【CN110161562A】倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法及系统【专利】
基于贝叶斯理论和HTI介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法
许凯．基于贝叶斯理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法[J．石油物探,２０２３６２３５０７㊀Ｇ５１６X U K a i ．A n I n v e r s i o nm e t h o do f f r a c t u r ew e a k n e s s p a r a m e t e r sb a s e do nB a y e s i a n t h e o r y a n da z i m u t h a l s e i s m i ca m pl i t u d e Ｇd i f f e r Ｇe n c e i nH T Im e d i a [J ]．G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g fo rP e t r o l e u m ,２０２３,６２(３):５０７㊀Ｇ５１６收稿日期:２０２３Ｇ０１Ｇ０８.作者简介:许凯(１９８８ ),男,硕士,高级工程师,主要从事地震储层预测与非常规地球物理一体化研究工作.E m a i l :x u k a i ．s w t y ＠s i n o p e c ．c o m 基金项目:国家自然科学基金企业创新发展联合基金项目(U １９B ６００３)和中国石化十条龙课题(P ２１０７８Ｇ４)共同资助.T h i s r e s e a r c h i s f i n a n c i a l l y s u p p o r t e db y t h eN a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (G r a n tN o ．U １９B ６００３)a n d t h eS i n o p e cK e y R e s e a r c h P r o j e c t (G r a n tN o ．P ２１０７８Ｇ４)．基于贝叶斯理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法许㊀凯(中石化石油物探技术研究院有限公司,江苏南京２１１１０３)摘要:在各向同性背景地层中发育有垂直裂缝的地层,其可以表征为具有水平对称轴的横向各向同性介质(H T I 介质),而裂缝弱度参数可用来表征岩石裂缝密度和识别流体.为了提升基于H T I 介质裂缝弱度参数反演的稳定性和准确性,提出了一种稳定㊁可靠的储层裂缝弱度参数反演方法.该方法以褶积模型和H T I 介质反射系数近似公式为基础,通过不同方位地震数据相减的方式,求取地震振幅差异,以减少待反演模型参数的数量,进一步基于贝叶斯反演理论,通过线性化反演算法求取裂缝弱度参数的最大后验期望和协方差,实现裂缝弱度参数反演.合成数据和实际资料的测试结果表明,裂缝弱度参数反演结果和测井数据具有良好的一致性,可有效表征储层裂缝发育特征,该方法在裂缝型储层预测和表征方面具有广泛的应用前景.关键词:裂缝弱度参数;贝叶斯方法;H T I 介质;各向异性;方位地震振幅中图分类号:P ６３１文献标识码:A文章编号:１０００Ｇ１４４１(２０２３)０３Ｇ０５０７Ｇ１０D O I :１０．１２４３１/i s s n ．１０００Ｇ１４４１．２０２３．６２．０３．０１２A n I n v e r s i o nm e t h o d o f f r a c t u r ew e a k n e s s p a r a m e t e r s b a s e d o nB a ye s i a n t h e o r y a n d a z i m u t h a l s e i s m i c a m pl i t u d e Ｇd i f f e r e n c e i nH T Im e d i a X U K a i(S I N O P E CG e o p h y s i c a lR e s e a r c hI n s t i t u t eC o ．,L t d ．,N a n j i n g ２１１１０３,C h i n a )A b s t r a c t :F o r m a t i o n sw i t h v e r t i c a l f r a c t u r e s d e v e l o p e d i n i s o t r o p i c b a c k g r o u n d f o r m a t i o n s c a nb e c h a r a c t e r i z e d a s t r a n s v e r s e l yi s o Ｇt r o p i cm e d i aw i t h a h o r i z o n t a l s y mm e t r y a x i s (H T Im e d i a )．F r a c t u r ew e a k n e s s e s c a nb e e f f e c t i v e l y u s e d f o r s e i s m i c f r a c t u r e d e n s i t y c h a r a c t e r i z a t i o n s a n d f l u i d i d e n t i f i c a t i o n s ．T o a c h i e v e s t a b i l i t y a n da c c u r a c y o f f r a c t u r ew e a k n e s s e s i n H T Im e d i a ,a r e l i a b l e r e s e r Ｇv o i r f r a c t u r ew e a k n e s s i n v e r s i o nm e t h o d i s p r o po s e dh e r e i n ．T h i sm e t h o d i s b a s e d o n t h e c o n v o l u t i o nm o d e l a n d t h eH T Im e d i a r e Ｇf l e c t i o n c o e f f i c i e n t a p p r o x i m a t i o n f o r m u l a ,a n d i t r e d u c e s t h en u m b e r o fm o d e l p a r a m e t e r s t ob e i n v e r t e db y t a k i n g th e d i f f e r e n c e s i na z i m u t h a l s e i s m i c a m p l i t u d e s ．R e l i a b l e f r a c t u r ew e a k n e s s i n v e r s i o n i s t h e nr e a l i z e db y e m p l o y i n g t h eB a y e s i a n t h e o r y u s i n g t h e m a x i m u ma p o s t e r i o r i e s t i m a t i o n a n d c o v a r i a n c e ．F i n a l l y ,t e s t r e s u l t s o b t a i n e d u s i n g s yn t h e t i c a n d r e a l d a t a r e v e a l t h a t t h e i n v e r s i o n r e s u l t s a r e i n g o o da g r e e m e n tw i t h t h e l o g g i n g d a t a a n d t h a t t h e i n v e r s i o n r e s u l t s o f f r a c t u r ew e a k n e s s p a r a m e t e r s c a n c h a r a c t e r i z e t h e r e a l r e s e r v o i r f r a c t u r e d e v e l o p m e n t c h a r a c t e r i s t i c s e f f e c t i v e l y ．