地震波AVO与地层岩性分析
AVO基本概念
振幅系数的信息量
在一定的约束条件下，例如，最小平方约束，或 对介质参数有足够的了解，是可以由振幅系数唯 一地确定介质的属性的。若选择独立的参数是
2 1 2 , 1
1 , 1
2 , 2
令： 1 2 2 由于纵横波速度比与泊松比存在如下关系： 2
2 2
因此，独立的参数可以视为
3000
VS
(m/s)
(gm/cc) 2.02 2.12 2.2
1.
2.
左图说明了AVO分析的基本原
理，对于同一反射点而言，共 中心点道集记录可用炮检距和 深度等价表示入射角。对于理 想的共中心点道集记录，含水 砂岩AVO呈减少趋势，含气砂 岩AVO呈增加趋势。不同的岩 性参数组合，反射系数随入射 角变化不同。
这表明：AVO信息有助于直接检测岩性和油气。传
AVO发展历史
Shuey(1985)对Zoeppritz的P波反射系数进行简
化，提出一种抛物线形式的表达，这使得AVO 属性分析和零炮检距剖面的提取得到广泛应用 。 1985年，郑晓东在国内首先提出非零炮检距地 震资料的正演和反演，并把AVO信息应用于“ 暗点”型气层的识别和检测。 Smith（1987）等提出用加权叠加方法估计流体 因子和检测气层。为了充分挖掘AVO信息的潜 力，不少作者研究用AVO属性（斜率和截距） 交汇图识别岩性和油气的方法，并提出AVO烃 类检测因子。
在碎屑岩中寻找天然气， AVO
理论是简单明了的，碎屑岩孔 隙内含天然气，明显降低岩石 的纵波（ P 波）速度，而横波 （S波）速度相对保持不变。这 就是说，当地层中含天然气时 ，会造成纵、横波速度比值的 变化。这种变化必然导致在不 同炮检距的反射振幅的分布， 有着不同的表现。
AVO及叠前反演详解(可打印修改)
第一节 叠前流体检测技术近几年，随着地震采集处理技术的进步，尤其叠前偏移技术的发展和推广应用，使得研究人员可以得到来自地下真实反射点的叠前道集（CRP 道集），为叠前烃类检测技术的发展奠定了资料基础。
目前基于叠前道集的直接烃类检测方法主要有两种：一种是在岩石物理建模的基础上进行叠前道集AVO 响应特征分析；一种是利用多个限角叠加数据体进行叠前弹性参数反演，利用纵横波波阻抗、纵横波速度比、泊松比、拉梅系数等敏感属性反映含油气性。
一. AVO 分析技术1、 AVO 理论简介AVO （Amplitude Variation with Offset ），早先也称为Amplitude Versus Offset ，译为振幅随炮检距变化。
由此而衍生的有振幅随入射角变化AVO （Amplitude Variation with Angle ），振幅随方位角变化AVA （Amplitude Variation with Azimuth ），振幅随炮检距和方位角变化AVOA （Amplitude Variation with Offset and Azimuth ）等。
AVO 作为一种含气砂岩的异常地球物理现象，最早在20世纪80年代初被Ostrander 发现。
这一现象表现为：当储层砂岩含气后，地震反射振幅随炮检距会发生明显的加大（基于SEG 标准极性）。
因为AVO 现象与含气砂岩的对应关系，从而引起勘探地球物理界广泛的重视。
后续的研究表明：这种异常现象并非一种特殊的形式，而是遵循Zoepprittz 早先所提出的地震反射波动力学方程式，从而对AVO 现象的解释有了完整的理论基础。
针对AVO 现象继而出现的AVO 技术是继亮点之后又一项利用振幅信息研究岩性、检测油气的技术手段。
AVO 技术具有以下特点：A 、直接利用CDP 道集资料进行分析，这就充分利用的多次覆盖得到的丰富的原始信息；B 、利用振幅随炮检距（入射角）的变化的特点，即利用整条曲线的特点。
AVO处理技术(重要)解析
一个共识
在AVO振幅恢复中应减少单道的道均衡，以免
引起虚假的AVO现象。AVO处理和分析的关键 是叠前信息的保持、提取、显示和解释。充分 考虑补偿与炮检距有关的振幅衰减，消除非岩 性因素引起的振幅变化，这是进行AVO分析的 关键。
处理的目的就是要最大限度地消除
这些因素对振幅的影响，恢复和保 持振幅相对变化与反射系数大小单 一因素的关系
角度道和角道集的形成
从数据采集到处理，反射振幅都是作为炮检距
的函数来描述的，而Zoeppritz方程及其近似表 达式则均是以入射角作为变量进行描述的。因 此，我们在很多情况下，需要将振幅与炮检距 的关系（AVO），转换成振幅与入射角角度的 关系（AVA），并形成角度道道集。
处理可能产生的问题
反射振幅的恢复和保持常用的处理方法主要
剔除不正常炮和道以及样点“野”值 几何球面扩散补偿 地表一致性振幅补偿
吸收衰减补偿
剩余振幅补偿
几何球面扩散补偿
球面扩散补偿因子与炮检距密切相关，简单地用零炮
检距球面扩散补偿因子代替非零炮检距球面扩散补偿 因子是不合适的 Ostrander的研究表明：用零炮检距补偿因子代替非 零炮检距补偿因子，当地表为低速层时，炮检距的振 幅补偿量不足，而当地表为高速层时，炮检距的振幅 补偿量偏大。由于地震速度梯度一般随深度增加而增 加，因此用零炮检距球面扩散补偿因子代替非零炮检 距球面扩散补偿因子，其补偿量不足。 吕牛顿的研究表明：对于中浅层，零炮检距和非零炮 检距球面扩散补偿因子差别较大，而对深层反射，两 者差别很小。
影响地震数据振幅改变的因素 -----大地滤波系统
球面扩散 地层吸收 界面透射损失
层间多次反射
薄层振幅调谐 波的相位转换 介质各向异性 地质构造因素
地层吸收对弹性参数的影响和叠前QAVO反演
０ 前 言
随着 油气 勘探 重 点 由构 造 型油 气藏 向岩性 油
