地震反演技术
地震资料反演技术概论
地震资料反演技术概论(波阻抗、岩性反演处理技术)一九九八年九月辽河油藏工程培训班材料编写人：钟俊地震资料反演技术概论前言一.反演的概念、目的二.反演的发展历史及趋势三.反演的基本方法四.反演的限制条件五.反演的基本流程六.反演实例前言地震、测井、钻井是石油工作者认识地下地质构造、地层、岩性、物性、含油气性的最重要的信息来源。
虽然测井、钻井仅能提供井孔附近的有关信息，尤其是有关岩性、物性、含油气性的信息，但是这些信息往往具有很高的分辨率，可信度、准确性，能确切地指出含油气层的位置，定量化分析与储层、油藏有关的参数。
然而一个油气田勘探、开发方案的设计、实施、调整仅靠测井、钻井资料是远远不够的，必须与地震资料相结合进行综合分析才能取得良好效果。
地震资料的分辨率虽然远远不及测井、钻井，但是随着地震勘探技术的发展，从光电记录、模拟记录到数字记录，从二维到三维，地震资料的信噪比、分辨率、成像的准确性都获得了极大的提高，由于地震资料包含大量地下地质信息，覆盖面积广，具有三维特性，所以这项技术的使用越来越受到石油工作者的重视，如何利用地震资料研究地下地质构造、地层？如何进行储层预测、油藏描述？如何进行油藏、含油气层的预测？这些问题促使地球物理学家、地质学家开发应用了一系列地震资料特殊处理技术，如地震资料反演技术、地震属性分析技术、AVO分析技术，这些技术充分利用测井、钻井、地震的长处，使人们对地下储层、油藏的研究从点到面、从二维到三维、从三维可视化研究到油藏动态监测、从定性研究到定量化研究，大大提高了钻探成功率，有效地指导了油田开发，为提高油田最终采收率起到了积极的作用，因此地震技术被列为二十一世纪石油工业发展的首要技术，相信地震资料特殊处理技术（地震资料反演技术、地震属性分析技术、AVO分析技术）也必将在我国油田勘探、开发中起到越来越重要的作用。
一. 反演的概念、目的地震资料反演技术就是充分利用测井、钻井、地质资料提供的丰富的构造、层位、岩性等信息，从常规的地震剖面推导出地下地层的波阻抗、密度、速度、孔隙度、渗透率、沙泥岩百分比、压力等信息。
油气储层特征识别的地震反演技术
油气储层特征识别的地震反演技术油气储层特征识别对于油气勘探开发具有极其重要的意义，能够帮助勘探人员在油气勘探开发的过程中减少勘探风险、提高勘探效率、降低勘探成本。
在油气储层特征识别中，地震反演技术则是一项十分重要的技术。
地震反演技术是一种基于地震波传播的物理现象，通过貌似正演问题的求解来实现地下介质特征参数的反演，是区域地震学、勘探地震学、工程地震学中的核心内容之一。
在油气储层的特征识别中，其主要作用就是利用地震波在地下介质内传播的特性，推断出地下结构的特征参数，如地质构造、岩石地层类型、地层厚度、流体特性等等。
下面将从地震成像方法、地震学特征参数的反演、地震解释等几个方面展开对地震反演技术在油气储层特征识别中的应用进行分析。
地震成像方法盲区是地震勘探的一个难题。
在传统的地震勘探方法中，数据准确度较低、信息内容较少，导致对于“盲区”的识别难度较大。
而地震反演技术可以在高质量的地震观测数据下，进行高精度地震成像，进一步减少勘探中“盲区”对勘探结果的影响，提高勘探成功率。
地震学特征参数的反演地震反演技术的主要作用是根据地震波在地下介质内传播的特性，推断出地下结构的特征参数。
而在油气储层的特征识别中，地震学特征参数的反演则十分重要，如地质构造、岩石地层类型、地层厚度、流体特性等等。
在进行这些特征参数反演时，需要基于大量的地震观测数据和一定的地质信息进行数据处理和分析，综合利用地震波在地下介质中的反射、折射、散射等特性，迭代求解反演问题，最终达到识别油气储层的目的。