T h e s e r e s u l t sd e m o n s t r a t e t h a t t h em e t h o dh a sw i d e a p p l i c a t i o n p r o s pe c t s i n t h e p r e d i c t i o na n d c h a r a c t e r i z a t i o nof f r a c t u r e r e s e r v o i r s ．K e yw o r d s :f r a c t u r ew e a k n e s s p a r a m e t e r ,B a y e s i a nm e t h o d ,H T Im e d i a ,a n i s o t r o p y ,a z i m u t h a l s e i s m i c a m p l i t u d e㊀㊀裂缝型储层是油气储集的主要储层类型之一.裂缝的发育使得储层具有高渗透性,储集空间具有储存优质油气资源的条件,因此具有经济效益的裂缝型储层成为地震勘探的有利目标之一[１].地下介质常发育具有定向排列特征的裂缝,在各向同性背景地层中发育有垂直裂缝的地层可以描述为具有水平对称轴的横向各向同性介质,即H T I介质[２].H T I介质中定向排列的垂直裂缝具有各向异性特征,而地震各向异性研究对于裂缝型储层的表征具有十分重要的意义.裂缝弱度参数与裂缝导致的各向异性直接相关,因而裂缝弱度参数可用于指示裂缝密度和裂缝中所含流体的信息,有助于储层表征和流体识别[３],因此,开展基于H T I介质的裂缝弱度参数反演方法研究具有重要意义.地震反演主要包括基于波动方程和基于褶积模型的两种反演方法.目前,主流的地震反演方法是基于褶积模型的反演,而地震振幅可以等效为地震子波与反射系数的褶积[４].S C HO E N B E R G等[５]对各向同性Z o e p p r i t z方程进行了拓展,提出了精确的各向异性Z o e p p r i t z方程,该方程可用来计算精确的纵波反射系数.基于弱各向异性理论假设,T HOM SＧE N[６]和T S V A N K I N[７]引入了各向异性参数来表征H T I介质.当地震波在弱各向异性介质(如H T I介质)中传播时,为了便于开展叠前反演,S H AW等[８]推导出了线性化的各向异性纵波反射系数公式;陈勇等[９]针对页岩气储层的地质特征,推导出了基于各向异性等效介质的纵波反射系数近似公式,基于贝叶斯反演理论实现储层弹性模量和裂缝弱度参数的分步反演;潘新朋等[１０]基于地震散射理论,推导出基于非均质H T I介质的含裂缝弱度参数的纵波反射系数方程,并提出一种基于H T I介质方位弹性阻抗的裂缝弱度参数反演方法.经过简化,H T I介质线性化纵波反射系数可以由各向同性背景介质与各向异性扰动的反射系数组成,为叠前地震反演奠定了基础.对于H T I介质来说,其地震振幅响应随偏移距和方位角变化,因此,基于叠前方位地震数据可以实现裂缝弱度参数的反演,许多学者对此进行了广泛的研究[１１].H T I介质反射系数中弹性参数表达式与裂缝弱度表达式存在量纲差异,可能会造成裂缝弱度参数反演的不稳定.P A N等[１２]将裂缝弱度参数化后,利用迭代重加权最小二乘算法实现了弹性模量㊁裂缝弱度组合参数的稳定反演;印兴耀等[１３]系统阐述㊁总结了基于椭圆拟合分析的叠前裂缝定性预测技术以及基于岩石物理模型驱动的叠前裂缝定量预测技术的研究现状与进展.除了确定性反演方法,贝叶斯反演方法也可用于有效求解反演问题[１４];B U L A N D 等[１５]提出了空间结构约束下的贝叶斯线性化A V O反演方法,实现了纵㊁横波速度和密度的反演.对于线性反演问题,贝叶斯线性反演方法可以得到模型参数的后验期望和后验协方差矩阵的解析表达式.本文针对H T I等效各向异性介质裂缝弱度参数反演的问题,提出了一种基于贝叶斯反演理论和H T I介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法.首先,基于H T I介质纵波反射系数近似式和不同方位地震数据相减的策略,构建反演目标函数;然后结合贝叶斯反演理论,实现裂缝弱度参数反演;最后,利用合成数据和实际数据进行测试与应用,以验证本文方法的有效性和准确性.１㊀方法与理论裂缝弱度参数δN,δT是描述储层裂缝特征的参数之一,有助于指导地下裂缝的识别.根据H S U 等[１６]对裂缝介质的定义,忽略裂缝的具体形状,假设裂缝是无限薄的平面,提出裂缝弱度的概念,具体表达式为:δN＝M b Z N１＋M b Z N(１)δT＝μb Z T１＋μb Z T(２)其中,M b和μb分别表示各向同性背景介质的纵波和横波模量,Z N和Z T分别表示裂缝法向柔度和切向柔度,δN和δT分别表示裂缝法向弱度和切向弱度.针对含垂直定向排列裂缝的地层,即H T I等效介质,开展基于叠前地震数据的裂缝弱度参数反演方法的研究.首先,根据地震弱各向异性理论和散射理论假设,推导出H T I介质的纵波反射系数线性近似公式,通过不同方位地震数据相减的方式,求取地震振幅差异,消除反射系数近似公式中的弹性参数,以提高裂缝弱度参数反演的稳定性.基于贝叶斯反演理论,利用线性化反演算法求取裂缝弱度参数的最大后验期望和协方差,实现储层裂缝弱度参数稳定㊁可靠的反演,获得的裂缝弱度参数即可对裂缝型储层进８０５石㊀油㊀物㊀探第６２卷行有效预测和表征.１．１㊀H T I 介质纵波反射系数线性近似公式推导根据散射理论和扰动理论,通过推导得到H T I 介质的纵波反射系数线性近似式,纵波反射系数近似式可以表示为各向同性背景项和各向异性扰动项的反射系数之和.H T I 介质的纵波反射系数近似公式为:R H T I P P (θ,φ)＝R i s o (θ)＋R a n i(θ,φ)(３)其中,纵波反射系数R H T IP P (θ,φ)是入射角和方位角的函数,R i s o(θ)＝αM (θ)ΔM b M b ＋αμ(θ)Δμb μb ＋αρ(θ)Δρ ρ(４)R a n i(θ,φ)＝αδN (θ,φ)ΔδN ＋αδT (θ,φ)ΔδT (５)式中:M b 表示各向同性背景介质纵波模量;μb 表示各向同性背景介质横波模量;ρ表示密度; M b , μb 和 ρ表示反射界面处的平均值;ΔM b ,Δμb 和Δρ表示反射界面之间的差值;θ表示纵波入射角;φ表示方位角;δN 表示裂缝法向弱度,其可以指示裂缝中所含流体情况;δT 表示裂缝切向弱度,其可以指示裂缝密度;αM ,αμ,αρ,αδN 和αδT 表示权重系数.αM (θ)＝１/４c o s ２θαμ(θ)＝－２g s i n ２θαρ(θ)＝１/２－１/４c o s ２θαδN (θ,φ)＝－１４c o s ２θ[２g (s i n ２θs i n ２φ＋c o s ２θ)－１]２αδT (θ,φ)＝g (s i n ２θc o s ２φ－s i n ２θt a n ２θs i n ２φc o s ２φ)g ＝ μ/ M ìîíïïïïïïïïïï(６)式中: M 表示反射界面处的纵波模量平均值; μ表示反射界面处的横波模量平均值.１．２㊀基于贝叶斯反演理论的裂缝弱度参数反演方法H T I 介质的反射系数可以表示为系数矩阵㊁微分矩阵和模型参数的乘积,而地震记录可以等效为子波和反射系数的褶积再加上噪声项.R H T IP P ＝A D L(７)d ＝W A D L ＋e(８)其中,W ＝W (θ１,φ１)⋱W (θn ,φn )éëêêêêùûúúúú(９)A ＝αM (θ１)αμ(θ１)αρ(θ１)αδN (θ１,φ１)αδT (θ１,φ１)αM (θ２)αμ(θ２)αρ(θ２)αδN (θ２,φ２)αδT (θ２,φ２)⋮⋮⋮⋮⋮αM (θn )αμ(θn )αρ(θn )αδN (θn ,φn )αδT(θn ,φn )éëêêêêêêùûúúúúúú(１０)L ＝[l n α,l n β,l n ρ,δN ,δT ]T(１１)式中:R H T IP P 是反射系数矩阵;d 是带有方位角和入射角信息的地震数据;W 可以表示为子波矩阵;A 是与方位角和入射角有关的系数矩阵;L 表示模型参数;D 是微分矩阵,对模型参数L 起到求导的作用;e 表示噪声项.