基于双项约束的弹性阻抗分解方法研究

当存在噪声时,常规弹性阻抗分解算法不稳定,借助贝叶斯理论引入模型参数的先验分布作为弹性参数提取过程的正则化项,可以有效降低其不适定性。联合一阶差分矩阵和三变量柯西分布构建更为合理的稀疏约束项,使得三参数反射率"尖脉冲化",提高了层分界面的识别能力;与此同时,引入低频软约束项,可以有效降低弹性参数剖面的"门帘"现象,提高了其横向连续性和光滑度。模型试算和实际数据测试验证了基于双项约束的弹性阻抗分解方法具有较好的稳定性和精度。     

基于支持向量机的非线性弹性阻抗反演方法

常规弹性阻抗反演是由Zoeppritz方程近似式组建线性方程组并求解,但是弹性阻抗与弹性参数是一种完全非线性关系。本文把支持向量机方法引入弹性阻抗反演过程中,提出一种新的非线性弹性阻抗反演方法：①在基于精确Zoeppritz方程正演角道集基础上生成部分叠加剖面并求取弹性阻抗;②运用支持向量机方法训练弹性阻抗与弹性参数的非线性关系;③由此非线性关系反演弹性参数。将该方法用于模型数据和实际资料,反演结果表明支持向量机的非线性弹性阻抗反演保持了常规弹性阻抗反演稳定性的同时提高了弹性参数的反演精度,且克服了常规波阻抗反演解决不了的远炮检距数据或弹性参数纵向变化大等缺陷。     

等效流体体积模量稳定反演方法

基于等效流体体积模量的反射系数近似方程,并结合Connolly弹性阻抗思想,推导了基于等效流体体积模量的弹性阻抗方程,并对弹性阻抗方程进行了归一化处理。在反演等效流体体积模量过程中,发现待反演参数的系数之间存在系数相关性,严重影响了等效流体体积模量反演的稳定性。首先采用贝叶斯框架下的弹性阻抗反演方法,进而将孔隙度反演结果作为已知信息加入到等效流体体积模量反演方程中,使待反演参数系数矩阵满秩,结合弹性阻抗反演结果,实现了等效流体体积模量的稳定反演。该方法有效地去除了系数之间的相关性,并将待反演参数减少为3个,所需要的角度个数也由4个减少为3个,提高了等效流体体积模量反演的稳定性。模型实验结果与实际数据应用均验证了方法的有效性。     

基于层序驱动的地震多尺度弹性阻抗反演方法北大核心CSCD

弹性阻抗反演结果保留了振幅随偏移距变化的相关信息,能够提取多种弹性参数应用于储层横向预测,已广泛应用于实际生产;但由于反演方法的限制,常规弹性阻抗反演结果难以有效识别小层序尺度的薄储层。将弹性阻抗反演技术与层序地层学理论相结合,提出了多尺度弹性阻抗反演方法:利用地震资料的多尺度空间与沉积层序体的对应关系,通过小波分频技术将地震资料分解为多个层序尺度,拓宽了相对高频和相对低频,提高了地震资料的分辨率;在贝叶斯理论框架下建立目标函数,利用多尺度逐级寻优特性进行弹性阻抗反演,将较大尺度反演结果作为先验信息约束较小尺度反演,有效避免了后续反演受局部极小点所困扰,增强了小尺度反演结果的可靠性,整个反演过程通过目标函数尺度的不断收缩,逼近全局极小点实现。理论模型测试及实际地震资料反演结果表明,本文方法在反演的稳定性和分辨率方面远好于常规弹性阻抗反演,能够有效识别小层序尺度的薄储层。     