气藏 、 隐蔽油气 藏 的转 移 ， 层 对地 震 波 的 吸 收衰 地 减越来越 引起 地球 物 理 工作 者 的重视 。地 震 波在
性 解 释的准确 性 ， 因而研究 地层 吸收对 岩石 弹性 参
数 的影 响具有 十分重 要意义 。 自 Ｆ ｔｒ ａ 把 吸 收衰减 作为地层 的基本 特 性 ｕｅｍ ｎ ｔ 以来 ， 许多 学者 在地 层 吸 收方 面作 了大 量 的研究 ：
力 等） 与地球 物理参 数 （ 纵波速 度 、 波速度 、 横
密度 Ｐ、 品质 因子 Ｑ 等 ） 的经 验关 系 ， 利 用 这 些 并
经 验关 系 由储 层 物 性 参 数 来 估 算 Ｑ值 。因 此 ， 综 合 利用地 层 的品质 因 子 和纵 横 波 信息 进 行储 层 预 测 ， 以进 一步 降低勘 探风 险 。 可
子 与纵横 波 阻抗 的 同步反 演 ， 实际应用 中取 得 了明显 效果 。 在 关 键 词 ：品质 因子 ； 阻抗 ； Ｖ 弹性 阻抗 ； 波 Ａ Ｏ； 同步反 演 中图分 类号 ：Ｐ６ １４ ３ ． 文 献标识 码 ：Ａ Ａ Ｏ类 型 的改 变 等 ， 些 影 响 将 会 直 接关 系到 岩 Ｖ 这
地下介质中传播时的能量衰减分为二类 ： ①与地震
波传播 特性有 关 的 衰减 ， 括 球 面扩 散 ， 射及 透 包 散 射损失 等 ， 这部 份 能量在 资料处 理时 已对 其进行 补 偿； ②地层 本身 的本征 衰减 ， 即地层 的吸收 ， 这种 介 质 本身所 固有 的 吸 收特 性 通 常用 固有 品质 因 子 Ｑ 来 描述 Ｊ 。Ｑ值 与介 质 的结 构 、 隙度 ， 孔 以及 孔 隙 流体 的性质 密切相关 ， 认为是 隐蔽 油气藏 预测最 被 为敏感 、 可靠 的依据 之一 ］ ２。
04_AVO理论
For small angles and =1/3
16
Hliterman approximation: Hliterman近似
R( ) Rp cos 2 9
4
sin 2
Which means that small angle reflectivity is dominated by P-wave velocity and large angle reflectivity is dominated by
.
当小角度入射时，反射系数主要取决于P波的速度； 当宽角入射时，反射系数主要取决于泊松比的差。
9
4
Rp G
17
利用A & R近似式可以得到如下反演结果
Impedance Attributes(阻抗属性体) 1，P-wave Impedence Reflectivity ------- P波阻抗反射率 2，S-wave Impedence Reflectivity ------- S波阻抗反射率 Velocity Attributes(速度属性体) 3，P-wave velocity Reflectivity ----------- P波速度反射率 4，S-wave velocity Reflectivity ----------- S波速度反射率 5，Pseudo-Poission Reflectivity -----------伪泊松比反射率 6，Fluid Factor -------------------------------流体因子 Elastic Modulus Attributes(弹性模量属性体) 7，Lame Constant Relative Changes ----- 拉梅常数相对变化 8，Shear Modulus Relative Changes ----- 剪切模量相对变化 9，Shear Modulus Reflectivity -------------剪切模量反射率 10，QC Factor -------------------------------- QC因子 18
AVO技术详解
第6章 A VO 技术详解AVO 技术是利用反射系数随入射角变化的原理，在叠前道集上分析振幅随偏移距变化的规律，估求岩石的弹性参数、研究岩性、检测油气的重要技术。
AVO 是振幅随偏移距变化(Amplitude Variation with Offset)的英文缩写或振幅与随偏移距关系(Amplitude Versus Offset) 的英文缩写，AVA 是振幅随入射角变化(Amplitude Variation with Incident Angle)的英文缩写。
在地震勘探中，共中心点道集记录的偏移距可以等价地用入射角表示，故AVO 与AVA 等价。
该技术自20世纪80年代提出以来，在油气勘探中不断发展，并得到迅速推广和广泛应用。
尤其是在天然气勘探中指导寻找天然气藏发挥了重要作用，对提高天然气勘探成功率受到了很好的效果。
从近几年的技术发展情况看，P 波方位AVO 已作为一种预测油气藏各向异性的有效方法而受到青睐。
6.1 A VO 技术的理论基础根据地震波动力学中反射和透射的相关理论，反射系数(或振幅)随入射角的变化与分界面两侧介质的地质参数有关。
这一事实包含两层意思：一是不同的岩性参数组合，反射系数(或振幅)随入射角变化的特性不同，称为AVO 正演方法；二是反射系数(或振幅)随入射角变化本身隐含了岩性参数的信息，利用AVO 关系可以反演岩石的密度、纵波速度和横波速度，称为AVO 反演方法。
6.1.1 Zoeppritz 方程AVO 技术的理论基础就是Zoeppritz 方程及其简化的思路。
设有两层水平各向同性介质，当地震纵波非垂直入射(即非零偏移距)时，在弹性分界面上会产生反射纵波、反射横波、透射纵波和透射横波，见图6—1。
