井间地震资料全变差正则化波形反演

针对井间地震资料走时层析成像分辨率低、稳定性差的问题,研究了一种井间地震资料成像新方法——全变差正则化波形反演方法(TVWI)。该方法基于Gauss-Newton波动方程反演,将井间地震资料的速度求取问题归结为波动方程反演问题,通过极小化合成地震记录与观测地震记录的差实现波动方程反演;利用局部线性化逐步迭代的方法实现非线性泛函优化问题的求解;将波动方程反演的目标泛函加入全变差约束项,提高反演过程的稳定性和反演结果的分辨率。设计了一个复杂的速度模型验证了TVWI方法的有效性,结果表明,在给定不同速度初值的情况下,反演结果都具有较高的精度。选取与真实速度相差较大的初始速度模型讨论了TVWI方法对初值选取的依赖性：反演结果对初值选取的依赖性不强,但初值选取不好,会增加迭代次数和计算成本。最后进行了抗噪能力试验,结果表明,TVWI方法具有较强的抗噪能力。     

小波多尺度井间地震波形遗传进化层析成像方法

井间地震波形层析成像是一个很复杂的非线性反演问题。本文提出了小波多尺度井间地震波形遗传进化层析成像方法，采用二维实数编码、速度基因块变异和基因小波多尺度分解等方法对简单遗传进化算法进行了改进，大大加速了算子搜索速度，提高了算法的稳定性和全局寻优性。数值模型试验结果表明，该成像方法分辨率很高，图像质量非常好，具有很好的应用前景。     

地震波反演成像方法与技术核心问题分析

常规的地震反演成像分为偏移速度分析与层析成像、叠前深度偏移(角度道集产生)和AVA分析/反演3个重要环节,其中的关键技术是当前勘探地震学中的核心技术。全波形反演(FWI)是理论意义下十分完善的地震波反演成像理论框架。原则上,FWI可以把上述3项常规的反演方法技术合为一体,给出比较理想的反演成像结果。但是,由于叠前地震数据的不完备、地震波正演模拟方法不能很好地模拟实测地震波场、初始模型不够精确、地震子波的未知和空变,使得严格意义下的FWI方法尚不能很好地解决实际问题。通过叠前地震数据和地下介质模型的特征表达,提出把经典的FWI分成透射波层析成像、最小二乘叠前深度偏移成像和反射波层析成像3个线性化反演方法的串联,构成FWI反演成像的实用化流程。针对我国陆上地震数据的特点,指出做好浅层速度模型建立、背景速度模型建立、成像道集层析速度模型建立、最小二乘叠前深度偏移成像、张角及界面倾角道集的产生以及小角度成像道集波阻抗反演,是当前推进FWI反演成像方法技术应用与发展的关键所在。     

地质模型约束的全波形速度建模反演及在复杂断块区的应用

全波形反演（FWI）速度建模方法可构建高精度速度模型，但复杂断块区因受地震数据低信噪比及频带宽度的限制，反演结果不甚理想。为此，基于常规FWI理论，提出将地震解释数据作为约束条件，推导出基于地质模型约束的误差泛函表达式，利用相关解释数据约束全波形反演求解过程。模型和实际数据测试结果表明，改进后的地质模型约束的全波形反演方法，能反演出高精度复杂断块区速度场，改善复杂断块区的成像效果。     

连井井间地震资料反演中的关键问题分析

讨论了连井井间地震资料反演方法。实现反演的基本原理是：对深度域井间地震资料进行初步解释；建立精确的速度模型；在对井间地震剖面进行深时转换时采用sinc插值函数实现波形保真；利用对地面地震资料的认识来落实时间域井间地震资料的反射特征；利用地面地震资料良好的空间连续性弥补井间地震剖面的“漏斗”缺陷和井间资料之间横向对比性的不足；在井间地震和地面地震井旁道精细标定中，通过一致的时深关系来实现两种地震资料之间的匹配，使井旁道的标定更加合理；在利用稀疏脉冲反演方法进行连井井间地震资料反演时，通过增强横向约束保证反演波阻抗剖面的连续性。反演结果与井间地震剖面吻合较好，砂体展布范围清晰。     

联合反演中多尺度地震资料自适应方法研究

对多尺度地震资料进行联合反演可以提高储层的分辨能力.在多尺度地震资料联合反演过程中,因受地面地震、VSP地震和井间地震资料不同尺度数值影响,联合反演目标函数的收敛条件不确定,难以取得稳定且具有地质意义的效果.针对该问题,提出了一种多尺度地震资料自适应联合反演方法,该方法将标准差项引入联合反演目标函数,改进了联合反演目标...     

