AVO地震反演中文培训
AVO三参数反演方法研究的开题报告
AVO三参数反演方法研究的开题报告一、选题背景AVO是地震勘探中普遍应用的一种方法，通过地震波在不同介质中的传播特性，解析出地下岩石的物理参数，如P波波速、S波波速、密度等。
AVO三参数反演方法是一种常用的地震数据处理方法，其基本思想是利用Pre-Stack数据拟合一组经验性的反射系数数据，然后通过采用岩石物理模型，以反射系数为约束条件，反演出地震数据中的P波波速、S波波速和密度等三个参数。
该方法在油气勘探中具有广泛的应用。
近年来，通过将AVO与机器学习方法结合，也取得了一些类似于深度学习的成果。
二、研究目的AVO三参数反演方法在油气勘探业中应用广泛，但是目前该方法在处理复杂地质条件下的数据时存在一些困难，比如储层非均质、有掩埋、开发程度较高等情况。
因此，本研究旨在通过对AVO三参数反演方法的研究和改进，提高该方法在复杂地质环境下的适用性和可靠性。
三、研究内容1. AVO三参数反演方法的理论分析AVO三参数反演方法基于真实物理模型，其反演结果具有理论基础。
因此，在研究该方法的应用范围和深层次分析的基础上，将对其理论基础进行系统梳理和分析。
2. AVO三参数反演方法在储层评价中的应用通过对储层进行分类，对比分析AVO三参数反演方法在不同类别的储层中的应用效果，以科学合理的理论研究和实验数据论证为基础，找到更为实用的应用方法。
3. AVO三参数反演方法与机器学习的融合通过将机器学习方法结合到AVO三参数反演方法中，探索解决本研究中所遇到的困难的可能性和现实应用前景。
四、研究意义1. 增加在复杂地质环境下的数据处理的稳定性和可靠性；2. 帮助油气勘探人员深入理解AVO三参数反演方法的机理及应用范围，优化实践中的应用效果；3. 为寻求优化AVO三参数反演方法的发展思路，为区域油气勘探开发提供理论支持；4. 实验结果旨在促进油气勘探领域的科学研究、数据分析和技术演进。
AVO叠前地震反演
什么是地震反演？
地震反演：是利用地标观测的地震资料，和已知地质规律 和专精测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质 进行成像（求解）的过程，广义的地震反演包含了地震处 理解释的整个内容。
波阻抗反演：是指利用地震资料反演地层波阻抗(或速度) 的地震特殊处理解释技术。波阻抗与地震资料是因果关系， 具有明确的物理意义，是储层岩性预测、油藏特征描述的 确定性方法。
什么是叠前地震反演？
叠前反演技术是油气勘探领域中的一项新技术，它 利用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。
叠前地震反演分类
叠前地震反演可分为： 1.基于波动方程的全波形反演
所以在入射角小于30°时，Shuey公式可以进一步近似为：
Aki-Richards近似式与Shuey近似式都是由Zeoppritz方程 简化而来，在反演过程中其精度也不同，在入射角较小， 目的层埋深较深时，两方程的精度都较高。但是Shuey近 似使用的前提假设是Vp/Vs=2，所以在使用时，要根据项 目反演方法的特点，在基本上保证精度的情况下，选用合 适的公式作为反演过程中求取反射系数的基础公式。
AVO分类
I类：阻抗值高于上覆地层的高阻抗含气砂岩。法线入 射有较高的正反射系数，随偏移距增加，反射系数变 小、变负值、变正值，当偏移距足够大时，又变成大 的正反射系数。所以随偏移距的增加振幅的极性有变 化。一般不易观测到远偏移距的强振幅，只看到振幅 随偏移距增加而减少的现象，看不到极性反转，可识 别(高压实成熟砂岩—深层—暗点) 。 II类：阻抗值与上覆地层接近，接近零反射系数含气砂 岩，有正、有负,一般淹没在噪声中。一般不易观测到 远偏移距的强振幅，所以这类AVO不易识别(中等压实 —中层—极性反转) 。
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讲稿_王九栓