各种波型之间的运动学关系服从斯奈尔定理22221111sin sin sin sin S P S P V V V V ϕθϕθ=== (6-1)图6—1 入射波、反射波和透射波的关系式中 1θ、1ϕ——纵波、横波的反射角；2θ、2ϕ——纵波、横波的透射角；1P V 、2P V ——反射界面上下介质的纵波速度；1S V 、2S V ——反射界面上下介质的横波速度。
AVO分析的基本方法
岩性 泥岩 砂岩(含气) 泥岩
速度 3050 2600 3050
泊松比 0.3 0.15 0.3
密度 2.4 2.3 2.4
(a) 厚度为1/8 出现了明显的干涉现象, 形成复合波，使顶底界面不能分开，随着炮检距
的增加振幅在增强，在整个变化过程中形状基本没有改变
(b) 厚度为1/4 随着砂层厚度的增加，振幅随着炮检距的增加在增强，但是其幅度更加明显，振幅达到 极大。这时即使不能把薄层顶底反射面分开的情况下，也能推断出底部反射面的存在
密度 2.5 1.8 2.5
(
a) 厚度为1/8
(b) 厚度为1/4
(c) 厚度为1/2
(d) 厚度为1
模型5：水层模型
岩性 泥岩 砂岩(含水) 泥岩
速度 2250 2850 3050
泊松比 0.4 0.27 0.4
密度 2.0 2.4 2.0
(a) 厚度为1/8
(b) 厚度为1/4
含气和含水砂岩模型
（b）泥岩-含水砂
岩分界面波阻抗差 异大，垂直入射反 射振幅呈“亮点” 特征，AVO呈减少 趋势；
含气和含水砂岩模型
（c）当泥岩夹含
水砂岩，砂岩顶底 反射分不开，AVO 响应反映泥岩-含 水砂岩问的调谐作 用，宏观上看， AVO呈减少趋势， 反射同相轴出现扭 曲现象，极性反转 。
当气层厚度大于 1/16 波长时， AVO 明显呈增加趋
势。事实上，当气层厚度大于 1/4 波长时，气层的 顶底反射可区分，气水分界面AVO呈增加现象，当 气层厚度介于1/4～1/16波长之间时，气层顶底反射 分不开，形成复合波，AVO也呈增加趋势。但是， 当气层厚度小于1/16波长时，AVO明显呈减小趋势 ，出现极性反转。由此可见：即使岩性组合相同， 由于厚度的变化，也会引起AVO特征的差异，薄层 调谐作用对AVO影响很大，也反映AVO分析存在的 多解性 。
AVO叠前地震反演
AVO的地质意义 AVO的地质意义：
（1） AVO应用的基础是泊松比的变化，而泊松比的变化是不同岩性和不同孔 隙流体介质之间存在差异的客观事实。所以，AVO技术的地质基础在于不同岩石 以及含有不同流体的同类岩石之间泊松比存在差别。 （2）Domenico（1977）研究了含气、含油、含水砂岩的泊松比随埋藏深 度的变化规律，结果发现含不同流体砂岩的泊松比随深度的变化特征是不同的： A.含气砂岩的泊松比随着深度的增加而增加，但泊松比的值总是小于 含油和含水砂岩的泊松比值； B.含水砂岩的泊松比随着深度的增加而减小，但泊松比的值总是大于 含油和含气砂岩的泊松比值； C.含油砂岩的泊松比也随着深度的增加而减小，泊松比的值总是介于 含水和含气砂岩泊松比值之间。
如果储层有气顶存在，则砂岩速度会降低，利用低速度标志可以圈定气藏的边界。
基于Zoeppritz方程的AVO反演
AVO技术特点：
AVO技术以弹性波理论为基础，利用叠前CRP道集对地震反射振幅随 炮检距的变化特征进行研究、分析，得到反射系数与入射角的关系，用 以分析反射界面上下的岩性特征及物性参数，进行预测和判断油气储层 流体性质、储层岩性等。主要有以下特点[6,7]：
叠前反演技术是油气勘探领域中的一项新技术，它是 指利用经过偏移的叠前不同炮检距道集数据所记录的振幅、 频率、相位等信息以及横波、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，来综合判别 储层物性及含油气性[4]。
地震反演技术
为什么要进行叠前反演？
（1）叠后反演基于常规处理的水平叠加数据，以自激自收 为假设条件，叠加剖面无法反应野外采集所记录的振幅随炮 检距变化的特性，并损失了与炮检距关系密切的大量横波信 息[5]。
AVO理论模型及响应：
avo分析流程
avo分析流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行 AVO 分析之前，需要做好充分的准备。
关于AVO技术
论AVO勘探技术论文提要本文是关于AVO (Amplitude Versus Offset, 振幅随偏移距变化关系) 理论,最早形成于20 世纪初[1]，过研究振幅随炮检距(或入射角) 的变化特征来探讨反射系数响应随炮检距的变化, 进而确定反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数。
其分析方法就是利用Zoeppritz 方程及其近似式, 根据实际观测数据, 以某种数学方法为工具, 求解产生这些观测数据的原始模型及物性参数。
该技术在油气勘探以及岩性分析、在水合物中的应用等方面比亮点技术更为先进。
尽管这种方法在砂岩储层及其类似的区域获得了很大成功，但由于一些其他因素的影响使AVO技术有时失效。
为避免此类事情的发生，在AVO分析中结合地质资料进行解释非常重要。
只有二者相结合才能减小勘探与开发的风险。
正文AVO技术是继亮点之后又一项利用振幅信息研究岩性，检测油气的重要技术，近几年发展迅速。
国内外都已经进行了一些试验。
取得了初步成就。
20世纪60年代，地球物理学家们发现，砂岩中如有天然气存在就常常在一般振幅的背景上伴有强振幅（专业上称亮点）出现。