井间地震数据的声波动方程旅行时和波形的反演

本文介绍了根据井间地震数据重建井间速度分布的一种混合波动方程旅行时和波形反演方法。这种方法被称为ＷＴＷ，它保留着全波反演和旅行时反演的优点；这就是说，这种方法的特点在于合理地快速收敛，这种收敛多少有点不受初始模型的限制，而且，该方法可以分辨出速度模型的详细特征。一般，ＷＴＷ方法不需要进行旅行时拾取，它的计算费用与全波反演的大致相同。     

人工神经网络非线性地震波形反演

地震波形反演是非线性问题，其目标函数阳多极值的函数，若用线性化的反演方法求解，常会遇到迭代收敛于目标函数局部最优等困难。本文研究能求得目标函数全局最优解的遗传算法训练人工神经网络的地震波形反演方法。考虑到遗传算法训练神经网络地震波形反演的未知能数量大，而通常的二进制编码遗传算法占用计算机内存量大，不能在较小内存的计算机上实现，故以可节省内存的０－１编码遗传算法训练神经网络，提出了加速网络收敛的方法     

稀疏脉冲反演技术在井间地震反演中的应用

将传统的波阻抗反演技术应用于井间地震资料反演时，存在着方法适用的域和资料的域不同，井间地震资料的频带比地震资料的频带宽以及频率比地震资料频率高，多对井间地震资料拼接等问题。为此，在胜利油田K71井区，探讨了利用传统波阻抗反演技术（稀疏脉冲反演）进行井间地震资料波阻抗反演的一些技术问题，并用利11对井间地震资料进行了波阻抗反演，获得了较好的反演结果，在井间地震资料反演中，采用匹配滤波方的井间地震资料转换到时间域；利用高分辨率地面三维地震资料，采用统计方法提取反演子波，子波的波形和相位较稳定，频带宽；对测井资料进行标准化处理，在反演的波阻抗剖面上砂体的空间展布形态清晰，对储层的描述更精细；利用时深转换模型，将时间域的波阻抗剖面转换到深度域，直接与测井资料进行对比分析，对储层的描述更直观可靠。     

井间地震资料解释方法初探——以垦71区块井间地震为例

垦71区块井间地震代表胜利油田地震勘探工作进入一个新的时期。通过合成记录的制作以及井间地震反射波成像资料与常规地震资料的对比,对垦71区块井间地震资料的可靠性进行了评价。通过粗化处理和测井约束反演,探讨了井间地震资料的综合解释方法。     

基于自适应震源子波提取与校正的瑞利波波形反演

近年来,基于瑞利波的全波形反演技术取得了较大进展,在接收点覆盖面积足够的情况下,该方法对横向不均匀复杂介质具有较高的分辨能力。影响波形反演精度的关键因素之一是震源子波,然而野外地震记录对应的地震子波是未知的,采用不正确的震源子波势必对反演结果产生负面影响,常规处理方法是利用合成数据进行子波校正,但子波校正需进行多次迭代,导致反演计算时间增加。为了解决这一问题,引入加窗自适应子波提取方法,从观测记录中提取与实际数据匹配较好的震源子波,将其作为初始子波进行子波校正,达到进一步优化反演结果的目的。分别采用真实子波、错误子波、错误子波联合子波校正、提取子波、提取子波联合子波校正五种子波对断层模型进行反演测试。测试结果表明：所提方法获得的子波对应的反演结果最好,错误的子波对应的结果最差;仅利用提取的子波也可以获得较好的反演效果,而采用子波提取与校正相结合的方法可以节省计算时间,进一步提高瑞利波波形反演的精度。最后通过实际数据测试进一步验证了该结论。     

不依赖子波的弹性波混合域全波形反演

震源子波的准确性直接影响全波形反演的建模效果,获取准确的实际子波十分困难。本文基于去子波影响的褶积法,提出弹性波混合域不依赖子波的全波形反演策略。基于二阶弹性波应力-位移方程的混合域反演理论,把观测地震记录与模拟记录的特征道、模拟记录与观测记录的特征道在频率域做乘积运算,构造了不依赖子波的弹性波混合域全波形反演目标函数,推导了反传震源的理论公式。最后,对Overthrust模型进行试算,得到了较好的反演结果,验证了该方法的可行性。     

应用时变子波的盲反射系数反演

由于地震数据的非稳态和全盲特性,实际地震子波通常是未知的且其波形会随传播时间发生变化,故常规基于稳态子波假设的反射系数反演精度将难以保证。为此,利用广义S变换将非稳态地震数据变换到时频域,基于自相关理论逐点提取子波并重新构建时变子波矩阵,而不再是从一道地震记录中仅提取一个时不变子波,将其应用于反演模型以实现非稳态地震资料反射系数的盲反演。模型测试和实际资料处理结果表明,相较于传统时不变子波反演方法,所提方法考虑了地震信号的时变特征,且是数据驱动的,更适用于实际地震资料,能得到更精确的时变子波结果和较高分辨率的反射系数剖面。     

基于声波方程转换的三参数递进式全波形反演

为提高基于声波方程的多参数反演精度,研究了基于波动方程转换的多参数全波形反演方法,实现了基于声波方程的速度、密度、阻抗三参数全波形反演。首先利用阻抗速度方程实现低波数速度模型和阻抗模型的全波形反演建模;将该低波数速度模型作为初始速度模型,经过声波方程转换再利用速度密度方程实现从低波数到高波数的递进式速度反演和密度反演。同时通过加德纳经验公式的约束提高了密度反演的稳定性和精度。利用Overthrust模型数据进行测试,分别实现了主频10Hz和30Hz地震数据三参数全波形反演,结果表明主频30Hz地震数据全波形反演结果能够精细刻画起伏构造形态,且断层边界清晰,断面干脆,为精细地震勘探提供了更加可靠的速度和阻抗。     