假设噪声项e 和模型参数L 满足高斯分布假设.从公式(３)至公式(５)可知,纵波模量㊁横波模量和密度等弹性参数对反射系数的贡献大于法向裂缝弱度和切向裂缝弱度,即地震数据响应对弹性参数更敏感,这对于裂缝弱度的反演存在一定的影响.由于反演具有多解性和不确定性,并且反演的稳定性随着反演参数的增加会有所下降,因此为了保证裂缝弱度反演的稳定性和准确性,通过不同方位地震数据相减的方式,求取地震振幅差异,以消去反射系数近似式中的弹性参数项.除此以外,地震数据中含有固有因素造成的噪声,通过地震数据方位差反演也可以弱化地震数据噪声带来的影响.基于方位地震振幅差对公式(８)进行改写,得到:d ᶄ＝G m ＋e ᶄ(１２)其中,d ᶄ＝d (θ１,φ２)－d (θ１,φ１)⋮d (θn ,φ２)－d (θn ,φ１)⋮d (θ１,φn )－d (θ１,φn －１)⋮d (θn ,φn )－d (θn ,φn －１)éëêêêêêêêêêêùûúúúúúúúúúú(１３)９０５第３期许㊀凯．基于贝叶斯理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法G ＝W αδN (θ１,φ２)－αδN (θ１,φ１)αδT (θ１,φ２)－αδT (θ１,φ１)⋮⋮αδN (θn ,φ２)－αδN (θn ,φ１)αδT (θn ,φ２)－αδT (θn ,φ１)⋮⋮αδN (θ１,φn )－αδN (θ１,φn －１)αδT (θ１,φn )－αδT (θ１,φn －１)⋮⋮αδN(θn ,φn )－αδN(θn ,φn －１)αδT(θn ,φn )－αδT(θn ,φn －１)éëêêêêêêêêêêêùûúúúúúúúúúúúD(１４)m ＝[δN ,δT ]T(１５)m ~N n m (μm ,Σm )(１６)e ᶄ~N n e ᶄ(０,Σd )(１７)其中,d ᶄ是不同方位所对应的地震振幅差,G 是地震数据方位差反演对应的正演算子,m 表示待反演的裂缝弱度,满足期望为μm ,协方差矩阵为Σm 的高斯分布,新构造的噪声项e ᶄ表示期望为０,协方差矩阵为Σd 的高斯分布.根据贝叶斯反演理论,裂缝弱度的后验分布可以表示为先验分布与似然函数的乘积:p (m |d ᶄ)＝p (d ᶄ|m )p (m )p (d ᶄ)ɖp (d ᶄ|m )p (m )(１８)其中,p (m )表示裂缝弱度的先验高斯分布,p (d ᶄ|m )为似然函数,p (d ᶄ)是归一化常数,p (m |d ᶄ)表示后验分布.由于噪声项e ᶄ和裂缝弱度m 遵循高斯分布,并且正演算子G 是线性的,因此,似然函数也遵循高斯分布.似然函数和先验概率表示如下:㊀p (d ᶄ|m )＝１(２π)N /２|Σd |e x p－１２(d ᶄ－G μm )T (Σd )－１(d ᶄ－G μm )éëêêùûúú(１９)㊀p (m )＝１(２π)N /２|Σm |e x p－１２(m －μm )T (Σm )－１(m －μm )éëêêùûúú(２０)其中,N 是输入数据采样点数.根据贝叶斯理论,求解裂缝弱度反演问题可以转化为求解后验概率最大值.求解后验概率最大值等效于后验概率对裂缝弱度m 导数为０,通过推导可得m 的解和后验协方差.μm |d o b s ＝μm ＋(G Σm )T (G Σm G T ＋Σd )－１ (d o b s －G μm )(２１)Σm |d o b s ＝Σm －(G Σm )T (G Σm G T ＋Σd )－１G Σm (２２)其中,μm |d o b s 为裂缝弱度m 的解,Σm |d o b s 为后验协方差,d o b s 为观测得到的地震数据.综上所述,基于贝叶斯理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法流程如图１所示.图１㊀裂缝弱度参数反演流程图１中步骤１)中的不同方位地震数据一般选择振幅差异相对较大的方位;步骤２)以H T I 介质理论假设为基础,构建裂缝岩石物理模型,结合成像测井解释成果,获得单井裂缝弱度参数.２㊀合成数据算例２．１㊀单井实测数据基于贝叶斯反演理论,利用合成方位地震数据对裂缝弱度参数反演方法进行测试,验证所提出方法的有效性与准确性.首先对实际测井数据进行平滑处理,处理后结果如图２所示.图２中,从左到右分别为纵波速度㊁横波速度㊁密度㊁法向裂缝弱度和切向裂缝弱度.纵㊁横波模量可由纵㊁横波速度和密度计算得到.利用主频为３５H z 的雷克子波与H T I 介质纵０１５石㊀油㊀物㊀探第６２卷波反射系数进行褶积,得到不同方位角的叠前角度道集.为了说明反演方法的抗噪性,对无噪声合成地震㊀㊀㊀㊀数据添加信噪比为５的高斯噪声,合成角度道集如图３所示.抽取入射角分别为１０ʎ,２０ʎ,３０ʎ,方位角㊀㊀㊀㊀图２㊀实际测井曲线平滑处理结果图３㊀理论合成的不同角度道集a 无噪声地震数据;b 信噪比为５的地震数据１１５第３期许㊀凯．基于贝叶斯理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法分别为２０ʎ,５５ʎ,９０ʎ的合成角度道集,通过不同方位地震数据相减的方式,求取地震振幅差异,并进一步开展裂缝弱度参数的反演.图４a 是无噪声情况下的裂缝弱度参数反演结果;图４b 是添加信噪比为５的高斯噪声后裂缝弱度参数反演结果.图４中黑色实线是真实值;红色实线是反演值;红色虚线表示９５％置信区间.由图４a 可知,法向裂缝弱度和切向裂缝弱度反演效果较好,反演值(红色实线)和真实值(黑色实线)有较好的一致性.由图４b 可见,当地震数据含有一定噪声时,裂缝弱度的反演效果有一定程度的下降,但是反演值与真实值仍然具有较好的相关性.图４㊀裂缝弱度参数反演结果a 无噪声的地震数据;b 信噪比为５的地震数据㊀㊀表１给出了不同信噪比条件下的裂缝弱度参数反演结果与测井数据之间的相关系数.无噪声条件下的法向裂缝弱度参数对应的相关系数为０．８７３７,切向裂缝弱度参数对应的相关系数为０．８７３４,反演值与真实值之间均具有较高的相关系数.合成地震数据添加噪声后,法向裂缝弱度对应的相关系数为０ ８５６４,切向裂缝弱度对应的相关系数为０．８５６０,进一步说明增加一定噪声后反演值与真实值仍具有较好的拟合性,验证了本文方法的可行性与抗噪性.表１㊀不同信噪比条件下的裂缝弱度参数反演结果与测井数据之间的相关系数法向裂缝弱度切向裂缝弱度无噪声地震数据０．８７３７０．８７３４信噪比为５的地震数据０．８５６４０．８５６０２．２㊀二维逆掩模型为了进一步验证基于贝叶斯反演理论和方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法在裂缝储层表征中的可行性与准确性,本文利用S E G /E A G E 二维H T I 介质等效模型(逆掩模型)进行反演方法测试.测试结果表明反演效果良好,验证了该方法的有效性.针对二维逆掩模型,首先,利用主频为３５H z 的雷克子波和反射系数褶积合成相应的地震数据剖面,地震数据剖面对应若干个不同的方位角,并且每个方位角对应近㊁中㊁远３个入射角,然后在无噪地震数据中添加高斯噪声,得到信噪比为５的合成地震数据.图５显示了逆掩模型的裂缝弱度参数真实值;图６是无噪声条件下逆掩模型裂缝弱度参数的反演结果.由图５和图６可见,反演获得的裂缝弱度参数与真实值十分吻合,边界刻画清晰,横向上也具有较好的分辨率.图７显示了添加噪声后逆掩模型裂缝弱度参数的反演结果.由图７可见,地震数据含噪声后,裂缝弱度参数的反演效果略有下降,其分辨率相较于无噪声的反演结果相对较低,但是含噪裂缝弱度参数反演结果与真实逆掩模型的趋势依然保持一致,边界刻画依然比较清晰.由图６和图７可见,裂缝弱度参数反演效果整体较好,验证了基于贝叶斯反演理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法的可行性与准确性.２１５石㊀油㊀物㊀探第６２卷图５㊀逆掩模型裂缝弱度参数真实值图６㊀逆掩模型裂缝弱度反演结果(无噪声)图７㊀逆掩模型裂缝弱度反演结果(信噪比为５的地震数据)３１５第３期许㊀凯．