当时以为只要在地震记录上找到亮点就能找到天然气。
然而，事实并非如此简单，不久人们发现亮点有局限性，也就是说，除地层含天然气外，一些其他因素（如煤层、火成岩侵入等）也可能引起亮点反射。
为此，人们继续探索比亮点更确切的方法，以便在地震记录上直接找到天然气。
到20世纪80年代，勘探工作者在地震记录上发现一些违反常规的现象，即随着检波器离开炮点距离的加大，其接收到的反射能量反而越大（专业上称这种现象为AVO技术，即反射振幅随检波器到炮点距离的增大而增大的技术）。
为什么说它反常呢？日常生活中可能会有这样的体会，离说话人越远，听到的声音也越小。
地震勘探也不例外，按常规，检波器离炮点越远，接收到的能量（振幅）应该越小。
那么，为什么出现上述反常现象呢？这是因为地层含气后，含气地层速度发生了明显变化，它改变了岩石的物理性质，从而改变了反射振幅的相对关系，因此，出现了上述反常现象。
海底地震波反射AVO分析
海底地震波反射A VO分析摘要A VO(Amplitude Versus Offset)技术就是利用叠前共反射点道集，分析振幅（反射系数）随偏移距（或入射角）的变化规律，估算界面泊松比进而推断地层岩性和含油气情况，是最近二十几年发展起来的一项地震勘探技术。
A VO在探测寻找油气田、天然气水合物调查评价、裂缝检查和划分海底底质等方面取得了重要进展。
本文对海底地震波反射进行A VO分析，通过海底物理模型建模模拟海底底质，并从简化的佐普里兹方程出发，使用海底物理模型参数，对相关的各类地震波振幅（反射系数）与入射角关系公式编程，将获得图形进行对比分析即通过A VO正演获得不同类型地层的反射系数与入射角关系，在此基础上对海底不同底质类型进行A VO分析，以便利用A VO技术进行反演获取海底底质类型。
关键词：A VO；佐普里兹方程；海底物理模型；底质绪论我国海域辽阔，在海底底质中，经常混杂有海草及其他海洋生物。
海洋底质的分布与海岸性质有关。
了解潜水作业现场的海底底质，将有助于我们制定浴水作业计划，选择解压方案，确保留水人员的安全。
本文主要介绍A VO(Amplitude Variation with Offset)分析方法划分海底底质。
A VO 作为一种含气砂岩的异常地球物理现象，最早在2O世纪8O年代初被Ostrander发现。
这一现象表现为：当储层砂岩含气后，地震反射振幅随炮检距会发生明显的加大(基于SEG标准极性)。
因为A VO现象与含气砂岩的对应关系，从而引起勘探地球物理界广泛的重视。
后续的研究表明：这种异常现象并非一种特殊的形式，而是遵循Zoeppritz 早先所提出的地震反射波动力学方程式，从而对A VO 现象的解释有了完整的理论基础。
1．A VO分析的地球物理基础1．1 A VO分析的理论基础1．1．1A VO技术的理论基础——Zoeppritz方程图1-1 两无穷大弹性介质分界面处入射P波的反射和透射图1-1示出了P波倾斜入射两介质分界面，激发的反射P波Rpp、反射S波Rps、透射P波Tpp、透射S波Tps。
地震反射AVO理论及其应用研究进展
， ， 。 其中 ： ｍ＝ ［ ｌ ｎ ｌ ｎ ｌ ｎ ｌ ｎ Ｑ ｌ ｎ Ｑ α， ｓ］ ｐ， β ρ 相应的角道集ｄ ｏ ｂ ｓ 可以用褶积模型表示 ：
ｄ ｃ＋ｅ ＝Ｓ Ａ ｍ ′＋ｅ ｏ ｂ ｓ ＝Ｓ 矩阵Ｓ 表示每一个反射角的子波 ， 假定误差ｅ 是 零均值高斯并独立于 ｍ， 那么ｄ 是高斯分布 。
式中 ： ｔ为传播时间 ； ｖ θ 是入射角 ； ｐ 为纵波 ρ 为密度 ； 速度 ； 实部的线性化反射率系数与 ψ 是转换波 角 度 ，
［］ 虚部部分包含着黏弹性信 Ａ ｋ ｉ等 ３ 已经给出的相似 ， 息 。 反射率的模型可以写为矩阵的形式 ： ｃ ＝Ａ ｍ ′。
速度分析也是这样 ， 射线参数分析的目的是找到 可以在相似准则下得到最 使反射同相轴拉平的速度 ， 好的结果 。 与局部斜率相比 ， 使用相似性准则获得的 射线参数谱可以给出高精度的射线参数 。 １． ３ 稳健的 ＡＶＯ 反演的自适应步长搜索提高反 演 速度 步长 是 迭 代 算 法 中 的 重 要 因 素 ， 它可以通过精 确的或非精确的线性搜索得到 ， 通常 ， 精确搜索比不 精确线性搜索快 。 当 遇 到 复 杂 的 稳 健 范 数 时 ， 可能
地震反射avo理论及其应用研究进展2avo技术在碳酸盐岩流体识别中的应用avo技术是对碎屑岩储层岩性识别和流体检测的流行技术然而普遍看法认为avo技术应用在碳酸盐岩储层中效果不好因为它们的刚性岩石结构很难看出在不同饱和流体弹性参数的变化
地 质 科 技 情 报 第３ ３卷 第２期 Ｖ ｏ ｌ ． ３ ３ Ｎ ｏ． ２ 年 月 ２ ０ １ ４ ３ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍａ ｒ ． ０ １ ４ ２ ｇ ｇ ｙ
AVO技术详解
第6章 AVO技术详解AVO技术是利用反射系数随入射角变化的原理，在叠前道集上分析振幅随偏移距变化的规律，估求岩石的弹性参数、研究岩性、检测油气的重要技术。
AVO是振幅随偏移距变化(Amplitude Variation with Offset)的英文缩写或振幅与随偏移距关系(Amplitude Versus Offset) 的英文缩写，AVA 是振幅随入射角变化(Amplitude Variation with Incident Angle)的英文缩写。
在地震勘探中，共中心点道集记录的偏移距可以等价地用入射角表示，故AVO与AVA等价。
该技术自20世纪80年代提出以来，在油气勘探中不断发展，并得到迅速推广与广泛应用。
