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。     

岩石复电阻率Dias模型及其反演方法

Dias模型是众多描述岩石复电阻率的频散特性模型中的一种,它不但参数少而且可由这些参数导出具有特定物理意义的参数。针对Dias模型参数的求取及反演解的不确定性评价,提出了一种模拟退火阻尼最小二乘联合反演方法。该方法首先将参数求解空间离散化,利用模拟退火找到全局最优解区间,然后利用阻尼最小二乘法在解空间进行求解。该方法有效地克服了原来两种方法反演速度慢、反演结果依赖于初值的缺点,并实现了对反演结果多解性的评价。研究结果表明,对于岩石复电阻率数据的处理解释,Dias模型比传统的Cole模型及其变形更具有潜在的优势。     

层状介质AVO叠前反演

本文基于贝叶斯理论的框架,联合应用似然函数及先验随机约束信息进行AVO地震参数反演,所获取的反演参数是后验概率分布函数(PPDF)的最可能解。在反演中,假定噪声及模型参数是高斯分布的,采用岩石物理的研究方法及结果建立模型参数协方差矩阵以约束反演。反演采用非线性迭代的方法,不依赖初始模型的选择,反演的速度较快,适合于叠前AVO反演。在忽略了地震数据的带限特性所引起的动校正拉伸及调谐效应的影响后,对合成记录及实际资料进行AVO反演,得到了P波阻抗反射系数、S波阻抗反射系数及密度反射系数,进而计算其他岩性参数,为识别孔隙流体性质提供了新的手段。     

横向变速起伏介质走时反演

本文实现了横向变速起伏介质情形不同时估计速度和深度的走时反演。各层介质由不等宽度的网格组成，在网格节点间的速度由线性函数表示，反射界面由光滑三次样条函数构成，理论走时由快速射线追踪方法获取，反演算法采用迭代阻尼最小二乘法，并采用自适应修改阻尼最小二乘法，并采用自适应修改阻尼因子来提高迭代效果，采用区间约束和点约束提高解的唯性。理论模型及实际资料试算结果表明，本反演算法具有迭代效果好，精度高、稳定性     

广义线性反演地震岩性模拟技术

地震岩性模拟可用于解决薄层反演问题。本文利用广义线性反演技术实现岩性模拟。由于反射波与模型的波阻抗界面有关,所以本文取波阻抗为模型参数。为了能反演出最小的薄层,初始模型取为一层,再进行等间隔细分层,细分层的间隔取我们所能分辨的薄层厚度。这样,模型参数仅为一系列波阻抗参数,减少了反演的多解性。反演中采用奇异值分解法(SVD)解正规方程,以便得到模型参数修改量。理论模型的试算表明,本方法收敛速度快,能得到非常精确的解。实际资料计算中,将反演得到的波阻抗曲线与测井得到的波阻抗曲线比较,具有很好的一致性。因而证实了该方法分辨薄层的能力较强。     

天然气储层综合预测技术在锦州27区的应用

锦州27区属于复杂断块区，地质建模比较困难，常规的储层预测方法效果不好。选用井约束稀疏脉冲反演技术与地震属性相结合的方法，对锦州27区储层进行了综合预测。介绍了约束稀疏脉冲反演技术的基本原理及其实现方法；用约束稀疏脉冲方法进行了波阻抗反演，得到了相对波阻抗剖面和绝对波阻抗剖面；并把波阻抗剖面转换成了砂泥岩剖面，其反演结果与井的钻探结果基本吻合；沿目的层（T₃u¹）顶面向下提取了波阻抗数据体和地震数据体的多种属性。根据多属性综合分析，圈定几个砂体发育带作为油气有利聚集区，并最终落实了钻井目标。储层综合预测技术在勘探程度比较低的地方可以较准确地预测储层岩性和展布规律，对油气田的进一步勘探开发以及降低勘探开发风险有一定的指导意义。     

相对波阻抗数据体约束下的多井测井参数反演方法及应用

本文从理论上分析了基于模型的波阻抗反演主要存在的问题 :第一 ,初始波阻抗模型的建立基于经验而导致多解性 ;第二 ,合成地震记录与井旁地震记录拟合程度的不均匀性造成模型化现象。为此文中提出了一套基于相对波阻抗数据体约束的多井测井参数反演方法 ,其中相对波阻抗数据体采用道积分算法来获取。文中还解释了道积分算法在频率域的物理意义——在有效频带对地震记录做 - 90°相移。通过实例 ,分析了在相对波阻抗数据体约束下的多井测井参数反演方法 ,从而证明了该方法的实用性和可操作性。     