基于贝叶斯理论和H T I 介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法３㊀实际资料应用西南某工区存在大量的垂直或近垂直裂缝,因此,可将其地层等效为H T I介质.图８为该工区实际方位地震数据,图８中的３个方位角分别为２０ʎ,５５ʎ和９０ʎ,其中近㊁中㊁远叠加所对应的平均入射角分㊀㊀㊀㊀别为１５ʎ,２２ʎ和２９ʎ.地震剖面采样时间范围为１５８４~２７３４m s,C D P道集共有６３６道,X井位于C D P２０４处.通过不同方位地震数据相减的方式,求取方位地震振幅差,一方面可以减少纵㊁横波模量和密度等待反演参数,提高反演的稳定性;另一方面可以减少地震数据噪声带来的影响.图９是利用本文方法进行㊀㊀㊀㊀图８㊀方位观测地震数据a方位角为２０ʎ,平均入射角分别为１５ʎ,２２ʎ和２９ʎ;b方位角为５５ʎ,平均入射角分别为１５ʎ,２２ʎ和２９ʎ;c方位角为９０ʎ,平均入射角分别为１５ʎ,２２ʎ和２９ʎ４１５石㊀油㊀物㊀探第６２卷图９㊀裂缝弱度参数反演剖面a法向裂缝弱度;b切向裂缝弱度反演得到的裂缝弱度参数剖面,图中的黑色曲线为平滑处理后的实际测井曲线.从图９可知,在井位置C D P２０４处,反演获得的裂缝弱度参数在２２５０m s处值相对较高,指示该区域存在一定程度的裂缝发育.该工区储层为致密碎屑岩储层,反演得到的裂缝弱度参数具有成层性,与地质情况相符,裂缝弱度参数反演结果较好地揭示了相应的地质特征.除此以外,反演获得的裂缝弱度参数剖面与实际测井曲线在整体趋势上具有良好的一致性,验证了反演结果的准确性.为了进一步说明裂缝弱度参数反演的准确性,将井旁道反演结果与平滑处理后的实际测井曲线进行比较,结果如图１０所示.其中黑色实线是测井值,红色实线是反演值,红色虚线表示９５％置信区间.由图１０可见,反演获得的裂缝弱度参数与实际测井曲线吻合度较高,计算可得法向裂缝弱度参数与测井曲线的相关系数为０．８７２７,切向裂缝弱度参数与测井曲线的相关系数为０．８７６９.反演结果与实际测井曲线具有较高的一致性,表明基于贝叶斯反演理论和㊀㊀㊀㊀图１０㊀井旁道裂缝弱度反演结果(红色实线)与平滑后的测井曲线(黑色实线)５１５第３期许㊀凯．基于贝叶斯理论和H T I介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法H T I介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法具有较好的稳定性和准确性.４㊀结论针对裂缝型储层精细表征和裂缝预测的问题,提出了一种基于贝叶斯理论和H T I介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法,该方法可以有效提高裂缝弱度参数的反演精度.利用合成数据和实际工区资料进行了方法测试及应用,得到以下结论和认识.１)基于H T I等效介质纵波反射系数近似式,通过不同方位地震振幅相减的方式,求取方位地震振幅差,进一步开展裂缝弱度参数反演,不仅可以有效减少纵波模量㊁横波模量和密度等待反演参数,还可以降低地震数据噪声带来的影响.２)基于贝叶斯反演理论和褶积模型,获得了裂缝弱度参数的后验分布显式解析式,实现了裂缝弱度参数的稳定㊁准确反演,反演结果可以有效刻画裂缝型储层的裂缝发育特征.３)合成数据测试结果表明,本文方法具有一定的抗噪性,可有效应用于具有一定噪声的地震数据.实际资料测试结果表明,获得的裂缝弱度参数反演效果良好,通过与测井资料的比对验证了反演的准确性.因此,本文方法可以准确反演裂缝弱度参数,进一步表征研究区域储层裂缝发育情况,在裂缝型储层预测和表征方面具有广泛的应用前景.需要指出的是,本文方法也具有一定的局限性,所提出的反演方法需要假设裂缝弱度参数满足高斯分布.除此以外,基于H T I等效介质理论反射系数公式建立在弱各向异性和弱反射界面的假设之上,对于存在大裂缝密度的裂缝型储层并不适用,因此后续需要开展针对复杂地质条件下的裂缝储层参数反演方法研究.参㊀考㊀文㊀献[１]㊀S A Y E R SC M．S e i s m i c c h a r a c t e r i z a t i o no f r e s e r v o i r s c o n t a i n i n g m u l t i p l ef r a c t u r es e t s[J]．G e o p h y s i c a lP r o s p e c t i n g,２００９,５７(２):１８７Ｇ１９２[２]㊀B A K U L I N A,G R E C H K A V,T S V A N K I N I．E s t i m a t i o n o ff r a c t u r e p a r a m e t e r s f r o mr e f l e c t i o ns e i s m i cd a t a P a r t I:H T Im o d e l d u e t o a s i n g l e f r a c t u r e s e t[J]．G e o p h y s i c s,２０００,６５(６):１７８８Ｇ１８０２[３]㊀S C H O E N B E R G M,S A Y E R SC M．S e i s m i ca n i s o t r o p y o f f r a cＧt u r e d r o c k[J]．G e o p h y s i c s,１９９５,６０(１):２０４Ｇ２１１[４]㊀甘利灯,张昕,王峣钧,等．从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势[J]．石油地球物理勘探,２０１８,５３(１):２１４Ｇ２２５G A NLD,Z HA N GX,WA N GYJ,e t a l．C u r r e n t s t a t u s a n d d eＧv e l o p m e n t t r e n d so fs e i s m i cr e s e r v o i r p r e d i c t i o nv i e w e df r o mt h e e x p l o r a t i o n i n d u s t r y[J]．O i lG e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g,２０１８,５３(１):２１４Ｇ２２５[５]㊀S C H O E N B E R G M,P R O T A Z I OJ． Z o e p p r i t z r a t i o n a l i z e d a n dg e n e r a l i z e d t o a n i s o t r o p i cm e d i a[J]．T h e J o u r n a l o f t h eA c o u sＧt i c a l S o c i e t y o fA m e r i c a,１９９０,８８(１):４６[６]㊀T HOM S E NL．W e a ke l a s t i ca n i s o t r o p y[J]．G e o p h y s i c s,１９８６,５１(１０):１９５４Ｇ１９６６[７]㊀T S V A N K I NI．PＧw a v e s i g n a t u r e s a n dn o t a t i o n f o r t r a n s v e r s e l yi s o t r o p i cm e d i a:A no v e r v i e w[J]．G e o p h y s i c s,１９９６,６１(２):４６７Ｇ４８３[８]㊀S H AW R K,S E N M K．B o r n i n t e g r a l,s t a t i o n a r yp h a s e a n d l i nＧe a r i z e d r ef l e c t i o n c o e f f i c i e n t s i nw e a ka n i s o t r o p i cm e d i a[J]．G eＧo p h y s i c a l J o u r n a l I n t e r n a t i o n a l,２００４,１５８(１):２２５Ｇ２３８[９]㊀陈勇,孙振涛,许凯．