P-P波AVO近似对比研究:定性分析

根据已发表的 AVO(Amplitude versus offset)文献资料 ,对基于 Zoeppritz方程的 13种 P- P波反射系数近似进行了系统归纳和总结 ,将其分成了 8大类 ,并讨论了各种近似的内在联系。同时 ,对各种近似的实质、产生背景、假设条件、特点及其在参数反演中的作用等进行了详尽的对比和评述。通过定性分析对比发现 :基于射线参数、幂级数及基于拉梅常数的近似公式可以描述具有大反差的弹性参数界面上的 P- P反射 ,特别适合于弹性参数的定量反演 ;AVO属性提取中所使用的背景速度信息的精度将影响反演的精度和可靠性。另外 ,根据弹性参数和波速之间的关系 ,可以在各种近似公式之间进行一定的转换。这些结论将对合理地利用 AVO信息来反演地壳岩性参数和进行油气储层预测有所帮助     

P—P波AVO近似对比研究：定性分析

根据已发表的AVO（Amplitude versus offset)文献资料，对基于Zoeppritz方程的13种P－P波反射系数近似进行了系统归纳和总结，将其分成了8大类，并讨论了各种近似的内在联系。同时，对各种近似的实质、产生背景、假设条件、特点及其在参数反演中的作用等进行了详尽的对比和评述。通过定性分析、对比发现：基于射线参数、幂级数及基于拉梅常数的近似公式可以描述具有大反差的弹性参数界面上的P－P反射，特别适合于弹性参数的定量反演；在AVO属性提取中所使用的背景速度信息的精度将影响反演的精度和可靠性。另外，根据弹性参数和波速之间的关系，可以在各种近似公式之间进行一定的转换。这些结论将对合理地利用AVO信息来反演地壳岩性参数和进行油气储层预测有所帮助。     

转换波反射系数近似公式及精度分析

为便于研究，在转换波AVO分析和叠前反演中经常用到由Zoeppritz方程衍生出的各种转换波（PS波）反射系数近似公式，但对这些研究结果尚没有进行过系统的分析和归纳，应用时存在着适用性问题。为此，在详细推导各种近似公式的基础上，对其假设条件、参数类型、适用范围进行了总结，并利用Ostrander和Goodway含气砂岩模型，分别对各近似公式的相对误差随入射角的变化进行了分析。结果表明，各近似公式在入射角较小时普遍适用，在大角度入射时，各近似公式的精度与上、下界面弹性参数的组合密切相关。     

裂缝介质的纵波方位AVO反演研究

基于Zoeppritz方程的地震波反射系数解析式是非线性的，而利用地震波反射系数公式来反演介质的弹性参数，或是直接利用非线性反演方法，或是对复杂的反射系数公式进行线性化近似。首先，从理论上讨论了各向异性介质中的反射和透射系数方程，给出了裂缝介质的线性近似反射系数公式；然后，利用ISO／HTI模型对Vavrycuk和Ruger的近似反射系数与真实反射系数进行了对比，得出在大角度情况下Vavrycuk近似比Ruger近似更逼近真实值的结论。因此．选择Vavrycuk纵波近似反射系数公式对纵波方位AVO线性反演公式进行了推导；最后，用模型对反演公式进行了验证，反演结果能满足精度要求。     

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。     

P—SV波AVO分析

参照 Aki和 Richards的近似方法 ,本文对 Zoeppritz方程所描述的 P- SV波反射系数公式的角度项进行了泰勒展开 ,并保留了密度和速度的二阶项 ,得出一个新的反射系数近似公式。对 4个三层含气砂岩模型的定量计算表明 ,该近似公式所得出的计算结果在入射角小于 4 0°时与由 Zoeppritz方程给出的精确解吻合得很好 ,甚至优于 Aki和 Richards公式的近似效果 ,很适合大入射角的 AVO参数反演和理论研究。以新的近似公式为基础 ,文中分别从不同岩性参数表示的转换波反射系数、P- SV转换波的 AVO加权叠加方法及 P- P波和 P- SV波AVO联合反演等三个方面深入讨论了利用该近似公式进行岩性参数反演的过程     

基于佐普里兹方程的高精度叠前反演方法

本文利用佐普里兹方程及其近似公式计算了四类具典型AVO特征地层模型的反射系数曲线,计算结果表明:在小角度(小于30°)入射时,利用Aki-Richards、Shuey近似公式计算的反射系数精度较高,与佐普里兹方程计算的反射系数非常接近;当入射角大于30°时,利用近似公式计算的反射系数与佐普里兹方程计算的反射系数的差别较大。为此,本文提出了直接利用佐普里兹方程进行叠前反演,并通过引入广义线性反演理论和贝叶斯方法详细推导了叠前反演算法。理论模型试算结果表明,基于佐普里兹方程的叠前反演能够获得精度较高的反演结果。     

基于Gray近似的弹性波阻抗方程及反演

 为得到更准确的岩石物理参数数据体，减小计算误差的累积效应，人们希望通过某种方法直接提取岩石物理参数。用Connolly的弹性阻抗(EI)公式进行反演只能直接得到纵、横波速度和密度的信息，再通过计算得到相应的弹性参数，而且不同角度的弹性阻抗的量纲不统一。本文针对Connolly方法的不足，通过Gray近似把佐普里兹方程表示为反射系数是剪切模量μ、拉梅系数λ和密度ρ的函数，提出了以Gray的AVO近似方程为基础的一种新的弹性波阻抗反演公式，并对该公式进行了标准化以实现不同角度的弹性波阻抗间量纲的统一。文中用标准化后的弹性波阻抗反演公式对A地区的实际地震数据进行了反演，从反演得到的弹性阻抗数据体中可直接提取剪切模量μ、拉梅系数λ，表明用文中方法提取弹性参数更加稳定、准确。     

叠前AVO反演在储层含油气性预测中的应用

与叠后波阻抗反演相比,叠前AVO三参数反演能得到更多的参数,例如纵横波阻抗、纵横波速度等,进而为储层预测提供更可靠的支撑。本文阐述了基于纵波反射系数的Fatti近似公式进行叠前AVO反演的原理,给出了利用叠前AVO反演进行储层含油气性预测的基本思路和关键技术,包括敏感属性分析、角度子波提取、初始模型建立等。松南盆地实例表明,叠前AVO反演比叠后反演能获得更丰富的信息,有利于储层含油气性预测。     

P波反射系数的一种简单近似及其在AVO数据反演中的意义

笔者推导出平面P波反射系数作为射线参数的函数的一个近似公式。这一近似法显示出非垂直入射的P波反射系数的特性主要取决于两个参数:1)R_f,流体-流体界面反射系数(即在两种介质中S波速度置为零时的反射系数);2)△μ/ρ,剪切模量与平均体密度的比值。文中还说明了由笔者的公式能近似推导出R·Rortfeld和R·Shuey给出的P波反射系数的其它公式,并通过数值算例证明了这一公式的准确性。用最小二乘法对反射系数进行理论值反演,证明在AVO数据的线性反演中,△μ/ρ的估算比泊松比(△σ)的估算更好。最后,对典型的页岩和1类含气砂岩模型,将实际反射系数与Shuey近似结果作了比较,表明Shuey近似法低估了这种反射的|△σ|值。