叠前AVA岩性参数反演方法及精度分析

以VTI介质振幅特征方程为基础,研究了基于波形的多波多参数叠前AVA岩性参数反演方法。该方法利用动校正后的CMP及CCP全部角道集,建立多波多参数联合反演方程,进而求解出目的层段的岩性参数。以多个理论模型为例,对反演方程的建立、求解、抗噪能力以及P-P波单分量、P-SV波单分量、P-P与P-SV波联合反演的结果及精度进行了分析研究,结果表明,利用中心差分法建立反演方程误差最小;带阻尼的最小二乘QR分解(LSQR)法求解方程的精度和效率最高;多波联合反演结果最优,其反演结果的精度和抗噪能力都最强。对某地区储层模型正演的多波数据及实际多波资料分别进行了联合反演,获得的目的层段纵、横波速度及密度参数较好地反映了反演方法的有效性。     

三维多波地震双反演储层预测技术在苏里格气田的应用

三维多波地震双反演储层预测技术基于AVO原理,其输入数据是PP波和PS波的角度道集(或者叠加数据),反演结果综合了时间域和振幅域的信息。通过在反演过程中使用一个初始模型约束反演,使结果吻合低频初始纵、横波速度比的趋势。具体步骤如下:①选择目的层反演层段进行PP/PS层位匹配,求出目的层段纵、横波速度比,并将PS波数据压缩至PP波时间域;②通过一系列的模拟退火运算以及参数控制,让约束条件方程不断收敛,不断逼近一个最小值,直至得到一个全局最优反演的纵、横波速度比;③利用得到的纵、横波速度比,进一步反演得到纵、横波速度和密度;④最终由纵、横波速度和密度信息计算出泊松比、拉梅系数和流体因子等弹性参数。本文通过对鄂尔多斯苏里格气田多波三维地震转换波静校正、波场分离、速度分析、振幅恢复等处理技术进行深入研究,得到了品质较高的地震多分量资料,在此基础上,利用双反演方法进行纵、横波联合解释,细化了储层的非均质性,找出了相对含气富集区。     

P-P与P-SV波联合反演方法分类与对比

多波资料解释结果不仅取决于联合标定与资料匹配,而且取决于多波联合反演方法。依据实现原理的不同,将P-P与P-SV波联合反演方法分为叠后联合、属性间接联合、两参数直接联合和三参数直接联合四类,利用数值模型定量对比了单一P-P波反演方法和三类叠前P-P与P-SV波联合反演方法的差别。研究结果表明:1弹性参数直接联合反演方法的精度高于单一P-P波反演方法;2AVO属性间接联合反演的精度低于弹性参数直接联合反演;3噪声严重时,考虑到弹性参数相关性的属性间接联合、两参数直接联合反演方法可以在弹性参数相关性较好的情况下获得更加稳定的密度反演结果。     

横向约束分步叠前弹性参数反演

针对部分实际地震资料信噪比分辨率不高、PP波反演结果不稳定、反演过程不适定等问题,提出了横向约束分步叠前弹性参数反演方法。首先利用Stewart的PP波和PS波反射系数近似式得到纵、横波速度信息;然后将获得的纵、横波速度作为已知背景项代入传统的Aki-Richards PP波三参数反射系数近似式,并在卡尔曼横向约束下进行AVO反演获得密度信息。理论分析及模型测试结果表明,横向约束分步叠前弹性参数反演改善了三参数AVO反演不稳定的问题,在一定程度上压制了噪声,提高了密度等参数的反演精度。实际资料测试结果表明,在纵、横波角道集同相轴匹配一致的前提下,横向约束分步叠前弹性参数反演能获得较好的应用效果,反演的密度和纵波速度剖面很好地反映了储层特征。     