AVO技术简介东方地球物理公司研究院资料处理中心2003年9月2日报告人：王九拴目录一、AVO的原理和方法1、岩石物性2、AVO的原理3、AVO的分类二、应用实例1、概况2、资料处理3、储层预测地震振幅反射系数速度密度弹性常数弹性模量岩石结构孔流体隙AVO—Amplitude Versus Offset一、识别振幅异常类型二、异常振幅解释方法与目的目录一、AVO的原理和方法1、岩石物性2、AVO的原理3、AVO的分类二、应用实例1、概况2、资料处理3、储层预测•1、地下岩石为弹性体。
•2、应力与应变关系服从虎克定率。
•3、弹性常数是岩性与地震联系的纽带。
应力与应变关系岩石构成纵横波速度与弹性模量关系密度与孔隙度关系泊松比与纵横波速度比关系目录一、AVO的原理和方法1、岩石物性2、AVO的原理3、AVO的分类二、应用实例1、概况2、资料处理3、储层预测反射与透射模型正常反射与透射系数反射系数方程入射纵波Zoeppritz方程Zoeppritz方程近似表达式Shuey 方程的进一步简化)(sin )(2θθG P RC +=P 为截距，反映垂直入射时的反射振幅，G 为梯度，反映振幅随偏移距的变化率。
目录一、AVO的原理和方法1、岩石物性2、AVO的原理3、AVO的分类二、应用实例1、概况2、资料处理3、储层预测振幅异常分类AVO分类AVO与振幅异常分类AVO异常的剖面特征AVO异常（3）--亮点振幅随偏移距增大AVO异常（2）振幅随偏移距增大AVO异常（1）--暗点振幅随偏移距减小目录一、AVO的原理和方法1、岩石物性2、AVO的原理3、AVO的分类二、应用实例1、概况2、资料处理3、储层预测目录一、概况二、资料处理1、原始资料分析2、关键技术及效果三、储层预测1、资料分析2、关键技术及原理3、预测效果1、常规处理要求道集上具有较为明显的目的层反射振幅特征，叠加剖面具有45HZ 以上的视主频，信噪比大于4。
AVO地震参数反演方法概述
叠前AVO地震反演方法概述(刘文劼 095211068)AVO是一项利用振幅随偏移距变化特征分析和识别岩性及油气藏的地震勘探技术。
理论分析表明:振幅系数随入射角变化与分界面两侧岩石的弹性参数有关，它是通过非常复杂的非线性关系与介质的密度p1和p2、纵波速度a1和a2、横波速度b1和b2及入射角联系起来。
振幅系数随入射角变化本身隐含了岩性参数的信息，利用AVO关系可以直接反演岩石的密度p、纵波速度a和横波速度b，定量进行地震油藏描述。
波阻抗反演是零炮检距数据模型反演，那么AVO分析就是非零炮检距数据反演。
由于通过叠加得到零炮检距剖面，一方面丢失与炮检距有关的信息，另一方面叠加道又不是真正的零炮检距道，致使反演结果的稳定性以及它的应用均受到了一定程度的制约，AVO分析是在具有不同炮检距道集上进行分析，充分应用了叠前各种信息。
因此，它有相对好的应用前景。
目前叠前AVO反演方法主要有以下几种：(1)基于Powell算法的AVO非线性反演采用朱向阳和熊有伦提出的改进的Powell共扼方向算法,以Aki-Richard近似式为基础, 充分利用叠前地震数据丰富的振幅和旅行时信息,模拟平面波在层状弹性半空间传播时形成的地面反射记录,并使其与实际数据间的差异最小,从而获得地层的密度、纵波速度和横波速度分布。
(2)基于贝叶斯理论的AVO非线性反演基于贝叶斯理论, 结合似然函数与先验地质信息反演纵横波阻抗及密度。
先验模型参数的分布采用的是Huber分布。
Huber分布对于小的模型参数值进行一致性加权, 对于大的模型参数值采用拉普拉斯分布产生的权函数进行加权, 使之更能准确地反映模型参数的分布规律。
(3)点约束稀疏脉冲叠前反演基于贝叶斯参数估计的理论,假设似然函数服从高斯分布,待反演的参数服从改进的Cauchy分布,从而得到稀疏的反射稀疏序列,然后用已知点的纵波阻抗、横波阻抗和密度对反演结果进行点约束,从而使反演的结果更加准确可靠。
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 。
基于叠前深度偏移的avo反演及解释
基于叠前深度偏移的avo反演及解释近年来，由于气象观测数据和地震影像学建模技术的发展，地震反演技术取得了巨大进展。