基于L1-2正则化的地震波阻抗“块”反演

波阻抗反演技术已经相当成熟,但仍然存在反问题的不适定性、反演的分辨率低以及对地层边界刻画不清晰等问题。为此,提出基于L_1-2正则化的地震波阻抗“块”反演方法。在前人的基础上,将L_1-2正则化引入基于模型的波阻抗反演,通过借鉴全变分正则化的思想,利用叠后地震数据直接获得波阻抗反演结果。首先,推导线性化的波阻抗正演近似公式并分析精度;然后,基于贝叶斯理论,引入L_1-2正则化构建波阻抗反演的目标函数,利用迭代重加权最小二乘算法求解目标函数,获得波阻抗反演结果。由于波阻抗反演为单道反演算法,反演多道数据时道与道之间会产生空间不连续现象,因此对反演结果执行f-x域空间预测滤波改善由噪声和单道反演算法带来的空间不连续性。相关系数的定量对比证明了基于L_1-2范数的反演结果优于基于L₁范数和L₂范数。合成数据和实际资料反演验证了所提方法的有效性和可行性。     

重排藿烷参数示踪陇东地区油藏充注途径

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7油层组原油为弱氧化-还原、淡水-微咸水环境下低等藻类与高等植物混源生成,均为成熟-高成熟阶段,属于同一族群原油,且在平面上普遍分布。大部分学者都集中研究原油垂向运移成藏机理,但是对于平面上的充注运移机理则一直少有关注和研究。基于重排藿烷/藿烷（C₃₀^*/C₃₀H）比值的热稳定性,分析C₃₀^*/C₃₀H参数在表征石油充注运移方面的可行性,认为对于成熟-高成熟原油,C₃₀^*/C₃₀H值可能不仅仅是热成熟度的良好响应,对比C₃₀^*/C₃₀H参数与MDR参数（4-/1-甲基二苯并噻吩比值）、暴露/屏蔽烷基二苯并噻吩参数,发现C₃₀^*/C₃₀H参数与两参数都具有极好的正相关性,表明C₃₀^*/C₃₀H参数不仅是良好的热成熟度参数还是良好的石油充注运移参数。利用C₃₀^*/C₃₀H参数示踪陇东地区长7油层组的石油充注方向,发现华池地区为主要充注点,向西南、北东方向呈波阵面的方式充注运移,具有连续充注的特征。研究结果初步表明,C₃₀^*/C₃₀H参数是示踪石油充注途径的有效参数。     

地震波阻抗反演方法研究

波阻抗反演方法有多种,针对广义线性反演,重点讨论了迭代解方程的波阻抗算法、解方程的正则化方法、波阻抗反演中的分辨率、改善解的二次圆滑滤波、用于控制反演质量的统计量和均方差、波阻抗的约束反演等关键技术问题,并做了大量的模型试算;针对递推波阻抗的反演,重点讨论了递推波阻抗的反演方法、子波和反子波提取、误差对提取反子波的影响等关键技术问题,同时也做了大量的模型试算。     

基于反射波动方程的地震反射数据波形成像

在有关波现象和地下介质物理性质空间变化的高频近似条件下,散射波退化为反射波,相应的散射波动方程退化为基于阻抗相对扰动的反射波动方程;再通过定义反射率为阻抗相对扰动沿入射波传播方向的方向导数,推导出基于反射率变化的反射波动方程。利用推导出的反射波动方程和线性反演理论,建立基于反射波动方程的地震一次反射数据波形成像方法。根据基于阻抗相对扰动的反射波动方程和基于反射率变化的反射波动方程,首先应用反射波传播算子的伴随算子,建立阻抗相对扰动近似反演方法和反射率波形偏移方法;再应用反射波传播算子的最小二乘逆算子,建立阻抗相对扰动最小二乘反演方法和反射率最小二乘波形偏移方法。针对波场传播算子的最小二乘逆算子的巨大计算量和不稳定性,在阻抗相对扰动的最小二乘反演和反射率的最小二乘波形偏移中均采用迭代方式求解。本文提出的波形成像方法,可在波动方程意义下真实地应用地震数据的波形信息,因此是真正的波动方程偏移成像方法。     

论地震约束反演的策略

当前有井约束反演方法（ＳＬＩＭ，ＢＣＩ，ＲＯＶＩＭ等）多采用以下步骤；（１）通过逐步修改地层波阻抗值及其厚度值和子波，然后用褶积模型正演出合成地震记录，求其与实际地震道之间的误差；（２）根据此误差，再作摄动，修改波阻抗模型，直到误差趋于最小为主，然而，由于地震资料的高频信息往往不可靠，故对高频信息的反演是不准确的。本文证明，有效频带之外的地震高频信息永远是多解的，而且是无约束力的，因为高频信息不能     