利用不同角度域P波资料反演纵、横波速度

基于反射P波垂直入射假设的常规地震道反演方法不能得到可靠的速度或其他岩性信息，而利用叠前地震资料按部分角度道集叠加后，可以获得多个具有AVO特性的地震剖面，信噪比也得到显著改善，因此角度部分叠加道集可以作为弹性阻抗反演或纵、横波速度同步反演的基础道集记录。对每个角度范围的部分叠加剖面进行反演处理都会得到该角度范围内的阻抗或纵、横波速度值，但是不同角度范围内反演结果之间的关系以及如何求取零入射角的纵、横波速度值仍然是难以解决的问题。为此本文提出利用地震波传播速度在各向异性介质中随入射角变化的理论，由各个角度范围的纵、横波速度反演结果求取地震波零入射角的纵、横波速度的方法，实现了利用叠前P波资料同步反演地震纵、横波速度，进而可以求得纵、横波速度比和泊松比剖面，为解释人员进行岩性及含油气性解释提供可靠的依据。     

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P-SV波裂缝参数提取方法

本文通过适用于单层HTI介质的P-SV波近似反射系数（R_PS）公式,对R_PS特征进行了分析,并与P-P波反射系数（R_PP）进行对比;利用HTI介质中P-SV波近似反射系数公式推导出叠前单层HTI介质裂缝方位及密度反演公式,试验结果证明了文中的叠前P-SV波裂缝参数提取方法的合理性,并得出以下认识：①受HTI介质各向异性的影响,R_PS随方位角的变化呈椭圆分布,并且椭圆的属性在一定程度上指示了裂缝的发育方向和发育强度;②各向异性系数ε对R_PP没有影响,而γ对于R_PP的影响最大;③各向异性系数ε、δ、γ都对R_PS有影响,且γ的影响最大;④R_PS对裂缝介质（HTI）的各向异性系数更加敏感,因此P-SV波叠前数据较P-P波数据包含更加丰富和准确的裂缝各向异性信息,可采用叠前P-SV波数据反演提取裂缝的方向和密度。模型正、反演试验证实,由裂缝方位角及发育强度反演公式得到的裂缝方位和强度结果精确度较高,因此可以根据本文方法计算并预测裂缝的方位及强度。     

叠前AVA地震纵横波阻抗同步反演技术研究

叠前AVA地震反演应用叠前AVA角道集部分叠加地震数据,进行弹性反演,能得到纵横波速度、纵横波速度比、泊松比以及密度性弹性参数。从基础资料的准备,模型建立,地震标定,子波估算以及反演方法和处理等方面,研究了应用叠前AVA角道集叠加数据、岩石地球物理模型、测井数据及构造模型约束控制下的弹性阻抗(EI)反演技术和叠前AVA地震纵横波阻抗同步反演技术。     

复杂构造转换波静校正方法研究及应用

目前转换波静校正技术方法众多,已成为多分量勘探不可或缺的重要组成部分。然而,这些方法还面临一些实际困难和问题：(1)面波反演法存在面波发散、难以确定频散周期及复杂探区面波信噪比低、频散曲线拾取困难等问题;(2)初至波静校正方法中的层析反演和折射法的转换波初至信噪比低,尤其在复杂探区拾取初至很难;(3)共检波点道集叠加纵波构造约束法要求地下反射界面变化相对平缓或者水平。因此,上述方法目前都不适合复杂构造转换波静校正。为此,提出一种复杂构造转换波静校正方法,具体步骤为：(1)通过层位拉平方法消除转换波静校正构造项,克服层位基本水平的限制。首先拾取P-P波CMP叠加信噪比较高的构造层位,并计算层位拉平投影时差,用投影时差“拉平”叠前数据;(2)将层位拉平数据转换到共检波点域并重新完成共检波点P-P波速度分析,以使共检波点道集的每道速度相同,消除复杂构造横向速度剧烈变化及速度分析精度不高造成的道间动校正误差,既可以使共检波点同相叠加、提高信噪比,又减少了速度精度不高对地震道剩余静校正量的影响;(3)把P-P波构造层位拉平的投影时差转换到P-SV域拉平P-SV波叠前数据,在共检波点域重新完成P-...     

基于Zoeppritz方程的叠前和叠后混合多参数非线性地震反演

目前通过Shuey近似式或Gray近似式及基追踪理论反演泊松比,或依据叠前反演获得的纵、横波速度计算纵横波速度比,但不可避免地降低了参数反演精度.为此,尝试通过精确的Zoeppritz方程直接反演纵横波速度比或泊松比.基于垂直入射反射系数和精确Zoeppritz方程的褶积模型,结合边界保护正则化建立叠前和叠后地震反演的...     