AVO（属性体积反演）是地震反演技术中的一种重要方法。
AVO技术可用于发现属性体积的结构和流体属性，从而对油气藏的探寻过程产生重要影响。
然而，由于大量地震模拟数据的产生，AVO技术终于可以运用在现实的油气勘探过程中。
AVO反演是指从物理模型的角度通过计算地震模拟数据来反演特征属性体积的技术，主要目的是通过测量棱镜结构、孔隙度和介电性等属性体积来发现油气源层。
AVO反演具有较高的精度，能够有效提高油气藏的定位精度。
但是，在AVO反演过程中，由于深度的不确定性，很难有效地判断深度的影响，而且如何考虑深度变化对反演结果的影响也成为一个重要的问题。
为了解决这一问题，科学家基于叠前深度偏移（Pre-Stack Depth Migration，PSDM）技术，提出了一种新的AVO反演方法。
该方法使用PSDM技术，将原始AVO曲线中的深度不确定性和深度变化分解出来，从而有效地考虑了深度因素对反演结果的影响。
首先，该方法使用PSDM技术，将AVO数据中的深度不确定性和深度变化分离出来。
然后，对叠前深度偏移的AVO数据进行反演，以改善反演结果的精确性及可靠性。
最后，基于解释数据的深度变化，对AVO反演结果进行解释，以确定油气源层的位置。
该方法也可以用于更加准确地解释深度方面的单一或复杂地质问题。
例如，对于水淹源的地区，该方法可以有效地解决深度影响的问题，以更准确地解释地质结构。
此外，基于叠前深度偏移的AVO反演技术还能有效地将各类地球物理技术，如S-型重力结构或回归方程，应用到AVO反演中，从而更加精确地分析和解释油气源层。
综上所述，使用基于叠前深度偏移的AVO反演技术，可以有效地分解出深度不确定性和深度变化，有效改善AVO反演结果的精确性及可靠性。
通过其他地球物理技术和解释方法，可以更加准确地探测油气藏。
叠前地震数据储层AVO参数反演及应用研究
叠前地震数据储层AVO参数反演及应用研究地震反射波振幅随炮检距变化(简称AVO技术)是最近几十年发展起来的一项新的直接寻找油气的地震勘探技术。
其基本原理是反射系数随入射角度的变化而变化，即反射系数是入射角度的函数，理论基础是Zoeppritz方程及其近似式。
AVO参数反演可以分为单波AVO和多波AVO反演。
单波AVO反演主要是利用单一的纵波反射波或纵波转换波进行参数反演；而多波AVO主要是指结合pp波、p-sv波或其他类型的波来进行联合参数反演。
在实际反演过程中，主要步骤是进行AVO正演模拟并利用测井资料作为约束条件，对实际AVO角度道集进行约束反演，定量提取岩石物性参数，进而直接预测油气。
本文是在AVO正演模拟的基础上，利用测井资料约束进行单波AVO反演，来提取实际资料对应的泊松比剖面。
本文首先阐述了AVO反演的地球物理基础，其中包括完全形式的Zoeppritz 方程及其简化形式，并对各种简化形式的特点及其使用条件进行了说明。
然后阐述了三类含油气岩石的AVO特性，并利用Zoeppritz近似方程来计算反射系数，进而合成AVO正演地震记录。
接着介绍了本文进行AVO反演的算法混沌模拟退火的基本原理及其特点和应用效果。
最后利用混沌模拟退火算法，结合AVO正演模拟、将CDP道集转换成角度道集并从中提取子波进行了模拟地震数据和实际地震资料的反演。
从反演的效果来看，利用上述算法进行反演的速度较快而且效果较好，说明该方法是有效可行的。
地震叠前反演AVO原理
VoxelGeo
2
Reflection at the interface:
P S
Vp1; Vs1; r1 Vp2; Vs2; r2
ＳＴ
ＰＴ
3
Zoeppritz Equations in matrix form
`PP `PS Q `P`P `P` S
SP ` SS ` S`P ` S` S `
叠前反演技术介绍
叠前AVO技术
AVO是一种通过分析CDP道集中反射系数随入射角 (炮检距)而变化来研究地下岩性的地震方法。
借助于Zoeppritz方程或近似式，对CDP道集反射 振幅的变化作最小平方拟合，直到理论与观测值很好 的拟合为止。最终可以导出泊松比、拉梅常数、体积