基于层序驱动的地震多尺度弹性阻抗反演方法

弹性阻抗反演结果保留了振幅随偏移距变化的相关信息,能够提取多种弹性参数应用于储层横向预测,已广泛应用于实际生产;但由于反演方法的限制,常规弹性阻抗反演结果难以有效识别小层序尺度的薄储层。将弹性阻抗反演技术与层序地层学理论相结合,提出了多尺度弹性阻抗反演方法:利用地震资料的多尺度空间与沉积层序体的对应关系,通过小波分频技术将地震资料分解为多个层序尺度,拓宽了相对高频和相对低频,提高了地震资料的分辨率;在贝叶斯理论框架下建立目标函数,利用多尺度逐级寻优特性进行弹性阻抗反演,将较大尺度反演结果作为先验信息约束较小尺度反演,有效避免了后续反演受局部极小点所困扰,增强了小尺度反演结果的可靠性,整个反演过程通过目标函数尺度的不断收缩,逼近全局极小点实现。理论模型测试及实际地震资料反演结果表明,本文方法在反演的稳定性和分辨率方面远好于常规弹性阻抗反演,能够有效识别小层序尺度的薄储层。     

基于自动相关判别先验的叠前同时反演方法研究

基于叠前地震数据振幅随入射角变化特征的叠前反演方法是获得储层弹性参数估计的重要手段。常规贝叶斯叠前反演假设弹性参数反射系数满足某一特定分布,利用该分布作为先验信息约束反演,且分布一经确定不再随不同地震道变化,但在弹性参数反射系数的分布横向变化较大或不满足既定分布时会产生误差。为此,通过引入自动相关判别先验,提出了一种贝叶斯叠前同时反演方法,将弹性参数反射系数的先验信息融合到反演中,该先验信息不再对弹性参数反射系数的总体分布作出假设,且随着地震数据的变化自适应改变,使弹性参数反射系数的反演结果具有更好的准确性、更符合横向变化的地质特征,并且更好地反映岩性边界;在构建反演目标函数时,加入了趋势约束算子,提高了反演的稳定性;采用同时反演策略,避免了基于弹性阻抗的叠前反演过程中存在转换误差。单道弹性参数模型和经典推覆体2D模型测试结果证实了方法的可行性和正确性,实际地震数据测试结果证实了方法在提高分辨率和反映地质体特征及边界上的优势。     

基于低频软约束的叠前AVA稀疏层反演

叠前AVA楔形字典利用基追踪分解算法实现叠前AVA稀疏层反演,较常规叠前反演具有较高的垂向分辨率,但由于该算法没有考虑弹性参数之间的相关性引起的不适定性,造成密度反演结果非常不稳定。为此,基于Zhang的常规叠前AVA稀疏层反演,结合Downton的参数协方差矩阵特征分解去相关思路,重新推导了叠前AVA楔形字典和叠前AVA稀疏层反演的目标函数;在此基础上,通过引入低频软约束项补偿反演的低频信息,可以获取全频带的反演结果,进一步降低了三参数反演的不适定性,提高了密度项的反演精度。模型数据和实际数据试算结果表明,基于低频软约束的叠前AVA稀疏层反演具有较高的稳定性和垂向分辨率。     

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。     

一种叠前地震多属性反演方法

介绍了一种借助于地震波弹性阻抗提高常规叠前地震反演的精度和可靠性,进而同时提取多种地层弹性属性参数的地震多属性反演方法。利用全波测井资料确定声波阻抗(AI)和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)(REI);将共中心点(CMP)道集变换成角道集并进行部分角度叠加;利用常规叠前弹性阻抗反演流程分别对小角度叠加数据及中等入射角的部分叠加数据进行声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)反演;对反演得到的声波阻抗和弹性波阻抗(射线路径弹性阻抗)数据进行道运算,得到与弹性密度比、储层岩性变化和孔隙流体成分密切相关的地震属性;确定储层岩性和孔隙流体性质。该方法仅需要近、中角度的地震数据,其他弹性属性参数是由弹性密度比与声波阻抗之间的关系通过道运算获得,提高了计算效率,可用于绝大多数采集条件下获得的地震数据叠前反演。     

地震勘探中弹性反演技术的研究及应用

利用反演技术从地震资料中直接提取地层的物性参数是进一步探索储层及进行岩性解释的重要手段。弹性阻抗包含了AVO信息,与声波阻抗一起使用可提高判别岩性的能力,弹性阻抗与声波阻抗结合能解决声波阻抗不能解决的问题,是地震数据体多属性提取、进行岩性解释的新方法。利用CGG公司的弹性反演软件包工具,通过对地震勘探数据有针对性的叠前时间偏移处理、精细的层位解释和测井约束来实施地震波阻抗反演一体化操作,可以从地震资料与测井数据联合反演中提取不同入射角的弹性阻抗参数,能够比常规的波阻抗反演更精确、更直观的反映地下地质体油气藏的分布特征,而且还能提取更合理、更真实的其它地质属性。     