弹性波Kirchhoff叠前深度偏移速度分析

本文提出的弹性波偏移速度分析方法是基于Kirchhoff叠前深度偏移形成纵波和转换波炮检距域共成像点道集拉平准则,分别对纵波和横波偏移速度进行更新。当两分量地震数据成像深度不-致时,通过调整横波偏移速度进行深度匹配,完成高精度的弹性波场偏移速度分析。文中分别给出速度更新及深度匹配方法。模型数据和实际资料试算结果表明了该方法的可行性和有效性。     

利用地震瑞利波速度反演求取P-SV波横波静校正量

 在多波多分量地震勘探中，P-SV波横波静校正量的求取至今仍然十分困难。本文借鉴Muyzert的方法原理，提出利用陆上P-SV波地震资料中的瑞利波频散信息反演浅层横波速度结构，进而求取P-SV波的横波静校正量。但是在实施反演之前要对P-SV波资料先做高程静校正和纵波静校正。文中详细列出求取横波静校正量的流程。通过实际二维P-SV波地震资料试验表明，利用地震瑞利波的频散信息可有效地反演浅层横波速度结构，并可预测P-SV波横波静校正量的长波长趋势。     

VSP资料的叠前波动方程逆时偏移

从波动方程出发,利用有限差分法导出波场外推公式,由此可以进行波场正演计算和偏移。用 P 波方程编制的偏移程序 VSP MIG 既可用于地面资料的偏移,也可用于井中资料的偏移;既可用于 P 波偏移,也可用于 P-SV 波偏移,但需相应的变化速度模型。对于 P 波和 P-SV 波,偏移的成像时间也是完全一样的。分别偏移分离后的上行 P 波和上行 P-SV 波,可以得到纵波和横波两张偏移剖面,这样比纵、横波资料的联合一次偏移可以得到更多的信息。     

基于双γ模型的叠前多波反演技术预测苏里格含气储层

鄂尔多斯盆地苏里格气田盒8段主要发育河流相储层,砂体纵向叠置、横向变化快、非均质性强,常规反演方法无法有效区分致密砂岩和含气砂岩。该文利用基于双γ模型和模拟退火的叠前多波反演方法进行储层预测。此方法利用时间走时和振幅能量计算各自纵波、横波速度比(γ)模型,然后通过模拟退火方法求取最佳γ数据体,使纵波、横波反射层位匹配最佳;在此基础上利用纵波截距、梯度及横波梯度数据直接反演纵波、横波速度等参数。模拟退火反演采用区间四分法确定临界温度,准确、稳定地对目标函数全局寻优求解。实际资料的反演证明了该方法的有效性和适用性。     

深埋储层孔隙度迭代反演方法

现有的岩石物理线性化反演方法是将叠前弹性反演得到的纵、横波速度及密度作为已知量,求取孔隙度、泥质含量与饱和度三个未知量。与纵、横波速度相比,密度对反射系数贡献较小,反演密度需要更大的叠前地震道集角度范围。在储层深埋条件下,由于叠前地震道集反射角较小,导致密度反演结果不可靠;在忽略密度项的情况下,岩石物理三参数反演方程为欠定形式,无法得到唯一解,从而限制了现有岩石物理线性化反演方法对深埋储层的预测。为此,提出一种基于迭代算法的储层孔隙度反演方法。该方法是在岩石物理模型线性近似的基础上,推导纵、横波速度与孔隙度、泥质含量的线性关系式,然后基于贝叶斯理论构建孔隙度迭代反演目标函数,再利用二分法迭代求解。该方法不依赖于密度项,适用于储层深埋条件的孔隙度反演。模型试算与实际应用证实,对于油、水两相的深埋储层,孔隙度预测不依赖于密度项,通过迭代算法即可得到合理的预测结果。     