面向页岩气储层的叠前多参数地震反演方法研究[J]．石油物探,２０２２,６１(６):１０１６Ｇ１０２７C H E N Y,S U NZ T,X U K．P r eＧs t a c k m u l t iＧp a r a m e t e r s e i s m i ci n v e r s i o n i ns h a l eＧg a sr e s e r v o i r s[J]．G e o p h y s i c a lP r o s p e c t i n gf o rP e t r o l e u m,２０２２,６１(６):１０１６Ｇ１０２７[１０]㊀潘新朋,张广智,印兴耀．非均质H T I介质裂缝弱度参数地震散射反演[J]．石油地球物理勘探,２０１７,５２(６):１２２６Ｇ１２３５P A N XP,Z H A N G GZ,Y I N X Y．S e i s m i c s c a t t e r i n g i n v e r s i o nf o r f r a c t u r ew e a k n e s s i nn e t e r og e n e o u sH T Im e d i a[J]．O i l G e oＧp h y s i c a l P r o s p e c t i n g,２０１７,５２(６):１２２６Ｇ１２３５[１１]㊀MA L L I C KS,C R A F TKL,M E I S T E RLJ,e t a l．D e t e r m i n a t i o n o f t h e p r i n c i p a l d i r e c t i o n s o f a z i m u t h a l a n i s o t r o p y f r o mPＧw a v es e i s m i c d a t a[J]．G e o p h y s i c s,１９９８,６３(２):６９２Ｇ７０６[１２]㊀P A N XP,Z HA N G G Z．M o d e l p a r a m e t e r i z a t i o na n dP PＧw a v ea m p l i t u d ev e r s u sa n g l ea n da z i m u t h(A V A Z)d i r e c t i n v e r s i o nf o rf r a c t u r e q u a s iＧw e a k n e s s e si n w e a k l y a n i s o t r o p i c e l a s t i cm e d i a[J]．S u r v e y s i nG e o p h y s i c s,２０１８,３９(５):９３７Ｇ９６４[１３]㊀印兴耀,马正乾,宗兆云,等．地震岩石物理驱动的裂缝预测技术研究现状与进展(Ⅱ) 五维地震裂缝预测技术[J]．石油物探,２０２２,６１(４):７１９Ｇ７３２Y I N X Y,MA Z Q,Z O N G Z Y．R e v i e wo f f r a c t u r e p r e d i c t i o nd r i ve nb y t h e s e i s m i c r o c k p h y s i c s t h e o r y(Ⅱ):F r a c t u r e p r e d i cＧt i o n f r o mf i v eＧd i m e n s i o n a l s e i s m i cd a t a[J]．G e o p h y s i c a lP r o sＧp e c t i n g f o rP e t r o l e u m,２０２２,６１(４):７１９Ｇ７３２[１４]㊀G R A N AD,F J E L D S T A DT,OM R EH．B a y e s i a nG a u s s i a nm i xＧt u r e l i n e a r i n v e r s i o n f o r g e o p h y s i c a l i n v e r s e p r o b l e m s[J]．M a t hＧe m a t i c a lG e o s c i e n c e s,２０１７,４９(４):４９３Ｇ５１５[１５]㊀B U L A N D A,OM R E H．B a y e s i a n l i n e a r i z e dA V Oi n v e r s i o n[J]．G e o p h y s i c s,２００３,６８(１):１８５Ｇ１９８[１６]㊀H S U CJ,S C HO E N B E R G M．E l a s t i cw a v e s t h r o u g has i m u l aＧt e d f r a c t u r e dm e d i u m[J]．G e o p h y s i c s,１９９３,５８(７):９６４Ｇ９７７(编辑:陈㊀杰)６１５石㊀油㊀物㊀探第６２卷。
裂缝性介质叠前地震反演方法研究
摘要研究证实，全球已发现油气藏的储层大多发育天然裂缝，天然裂缝有利于流体的储集和流动。
裂缝的发育关系到储层的储量和开采难度，因此裂缝的识别对油气勘探至关重要。
近垂直定向排列的裂缝地层可以等效为HTI介质，即具有水平对称轴的横向各向同性介质。
HTI介质中地震波速度和反射波振幅随入射角和方位角的变化而变化，裂缝的发育使储层表现出方位各向异性。
所以，可以利用基于方位地震数据的叠前地震反演方法获取储层裂缝参数，进行储层裂缝预测。
论文从各向异性介质的基本类型出发，基于描述裂缝性介质的岩石物理参数，介绍了裂缝性介质地震岩石物理建模的理论框架。
反射系数近似方程是叠前地震反演的理论基础，基于裂缝性介质弹性矩阵，在方位反射系数精确方程的基础上，本文介绍了裂缝密度表征的反射系数近似方程的推导过程，并对比分析了四类含气砂岩模型的方位反射系数特征。
基于方位反射系数近似方程，笔者建立了基于裂缝密度的各向异性弹性阻抗公式，将各向异性弹性阻抗同裂缝的岩石物理参数联系起来，结合叠前方位地震数据，构建了针对裂缝性介质的裂缝密度叠前地震反演方法。
模型数据和实际资料测试表明，该方法在裂缝密度叠前地震反演方面与测井真实值吻合度较高，减少了反演中间过程易产生的累积误差。
由于裂缝密度还可以通过地应力来预测，而地应力场可以通过裂缝弱度预测，因此，针对裂缝性介质中裂缝参数反演不稳定的问题，论文结合贝叶斯理论，提出了裂缝弱度叠前同步反演方法。
模型试算和实际资料测试表明，该方法具有较好的稳定性和可靠性。
关键词：裂缝性介质，方位各向异性，叠前同步反演，裂缝密度Study on Methodology of Pre-stack Seismic Inversionfor Fractured MediumTang Jie(Geophysics)Directed by Prof. Wu GuochenAbstractStudies have confirmed that most of the reservoirs found in the world have natural fractures, and natural fractures are favorable for fluid storage and flow. The development of fractures is related to the reserves and mining difficulties of reservoirs, so the identification of fractures is very important for oil and gas exploration. The vertically oriented fracture formation can be equivalent to a HTI medium, which is a transversely isotropic medium with a horizontal symmetry axis. In the HTI medium, the velocity of seismic wave and the amplitude of reflected wave vary with the incidence angle and azimuth