尤其是在天然气勘探中指导寻找天然气藏发挥了重要作用，对提高天然气勘探成功率受到了很好的效果。
从近几年的技术发展情况看，P波方位AVO已作为一种预测油气藏各向异性的有效方法而受到青睐。
6.1 AVO技术的理论基础根据地震波动力学中反射与透射的相关理论，反射系数(或振幅)随入射角的变化与分界面两侧介质的地质参数有关。
这一事实包含两层意思：一是不同的岩性参数组合，反射系数(或振幅)随入射角变化的特性不同，称为AVO正演方法；二是反射系数(或振幅)随入射角变化本身隐含了岩性参数的信息，利用AVO 关系可以反演岩石的密度、纵波速度与横波速度，称为AVO 反演方法。
6.1.1 Zoeppritz 方程AVO 技术的理论基础就是Zoeppritz 方程及其简化的思路。
设有两层水平各向同性介质，当地震纵波非垂直入射(即非零偏移距)时，在弹性分界面上会产生反射纵波、反射横波、透射纵波与透射横波，见图6—1。
各种波型之间的运动学关系服从斯奈尔定理22221111sin sin sin sin S P S P V V V V ϕθϕθ=== (6-1)图6—1 入射波、反射波与透射波的关系式中 1θ、1ϕ——纵波、横波的反射角；2θ、2ϕ——纵波、横波的透射角；1P V 、2P V ——反射界面上下介质的纵波速度；1S V 、2S V ——反射界面上下介质的横波速度。
地震AVO正演和反演分析的方法及其应用
渐 发 现 了 “ 点 ” 术 存 在 的 一 些 局 限 性 。 后 ， 括 亮 技 此 包 岩 石 物 性 在 内 的 Ａ Ｖ（ ）理 论 逐 渐 趋 于 完 善 ． ＡＶＯ 分
分 析 的 关 键 就 是 要 充 分 挖 掘 和 利 用 叠 前 地 震 记 录 中 非 零 偏 移 距 地 震 信 息 的 潜 力 。 在 叠 前 地 震 资 料 和
ＡＶＯ 正 演 方 法 是 指 利 用 模 型 正 演 模 拟 ＡＶＯ 现 象 ， 合 研 究 区 域 的 油 藏 特 征 ， 析 不 同 地 质 条 件 结 分 下 的 油 、 、 和 岩 性 的 ＡＶＯ 特 征 ， 立 相 应 的 气 水 建 ＡＶＯ 检 测 标 志 ， 助 于 从 实 际 的 地 震 记 录 中 直 接 识 有 别 岩 性 和 油 气 ， 演 方 法 一 般 用 于 定 性 进 行 地 震 油 正 域 描 述 。 ＡＶ（ ）反 演 方 法 是 我 们 更 为 合 理 地 提 取 隐 藏 在 地 震 信 息 中 的 岩 性 参 数 的 重 要 途 径 ， 通 常 足 它
２ 世纪 ７ Ｏ ０年 代 以 来 ． 亮 点 ” 术 的 出 现 ， 得 “ 技 使 地 震 剖 面 上 直 接 识 别 油 气 成 为 可 能 ． 震 油 气 检 测 地
能 力 有 了 很 大 的 提 高 。 而 随 着 时 问 的 推 移 ， 们 逐 然 人
２ ＡＶＯ 分 析 的 基 本 方 法 根 据 地 震 波 反 射 和 透 射 的 理 论 ， 幅 系 数 随 入 振 射 角 变 化 与 分 界 面 两 侧 介 质 的 地 震 参 数 有 关 。ＡＶＯ
下得 出 的 有 关 反 射 系 数 的 结 论 ， 用 反 射 系 数 的 大 仅 小 和 极 性 变 化 来 推 ‘ 界 而 的 特 性 （ 阻 抗 差 ） 而 断 波 。
AVO反演在阿姆河右岸碳酸盐岩中应用
AVO反演在阿姆河右岸碳酸盐岩中应用随着计算机技术的快速发展,地震勘探技术逐渐成为世界范围内寻找油气资源的主要手段。
利用地震波反射振幅强弱与炮检距大小的对应关系检测油气平面分布规律是最近二十几年发展起来的一项新的地震勘探技术。
AVO反演就是利用这种振幅随炮检距的变化规律估算储层内部流体的性质并进行油气预测。
由于AVO反演是利用叠前CRP道集,提取隐藏在地震信息中的各种岩性参数,更加真实客观地反应了地下储层的各种特性。
目前,AVO反演已拥有一套比较成熟的采集、处理、解释及分析模式,对储层及其含油气性检测逐渐从定性研究过渡到定量描述。
在近几届SEG年会上,AVO 反演技术都作为一个技术专题来讨论,展示了该技术非常广阔的应用前景。
土库曼斯坦阿姆河右岸三维区块的有利碳酸盐岩储层主要为点礁发育区。
生物点礁在地震剖面上的反射特征主要为穹庐披覆状,内部反射特征相对杂乱,连续性相对较差。
由于有利碳酸岩内部的流体分布特征复杂,为了进一步落实研究区碳酸盐岩流体的分布特征、落实油气的分布规律,为下步勘探部署提供井位部署意见。
本文针对研究区存在的问题通过AVO反演的技术手段对研究区的AVO属性平面分布特征进行了研究,具体针对以下几个方面进行了研究:1.查找大量国内外文献,进一步学习掌握AVO反演的原理及发展过程,加深了AVO反演理论方面的认识,并对AVO参数的地质含义及AVO异常分类等基础知识进行了归纳总结。
2.对研究区块的地震、地质、测井资料进行了分析对比,搜集该区块的地质特征及沉积背景资料,分析该区碳酸岩、膏岩、盐岩及生物礁等岩性、电性、物性特征,为下一步的实际应用打下理论基础。
3.联合叠加速度、CRP道集,对研究区的CRP道集进行了部分叠加的参数试验,并在试验的基础上对研究区的道集进行了部分叠加,为后续的弹性波阻抗联合反演提供了合适的角道集资料。
4.通过研究区的CRP道集计算了研究区的各种地震属性剖面,并通过纵波波阻抗反射率与横波波阻抗反射率的交汇、泊松比与拉梅系数交汇分析对研究区的流体异常区进行了分析预测。
叠前反演1(AVO)
(1) 直射线：
tan X X ,
2d Vt0 这里 : X 偏移距,
d 深度 VRMSt0 , 2