模量、切变模量和杨氏模量等弹性参数，进而进行岩
4
O and R are the matrices:
sin 1 cos 1 sin 2 cos 2 cos1 sin 1 cos 2 sin 2 o 2 r1Vs1 sin 1 cos1 r1VS1 (1 2 sin 2 1 ) 2 r 2Vs 2 sin 2 cos 2 r 2VS 2 (1 2 sin 2 2 ) 2 r V (1 2 sin 2 ) r1VS1 sin 21 r 2V p 2 (1 2 sin 2 ) r 2VS 2 sin 2 2 1 1 p1
5
Notice that:
1 2 1 2
= Angle of incidence – P-wave = Angle of transmission – P-wave
= Angle of incidence – S-wave
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%
叠前地震资料ava变参数反演方法
叠前地震资料ava变参数反演方法地震勘探是寻找和研究地下构造和资源分布的重要手段。
地震勘探是通过将地震波引入地下来探测地层结构和岩性，从而对地下结构进行判读的一种方法。
在井下开展的地震勘探主要包括叠前地震勘探和叠后地震勘探。
本文将主要介绍叠前地震资料AVA变参数反演方法。
AVA变参数反演方法是一种利用剩余好展、反射系数等地震资料变化特征来获得地层岩性、厚度和孔隙率等地质信息的方法。
区别于常规的反演方法，大多涉及单一参数反演，价格不菲，限制操作灵活，Ava变参数法不一样，因为它不受岩石密度对地震波速度差异的影响，因此更受到工业界和学术界的青睐。
AVA变参数反演方法可以通过分析地震波从地下不同岩石层中反射或折射时的振动特征，重新构造地下岩层的厚度，速度差异、泊松比、密度等参数。
该方法可以分析地震资料中剩余好展特征，利用该特征反演地下岩层的孔隙度，岩石弹性模量等参数，获得地质信息。
AVA变参数反演方法的主要应用领域是水生环境、城市建筑、地下煤矿采矿、石油勘探等行业。
在石油工业领域，AVA变参数反演方法已经得到广泛应用。
它不仅可以指导石油勘探的工作，还可以评估油藏基本属性，指导钻井、采油及开发工作，使整个石油生产链更加合理有效。
然而，AVA变参数反演方法有着自身的限制因素。
首先，这种方法依赖于早期获取的地震资料，并且只能捕捉该时刻的振动情况，无法获取后续的振动情况。
相对于叠后地震资料的面临的问题，叠前资料的解释质量也存在一定的不确定性。
其次，折射和反射产生的振幅变化不仅与地下层的特性有关，还受到地震波的入射角度和透过介质时的散射机制的影响，所以反演过程具有一定的误差。
总的来说，AVA变参数反演方法是一种越来越受欢迎的地球物理学方法，对于解释地球深部结构，地质构造，石油勘探等领域具有很大的应用价值。
同时，我们也需要看到该方法存在的缺点，只有在科研人员逐步改进该方法优化其精度的基础前提下，才能产生更好的应用效果。
AVO叠前反演
2VS 2VP1 1VS21
cos2
2VS 2 1VP1
sin
sin1 cos1
sin 21
cos
21
cos1 sin 1
VP1 VS1
cos
21
VS1 VP1
sin
21
sin2
cos2
2VS22VP1 1VS21VP 2
sin
2
2VP 2 1VP1
cos
21
cos2
sin2
Wyllie密度方程 (1956)： m 1 w Sw hc 1 Sw
Wood方程(1930)： 1 So Sg Sw
K f Ko Kg Kw
VRH公式(1965)：1 n i M R M i1 i
n
MV iMi
AVO叠前反演
主讲：李建国 指导：李庆春 教授
提纲
引言 AVO技术的基本分析方法 PP波AVO叠前反演 PSV波AVO叠前反演 AVO叠前联合反演 小结
AVO的基本含义
1.AVO是一项利用振幅随炮检距变化特征分析识别岩性和 油气藏的地震勘探技术。 2.AVO——振幅随炮检距变化的缩写