angle. The development of fractures results in azimuthal anisotropy. Therefore, the pre stack seismic inversion method based on azimuth seismic data can be used to obtain reservoir fracture parameters and predict reservoir fractures.Based on the basic types of anisotropic medium and based on the rock physical parameters describing the fractured medium, the theoretical framework of seismic rock physical modeling in fractured medium is introduced.The approximate equation of reflection coefficient is the theoretical basis of pre stack seismic inversion. Based on the elastic matrix of fractured medium, based on the exact equation of the azimuth reflection coefficient, this paper introduces the deduction process of the approximate equation of the reflection coefficient of the characterization of the fracture density, and compares and analyzes the characteristics of the azimuth reflection coefficient of the four types of gas bearing sandstone models.Based on the approximate equation of the azimuth reflection coefficient, the author established the anisotropic elastic impedance formula based on the crack density, connected the anisotropic elastic impedance to the rock physical parameters of the crack, and combined with the pre stack azimuth seismic data to construct a pre stack seismic inversion method for the fractured medium. The model data and the actual data test show that the method is in goodagreement with the true log value in the seismic inversion of the fracture density before the stack density, and reduces the accumulation error easily produced in the intermediate process.Because the fracture density can also be predicted by the ground stress, the ground stress field can be predicted by the crack weakness. Therefore, in view of the problem of the unstable inversion of the fracture parameters in the fractured medium, this paper presents a method for the simultaneous inversion of the crack weakness by using the Bayesian theory. Model test and actual data test show that the method has good stability and reliability.Keywords: Fractured media, Azimuthal anisotropy, Pre-stack synchronization inversion，Fracture parameters目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 研究历史和现状 (1)1.3 论文研究内容 (4)第二章裂缝性介质叠前地震反演基础 (5)2.1 各向异性的基本类型 (5)2.1.1 极端各向异性介质 (5)2.1.2 单斜各向异性介质 (6)2.1.3 正交各向异性介质 (6)2.1.4 横向各向同性介质 (6)2.1.5 各向同性介质 (7)2.2 裂缝性介质地震岩石物理模型 (7)2.2.1 岩石基质等效模型 (9)2.2.2 孔隙流体等效模型 (11)2.2.3 岩石骨架模型 (11)2.2.4 饱和岩石模型 (15)2.3 本章小结 (16)第三章裂缝性介质平面波方位特征 (17)3.1 裂缝性介质弹性矩阵构建方法 (17)3.1.1 Hudson理论 (18)3.1.2 Thomsen理论 (20)3.1.3 线性滑动理论 (22)3.1.4 三大理论的区别与联系 (23)3.2 裂缝性介质反射系数近似方程推导 (25)3.2.1 HTI介质弹性波反射透射方程的推导过程 (25)3.2.2 裂缝密度表征的反射系数近似方程推导过程 (33)3.2.3 裂缝性介质反射系数特征对比分析 (35)第四章裂缝密度叠前地震反演方法 (39)4.1 裂缝密度叠前地震反演方法 (39)4.1.1 地震数据预处理 (39)4.1.2 测井数据预处理 (40)4.1.3 井震标定和子波提取 (40)4.1.4 方位低频模型的建立 (41)4.1.5 基于方位弹性阻抗的裂缝密度反演方法 (42)4.2 模型试算 (43)4.3 实际资料测试 (47)4.4 本章小结 (50)第五章裂缝弱度叠前同步反演方法 (51)5.1 叠前同步反演理论基础 (51)5.1.1 建立正演模型 (51)5.1.2 岩石物理模型的建立 (52)5.2 叠前同步反演方法 (53)5.2.1 地震叠前正演模型 (53)5.2.2 叠前地震同步反演 (55)5.3 模型试算 (56)5.4 实际资料测试 (59)5.5 本章小结 (59)结论与认识 (61)参考文献 (62)攻读硕士学位期间取得的学术成果 (65)致谢 (66)中国石油大学（华东）硕士学位论文第一章绪论1.1研究背景和意义随着石油天然气勘探开发进程的不断推进，现在的勘探方向已经由构造油气藏转向岩性油气藏，比较典型的是碳酸盐岩缝洞型油气藏和页岩裂缝型油气藏[1]。
非均质HTI介质裂缝弱度参数地震散射反演
非均质HTI介质裂缝弱度参数地震散射反演潘新朋;张广智;印兴耀【摘要】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.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2017(052)006【总页数】10页(P1226-1235)【关键词】HTI各向异性;裂缝弱度;弹性逆散射;方位弹性;阻抗正则化【作者】潘新朋;张广智;印兴耀【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛266071;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】P631非均质HTI介质中地震波速度与波传播方向相关，即存在地震各向异性现象[1，2]。
