P波反射系数的一种简单近似及其在AVO数据反演中的意义

笔者推导出平面P波反射系数作为射线参数的函数的一个近似公式。这一近似法显示出非垂直入射的P波反射系数的特性主要取决于两个参数:1)R_f,流体-流体界面反射系数(即在两种介质中S波速度置为零时的反射系数);2)△μ/ρ,剪切模量与平均体密度的比值。文中还说明了由笔者的公式能近似推导出R·Rortfeld和R·Shuey给出的P波反射系数的其它公式,并通过数值算例证明了这一公式的准确性。用最小二乘法对反射系数进行理论值反演,证明在AVO数据的线性反演中,△μ/ρ的估算比泊松比(△σ)的估算更好。最后,对典型的页岩和1类含气砂岩模型,将实际反射系数与Shuey近似结果作了比较,表明Shuey近似法低估了这种反射的|△σ|值。     

用切变模量近似P-SV波反射系数及在多波AVO反演中的意义

本文从精确的P－SV反射系数公式出发,推导出了作为射线参数函数的近似公式。该式说明,在非法线入射时,P－SV波反射系数主要取决于两个弹性参数：①反射界面两侧介质体密度之差与平均体密度之比△ρ／ρ;②反射界面两侧切变模量差与平均体密度之比△μ／ρ。文中还给出了数值实例,以说明该式的计算精度,同时分析了其适用范围,并与Aki和Richards（1980）的近似式的数值结果作了比较。本文采用阻尼最小平方反演理论计算出的反演参数的结果表明,在AVO资料线性反演中,估算△μ／ρ比估算泊松比差△σ精度高。     

P-SV波反射系数的一种近似算法及其在AVO资料反演中的意义

本文推导出作为射线参数函数的平面转换横波（Ｐ－ＳＶ）反射系数的一个近似公式，该近似式说明在非线入射时，Ｐ－ＳＶ波反射系数主要取决于两个弹性参数；（１）△μ／ρ反射界面两侧切变模量差与平均体密度之比；和（２）△ρ／ρ，反射界面两侧介质密度之差与平均体密度之比，文中还给出了数值实例，以说明该式的计算精度，同时分析了其适用范围，并与△ｋｉ和Ｒｉｃｈａｒｄｓ（１９８０）的近似式的数值结果作了比较。本文采用     

P波反射系数的一种简易近似算法及其在AVO资料反演中的意义

本文推导出作为射线参数函数的平面Ｐ波反射系数的一个近似公式，该近似公式说明，在非法线入射时，Ｐ波反射系数主要由两个参数决定：（１）Ｒｆ，液体－液体反射系数（即Ｓ波在两种介质中速度为零时的反射系数）和（２）Δμ／ρ，切变模量差与平均体密度之比。同时，本文还阐明了由Ｒ。Ｂｏｒｒｆｅｌｄ和Ｒ。Ｓｈｕｅｙ给出的其它Ｐ波反射系数公式也可由本公式推导出。文中还给出了数值实例以说明该式的计算精度。本文采用最小平     

P-SV转换波AVO加权叠加反演

本文从P-SV转换波反射系数幂级数近似公式出发，给出了多个由不同参数组合表示的P-SV转换波反射系数近似式，并探讨了利用这些近似式进行AVO加权叠加参数反演的理论和方法。不同理论模型的加权叠加反演结果表明，在利用P-SV转换波AVO进行加权叠加反演时，直接反演纵横波速度、密度以及波阻抗信息具有较大的误差；若直接反演剪切模量△μ／μ和△(μδ)／(μδ)型流体因子，则不仅具有很高的精度，而且反演结果稳定，适用于P-SV转换波和多波AVO参数反演。     

P—SV波AVO分析

参照 Aki和 Richards的近似方法 ,本文对 Zoeppritz方程所描述的 P- SV波反射系数公式的角度项进行了泰勒展开 ,并保留了密度和速度的二阶项 ,得出一个新的反射系数近似公式。对 4个三层含气砂岩模型的定量计算表明 ,该近似公式所得出的计算结果在入射角小于 4 0°时与由 Zoeppritz方程给出的精确解吻合得很好 ,甚至优于 Aki和 Richards公式的近似效果 ,很适合大入射角的 AVO参数反演和理论研究。以新的近似公式为基础 ,文中分别从不同岩性参数表示的转换波反射系数、P- SV转换波的 AVO加权叠加方法及 P- P波和 P- SV波AVO联合反演等三个方面深入讨论了利用该近似公式进行岩性参数反演的过程     

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...     