基于扰动弹性阻抗的裂缝参数反演方法

裂缝参数是裂缝型储层评价的重要指标,利用基于方位弹性阻抗的叠前地震反演方法可获取裂缝储层参数,而地震波方位反射系数方程是叠前方位反演的基础。为探寻稳健的裂缝参数反演方法,首先对比分析方位反射系数方程中各参数的敏感性,探讨裂缝参数反演结果不稳定的根本原因,同时发现裂缝是导致储层呈现方位差异性的主要因素;然后结合扰动反演思想,将方位各向异性弹性阻抗表示为背景介质弹性阻抗项与扰动弹性阻抗项之和,定义扰动弹性阻抗缘于储层裂缝的存在;最终构建了一种稳健的基于扰动弹性阻抗的裂缝参数反演方法。模型试算和实际资料试处理的结果均表明,利用本文方法能够得到合理的储层裂缝参数,尤其是较好地解决了裂缝参数反演不稳定的问题。     

弹性阻抗反演的后验正则化方法

岩石的脆性指数是页岩气藏评价的关键参数之一。相对于叠后声波阻抗反演和AVO反演方法,弹性阻抗反演能得到更为丰富、稳定、可靠的弹性参数反演结果,有利于页岩敏感性脆性指数的选取。但是,弹性阻抗反演为Hadamard意义下的不适定问题,即不能同时满足解的存在性、唯一性和稳定性的要求,需要利用正则化方法并辅之以适当的最优化技巧来提高解的稳定性和准确度。为克服弹性阻抗反演问题的不适定性,本文建立基于L₂范数约束的Tikhonov正则化反演最优化模型,辅以后验最优正则参数选取方法,并提出求解极小化问题的双滤波因子正则化算法。理论模型和实际数据的数值试验表明双滤波因子正则化算法是可行和有应用前景的。     

叠前同时反演方法在流体识别中的应用

基于多角度道集和多尺度信息约束的叠前同时反演方法是利用多个角度的叠加数据体,将叠后波阻抗和叠前AVO属性整合到反演流程中,并将地震、测井、地质(包括构造倾角)等多尺度信息作为软约束条件参与反演的方法。应用迭代算法,同时反演出与岩性和含油气性相关的纵波阻抗、横波阻抗和密度等多种弹性参数,综合判别储层物性和含油气性,降低单纯利用纵波弹性阻抗反演的非唯一性,增强反演结果的稳定性和可靠性。综合利用颜色编码交会分析和三维可视化技术对众多叠前同时反演属性三维数据体在剖面和空间上进行解释,提高了对弹性反演属性的解释能力。将该反演方法和技术思路应用于新疆某油田M地区,优选Xu-White模型估算S波时差曲线,对4个不同角度的叠加数据体进行了叠前同时反演,使用AVO颜色编码交会分析技术预测了工区中砂岩和含油气性分布。结果表明,利用该方法能有效识别储层和流体。     

两项式弹性波阻抗反演方法在深层碳酸盐岩储层预测中的应用

川东北地区长兴组碳酸盐岩储层埋藏深度大,获取大角度地震信息困难,地震资料信噪比较低。为此,本文通过引入新的近似式,从中、小角度两个弹性阻抗数据体中提取岩石物性参数。文中首先以佐普里兹方程的Aki-Richards近似式为基础,详细推导了以纵横波阻抗表示的新的两项型弹性波阻抗公式,该式不仅考虑了密度与其他地球物理参数的联系,而且在舍弃密度项时,利用纵波速度与密度幂指数拟合关系式使密度近似为纵波阻抗更加合理;其次引入Tikhonov正则化方法以提高该方法反演的精度、稳定性和抗噪性。数值试算与实际应用结果都证明了该方法的可行性。     