t0 双程时间, VRMS 均方根速度。
(2) 射线参数：
sin
XVINT tVR2MS
,
这里 :VINT 间隔速度,
t 总旅行时
基本的岩石物理概念
• AVO 响应依赖于有孔隙的含油气岩石中的 P波速 度(VP)、 S波速度 (VS) 和密度 () 的特性。
截距/梯度分析
道集
AVO 分析
截距
梯度
综合分析
AVO属性剖面
P波剖面和G波剖面
依据Aki和Richard以及Shuey的结果，在一定的假设条件下即△ ρ 、△ VP 、△ VS分别相对于ρ、VP、VS比较小，且VP/VS=2，于是得到
如果我们把ρVP定义为纵波波阻抗，把△㏑（ ρVP ）定义为纵波的反 射系数；把ρVS定义为横波波阻抗，把△㏑（ ρVS ）定义为横波的反射系 数。那么，在法线入射情况下，代表纵波反射振幅的截距P等于纵波波阻抗 自然对数的一半或纵波反射系数的一半。斜率G等于1/2纵波反射系数与横 波反射系数之差。
2、Shuey近似公式
Shuey公式的物理意义
P为截距，反映垂直入射时的反射振幅， G为梯度，反映振幅随入射角的变化率。
四个单层模型
(a) 、VP、和 都增加
(b) 、 VP 增加、 减小
(c) 、 VP 减小、 增加
(d) 、 VP、和 都减小
四类AVO异常
这是摘自 Castagna et al (1998) 文章里 的图7，更详细地说 明了4类异常的概念
输入为含水饱和度为50% 输出为含水饱和度为50%
地震处理对AVO的影响和原始波形提取技术
不同振幅级别和不 同波形特征等等因素 ， 总是采取
适 中或折 中的 办法 ， 照顾 构 造 特 征 ， 顾 其 它 属 性 ， 兼 忽 略 或 简 化 某 些 前 提 条件 ，经 过 一 系 列 处 理 和流 程 ， 形 形 色色 的野外 采 集 数 据加 工 成 为 有用 的成 把 果 资料 。对 于构 造 勘探 ， 地震 处 理 技 术 已经达 到 了
关键 词： 原始波形 ； 提取 ； 岩性勘探 ； 反射波 ； 地震处理
振 幅随炮检距变 化的地 震资料里包 含岩性信
息 。在平可
１ 现行地 震处 理的 问题
就反 射 波 勘探 而言 ， 行地 震 处理 作为 普 遍适 现 用 的技 术 ， 于 不 同构 造 、 同地 层 、 同岩 性 、 对 不 不 不
油 气 地 球 物 理
岩性 勘 探 的 关 键 问题 是 需 要 可 靠 的 地 震 处 理 成果 资 料和 先 进 的解 释 分 析方 法 ， 震 处 理成 果 资 地 料 表 示岩 性 勘探 的基 础 ， 先进 的解 释 分 析方 法 则 而
反映岩性勘探的能力 。基础与能力同等重要但却主 次有别 ，根据可靠的基础可以做 出正确的推断 ， 而 根据不可靠的基础可能得出荒谬的推断。根据这个
认识 ， 文 研 究 了地 震 处理 技 术 及 处理 过 程 对 反 射 本
吸收衰减和透射损失等因素的校正 尚不普遍 ， 目 而 标地层 的个别性处理为许多 因素的细致补偿 提供 了可能性 ， 尽管简化仍然不可避免 ， 但是 ， 不同程度 的简化会 导致不一样 的结果和结论 。例如 ， 苑春方 等 （ ０ ７） ２ ０ 分析 了地 面 出射 角 对 Ａ Ｏ 的影 响 ， 于 Ｖ 对 速 度 检 波器 ， 这个 影 响 在 表层 较 厚 和 介 质速 度 较 高
AVO技术在松辽盆地北部浅层气藏识别中的应用
到一 套浅 层 信息 的保 幅 、 去噪 、 同相性 改造等 问题得 到 了很 好 的解 决 ， 得 了满 足 叠 前 反 演 的 Ｃ Ｐ道 获 Ｒ
集。 ２ 正演 模型 分析
具 有“ 点” 亮 特征 ， 一少 部分 气层 并不 是“ 点 ” 还有 亮 ， 水层 表现 为“ 亮点 ” 也 就是 假“ 点 ” ， 亮 现象 。 因此 这一 地 区既 表现 出 了成 藏条 件 的 复杂 性 ， 表 现 出 了地 又 震 资料 的复 杂性 。但 目前大 庆油 田浅 层气 地震识 别 技 术还处 于初 级 阶段 ， 主要 是 应用 叠 后 资 料 开展属 性 分析 ， 过 沿 层 振 幅 切 片 和 分 频 切 片 ， 到 发 现 通 达 “ 亮点 ” 目的。但叠后 资 料 的多解 性制 约 了浅层天 的 然气 的勘 探研究 。 文 以敖 南 工 区为例 ， 本 通过 正演模 拟 来 确定 ＡＶＯ 类型 ． 根据 ＡＶｏ 类 型选择 较 为合适 的方法 ． 测浅层 天然 气藏 。 预 １ 浅层地 震资料 处理 气藏地震 识别 ， 低频 成分 至关 重要 因此在地 震 资 料处理 中， 能否 振 幅保 真 处 理 和保 持 地 震 资料 的 频带 宽度 很关键 ， 其保 护地 震资 料 中的 低频 成分 。 尤 大庆 长垣 目前 没 有 针 对浅 层 的 地 震资 料 ． 一般 都是 针对 中深层 采 集 和处 理 的 ， 了得 到一 套 满足 为 浅 层气 藏识 别 的资 料 ， 有 必要 对 既 有 的地 震数 据 就 重新 进行处 理 。 现有 的地 震 资料 主 要 存 在 以下 几 方 面不 足 ： 因 采集 的地 表条 件 复杂 ， 得 不 同地 区资 料 信 噪 比差 使 异较大 ； 同地 区单 炮记 录之 间 、 不 同一单 炮道 与道之 问存在较 大 的能量差 别 ； 浅部 地层 由于 分辨率 过 高 ， 使 气藏 的低 频特 征被破 坏 ； 老剖 面浅 层 切除较 大 ， 浅 层 损失 了较 多有效 信 息 。 针对 浅层 资 料 以上 特 点 ， 围绕 浅层 气 藏保 真处
地球物理学中的地震波与岩石物性
