基于粒子群优化最小二乘支持向量机的非线性AVO反演

为了求解非线性AVO反演问题,本文提出基于粒子群算法和最小二乘支持向量机的非线性AVO反演方法,并用粒子群算法优化最小二乘支持向量机的参数。即首先通过精确Zoeppritz方程正演得到角道集,并进行动校正和部分角度叠加;然后运用最小二乘支持向量机方法建立反射振幅与弹性参数之间的非线性模型;最后以此非线性模型对地震道集数据进行反演。模型数据和实际资料的反演结果表明,该方法克服了常规广义线性AVO反演在远炮检距及弹性参数纵向变化大等情况下的缺陷,可直接从实际地震道集数据中提取较高精度的地层弹性参数,具有快速稳健、抗噪能力强的优点。     

叠前弹性参数反演技术在识别白云岩储层中的应用

白云岩储层由于含有轻质原油组分,纵波阻抗往往与其他岩性的阻抗叠置,常规反演往往不易区分。以Zoeppritz方程为理论依据的多角度叠加数据体反演得到的纵、横波速度、密度数据体及其组合变换参数可以很好地区分白云岩储层;流体替换技术可以作为叠前反演的先导性试验。通过叠前弹性参数反演方法在实际识别白云岩储层的应用中取得了明显的效果。     

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。     

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。     

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。     

弹性阻抗方程中的K值选取问题探讨

叠前弹性阻抗反演需要计算弹性阻抗曲线,而常规计算均是基于K值为常数这一假设条件,与实际的K值不符,因而导致弹性阻抗曲线计算以及后续岩性参数提取时存在偏差。提出了利用K值扫描法来优化K值选取的方法,其原理是:选用不同的K值分别计算弹性阻抗,然后将其转化为反射系数,最后求取转化得到的反射系数与精确的Zoeppritz方程计算的反射系数之间的差,两者差值最小时的K值即为最佳。理论模型及实际测井曲线应用结果证明该方法能够确定最优K值。     

非均质HTI介质裂缝弱度参数地震散射反演

长波长假设下各向同性地层中发育的垂直排列裂缝可构成等效的具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质。裂缝弱度是重要的非均质各向异性介质特征参数,弹性逆散射理论是非均质介质参数反演的有效途径。基于地震散射理论,首先推导了非均质HTI介质中含裂缝弱度参数的纵波散射系数方程,并通过裂缝弱度的参数组合,提出了一种新颖的HTI介质方位弹性阻抗(AEI)参数化方法。为了提高反演的稳定性和横向连续性,改进了贝叶斯框架下的HTI介质各向异性方位弹性阻抗反演方法,同时考虑了柯西稀疏约束正则化和平滑模型约束正则化,最终运用非线性迭代重加权最小二乘策略实现了裂缝弱度参数的稳定估算。模型和实际资料处理表明,反演结果与测井解释数据相吻合,证明利用该方法能稳定可靠地从方位地震资料中反演得到裂缝弱度参数。     

弹性阻抗对比分析

不同的地震弹性阻抗反演软件计算弹性阻抗的方法不尽相同,地震弹性阻抗反演中尚有一些应用条件在没有详细讨论的情况下被简单地加以应用,这给实际生产带来了困难。有鉴于此,以典型的4 种不同类型含气砂岩模型为基础,分析比较了弹性阻抗、反射阻抗和广义弹性阻抗在不同角度下的计算精度;并且基于Biot-Gassman 理论,对Ostrander 含气砂岩模型进行流体替代,探讨了含水饱和度由小变大时不同的弹性阻抗对流体的敏感性。通过4 种不同类型含气砂岩模型计算可知：在第Ⅰ类和第Ⅳ类含气砂岩中,入射角不超过40° 时,EI,RI 和GEI 均能替代Zoeppritz 方程;在第Ⅱ类含气砂岩中,入射角不超过30° 时,EI,RI,GEI 也能替代Zoeppritz 方程;这3 种弹性阻抗无法应用于第Ⅲ类含气砂岩。将偏导的思想应用到Ostrander 含气砂岩模型,计算结果表明,反射阻抗对流体的敏感性强于弹性阻抗和广义弹性阻抗, 且入射角越大,这种敏感性越强。     