地震解释地震解释是勘探地震学中的重要环节，其目的是利用勘探地震图像进行地下地质介质结构的识别和油气藏的划分和评价。
而在地震解释中，地震反演技术则有着其独特的优势，例如对深部构造的识别能力更强、对沉积速度高比值区域的解释能力更强等等。
通过使用地震反演技术进行地震解释，可以有效提高勘探地震数据分析的准确性和可靠性，为油气储层的特征识别提供更强有力的技术支持。
石油勘探中的地震反演技术应用及使用技巧
石油勘探中的地震反演技术应用及使用技巧地震反演技术在石油勘探中扮演着至关重要的角色。
通过地震反演技术，我们能够获取地下岩石和构造的详细信息，帮助石油勘探人员确定潜在的石油储藏藏区，并优化勘探和生产计划。
本文将介绍地震反演技术的应用和使用技巧，以帮助读者更好地理解和应用这一关键技术。
地震反演技术是通过分析地震波在地下传播的速度和特征来推断地下岩石和构造的方法。
这一技术的应用需要掌握一些基本原理和技巧。
首先，是地震数据的采集。
石油勘探人员通过布设地震仪器，利用人造震源或地震仪测量自然地震事件的数据。
合理地选择震源位置和地震仪的布设位置，以及采集参数的选择，对地震反演结果的准确性和可靠性有着重要影响。
此外，在采集数据时，还需要注意避免人类活动对数据的干扰，以保证数据的质量。
其次，是地震数据的处理。
地震数据通常通过各种信号处理方法进行预处理，在消除噪声、增强地震信号和提高信噪比方面发挥重要作用。
预处理方法包括地震数据滤波、剔除异常数值和弹性补偿等。
只有通过合适的预处理方法，才能得到真实可信的地震数据，进而提高地震反演结果的准确性和可靠性。
然后，是模型构建。
地震反演过程中，需要建立一个地下模型，以描述地下的岩石分布、构造和介质特性等信息。
模型的构建可以采用多种方法，如层析成像、正演模拟和人工智能等。
确定一个准确的地下模型对于地震反演结果的准确性至关重要。
通常，石油勘探人员会根据勘探目标和地质情况，结合已有的地震数据和岩性资料，通过反复优化和调整，逐步改善地下模型的准确性。
最后，是地震反演算法的选择和应用。
地震反演算法是地震反演过程中的核心。
根据不同的需求和问题，可以选择不同的地震反演算法。
常用的地震反演算法包括全波形反演、双参数反演和多参数反演等。
在选择地震反演算法时，需要考虑算法的适用性、计算效率和计算资源等因素。
同时，对于不同的问题和数据，可能需要对地震反演算法进行调整和改进，以提高反演结果的准确性和稳定性。
地震反演技术和实际应用
Jason(StarMod)
(三） jason软件的主要功能简介：
jason软件能做什么？ 1、各种算法的反演 2、综合分析 3、油藏精细表征
油藏的描述内容 油藏的几何形态 流体内容(油,气,水) 空隙度的分布 渗透率的分布 压力
jason软件的主要模块：
Environment 基本环境包括：平面图，剖面图，地震解释， 合成记录制作，属性提取，沿层切片，三维 可视化等
（二）主要反演软件简介： 软件内容：
早期： 道积分（相对阻抗） 递归反演（绝对阻抗）
中期：基于模型的宽带反演 近期：约束稀疏脉冲反演（优化的地震反演）
基于模型的测井属性反演 基于地质统计的随机模拟与随机反演 弹性阻抗与横波阻抗反演
基于地震的声反演
道积分 递归反演 (相对阻抗) (绝对阻抗)
约束稀疏 脉冲反演
三、各种反演技术与软件简介
（一）主要地震反演技术简介： 1、基于地震数据的声阻抗反演