含多次波数据的奇性反演

本文探讨了利用逆散射序列对含有多次波信息的地震数据进行奇性界面反演的可能性。由于Born近似奇性反演算法仅利用了逆散射序列的线性项，因此只能适用于小扰动量介质的反演。文中利用格林函数理论，分析了逆散射序列的物理意义，指出逆散射序列描述了在散射区域内波与散射点作用后，在参考介质中传播到接收点的波动过程。对含多次波信息的6层地震模型(含5个反射界面)数据的奇性反演结果表明，文中方法可以有效地反演界面的位置，不仅适用于小扰动量介质的反演，对于大扰动量介质同样适用。     

一种三维高精度储层参数反演方法

本语文运用正、反演结合的最优化算法，首先建立井点处的波阻抗模型；再进行地质层位的三维精细对比及追踪；然后进行井点波阻抗模型引导的、地质层位约束的，面元控制的三维自适应外推反演，得到三维高精度波阻抗数据体；最后结合测井、地质、钻井、岩心分析等资料反演出速度、密度孔隙率等三储层参数数据体，并输出储层参数时间切片、沿层切片以及储层的速度、孔隙率、累计厚度、有效厚度等储层参数平面图。所得结果标定准确、垂向     

基于柯西分布的频率域全波形反演

全波形反演利用了波形的整体特征,是一种高分辨率的成像方法。目前广泛使用的最小二乘法全波形反演隐含了地震数据处理中噪声服从正态分布,限制了实际应用的效果。本文在假设地震数据噪声误差服从柯西分布的前提下,提出了一种基于柯西分布的频率域目标函数构造方法,推导出了相应的梯度表达式,通过对理论模型的数值合成记录加入随机脉冲噪声、高斯噪声和线性噪声,验证本方法的正确性。反演过程中采用拟牛顿法从低频到高频进行了多尺度的全波形反演,并将低频反演结果作为高频反演的初始模型以便减少解的非唯一性。研究结果表明：该方法相对于最小二乘全波形反演方法,在噪声存在且不满足高斯正态分布的情况下,仍然能够得到较好的反演结果。     

波散波的反演

波散波在地震记录中是一种常见的现象。波散波中包含有许多岩性信息,如表层速度、厚度和吸收系数等。为提取这些信息,本文提出一种波散波的反演方法,包括波散波记录的正演模拟、求取波散曲线和迭代求解过程。波散过程实质上是一个滤波过程。波散波反演就是对波散波记录作纯相位反滤波,使各道反滤波后的波形差在最小平方意义下为最小。这种运算是通过迭代实现的。初值波散曲线可直接由实际记录算出。速代参数修改依波散波类型而异:波散瑞雷波反演时只修改表层横波速度;而勒夫波反演时要修改表层深度。     

地质统计学反演的应用研究

油田经典地质统计学反演方法是一种随机声波阻抗反演方法。通过执行地质统计学反演算法,结果生成多个等概率波阻抗实现。其结果受到地震数据,测井数据,地质统计学参数的约束。反演结果的应用是多方面的,其中一种应用方法是利用地质统计学反演结果,进行岩相模型的实现。在此基础上,再进行岩相模型统计分析,从中选出较好的实现进一步应用于油田开发或者约束储层物性参数模型的建立。     

无井多道反演

在深入研究波阻抗反演技术的基础上，针对其单道计算的特点，提出了一种简单易行的多道反演方法。该方法具体的实现步骤是：（１）采用频域归一化滤波算子将中、低频分量相加，形成无井多道反演的初步模型；（２）采用常规最小平方法制取最小相位反子波，求出子波，然后转换成零相位子波；（３）对数据拟合差剖面进行信噪分离或做压制噪声处理。应用结果表明，本文方法明显优于单道反演方法。     

射线波阻抗反演在YA地区储层预测中的应用

本文利用射线波阻抗对苏北盆地YA地区砂泥岩薄互储层开展研究。应用结果表明射线波阻抗与声波阻抗交会能有效区分薄互储层,两者与储层物性参数的三元交会能有效判断储层物性优劣。通过YA地区的射线波阻抗反演结果准确识别了古近系始新统戴南组一段目的层两个主物源方向,精细刻画了有利砂岩展布形态并识别出砂岩上倾尖灭型圈闭,获得了良好的应用效果。     

用改进的遗传算法进行地震波阻抗反演研究

本文介绍的遗传算法是在自然界生物遗传过程优选和进化的基础上，针对地震波阻抗反演的实际问题，对传统的遗传算法进行改进，取消传统的二进制编程，解码过程，直接使用十进制实数进行运算，在对反演参数的约束方面，采用约束法，不仅大大简化了算法的过程，而且使收敛速度大大加快，使用改进的算法对地震波阻抗进行反演，可使目标函数达到１０＾－４数量级，这就使遗传算法的非线性化方法可应用于地震波阻抗反演中。