在长波长假设条件下，各向同性背景地层中发育一组垂直排列的裂缝可等效为具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质[3，4]。
连通的裂缝不仅能为油气储存提供孔隙空间，而且增加了岩石渗透率。
因此，利用岩石物理分析、地质、测井及地震资料综合预测地下裂缝，识别裂缝型储层的位置，估算裂缝特征参数，实现裂缝特征的有效描述，对裂缝储层的勘探和油气开发具有现实意义[5，6]。
水平横向各向同性介质的反射时差反演：精度,限度和采集
水平横向各向同性介质的反射时差反演：精度,限度和采集刘宝玉;Daja.,AA
【期刊名称】《国外油气勘探》
【年(卷),期】2000(012)006
【摘要】水平横向各向同性介质（ＨＴＩ）是用来描述各向同性基质中垂向断裂最简单的方位各向异性模型。
假设地下界面是横向均匀的；并且利用Ｐ波ＮＭＯ速度至少在三个不同炮检方向上随测量的方位的椭圆变化，我们可以估算出ＨＴＩ介质的三个关键参数：垂向速度、各向异性和对称轴的方位。
这样的参数估算对２－Ｄ采集时测线之间的角度或３－Ｄ采集时的炮检方位以及反演过程使用的一组方位都比较敏感。
尤其是估算方位时的精度对于各向异性的强
【总页数】14页(P738-751)
【作者】刘宝玉;Daja.,AA
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P631.42
【相关文献】
1.横向各向同性介质纵波非双曲时差速度分析 [J], 杜启振;孙晶波;刘莲莲
2.横向各向同性介质纵波非双曲线时差速度分析 [J], 孙晶波;杜启振
3.水平对称横向各向同性介质P波数据的时差反演 [J], Contr.,P;魏庚雨
4.水平横向同性介质中P波数据时差反演 [J], 朱成宏;Contr.,P
5.具线性速度的横向各向同性介质中的倾角时差误差 [J], Larne.,K;周延坤
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基于各向异性梯度约束的裂缝弱度贝叶斯反演方法
基于各向异性梯度约束的裂缝弱度贝叶斯反演方法刘成芳;魏华动;刘瑞【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2024(63)3【摘要】发育定向排列垂直裂缝的油气储层可以等效为具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质,裂缝的发育程度可以用裂缝弱度参数来刻画。
在贝叶斯理论的框架下,利用方位地震振幅差异,提出了一种基于各向异性梯度的裂缝弱度AVAZ反演方法。
首先,基于线性滑动模型理论求取干裂缝的法向与切向弱度之间的相关性,推导了各向异性梯度与裂缝弱度的关系式。
其次,利用叠前地震数据提取HTI介质AVO各向异性梯度属性,构建了裂缝弱度参数的初始模型,为后续裂缝参数反演提供更加准确的先验约束信息。
为了提高储层的裂缝预测精度,利用方位地震数据振幅差异,消除了背景介质的干扰。
最后,开展基于贝叶斯理论的AVAZ叠前反演,实现了HTI介质储层裂缝弱度的估算。
该方法的优势在于能够获得较为准确的初始模型,突出裂缝参数在反演过程中的贡献。
模型和实际地震数据的应用结果与测井解释结果以及地质认识吻合较好,表明该方法具有良好的稳定性与可行性,是一种可靠的裂缝型储层预测方法。
【总页数】9页(P645-653)【作者】刘成芳;魏华动;刘瑞【作者单位】中国石油化工股份有限公司西北油田分公司【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.基于贝叶斯框架的各向异性页岩储层岩石物理反演技术2.基于贝叶斯一稀疏约束正则化方法的地震波形反演3.基于贝叶斯理论的裂缝性介质叠前地震同步反演方法4.基于贝叶斯理论和HTI介质方位地震振幅差的裂缝弱度参数反演方法5.裂缝-孔隙型含气储层流体与裂缝参数贝叶斯地震反演方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于方位各向异性弹性阻抗的裂缝岩石 物理参数反演方法研究
ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｓ ｉ ｃ ｓ ｉ ｓ ｍ ｉ ｃ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｏ ｃ ｋ Ｓ ｅ ｐ ｐ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ａ ｚ ｉ ｍ ｕ ｔ ｈ ａ ｌ ｌ ａ ｎ ｉ ｓ ｏ ｔ ｒ ｏ ｉ ｃ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｍ ｅ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｇ ｙ ｐ ｐ
３ ４ ３ ２
） 地 球 物 理 学 报（ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ． Ｇ ｅ ｏ ｈ ｓ ． Ｃ ｈ ｐ ｙ
５ ７卷
响应的桥梁 ． 利用地 震 反 演 得 到 与 裂 缝 特 征 相 关 的
１ 引言
地下裂缝系统是碳酸盐岩储层和非常规储层 （ 页岩气 、 致密气和致密油储层 ） 研究的重要部分 ． 裂 缝系统不仅可以连 通 孤 立 的 孔 隙 ， 增加储层的有效 孔隙度 ， 而且可以为油气运移提供通道 ， 提高储层的 渗透率 ． 当前基于地 震 各 向 异 性 理 论 识 别 地 下 裂 缝 研 的技术已经取 得 了 较 好 的 应 用 效 果 （ ｕ， ２ ０ １ ２） ． Ｌ ｉ 究表明 ， 裂缝岩石物 理 研 究 为 利 用 地 震 数 据 进 行 裂 缝储层预测搭建了 有 效 的 桥 梁 ， 而且储层弹性参数 和裂缝岩石物理参数的可靠获得对刻画裂缝具有重 要意义 ． 而叠前地震 反 演 是 获 得 裂 缝 储 层 弹 性 参 数 和裂缝岩石物理参数的有效途径． 因此， 本文主要探索 了基于方位各向异性弹性阻抗的裂缝岩石物理参数地 震直接反演方法， 为储层裂缝的预测提供可靠的依据． 关于 裂 缝 岩 石 物 理 方 面 ， 国内外学者进行了大 量研究 ， 目前常用的 两 个 模 型 为 薄 硬 币 形 状 裂 隙 模 ， ， 和线性滑移模型（ 型（ ｄ ｓ ｏ ｎ １ ９ ８ ０） ｈ ｏ ｅ ｎ ｂ ｅ ｒ Ｈ ｕ Ｓ ｃ ｇ ） 两者的不同在于前者面向研究微裂隙对岩石 １ ９ ８ ３ ． 的影响 ， 后者主要用于描述裂缝对岩石的影响 ． 关于 指出当缝隙 两者的等价关 系 ， ｈ ｏ ｅ ｎ ｂ ｅ ｒ １ ９ ８ ８） Ｓ ｃ ｇ等（ 面比较平缓 、 且缝隙包含物模量较小时 ， 分别利用薄 硬币形状裂隙模型和线性滑移模型计算的介质弹性 模量相等 ． 由于薄硬 币 形 状 裂 隙 模 型 考 虑 了 缝 隙 形 状、 缝隙密度及缝隙充填物的影响 ， 因此鉴于两个模 型的等价关系 ， 可以 研 究 线 性 滑 移 模 型 中 裂 缝 岩 石 物理参数与裂缝形 状 、 裂缝密度及裂缝充填物的关 分析了 薄硬币形状模型的假设 系． ａ ｖ ｋ ｏ等 （ ２ ０ ０ ９） Ｍ 条件应用限制 ， 指出 在 地 震 频 带 范 围 内 应 先 计 算 含 裂缝干岩石骨架的 弹 性 模 量 ， 再利用流体替换方法 计算饱和岩石的弹性模量 ． 研究表明 ， 定向排列的裂 缝可以引 起 地 震 波 传 播 的 各 向 异 性 特 征 （ ｕ ａ ｎ ｄ Ｌ ｉ ， ） ， 因此在裂缝型干岩石的流体替换 Ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｅ ｚ ２ ０ １ ２ 过程中不能忽略岩石各向异性的特征 ． 同时 ， ｖ ｋ ｏ Ｍ ａ 等（ 在岩石物理手册中展示了 Ｇ ２ ０ ０ ９） ｓ ｓ ｍ ａ ｎ ｎ ａ （ ） ， １ ９ ５ １ 各向异性岩 石 的 流 体 替 换 方 程 该 方 程 可 以 用来实现裂缝型饱 和 岩 石 弹 性 模 量 、 裂缝岩石物理 参数的求解 ． 本文从岩石物理等效理论出发 ， 选取线 性滑移模型和各向异性岩石的流体替换方程实现裂 缝型岩石物理等效模型的构建 ． 裂缝岩石物理研究是联系裂缝特征参数与地震