Amplitude Variation with Offset Amplitude Versus Offset 3.AVA——振幅随入射角变化的缩写 Amplitude Variation with incident Angle 4.若用炮检距和反射深度来等价的表示地震波的入射角， AVO和AVA是等价的概念。
AVO技术研究现状及前沿
随着地震勘探从二维发展到三维，从叠后发展到叠前，从纵波勘探发展 到多波多分量勘探，AVO技术也在不断发展和创新，当前研究工作的重点将 主要体现在：
基于叠前深度偏移的avo反演及解释
基于叠前深度偏移的avo反演及解释
Avo反演及解释是一种基于叠前深度偏移的测井解释方法，可以通过分析叠前深度偏移和时间偏移信号，确定油气层物性信息，从而对油气层对测井信号的影响，识别和解释油气层特征。
一、AVO反演的基本原理
AVO反演的基本原理是：在叠前深度偏移技术的基础上，利用白噪声加权技术，增强尾线薄湾的可视性，通过采集叠前深度偏移和尾线薄湾的变化，以及尾线薄湾时间偏移的大小，根据inverted-reverse method反演技术得出油气层和烃气性质的变化，推导出瓦斯和油气层层厚信息，从而确定油气层特征。
二、AVO反演具体流程
1.加权优化：通过调节时间help move功能，提高峰谷细节，增强尾线薄湾信号；
2.识别湾脉变化：通过采用inverted-reverse method技术，识别湾脉变化；
3.提取湾脉信号：采集叠前深度偏移和尾线薄湾的变化，提取湾脉信
号；
4.提取AVO反演参数：根据识别到的湾脉信号及其时间偏移，提取AVO反演参数；
5.确定油气层特征：根据提取的AVO反演参数，确定油气层厚度，瓦斯压力，孔隙度等油气层特征信息。
三、AVO反演的优势
1.简便实用：相比其他较为复杂的测井解释技术，AVO反演技术只需要几步就可以完成反演工作，操作简单方便；
2.优质信息：AVO反演不仅可以反演油气层的厚度，还可以得到瓦斯压力和孔隙度等物性信息，可以为后续的钻井和开发行业提供更加详细、优质的油气层信息；
3.应用更多：AVO反演适用于任何含有大量相同物性的层位，如碳酸盐岩等，可以在各种不同油气藏和各种不同的沉积环境中得到准确的油气物性参数。
基于叠前深度偏移的avo反演及解释
基于叠前深度偏移的avo反演及解释
最近，自然界中的地震活动越来越多，表示我们必须加强对地震活动的监测和分析，从而及时发现危险情况并采取积极措施，降低灾害。
地震反演是地震学研究和应用中一个重要的技术课题，是由观测到的地震记录信号推出发震源和结构的方式，可以建立地质模型，帮助更好地理解地质结构，有助于预测地震活动。
本文重点讨论基于叠前深度偏移的AVO反演及其解释。
首先，讨论叠前深度偏移。
叠前深度偏移是利用地震测深仪及其传感器所测量的地震数据，利用叠前处理技术，来进行深度偏移的技术。
叠前处理的技术可以帮助我们分析出空间上的地质变化，从而更好地探查地质结构，识别发震源的位置。
接下来，讨论AVO反演。
AVO反演就是基于AVO（amplitude versus offset）理论的地震反演技术，它结合了叠前处理法和叠后处理法，利用接收几何的物理机制，将接收信号和发射信号进行叠加和叠后处理，从而得出反射系数，并由此建立地质模型，推导发震源和走向。
最后，讨论基于AVO反演及解释。
基于AVO反演及解释，利用叠前深度偏移法确定地质结构特征，利用AVO反演得出反射系数，利用反射系数建立邻近的地质模型。
有了地质模型，通过对比不同的模型参数及其对应的反射系数，就可以对地质模型进行解释，找出地震活动的发震源和走向，从而实现精细地震反演。
本文介绍了基于叠前深度偏移的AVO反演及其解释。
叠前处理可以帮助我们分析出地质变化，AVO反演可以推出发震源和结构，而基
于AVO反演及解释可以找出地震活动的发震源和走向，实现精细地震反演。
本文的研究可以为我们更好的预测和防治地震灾害提供更好的技术支持。
AVO地震反演中文培训
构造解释
可能首先关注630 ms -640 ms 有意义的地震同相轴 ,已经拾取和解释的H1。1970年以前地震解 释员只关心构造,可能在CDP330位置定一口井.