利用独立伽马场的反射波时间比例转换波叠前时间偏移

基于转换波时间比例的转换波叠前时间偏移方法不利于纵波和横波速度分析,也无法保证后续偏移成像的精度。对比分析了转换波和反射波时间比例表征的两种转换波叠前时间偏移方法,指出基于反射波时间比例的转换波叠前时间偏移方法可直接引用由反射波数据求取的纵波速度,将双平方根时间方程的求解简化为单独求取横波速度问题,有效地降低不确定性;在反射波时间比例的表征中引入独立伽马变量,给出利用独立伽马场的转换波叠前时间偏移方法,通过时间匹配求取介质纵横波平均速度比,消除炮检距、地层倾角等因素的影响,在此基础上迭代计算横波速度并更新纵波速度,得到具有明显物理意义的纵波速度、横波速度和介质纵横波平均速度比。实际数据应用表明,该方法具有更高的运算效率和更好的成像效果。     

应用τ-p域矢量旋转的地震数据波场分离

高保真的弹性波波场分离已成为多波多分量地震勘探中的关键处理流程。常规波场分离方法可归纳为基于波场的运动学特征和基于波场的动力学特征两大类。前者在空间域或τ-p域对纵、横波波场进行分离,后者则侧重于计算不同波型的偏振特性,但二者均受制于各自的局限性,难以达到理想的分离效果。将波场的动力学与运动学特征相结合,文中提出一种基于τ-p域矢量旋转的波场分离方法。即以近地表纵波速度作为波场分离的关键参数,在τ-p域下对地震波数据的垂直分量与水平分量进行极性旋转,根据不同波型的偏振特性,实现将P-P波与P-SV波分离到各自的偏振方向上的目的。针对层状介质模型、Marmousi Ⅱ模型及实际地震资料的试算处理结果表明,该方法比传统方法能更精准地分离P-P波和P-SV波,解决了能量异常、波场混叠及空间假频等难题,分离后的波场保幅性较好。     

纵横波联合叠前自适应MCMC反演方法

联合纵波（PP波）和转换波（PS波）地震资料进行AVO反演可降低解的非唯一性,提高反演的稳定性和AVO参数估算精度。文中提出了一种基于自适应马尔科夫链蒙特卡洛（MCMC）的纵横波叠前联合非线性反演方法,直接反演纵、横波速度及密度三个参数。该方法基于精确Zoeppritz方程,在贝叶斯框架下引入测井约束先验信息,在反演过程中使用自适应MCMC方法对贝叶斯后验概率密度进行抽样,并通过对收敛于后验概率密度随机样本的统计分析,获取表征纵、横波速度及密度参数的后验概率密度信息。同时对其AVO三参数反演结果进行不确定分析,可用于储层流体检测与岩性识别的风险评估。实际井模型数据测试结果表明,基于精确Zoeppritz方程的自适应MCMC法纵横波叠前联合反演精度较高、稳定性较好、抗噪能力也较强,验证了方法的可行性和有效性。     

转换波零偏移距变换

引言当研究 P 波或 S 波时,常速介质叠前地震数据的零偏移距变换(TZO)是人们很熟悉的也是很容易实现的。TZO 是引用倾角时差(DMO)处理来校正倾角影响的,它可在正常时差(NMO)校正之前进行,也可在正常时差校正之后实现(Hale,1984;Forel 和Gardner,1988)。经过 TZO 处理之后,叠前共中心点道集更接近于共反射点道集。与一般的 P-P 波或 S-S 波不同的是转换 P-SV 波或 SV-P 波的下行波和上行反射波的速度是不同的,即使在均匀各向同性介质中也是如此。这就使得有转换波时的运动学特征比没有转换波时复杂得多。处理这一复杂问题的方法之一就是对转换波运动学特性取近似,使     

裂缝介质转换波方位各向异性研究

该文介绍了在弱各向异性条件下,基于Thomsen 裂缝理论---HTI 介质各向异性参数的转换波近似反射系数公式,通过AVO 正演,比较分析各向异性系数对于P-SV 波反射系数的影响及对P-P 波反射系数的影响。结果表明,应用联合P-P 波和P-SV 波的数据进行联合反演,能够更好地降低数据结果的不唯一性,从而得到更精确的裂缝参数。