Bayesian seismic multi-scale inversion in complex Laplace mixed domains

Seismic inversion performed in the time or frequency domain cannot always recover the long-wavelength background of subsurface parameters due to the lack of low-frequency seismic records. Since the low-frequency response becomes much richer in the Laplace mixed domains, one novel Bayesian impedance inversion approach in the complex Laplace mixed domains is established in this study to solve the model dependency problem. The derivation of a Laplace mixed-domain formula of the Robinson convolution is the first step in our work. With this formula, the Laplace seismic spectrum, the wavelet spectrum and time-domain reflectivity are joined together. Next, to improve inversion stability, the object inversion function accompanied by the initial constraint of the linear increment model is launched under a Bayesian framework. The likelihood function and prior probability distribution can be combined together by Bayesian formula to calculate the posterior probability distribution of subsurface parameters. By achieving the optimal solution corresponding to maximum posterior probability distribution, the low-frequency background of subsurface parameters can be obtained successfully. Then, with the regularization constraint of estimated low frequency in the Laplace mixed domains, multi-scale Bayesian inversion in the pure frequency domain is exploited to obtain the absolute model parameters. The effectiveness, anti-noise capability and lateral continuity of Laplace mixed-domain inversion are illustrated by synthetic tests. Furthermore, one field case in the east of China is discussed carefully with different input frequency components and different inversion algorithms. This provides adequate proof to illustrate the reliability improvement in low-frequency estimation and resolution enhancement of subsurface parameters, in comparison with conventional Bayesian inversion in the frequency domain.     

波阻抗反演结果的影响因素分析

简述波阻抗反演的基本原理及实现流程,应用混合相位和最小相位子波模拟波阻抗反演处理结果,重点讨论了子波和奇异值分解系数对反演结果的影响,指出线性波阻抗反演中各参数的取值方法。选择最佳参数应用实际地震资料进行的波阻抗反演处理结果表明,线性反演方法同样可以获得高分辨率的波阻抗剖面。     

多尺度地震资料稀疏贝叶斯联合反演方法

针对地面和井中地震资料在不同尺度上置信度不同的问题,提出了多尺度地震资料稀疏贝叶斯联合反演方法。利用尺度分解方法分析多尺度地震资料与井旁合成地震记录的匹配度,以此为标准确定各种资料对应的尺度约束算子。从贝叶斯理论出发,进一步假设模型参数服从柯西先验分布,保证了反演解的稀疏性。引入尺度约束算子,建立多尺度地震资料稀疏联合反演目标泛函,采用PRP（Polak-Ribiere-Polyak）共轭梯度进行优化求解。模型测试和实际资料处理表明,多尺度地震资料稀疏贝叶斯联合反演方法有效利用了地面地震资料和井中地震资料中高置信区间内的尺度信息,为面向储层的综合研究提供了高精度的反演结果。     

地震高分辨率反演和地质模拟联合预测薄储层

提出了一种综合运用高分辨率地震反演技术和地质模拟方法预测薄储集层的方法.首先从分析储层相对稳定性及对应的地球物理场响应问题入手,针对胜利油田民丰凹陷沙三下和沙四上亚段薄储层,研究了利用地震小波多尺度分解属性高分辨率反演虚井声波时差的技术方法.然后用该技术建立了初始地质模型,并利用储层参数约束条件、井资料和地震资料进行了储层联合反演模拟.结果表明,对3000m以上的地层,运用该技术在纵向上能够揭示单层厚度为3~8m的薄储层.     

高阶统计量在地震反演中的应用

地震反演是研究储集层分布的有效方法,但如果地震资料分辨率低就很难满足要求。地震反演资料分辨率的高低很大程度上取决于地震子波。提出的用高阶统计量法求取的地震子波,比用常规方法提取的子波更接近真实的地震子波。经用两者反演对比,前者反演的地震资料连续性和分辨率明显提高。这表明,该方法对提高反演资料的分辨率有很好的应用前景。     

论油藏地球物理学方法研究

论述了油藏地球物理学的一些基本概念,并介绍一种新的高分辨率地震反演技术——自适应波阻抗外推.在油藏地球物理学中,人们主要利用的地震信息是反射波形,但波形的直接解释是很困难的,原因是波形间的相互干涉,干涉的影响距离相当于子波的延续度,这比常规的时间分辨率1/2周期要大得多.波形干涉问题是地震资料的带限性质所造成的,这个问题只能通过地震和测井资料相结合才能解决.结合测井的地震反演是油藏地球物理学各种技术所共同采用的基本方法.自适应波阻抗外推是一种结合测井的地震反演新方法,此方法根据测井曲线和井旁地震记录的自适应映射关系.推导出一系列自适应算子.利用这些算子可以从地震记录估算出高分辨率波阻抗剖面.