acoustic impedance (AI) 纵波阻抗，声阻抗 elastic impedance (EI) 弹性阻抗 shear impedance (SI) 横波阻抗
2、基于模型的测井属性反演 3、基于地质统计的随机模拟与随机反演
基于模型的 测井属性反演
地质统计随机模拟 与随机反演
道积分
G-LOG
ISIS
LandMark VELOG
PIVT
SEISLOG
DELOG RM（GeoQuest）
Paradigm(叠前)
Strata
Jason
jason
SLIM
RC2
BCI(宽带约束反演)
广义逆波阻抗反演
PARM
Strata Jason(InverMod)
地震反演技术
一、概述
2、正演（Forward Modeling) 正演（ 正演和反演相反， 正演和反演相反，它是对一个假设的地质模 给定某些参数（如速度、层数、厚度） 型，给定某些参数（如速度、层数、厚度）用 理论关系式（数学模型） 理论关系式（数学模型）推导出某种可测量的 如地震波）。 量（如地震波）。 在地震勘探中， 在地震勘探中，正演的一个重要应用就是 制作合成地震记录，进行地震标定。 制作合成地震记录，进行地震标定。另一个重 要应用是进行历史拟合。 要应用是进行历史拟合。
ρi+1Vi +1 − ρiVi Z i+1 − Z i Ri = = ρi+1Vi+1 + ρiVi Z i+1 + Z i
University of Petroleum
1、波阻抗递推公式 对应的波阻抗为： Z = Z (1 + Ri ) i +1 i
1 − Ri
递推公式：
Z n+1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 + Rn = Z0 ∏ n =0 1 − R n
University of Petroleum
四、基于模型的反演
1、稀疏脉冲反演方法存在的问题 稀疏脉冲反演方法的输出为矩形波阻抗曲线形式，地 层边界清晰，对厚层碳酸盐岩地区较为合适。然而其致命 的弱点是要求反射系数是稀疏的，而实际上大多数地震道 的反射系数是稠密的。 2、基于模型的反演的基本思路 模型为基础的方法，或简称模型法，首先构造一个地质 模型，并将其与地震资料进行比较，然后利用比较的结果 ，迭代地更新模型，直至其与地震资料资料吻合为止。
University of Petroleum
三、递推反演方法
地震波形反演与成像技术研究
地震波形反演与成像技术研究地震是自然界中一种常见而又具有毁灭性的现象，对于地震波形的反演与成像技术的研究，有助于我们更好地理解地震的发生机理以及预测地震活动。
本文将介绍地震波形反演与成像技术的研究内容和应用，旨在探讨其在地震科学领域中的重要意义。
一、地震波形反演技术地震波形反演技术是指通过测定和分析地震波传播过程中的振动波形，来获取地下介质的结构和物性参数的方法。
这项技术在地震勘探、地震震源研究、地下构造研究以及地震灾害评估等方面都有着广泛的应用。
1.地震波一维反演地震波一维反演是指通过解析地震波在单一纵向剖面上的振动波形，来获取地下介质的速度结构和各向异性参数等信息。
这项技术在地震探测和勘探中起到了至关重要的作用，可以帮助人们确定石油和矿产资源的分布情况，也有助于开展地震灾害评估与防治工作。
2.地震波二维反演地震波二维反演是指通过多道地震记录的波形数据，结合已知的地震波传播理论及其他约束条件，来重建地下介质的速度结构和波阻抗分布的方法。
相较于一维反演，二维反演能够提供更全面、更精细的地下结构信息，对于地震地质研究和勘探定位等方面都具有重要的意义。