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。     

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。     

TI介质多波AVA联合反演岩性参数方法及应用

AVA岩性参数反演方法大都是基于各向同性理论的近似公式利用P-P波单分量资料来反演。对于大角度入射的地震资料，基于各向同性理论的AVA近似公式与基于各向异性理论的AVA精确公式的计算结果存在较大差异。仅利用P-P波振幅反演地层岩性参数无论在理论基础还是反演精度上都存在不足，而同时用P-P波和P-SV波振幅联合反演岩性参数，可增加约束条件，提高反演结果的可靠性。以TI介质中的振幅特征方程为理论基础，进行多波AVA联合反演纵、横波速度、地层密度和地层各向异性系数。实际资料计算结果表明，此方法不仅能够可靠的求取地层岩性参数，还能得到与地层裂缝有关的各向异性系数。联合反演结果比单分量反演的结果更稳定可靠，是一种行之有效的叠前弹性阻抗参数反演方法。用反演得到的岩性参数求取对油气反应敏感的弹性阻抗，进而可以利用不同角度弹性阻抗的梯度变化进行油气水的识别。     

叠前AVA广义非线性纵、横波速度反演

利用叠前AVA地震资料反演地下介质的纵、横波速度，可以为地层岩性、储层物性及含油气性解释提供丰富的弹性参数信息。本文以Aki和Richards近似公式为基础，将最小平方问题转化匆大型稀疏矩阵的求解问题，直接反演出纵、横波速度；根据建立的反演目标函数导出了广义非线性矩阵反演方程；噪声协方差矩阵和模型协方差矩阵的加入，使叠前反演稳定性增强；通过AVA合成记录标定、AVA反演子波佶算以及测井、构造层位信息的共同约束，有效地降低了反演的多解性问题。理论模型试算和实际资料处理结果均表明，该方法处理效果良好。     

层状半空间地震数据的弹性波方程反演

由于叠前地震数据同时含有丰富的纵波和横波信息，而且这些信息与岩性密切相关，因此根据叠前数据的反演可以得到比常规叠后波阻抗反演更丰富、更有效的岩性信息。由于层状弹性半空间的地震波传播规律具备模拟AVO分析的条件，所以可采用一种基于弹性波波动方程的方法来合成叠前记录。文中推导了球面波在层状半空间形成的反射公式，此式包含了波前扩散效应、层状地层的横波反射及自由表面的反射，以此正演模拟算法为基础，建立了一套叠前弹性波方程反演方法，其中反演问题的求解用遗传算法完成。为了能有效地搜索到最佳地层参数，遗传算法的具体实现完全依照叠前反演这一特定的多参数非线性优化问题而设计。由叠前弹性波反演得到的纵横波速度和密度可用来计算泊松比、弹性模量等岩石物性参数，为识别储层孔隙中的流体性质提供了新手段。     

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。     

叠前宽角度反演方法优化及应用

基于佐普里兹方程精确解的叠前宽角度反演克服了由佐普里兹方程近似式带来的条件限制和近似误差的影响,反演精度高,适用于宽入射角地震资料。但佐普里兹方程描述的弹性参数与反射系数之间的关系复杂,对提高反演算法的稳定性和提高反演精度等技术的要求更高。因此,本文基于贝叶斯理论并采用反演参数间相互约束等方法,通过优化扰动量求取、岩石物理关系约束等关键技术的研发,提高反演的稳定性和精度。在LJL地区利用宽角度叠前反演去除了储层中灰质砂岩的影响,成功地刻画出主力砂体边界。     

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。     

叠前弹性波阻抗反演技术及应用

叠前弹性波阻抗反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术。叠前弹性阻抗反演是利用不同炮检距道集数据及横波、纵波、密度等测井资料,联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数,综合判别储层物性及含油气性。该方法也被称作弹性参数反演。由于叠前弹性波阻抗反演利用了大量地震及测井信息,较叠后声阻抗反演在可信度方面有很大提高,并能对含油气性进行半定量-定量描述。本文在简要论述叠前弹性波阻抗反演的基本原理及方法的基础上,给出了该方法的反演实例。