裂缝性介质中qP波反射系数的多方位模拟和反演
裂缝性介质中qP波反射系数的多方位模拟和反演
朱海龙
【期刊名称】《石油物探译丛》
【年(卷),期】2000(000)001
【摘要】本文提出一种在两种各向异性介质的交界面上，ｑＰ波反射系数的多方
位角准确模拟和反演方法。
该方法可用于至少有一个对称面平行于交界面（即单斜或高阶对称面）的介质。
为说明方法，我们在一个分隔各向同性介质（代表密封岩）和横向各向同性介质（代表具有垂向线状裂缝的储集岩）的交界面上计算了ｑＰ波的反射系数。
正演模拟表明：不同方位角时，临界角的偏移距之差和裂缝密度成正比；裂缝密度越高，差越大。
在本文的第二部分，我们
【总页数】12页(P5-16)
【作者】朱海龙
【作者单位】中国新星石油公司石油物探研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P618.130.2
【相关文献】
1.裂缝单斜介质qP波正演模拟方法 [J], 秦海旭;吴国忱;刘争平
2.裂缝各向异性介质中P-SV转换波正演模拟 [J], 王永刚;朱兆林
3.正交各向异性介质中qP波入射的二阶近似反射系数与透射系数 [J], 许茜茹;毛
伟建
4.双重介质流线模拟技术在天然裂缝性油藏开发中的应用 [J], 张学磊;胡永乐;张守
良;樊茹;李保柱
5.TI介质中的P波衰减各向异性及其在裂缝参数反演中的应用（英文） [J], 何怡原;胡天跃;何川;谭玉阳
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横观各向同性介质中弹性波的并错格式差分解法
横观各向同性介质中弹性波的并错格式差分解法
张剑锋;刘书
【期刊名称】《大连理工大学学报》
【年(卷),期】1996(036)004
【摘要】基于应力，速度混合变量弹性波方程广义胡克定律，给出一种横观各向
同性介质中弹性波计算的高精度交错格式差分解法；本方法可适用于高泊松比材料，数值稳定性较好，均匀必非均匀横观各向同性介质中弹性波传播的数值模拟表明，本文方法计算耗时少，精度高，可有效地模拟复杂向向异性介质中弹性波的传播。
【总页数】5页(P408-412)
【作者】张剑锋;刘书
【作者单位】大连理工大学工程力学系;大连理工大学工程力学系
【正文语种】中文
【中图分类】O347.41
【相关文献】
1.饱和度对横观各向同性准饱和多孔介质中弹性波传播的影响 [J], 李保忠;蔡袁强
2.双相各向同性介质中弹性波方程的有限差分解法及波场模拟 [J], 尹学爱;马国利
3.横观各向同性介质中椭圆夹杂受非弹性剪切变形引起的弹性场的确定 [J], 郭磊;聂国华;Chan Cheong-ki
4.横观各向同性介质中弹性波的吸收边界条件 [J], 梁非;杨慧珠;杨桂通
5.无限非均质横观各向同性黏弹性介质中具有圆柱孔洞时的振动[J], D·P·阿查亚;
因德拉吉·罗伊;P·K·比沃斯
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910354239.1
(22)申请日 2019.04.29
(71)申请人 中国石油大学（华东）
地址 266580 山东省青岛市经济技术开发
区长江西路66号
(72)发明人 潘新朋 张广智 周顺心 李林
印兴耀
(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限
公司 37221
代理人 李琳
(51)Int.Cl.
G01V 1/30(2006.01)
(54)发明名称倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法及系统(57)摘要本公开提供了一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法及系统，使用垂直横向各向同性介质和Bond矩阵的刚度矩阵，根据裂缝弱度和倾角推导出倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵，结合刚度扰动和散射理论，分离两个弱各向异性倾斜横向各向同性介质的弱对比界面，得到该界面下PP波反射系数的方位角，以倾角作为先验信息，利用部分入射角叠加方位地震数据实现方位角叠前反演，根据反演结果估计贝叶斯框架中的裂缝弱度，合理的估计P波和S波模量和裂缝弱度，为地震波的传播研究和地震灾害预防提
供了技术支持。
权利要求书1页 说明书12页 附图1页CN 110161562 A 2019.08.23
C N 110161562
A
权 利 要 求 书1/1页CN 110161562 A
1.一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：包括以下步骤：
使用垂直横向各向同性介质和Bond矩阵的刚度矩阵，根据裂缝弱度和倾角推导出倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵，结合刚度扰动和散射理论，分离两个弱各向异性倾斜横向各向同性介质的弱对比界面，得到该界面下PP波反射系数的方位角，以倾角作为先验信息，利用部分入射角叠加方位地震数据实现方位角叠前反演，根据反演结果估计贝叶斯框架中的裂缝弱度。
2.如权利要求1所述的一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：根据法向和切向过剩弱度以及Bond变换对弱各向异性垂直横向各向同性介质的刚度矩阵进行积分，根据法向和切向过剩弱度以及倾角推导倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵。
3.如权利要求2所述的一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：考虑由平面水平弱相对界面分离的两个均匀弱各向异性倾斜横向各向同性介质，并且通过使用P波和S波速度作为坐标轴来参数化半空间中的每个倾斜横向各向同性介质，融合密度、法向和切向裂缝弱度参数、以及对称轴和z轴之间的角度差和方位角，确定倾斜横向各向同性介质的刚度矩阵。
4.如权利要求1所述的一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：将散射理论与倾斜横向各向同性介质刚度矩阵的扰动相结合，根据背景P-和S-波模量、密度、裂缝弱度和倾斜角得出线性化PP波反射系数，分离两个弱各向异性倾斜横向各向同性介质的弱对比界面。
5.如权利要求1所述的一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：在贝叶斯框架下，进行方位角的反演，得到贝叶斯框架下的裂缝弱度。
6.如权利要求1所述的一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：利用Cauchy稀疏正则化和低频信息正则化以及迭代加权最小二乘法优化算法的约束来实现方位角的叠前反演，根据反演结果估计裂缝弱度。
7.如权利要求6所述的一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法，其特征是：使用Cauchy函数作为先验分布，使用高斯函数作为似然函数，通过Cauchy先验分布和高斯似然函数联合解决后验分布，得到分布最大化方程，将低频信息正则化与最大化方程相结合，使用迭代重加权最小二乘算法来求解，得到模型参数的最终结果，即反演结果。
8.一种倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演系统，其特征是：被配置为运行在服务器或处理器上，执行权利要求1-7中任一项所述的倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7中任一项所述的倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法。
10.一种终端设备，其特征是：包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7中任一项所述的倾斜横向各向同性介质中的裂缝弱度反演方法。
2。