二、地震波形成像技术地震波形成像技术是指将地震波信号转化为图像，通过图像来描述地下介质的分布和特征，以及地震源的定位和强度等参数。
这项技术在地震监测和地震预防工作中扮演着重要角色。
1.地震波形叠加成像地震波形叠加成像是将多道地震记录的波形数据进行叠加处理，从而增强地震信号的强度和清晰度，以便更准确地解释地下结构和特征。
通过波形叠加成像技术，我们可以观察到地下构造中的异常变化、隐蔽断层等信息，有助于我们对地震活动的分析和预测。
2.地震层析成像地震层析成像是一种通过分析地震记录波形的波速变化，来重建地下介质速度结构的方法。
这项技术可以提供更高分辨率的地下结构图像，有助于地震地质研究和资源勘探工作。
同时，地震层析成像还可以用于定位地震震源，并对地震灾害进行评估和预测。
地震反演技术解析
地震反演技术解析地震是地球内部强烈能量释放的一种自然现象，经常给人类造成严重的损失。
为了提前预警和减轻地震带来的影响，科学家们不断研究并发展地震反演技术，通过分析地震波传播过程，从而推断地球内部的物质性质和结构。
在本文中，我们将对地震反演技术进行详细解析。
一、地震反演的基本原理地震反演技术是通过分析地震波在地球内部传播的方式来推断地下的物质组成和结构。
它的基本原理是利用地震波在不同介质中传播速度的变化，推断地下结构的差异性。
地震波在不同介质中的传播速度受到介质密度、弹性模量和损耗等因素的影响。
通过测量地震波的传播速度和到达时间，科学家可以对地下结构进行反演。
二、地震波的测量方法地震波的测量是地震反演技术的基础。
常用的地震波测量方法包括接收地震波的地震仪、利用爆炸物或震源人工产生的地震波、以及记录地震波传播路径上的速度和振幅等。
这些测量数据会成为地震反演的基础输入。
三、地震波的模拟与正演为了研究地震波在地球内部的传播规律，科学家们利用计算机模拟和数值方法进行地震波的正演。
正演模拟可以根据地震波的源和介质参数，计算出地震波在地下的传播路径、速度和振幅等。
通过与实际观测数据进行对比，可以验证地震模型的准确性。
四、地震波的反演方法为了从地震观测数据中推断地下结构，科学家们发展了多种地震波反演方法。
其中，最常用的方法包括走时反演、频率反演、波动方程反演等。
走时反演是基于地震波到达时间的变化来进行反演。
通过测量地震波的传播时间和地震波速度模型，可以推断地下结构的速度分布。
频率反演是基于地震波信号频率的变化来进行反演。
通过分析地震波信号的频谱特征，可以推断地下结构的频率响应和介质的频率衰减特性。
波动方程反演是一种基于波动方程的直接反演方法。
通过求解波动方程，建立地震波传播的物理模型，进而推断地下结构的物质组成和弹性参数。
五、地震反演技术的应用地震反演技术在地球物理勘探、地球内部结构研究、地震灾害预警等领域都有广泛的应用。
地震反演方法综述
地震反演技术简介在上世纪70~80年代，地震反演作为地球物理学的一个重要进展得到了广泛的赞扬，获得广泛应用；地震反演技术能够帮助解释人员确定地层单元而不仅仅是通过反射波确定地层单元的边界，而且能直接进行深度域成图。
在一个竞争的市场环境中，开发出了很多不同的反演算法，在基本递归反演方法的基础上不断取得进进展，一下简要介绍几种基本的地震反演方法。
主要分三大类：1、基于地震数据的声波阻抗反演：其结果有两种：相对阻抗反演（常说的道积分）与绝对阻抗反演。
主要算法有：递归反演（早期的地震反演算法）与约束稀疏脉冲反演（优化的地震反演算法）。
这种反演受初始模型的影响小，忠实于地震数据，反映储层的横向变化可靠；但分辨率有限，无法识别10米以下的薄砂层。