P-SV波在提取SS波零偏移距反射率中的应用

利用Gardnefs经验关系式对P—SV波反射系数近似公式进行了简化，给出了一个描述P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间关系的统一近似公式。4个不同的含油气砂岩模型的定量计算表明，该统一近似公式不受岩性弱反差条件的限制，入射角在30。以内能够准确地反映P—SV波反射系数和ss波零偏移距反射率之间的近似关系，而且能够适用于不同形式的P—SV波反射系数近似公式。因此，利用该关系式可以由P—SV波直接构建SS波零偏移距剖面，而且可以实现SS波阻抗的定量反演和多波AV0分析，还可以通过SS波资料提取P—SV波振幅随入射角变化的信息。     

基于佐普里兹方程的高精度叠前反演方法

本文利用佐普里兹方程及其近似公式计算了四类具典型AVO特征地层模型的反射系数曲线,计算结果表明:在小角度(小于30°)入射时,利用Aki-Richards、Shuey近似公式计算的反射系数精度较高,与佐普里兹方程计算的反射系数非常接近;当入射角大于30°时,利用近似公式计算的反射系数与佐普里兹方程计算的反射系数的差别较大。为此,本文提出了直接利用佐普里兹方程进行叠前反演,并通过引入广义线性反演理论和贝叶斯方法详细推导了叠前反演算法。理论模型试算结果表明,基于佐普里兹方程的叠前反演能够获得精度较高的反演结果。     

裂缝介质的纵波方位AVO反演研究

基于Zoeppritz方程的地震波反射系数解析式是非线性的，而利用地震波反射系数公式来反演介质的弹性参数，或是直接利用非线性反演方法，或是对复杂的反射系数公式进行线性化近似。首先，从理论上讨论了各向异性介质中的反射和透射系数方程，给出了裂缝介质的线性近似反射系数公式；然后，利用ISO／HTI模型对Vavrycuk和Ruger的近似反射系数与真实反射系数进行了对比，得出在大角度情况下Vavrycuk近似比Ruger近似更逼近真实值的结论。因此．选择Vavrycuk纵波近似反射系数公式对纵波方位AVO线性反演公式进行了推导；最后，用模型对反演公式进行了验证，反演结果能满足精度要求。     

采用遗传算法作基于模型的AVO反演

本文将振幅随偏移距变化的AVO反演纳入贝叶斯统计框架中。在这一框架之下,利用模型参数和物理正演生成合成数据,然后将这些合成数据与观测资料进行匹配,获得模型空间内的后验概率密度(PPD)函数。遗传算法(GA)利用定向随机搜索技术来估算PPD的形状。与传统的反演方法不一样,GA不依赖于初始模型的选择,所以很适合于AVO反演。 文中先对单层模型资料进行了AVO反演,这时的振幅仅来自同一反射同相轴。用GA估算其法向入射反射系数(R_0)和泊松比(△σ),即使在信噪比较低的情况下其结果也达到合适的精度。对比表明,GA反演所获结果比生产中常用的反射系数最小平方拟合结果更精确。 对于多层模型数据的AVO波形反演,文中进行了全部或部分叠前资料的反演。这种类型的反演估算出的速度、泊松比和密度绝对值是非唯一的。然而,通过采用简化近似方法,文中验证了经反演可以估算出R_0、声阻抗比值(△A)和反射系数梯度(G)。根据R_o、△A和G的GA估算值和输入数据起始时间处的速度、泊松比等估算结果,能生成反演后的模型。对海上资料应用这一过程,证实了根据反演后模型计算出的合成数据与输入资料的匹配满足精度要求。与附近井中的测井资料进行比较,表明GA反演可以得到P波声阻抗的低频趋向和高频趋向(地震分辨率带宽范围内)。     

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。     

准东地区云质岩储层叠前反演及脆性预测

脆性是一种评价致密储层可压裂性的重要指标,对油气勘探与开发有着重要的意义。准东地区勘探程度低、探井少,二叠系中下部云质岩致密储层的精细描述和脆性的准确预测均有着很大的难度。为此,根据岩石物理实验结果,利用叠前地震角度域数据体,开展储层叠前反演及脆性预测。通过AVO反演,获取P（截距）+G（梯度）和P×G属性;通过Y（杨氏模量,E）P（泊松比,σ）D（密度,ρ）和L（拉梅常数,λ）M（μ）R（ρ）反演,获取弹性参数的变化率（反射系数）;通过测井约束反演,获取弹性参数的实际值,并用多种表征公式计算脆性,分析其物理含义及应用效果。研究结果表明：(1)研究区横波速度与纵波速度有较好的拟合关系,杨氏模量、泊松比和密度对泥岩、非泥岩区分度明显;(2)云质岩具有高速特征,研究区储层呈双“甜点”结构;(3)用三个小角度数据体直接反演弹性参数反射系数,YPD反演方法相较LMR的储层识别效果更好、分辨率更高,密度反射系数数据体可见比较明显的扇体及河道冲积特征;(4)脆性表征结果与弹性参数特征有一定的区别,脆性表征的云质岩有利区呈条带状分布,而弹性参数预测的云质岩有利区基本呈连续、成片分布;(5)ρE/σ为...     