6
气井位置
在这个例子中，她是正确的！在这个位置打到了成功的气井。以上显示的是声波测井曲线，时 深转换后显示在地震剖面上。 气藏的顶底如图中的黑线显示。
3500
3000
2500
2000
1500
1000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Oil
Gas Water Saturation
33
Biot - Gassmann 方程
体平均方程应用于气藏，结果是不准确的。Gassmann (1951) 和 Biot (1956) 提出 了流体饱和状态岩石中更为完整的波传播理论，即利用饱和状态的体模量和剪切模 量替换以上通常的方程以求取P波和S波速度：
如下图所示,突出的区域对应于气砂(粉红)顶部,气砂底 部(黄色)和气砂层之下的硬条纹(蓝色).
17
AVO 反演
将AVO反演和AVO分析结合 起来进行分析是一个非常重 要的识别油气藏的手段
Far Inversion
Near Inversion
18
AVO方法总结
输入NMO动校正后的道集
正演
处理分析
反演
只改变形状
改变形状和体积
25
P波和S波速度
这就导致有两种不同类型的速度: P波（压缩波）粒子运动方向和波传输方向一样 S波（剪切波）粒子运动方向和波传输方向成90度角
P-waves
S-waves
26
用 和 表示的速度方程
(第五讲)地震AVO技术
【思考题】
2. AVO技术在石油地震勘探中有哪些应用？
(1) 判别真假亮点识别 (2) 弹性参数的估求：纵横波速度。 (3) 分辨岩性
第三十五页，编辑于星期三：四点 四分。
第二十八页，编辑于星期三：四点 四分。
(2)弹性参数的估求（续）
• 其基本原理是根据解释结果设计模型，应用某 一正演方法 计算该模型上包含炮检距因素的合 成记录道集或剖面，分别定量提取合成记录上 及实际记录 上振幅随炮检距变化量并进行比较， 修改模型参数反复进行计算、比较，直至达到 数据拟合 精度为止，此时的模型参数即为要求 的弹性参数。一种比较简单而常用的方法是利 用Shuey 近似式进行计算、比较。
AVO技术，就是利用CDP道集资料，分析反射波振幅随炮 检距(也即入射角)的变化规律， 估算界面的弹性参数、分辨 岩性及孔隙充填物，进一步推断地层的岩性和含油气情况， 直接 寻找有用矿藏的一种方法。
第三页，编辑于星期三：四点 四分。
一、 基本思想
AVO技术的理论基础是Zeoppritz方程及其简化 的公式
具有振幅随炮检距增加 而明显增强的特征
具有振幅随炮检距 增加而明显增强的
特征
C位置 处的振幅随炮检距 的增加而减少，表明C附
近无气
第二十七页，编辑于星期三：四点 四分。
(2)弹性参数的估求
• 采用正演模拟和广义反演求解技术，由 AVO资料中估求出弹性参数(主要是泊松 比或纵横波速 度比)是AVO资料解释的重 要内容。
第二十四页，编辑于星期三：四点 四分。
振幅强
振幅强
振幅强
振幅弱
振幅强
振幅强
振幅强 振幅强
第二十五页，编辑于星期三：四点 四分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
波动方程法
Zoeppritz
部分叠加
截距、梯度属性 交绘图
弹性阻抗
LMR 联合反演
19
结论
• 地震解释通过多年的演化，已经从精确的构造解释到 “亮点” 识别，到利用AVO直 接进行碳氢检测；
• 本课程将对前述简短介绍中展现的思想进行详细描述； • 接下来将开始更仔细地讨论岩石物理的原理； • 然后讲解AVO正演； • 最后看在实际地震数据上如何进行AVO分析； • 每个章节,我们都先学习理论然后学习实际操作。
28
泊松比
观察VP与 VS 的比值通常是用泊松比的方法, 泊松比定义为:
2 ，可以通过泊松比 反求出VP与 VS 的比值:
2 2 2 1
29
泊松比与 VP/VS 比值
Vp/Vs vs Poisson's Ratio
Poisson's Ratio
where: ρ density,
porosity,
Sw water saturation, sat,m,hc, w saturated,matrix, hydrocarbon, water subscripts.