2、基于模型的测井属性反演：此种反演可以得到多种测井属性的反演结果，分辨率较高（可识别2-6米的薄层砂岩）；但受初始模型的影响严重，存在多解性，只有井数多（工区内至少有10口以上的井，分布合理，且要求反演的属性与阻抗相关），才能得到较好的结果。
3、基于地质统计的随机模拟与随机反演：此种算法可以进行各种测井属性的模拟与岩性模拟，分辨率高（可识别2-6米的薄层砂岩），能较好的反映储层的非均质性，受初始模型的影响小，在井点处忠实于井数据，在井间忠实于地震数据的横向变化，最终得到多个等概率的随机模拟结果；但要求工区内至少有6-7口井，且分布较合理，才能得到好的模拟结果。
道积分道积分技术出现，为广大少井无井地区岩性及油气预测提供了新的途径，它能得到类似于虚速度测井的新方法，其结果对应于地层的波阻抗，它最大优点是不像虚速度测井那样依赖于井的资料和地球物理学家的经验。
尽管道积分剖面不能像GLOG波阻抗剖面那样反映地层绝对速度，而只能反映其相对速度大小，但是它反映出的层位与GLOG剖面是一样的，甚至在反映的细节上还比它多，对薄层识别也非常有利，因此道积分剖面能用于岩性和油气层解释。
地震反演技术
Ri
i1vi(11) i vi v i1 i1 i vi
递推可得：
nvn
n
0(v20) i0
1 Ri 1 Ri
n
对(2)式取对数:
ln(
nvn
/
0v0
)
i0
ln[( 1 (3)
Ri
)
/(1
Ri
)]
对(3)式右边求和号内旳对数项按Taylor级数展开，得(4)式：
ln[( 1
井约束模型反演：
测井
地震
突出优点：地震与测井有机地结合 反演剖面：低、高频信息起源于测井资料
1、反演
从广义上讲，反演就是根据多种位场(电位、 重力位等)、波场(声波、弹性波等)电磁场和热 学场等旳地球物理观察数据去推测地球内部旳 构造形态及物质成份，定量计算其有关物理参 数旳过程。
2、反演理论
这是从一种物理系统上旳观察值来恢复该物理 系统有用信息旳一套数学和统计技术（如微积 分、微分方程、矩阵理论、统计估算和推测 等）。
精细解释好地震层位，它关系到模型建立旳精度，必须确保 层位解释旳合理性和可靠性。
根据工区旳地质构造背景，定义好地层之间旳接触关系，确 保模型旳合理性。
对测井曲线进行分析研究、编辑校正，做好同一种测井曲线 旳归一化处理。
选择合理旳处理流程和反演参数，确保反演处理旳合理性和 可行性。
➢煤厚变化趋势预测
3、地震反演技术 指利用人工激发产生旳地震波场推测地下地
质构造和地层内部特征变化旳措施技术。 4、正演与反演问题
给定模型及参数拟定模型旳响应即正演。
模型参数 输入
系统体现 正演理论
算子
输出
观察数据
数学工具 反演理论
油气勘探开发中的地震反演技术应用
油气勘探开发中的地震反演技术应用地震反演技术是石油地质勘探与开发领域中的重要技术之一。
它通过分析地震波在地层中传播的特点和规律，推断地下岩层结构和性质，为油气勘探提供了重要的数据支持。
本文将阐述地震反演技术在油气勘探开发中的应用。
一、地震反演技术的基本原理地震勘探中，通过地震仪器发送数百到数千赫兹频率的短周期脉冲波，当这些波传播到地层中，会在不同地质层界面上反射和折射，产生地震波。
地震勘探中所采用的主要是纵波和横波。
纵波是一种沿波的传播方向产生纵向振动的波，其速度大于横波；横波是一种沿波的传播方向产生横向振动的波。
地震波在地下岩层中的传播速度与不同层岩性、岩相、孔隙度、含水饱和度、应力等因素有关，因此可以通过分析地震波传播的速度和波形信息反演出地层结构和物性。
其中，速度反演又是地震反演技术的一项重要内容。