地球物理学中的地震波与岩石物性地球物理学是研究地球内部结构和物理特性的学科，其中地震波与岩石物性是其重要的研究内容之一。
地震波是地震活动中产生的波动，经过地球内部的传播，能够提供地球深部结构的信息。
而岩石物性则是指岩石的物理性质，包括力学性质、电磁性质等，在地震波的传播过程中起着重要的作用。
地震波分为体波和面波两种。
体波是指沿着地球内部传播的波动，包括纵波（P波）和横波（S波）。
P波是一种压缩波，能够在固体、液体和气体中传播，速度较快；S波是一种剪切波，只能在固体中传播，速度稍慢于P波。
面波是指沿着地表传播的波动，包括Rayleigh波和Love波，其传播速度较慢，但振幅较大。
在地震波的传播过程中，岩石物性是决定波速和波形的关键因素之一。
岩石的物理性质受其成分、结构和温度等因素的影响。
不同类型的岩石具有不同的密度、弹性模量和波速等物理性质，这些物性参数将直接影响地震波的传播。
通过测量地震波的传播速度和振幅，可以推断出地下岩石的性质和分布。
岩石的密度是指单位体积岩石的质量，是岩石物性的基本参数之一。
密度的大小与岩石的成分和结构密切相关。
例如，含水岩石的密度较低，而含矿物质较多的岩石的密度较高。
地震波在传播过程中，会受到地下岩石密度变化的影响，从而改变其传播速度和波形。
岩石的弹性模量是指岩石材料在受力时发生变形的抵抗能力，是评定岩石强度和刚度的重要参量。
不同类型的岩石具有不同的弹性模量，例如花岗岩的弹性模量较高，而泥岩的弹性模量较低。
地震波在传播过程中，会受到岩石的弹性模量影响，在高弹性模量的岩石中，地震波传播速度较快，波形较为简单；而在低弹性模量的岩石中，地震波传播速度较慢，波形较为复杂。
此外，岩石还具有导电性、磁性等电磁性质，这些性质在地震波的传播中也具有重要作用。
地震波在岩石中传播过程中，会产生电磁效应，从而改变波速和波形。
测量地震波的电磁性质，可以获得地下岩石的电导率和磁导率等信息，有助于研究地下岩石的物性特征和构造。
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T he an iso t rop y, po ro sity, flu id sa tu ra t ion and effect ive p ressu re a re the sign ifican t facto rs w h ich effect on am p litude va ria t ion w ith offset (AVO ) of seism ic w ave in the m ed ium. B a sed on the w ell know n exp ression s of reflect ivity of p lane w ave and after som e rea sonab le sim p lifi2 ca t ion, the app rox im a te exp ression s of reflect ivity in w eak t ran sversely iso t rop ic m ed ium a re deduced in th is p ap er. W ith the sam e accu racy a s the w ell know n exp ression s, ou r exp ression s a re m o re sim p le (exp licit funct ion of am p litude v s offset o r inciden t ang le) and have defin ite p hy sica l m ean ing. T he p ap er a lso stud ied the effect s of po ro sity, flu id sa tu ra t ion in d ip ha sic m ed ium (w a ter2ga s and o il2ga s) and change of overbu rden p ressu re on reflect ion w ave AVO. Con sidering tha t flu id sa tu ra t ion ha s st rong effect s on den sity of m ed ium , P 2w ave and S2w ave velocity and reflect ion am p litude, w e a t tem p t to exp ress the va ria t ion of reflect ivity w ith d iffer2 en t sa tu ra t ion by an exp licit funct ion of velocity and den sity ( the up da ted exp ression of sa tu ra2 t ion) , w h ich quan t ita t ively exp resses the effect of sa tu ra t ion on velocity, den sity and reflect ivity tha t p eop le qua lita t ively ana lyzed righ t up to now. T he up da ted exp ression of sa tu ra t ion can be su itab le fo r d ifferen t effect ive p ressu re and flu id typ e.