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。     

基于弹性阻抗贝叶斯反演的拉梅参数提取方法研究

在储层预测和油气直接检测方面,储层介质拉梅参数比传统的纵横波速度及密度参数更有应用价值。叠前弹性波阻抗反演具有信息量丰富、分辨率高、运算速度快等特点。本文在贝叶斯理论框架下,假设待反演参数服从改进Cauchy分布,采用稀疏脉冲反演方法实现了基于Gray近似的叠前弹性波阻抗反演,并在此基础上提取到地下介质的拉梅参数信息。该方法可以较好地恢复待反演参数的稀疏性,减少对弱信号的压制并实现拉梅参数直接提取,减少传统方法带来的累积误差。模型试算表明,基于弹性阻抗贝叶斯反演的拉梅参数直接提取方法具有较好的稳定性和可靠性。实际应用表明,该方法适用于非均质性强的缝洞型碳酸盐岩储层,结果准确可靠。     

——以渤海海域QHD29-2区块为例

常规叠后波阻抗反演和叠前弹性波阻抗反演技术难以有效预测和描述QHD29-2区块储层和流体的展布范围,为此,采用了基于Russell近似的 叠前弹性波阻抗反演技术。该反演技术直接从流体弹性波阻抗反演数据体中提取对流体类型较敏感的流体因子f和剪切模量μ,使弹性阻抗与流 体因子相关联,最终反演结果兼顾常规弹性阻抗反演的高抗噪性以及利用流体因子进行流体识别的直观性,有效地减少了常规流体因子间接计算 的误差累积。利用叠前弹性阻抗反演方法进行QHD29-2区块东营组三段流体检测,进一步提高了该区块含油气储层物性横向变化的认识。     

基于混沌蚁群算法的弹性阻抗反演

弹性阻抗反演属于叠前反演,能够反映振幅随偏移距或入射角的变化,可以获得纵波速度、横波速度、密度、泊松比以及拉梅系数等多种岩性参数。目前,弹性阻抗反演的常规算法为广义线性反演,该反演方法强烈依赖初始模型,容易陷入局部极小。为此,尝试将一种优秀的非线性算法——混沌蚁群算法应用于弹性阻抗反演中,该算法具有能达到全局最小,不依赖初始模型等优点。模型测试证明了混沌蚁群算法的稳定性和可靠性。将基于混沌蚁群的弹性阻抗反演方法应用于胜利油田某储层,其反演结果与实际钻探及测井解释相一致,验证了该反演方法的可行性和有效性。     

拉梅参数直接反演技术在碳酸盐岩缝洞型储层流体检测中的应用

缝洞是某区碳酸盐岩储层的主要储集类型,非均质性强。为充分利用叠前地震资料的AVO信息,采用基于弹性阻抗反演的LMR技术来求取储层弹性参数信息,进而指导储层流体检测。首先,通过岩石物理和弹性参数流体敏感性分析得到流体敏感参数;其次,基于拉梅参数弹性阻抗方程开展拉梅参数的直接反演,以减少常规弹性阻抗先反演纵、横波速度和密度再计算拉梅参数信息所带来的累积误差;最后,利用反演得到的流体敏感弹性参数进行含气储层预测。实际钻井结果证明,在研究区采用基于叠前弹性阻抗反演的LMR技术能够有效地识别含水与含气储层。     

叠前弹性波阻抗反演在流体检测中的应用——以渤海海域QHD29-2区块为例

常规叠后波阻抗反演和叠前弹性波阻抗反演技术难以有效预测和描述QHD29-2区块储层和流体的展布范围,为此,采用了基于Russell近似的叠前弹性波阻抗反演技术.该反演技术直接从流体弹性波阻抗反演数据体中提取对流体类型较敏感的流体因子f和剪切模量μ,使弹性阻抗与流体因子相关联,最终反演结果兼顾常规弹性阻抗反演的高抗噪性以及利用流体因子进行流体识别的直观性,有效地减少了常规流体因子间接计算的误差累积.利用叠前弹性阻抗反演方法进行QHD29-2区块东营组三段流体检测,进一步提高了该区块含油气储层物性横向变化的认识.