测找到既快速又能达到一定精度的方法。本文采用改进的快速模拟退火算法进行AVO反演,对理论模型和实际资料进行了试算,取得了较好的效果。     

基于弹性阻抗反演理论的泊松比反演方法研究

实际应用中泊松比主要通过间接反演的方式获取,其累积误差明显,针对这一不足,基于弹性阻抗反演理论,在总结出常用弹性阻抗方程的 通用表达式和岩性参数通用提取方法的基础上,推导出了一种新的AVO近似式,进而提出一种包含有泊松比参数项的新的弹性阻抗方程。模型试验 与实际应用结果表明,利用新的弹性阻抗方程进行弹性阻抗反演直接得到泊松比的方法与传统利用纵、横波速度转化计算间接得到泊松比的方法 相比,减少了误差的累积并且稳定性和抗噪性均得到了提高,泊松比精度更高。     

致密储层敏感弹性参数叠前同步反演方法

杨氏模量和泊松比是表征致密储层脆性的重要弹性参数,而Gassmann流体项则是地震流体识别中常用的流体因子。利用叠前地震反演方法从叠前地震资料中同步获取此类参数是可行且有效的途径。为此,针对致密储层预测及流体识别的需要,提出了一种致密储层敏感弹性参数叠前同步反演的新方法。在孔隙弹性介质反射系数近似方程的基础上,通过重新组合变化,推导出包含杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度参数的纵波反射系数方程,建立起了杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度反射率与纵波反射系数间的线性关系。在此基础上,采用基于贝叶斯理论的弹性阻抗反演技术,提出了杨氏模量、泊松比、Gassmann流体项及密度参数的叠前同步反演方法。模型数据试算和实际资料测试结果均表明,所提出的方法能够从叠前地震资料中稳定地获取致密储层的敏感弹性参数,为此类储层的预测及流体识别提供了一种可靠的技术途径。     

基于非线性动力学的地震反演方法

混沌是非线性动力系统的普遍现象。针对地震反演动力系统中出现的混沌现象 ,提出一种用Lyapunov指数自适应调整控制参数 ,使系统快速向不动点稳定演化的混沌控制反演方法。从最简单的Logistic方程入手 ,探讨非线性动力系统混沌演化过程中控制参数、Lyapunov指数与系统演化的关系 ;建立了用Lyapunov指数进行混沌控制的地震信号反演系统方程。数值模拟结果表明该方法能够有效地控制反演系统中的混沌现象 ,加入噪声后 ,仍然能得到可靠的反演结果。     

基于FOA的叠前反演方法

本文提出一种基于果蝇优化算法的非线性叠前反演方法,利用Schaffer函数F6进行算法性能测试,并对不同加噪百分比的模型数据利用果蝇优化算法(FOA)进行EI反演,提取相应的弹性参数,反演能够收敛到全局最优解。将此法应用于鄂尔多斯SLG地区实际二维数据,能够快速得到较稳定可靠的弹性反演参数,表明文中方法能够用于指示气层的横向变化。     

基于Metropolis抽样的非线性反演方法

基于Metropolis抽样的非线性反演应用贝叶斯理论框架,是一种基于蒙特卡洛的非线性反演方法,能够有效地融合测井资料中的高频信息,提高反演结果的分辨率。首先通过快速傅里叶滑动平均模拟算法(FFTMA)和逐渐变形算法(GDM)得到基于地质统计学的先验信息;进而构建似然函数;最后利用Metropolis算法对后验概率密度进行抽样,得到反演问题的解。其中FFT-MA模拟作为一种高效的频率域模拟方法,融入GDM更新算法之后,可以在保持模拟空间结构不变的前提下,连续修改储层模型,保证反演结果有效地收敛,直至满足实际观测地震记录。模型试算和实际数据处理结果表明:基于Metropolis抽样的非线性反演可以提供合理的弹性参数信息,尤其是提高纵波速度的分辨率,即使信噪比较小时,仍然可以反演出合理的弹性参数信息,从而证明了该方法的有效性;当不考虑噪声时,纵、横波阻抗的反演分辨率较弹性参数本身的反演分辨率更高。