2002 年 12 月
石油地球物理勘探
第 37 卷 第 6 期
地震波 AVO 与地层岩性分析
张广Байду номын сангаасΞ 胡天跃
(北京大学地球物理系)
摘 要
张广娟, 胡天跃. 地震波AVO 与地层岩性分析. 石油地球物理勘探, 2002, 37 (6) : 578～ 584
介质的各向异性、孔隙率、流体饱和度及有效压力等是影响地震波振幅随炮检距变化 (AVO ) 的重要因素。 本文在现有的地震波反射系数表达式基础上, 通过合理的假设, 推导出弱横向各向同性 (T I) 介质中的反射系数 近似表达式, 在不降低精度的同时, 表达式的形式大大简化 (振幅是炮检距或入射角的显函数) , 物理意义明确。 并且研究了双相介质 (水—气、油—气) 孔隙率、流体饱和度和上覆岩层压力变化对反射波AVO 的影响。由于岩 石孔隙流体饱和度对介质密度、纵波和横波速度及反射波振幅影响较大, 本文尝试把饱和度变化对反射系数的 影响表示成关于速度和密度值的显函数 (饱和度修正项) , 从而使长期以来被人们定性分析的饱和度对速度、密 度及反射系数的影响定量化, 对于不同压力、不同孔隙流体情形, 得到的饱和度修正项均适用。
B langy ( 1994) [5 ] 和 寻 浩 等 ( 1997) [7 ] 给 出 了 弱 T I 介质中, P 2P 反射波和 P 2SV 转换波的反射系数 表达式, 结合式 (1)、式 (2) 中各向同性反射系数项 R iPP (Η) 和 R iPS (Η) 的近似表达式, 并假设各种参数的
对 T I 介质地震反射波 AVO 研究已成为用地震资 料进行地层岩性研究的一个重要内容。 P 波 AVO 对纵、横波速度比敏感, 在岩性参数改变而纵、横波 速度比几乎不变的情况下, P 波 AVO 很难反映岩 性变化[2, 3]; 而转换波振幅主要由横波速度和密度 控制, 与纵波速度变化无直接关系, 储层岩石的密度 是岩石孔隙率和流体饱和度等的函数, 所以转换波 AVO 在估计地下岩石结构、孔隙率和流体饱和度等 重要岩性参数方面有潜在价值。 近年来随着勘探技 术的不断进步, 陆上和海上多分量地震数据已经逐 步应用于科研和生产领域, 分析多分量地震数据中 的转换波 AVO 特性已成为可能[4]。 本文在 B langy ( 1994) [5 ]、B an ik (1987) [6 ]、寻浩等 (1997) [7 ] 给出的 地震波反射系数表达式基础上, 通过合理的简化, 得 到弱 T I 介质中的形式较简单且物理意义明确的 P2 P 反射波、P 2SV 转换波反射系数近似表达式, 并且 在W u (2000) [8]用转换波 AVO 的方法估计砂岩气 饱和度的基础上, 着重研究了双相介质 (水—气、油 —气) 孔隙率、流体饱和度和上覆层压力变化对转换 波AVO 的影响。
R iPS (Η) = E sinΗ+ F sin3Η
(2) 相对变化率都很小, 推导出弱 T I 介质中 P 2P 波和
其中
P 2SV 波的反射系数 R PP (Η) 和 R PS (Η) 的表达式
前, AVO 分析中出现陷阱的可能原因之一是忽略了 介质各向异性的影响, 同时又没有有效地利用转换 波携带的有关地层岩石性质的信息[1]。 岩石的各向 异性使得各向同性介质中地震波AVO 理论的适用 范 围 受 到 一 定 的 限 制, 相 对 而 言, 横 向 各 向 同 性 (T I) 介质模型能较好地描述地下大多数岩石, 因此
B = (1 2) (∃V P V P) - 4Γ2∃V S V S - 2Γ2∃Θ Θ C = (1 2) (∃V P V P ) E = - 2Γ∃V S V S - (Γ + 1 2) ∃ Θ Θ F = Γ[ (1 2 + 3Γ 4) ∃ Θ Θ+ (1 + 2Γ) ∃V S V S ]
(3) 且
透射波振幅关系式, 它是地震波 AVO 模型计算的
理论基础, 由于其精确公式非常复杂, 没有解析解,
难以直接用于分析实际地层的岩石物性参数, 因此
有 必 要 对 公 式 进 行 合 理 简 化。A k i 和 R icha rd s
(1980) [10] 给出了各向同性介 质 中 的 Zoepp ritz 方
T I 介质 P 波入射时的反射系数
VS VP= Γ V P = (V P1 + V P2) 2 ∃V P = V P2 - V P1 V S = (V S1 + V S2) 2 ∃V S = V S2 - V S1 Θ= (Θ1 + Θ2) 2 ∃ Θ= Θ2 - Θ1
Η= (Η1 + Η2) 2 以上公式中: V P1, V P2, V S1, V S2, Θ1, Θ2, Η1, Η2 分别是 上、下层岩石的 P 波、P2SV 波速度、密度、入射角 (下标 1、2 分别指上、下层岩石的物理量标号)。这里 假设 各 种 参 数 的 相 对 变 化 率 ( ∃V P V P, ∃V S V S, ∃Θ Θ) 都很小, P 波入射角和透射角的平均角度小于 临界角或 90°。对于大多数反射地震勘探来说, 这些 假设都是合理的。
程, 并得到了 P 波入射时的反射 P 波与 P 2SV 转换波
的振幅 R iPP (Η) 与 R iPS (Η) 在 Η角较小时的近似表达式
R iPP (Η) = A + B sin2Η+ C sin4Η
(1)
式中: ΕP 是 qP 波 (准 P 波) 水平速度与垂直速度的 比值, 称为 qP 波各向异性参数; Χ是 SH 波各向异 性参数; ∆ 则是描述 qP 波各向异性和 qSV 波 (准 SV 波) 各向异性影响 T I 介质特性的相对程度[11]; V P (Η)、V SH (Η) 分别是不同入射角 Η对应的纵、横波 速度。
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第 37 卷 第 6 期 张广娟等: 地震波AVO 与地层岩性分析