下图进行解释.
23
密度
含气情况衰减快
Density
Density vs Water Saturation - Porosity = 33% Densities: Oil = 0.8 Gas = 0.001
2.2
2.1
2
1.9
1.8
1.7 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Oil
Gas Water Saturation
24
P波和S波速度
不象密度，地震速度包含了作为时间函数的岩石变形。如下图所示，岩石体可以被 压缩，改变它的体积和形状，或被剪切只改变形状而不改变它的体积。
INSITU
BRINE
OIL
GAS
正演油气藏顶 底振幅.
15
AVO 属性
Intercept: A
利用AVO属性分析大 数据体的地震数据, 寻找烃类异常区域。
Gradient: B
16
属性的交绘图
Gradient (B)
Intercept (A)
AVO分析方法之一是将零偏移距的反射系数(A)和梯度 (B)进行交绘,如左图显示.
如下图所示,突出的区域对应于气砂(粉红)顶部,气砂底 部(黄色)和气砂层之下的硬条纹(蓝色).
17
AVO 反演
将AVO反演和AVO分析结合 起来进行分析是一个非常重 要的识别油气藏的手段
Far Inversion
Near Inversion
18
AVO方法总结
输入NMO动校正后的道集
正演
处理分析
反演
Synthetic Offset Stack
根据AVO理论和油藏的岩石物理,我们可以计算AVO正演模型，如上图所示。注意到正演的模型 与偏移距道集相当吻合。还注意到泊松比是 Vp/Vs 的函数，后面的章节讨论。
14
Biot-Gassmann 方程
岩石物理研究开发了一些方法使得我们可以对不同流体饱和度正演出测井曲线。在我们 的软件包中这个过程称为 FRM： 流体替换建模。（无横波怎么办？） 然后对不同的流体情况创建合成道集并判断该油气藏是否适宜于做AVO分析。
VP _ sat
Ksat
4 3
sat
sat
注意 sat是由前面讨论的体平均方程式计算的
VS _ sat
sat sat
34
Biot-Gassmann 方程
要理解Biot-Gassmann 方程，我们要更新前面的图表，增加“饱和状态岩石”概念 (包含现场的流体) 和 “干岩石” 概念(流体被排干)
20
岩石物理 & 流体替换正演
SAMPLE IMAGE
岩石物理基础
AVO响应受孔隙型储层的纵波速度、横波速度及密度的影响，如下所示，这涉及 到基质、孔隙、及孔隙中的流体的性质。
基质Rock Matrix
孔隙流体Pores / Fluid
22
密度
对密度的影响因素可用以下方程来描述:
ρsat ρm(1 ) ρwSw ρhc(1 Sw )
3500
3000
2500
2000
1500
1000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Oil
Gas Water Saturation
33
Biot - Gassmann 方程
体平均方程应用于气藏，结果是不准确的。Gassmann (1951) 和 Biot (1956) 提出 了流体饱和状态岩石中更为完整的波传播理论，即利用饱和状态的体模量和剪切模 量替换以上通常的方程以求取P波和S波速度：
31
孔状岩石的速度
速度的影响因素可以通过体平均方程来描述:
tsat tm(1) twSw thc(1 Sw )
where t 1/V
但以上方程对含气状态不适合，需要求解新的速度方程。
32
利用体平均方程的速度与饱和度的关系
Velocity (m/sec)
Velocity vs Sw with Volume Avg. Eq. Por = 33% , Voil = 1300 m/s, Vgas = 300 m/s
练习1：The Colony Gas Sand – 横波估算及流体替换---------------- 58 理论：AVO 理论 & 建模----------------------------------------------------103
练习2：The Colony Gas Sand – 合成记录及AVO建模-----------------123 理论：地震数据的AVO属性分析----------------------------------------------146
ρ = 0.23 V 0.25
因此在浅层气砂岩应该有大的反 射或 “亮点”出现。
浅层泥岩和气砂岩的速度差别.