纵横波联合反演方法研究及应用

 本文利用Aki Richards提出的近似公式,对PP波和PS转换波的联合反演方法进行了研究。利用PS波反射系数公式消去PP波反射系数公式中的密度项,并给出一种利用奇异值分解来求解的反演方法。与单独利用PP波的反演方法相比,采用两组独立的PP波和PS波数据的联合反演方程组更加稳定。理论试算和实际资料的应用表明,此种纵横波联合反演方法的准确性和抗噪性比单独的PP波反演方法有明显的提高。     

小生境遗传算法AVOA反演

采用具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)模型研究裂缝性油气藏,P波振幅随炮检距和方位角变化(AVOA),表现出较强的方位各向异性特征。本文基于Ruger提出的HTI介质模型的P波反射系数公式,利用由基准测线和另外两条与之呈45°、90°测线的P波反射系数的相对差异估算裂缝方位;同时引入小生境遗传算法,对基准测线和与之呈90°测线的P波反射系数差进行反演,得到了较高精度的纵、横波波速比和Thomsen各向异性参数。     

地震数据各向异性参数的方位反射率和定量评价：可行性研究

本文研究了方位各向异性弹性介质的P波和转换波反射率与入射角和方位的相关性。用精确公式计算P波和转换波反射系数并且用其渐近表达方式对这些系数进行反演，发现仅用P波反射率不能准确估算各向异性参数。另一方面，如果和转换波反射率一起分析P波反射率，能够得到许多有用各向异性参数的准确估算，当观测的各向异性是由于定向裂缝造成的时，这些参数可能直接与裂缝方向和密度有关。因此，得出结论，根据地面地震数据准确估算裂缝参数必须使用P波和转换波数据。     

黏弹性介质叠前地震反演方法

前人只是从理论上分析了黏弹性介质中各种波的传播特征和衰减特征,并未对黏弹性介质精确的Zoeppritz方程进行近似,无法用于实际反演;沈章洪等以完全弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似方程,由于该近似方程的实部为完全弹性项,虚部为黏弹性项,因此也无法用于实际资料。为此,本文以黏弹性介质为背景,推导了黏弹性介质反射系数近似公式,以此为基础,基于贝叶斯理论的叠前地震反演,将纵横波速度、密度的反演推广到纵横波速度、密度和地层品质因子(Q值)的联合反演,建立了黏弹性介质近似方程,再根据贝叶斯理论建立反演方程,最终利用共轭梯度法对方程进行求解,得到纵横波速度、密度和地层Q值。模型试算与实例分析结果表明,根据联合反演所得的纵横波速度、密度和Q值进行储层描述,可提高储层预测精度。     

基于入射角的AVO近似及属性提取

本文基于佐普里兹方程的Aki和Shuey近似式,利用斯内尔定律,建立了反射系数与上层入射角、岩石物性参数间新的近似表达式。此改进近似式将反射系数表示为上层入射角的函数,其计算结果的误差较现有常规方法小,为下一步准确提取AVO属性奠定了基础。应用本文近似式对模型和实际数据的处理均取得了显著效果。     

不同含气砂岩的AVO响应类型及其近似式误差分析

针对目前AVO反演技术中普遍使用的Aki-Richards,Shuey和Hilterman近似式,以Zoeppritz方程的精确解为参照,针对4种常见的含气砂岩类型,分别利用3种近似式计算AVO响应,并绘出相对误差随入射角的变化曲线。通过对比与分析发现:Aki-Richards和Shuey近似式计算结果均较Zoeppritz方程精确解误差更小,Hilterman近似式计算结果误差较大;特别是在大角度入射时,Shuey近似式计算结果更为精确、稳定;不同储层条件下,3种近似式的误差百分比不同,曲线特征不一致,整体上3种近似式在第Ⅲ类AVO气藏条件下误差均较小,计算结果的精确度均较高。3种近似式对4种典型含气砂岩类型给出的定量分析结果为优选储层参数反演方法提供了理论依据。     

应用Lp拟范数稀疏约束的纵横波速比直接反演

纵横波速比(v_P/v_S)是识别气藏、描述储层特征和判别岩性的重要解释工具。目前主要是通过反射系数近似方程反演得到纵、横波速度,再进一步计算纵横波速比,但是这种间接计算方法会产生累积误差。为了直接从叠前地震数据反演纵横波速比,文中提出了一种新的广义弹性阻抗方程,再进一步推导出一个与纵横波速比、纵波速度、密度相关的纵波反射系数近似方程。为了得到精度较高的反演结果,基于推导出的反射系数近似方程,提出一种基于L_p拟范数稀疏约束的叠前地震反演方法,并通过交替方向乘子算法求解。将提出的直接反演方法应用于理论模型和实际数据,并与间接反演方法相对比,结果表明该直接反演方法的反演结果精度较高,对含气储层的边界刻画更清晰。