10
AVO 方法
不幸的是, “亮点” 的出 现除了有气砂岩外，也可 能是由于岩性的变化引起 的。这就使的80年代的地 球物理开始使用叠前数据 进行研究。对于某些类型 的气砂岩(第三种类型)， 随偏移距的增加振幅变大。 首先是由 Ostrander 预 测的。(其论文为Planewave reflection coefficients for gas sands at nonnormal angles-of-incidence： Geophysics, 1984)。
干岩框架或 骨架(孔隙间 是空的)
饱和状态岩石 (孔隙中充满 流体)
岩石基质
孔状和流体
35
Biot-Gassmann – 剪切模量《1》
在Hampson-Russell AVO 软件包中，Biot-Gassmann 分析是通过 FRM (流体替 换建模) 来完成的。首先看一些原理，然后考虑实际使用FRM选项时需要考虑的一 些问题。 在Biot-Gassmann 方程中，如果孔隙度不变，那么饱和度变化时剪切模量不改变:
12
为何横波速度很重要?
梯度与密度和横波速度有关。左 图解释了为何横波速度有影响， 图中显示了纵波和横波速度与油 藏中的气饱和度的函数关系，注 意到纵波速度剧烈的变小，但横 波速度只是缓慢地增加 (原因?). 后面的章节将进行全面的讨论。
13
AVO 建模
P-wave Density
S-wave
Poisson’s ratio
只改变形状
改变形状和体积
25
P波和S波速度
这就导致有两种不同类型的速度: P波（压缩波）粒子运动方向和波传输方向一样 S波（剪切波）粒子运动方向和波传输方向成90度角
P-waves
S-waves
26
用 和 表示的速度方程
P波和S波速度最简单的方程是从非孔状、各向同性的岩石中求得。这个就是 用拉梅系数表示的方程:
地震反射
地震子波
要理解“亮点”，先看零偏移距的反射系数的定义，如以上图所示R0，对应的是地震的波峰。
注意到它与密度ρ和速度V的乘积有关，这个乘积称为声阻抗。
9
右边的数据取之于Gardner et al. (Formation velocity and density - The diagnostic basics for stratigraphic traps: Geophysics, 1974) 显示在浅层 泥岩和砂岩存在很大的速度差别。 论文还证实速度和密度的关系大 约可以用以下公式表示
11
什么造成AVO 响应?
地表
Zoeppritz
3 2 1
1 VP1 VS1 2 VP2 VS2
反射层
如上图所示，道集中的不同地震道来自于不同的入射角q地震信号，反射系数作为角度的函数是 对零偏移距反射系数增加了第二项：
R( ) R0 B sin2
B 是梯度,是它产生了 AVO 响应. 它与密度, P波速度VP, 以及横波速度VS 有关.
2
第二部分 – 内容
理论：AVO 反演 - 弹性阻抗反演 理论：AVO 反演 - Lambda-Mu-Rho反演 理论：AVO 反演 - 联合(同时)反演
练习1：The Colony Gas Sand – 联合反演 练习2：Gulf Coast Exercise 1 练习3：Gulf Coast Exercise 2 理论：AFI：AVO不确定性分析 理论：总结
7
“亮点”
但是这是一次幸运的猜测，单独的构造不能显示气藏的存在。70年代的地球物理师们确定井的 位置是依据地震剖面上可以看见“亮点”, 如图所示.