速度反演是指通过反演试验记录的地震波速度，计算出每一地层中的波速分布与扰动，从而推断地下岩层结构和性质的一种方法。
速度反演方法可以分为单分量速度反演、双分量速度反演和多分量速度反演。
二、地震反演技术在油气勘探中的应用1. 岩层结构成像地震反演技术可以帮助勘探者通过检测地震波与不同类型岩石及介质的相互作用来产生成像，生成地下结构图像以及其他地下特征的三维模型。
勘探者可以用这一模型来确定地下的结构构造、确定油气的储层分布、预测有利的油气勘探区域。
2. 油气储量预测在油气开发过程中，开发者希望了解储层的厚度、延伸程度、结构、岩性、孔隙度、饱和度等信息，以确定油气的储量大小。
地震勘探就可以通过反演分析储层中地震波的传播速度和波形来测定储层的厚度、类型、饱和度等因素，从而判断储层的规模和生产潜力。
3. 确定钻井位置和方向在勘探过程中，钻探井位置的选取是十分关键的。
地震勘探技术中所使用的反演方法可以直接为钻井提供巨大的帮助，帮助勘探者找寻钻井目标点并确定钻井的方向。
4. 确定高地应力岩石的特征和分布高地应力岩石是指地下深部高压重力下的岩石。
地震反演技术回顾与展望
地震反演技术回顾与展望一、概述地震反演技术，作为地球物理学领域的重要分支，一直以来在油气资源勘探、地质构造解析以及地震灾害预测等方面发挥着关键作用。
该技术利用地震波在地下介质中传播的信息，通过反演算法处理地震数据，进而推导出地下岩层的物理属性，如速度、密度等。
这些属性信息对于深入了解地下构造、识别油气藏以及评估地震风险具有不可估量的价值。
随着科技的不断进步，地震反演技术也经历了从简单到复杂、从粗放到精细的发展历程。
早期的地震反演方法主要基于射线理论或波动方程的一阶近似，这些方法虽然计算效率高，但精度相对较低，难以满足复杂地质条件下的勘探需求。
随着计算机技术的发展，基于全波形反演、多属性联合反演等高精度反演方法逐渐得到应用，这些方法能够更准确地刻画地下介质的物理属性，为油气勘探等领域提供了更为可靠的依据。
地震反演技术仍面临诸多挑战。
一方面，地震数据的采集和处理过程中不可避免地存在噪声干扰和信号衰减等问题，这些问题会严重影响反演的准确性和稳定性。
另一方面，地下介质的复杂性以及地震波传播的多路径效应也给反演工作带来了极大的困难。
如何在保证计算效率的同时提高反演的精度和稳定性，是当前地震反演技术研究的热点和难点。
展望未来，随着计算机技术的持续进步和人工智能等新技术的应用，地震反演技术有望实现更大的突破。
一方面，高性能计算技术的发展将为地震反演提供更为强大的计算支持，使得更复杂的反演算法得以实施。
另一方面，人工智能技术的应用将有助于提高地震数据的处理效率和反演的准确性，例如通过深度学习等方法对地震数据进行智能降噪和增强，以及通过机器学习等方法优化反演算法等。
随着多源多尺度地球物理数据的融合利用以及大数据、云计算等技术的引入，地震反演技术有望进一步拓展其应用领域和深化其研究内涵。
地震反演技术作为地球物理学领域的重要技术手段，在油气勘探、地质构造解析以及地震灾害预测等方面具有广泛的应用前景。
面对当前的挑战和未来的机遇，地震反演技术的研究和发展需要不断创新和突破，以更好地服务于人类社会的可持续发展。
地震反演方法介绍及注意事项
泥岩
砂岩
P波阻抗
地震反演方法介绍及注意事项
在深层(E深度)，砂岩阻抗大于泥岩阻抗，并且分布范围分离。在 这种情况下，也可以简单地把高阻抗区认为是储层。
频度（概率密度）
泥岩
砂岩
P波阻抗
地震反演方法介绍及注意事项
从以上五种情况可以看出，由于埋深的不同， 岩性的不同，波阻抗的结果是有多解的。如 果不加具体分析，简单的在波阻抗剖面上解 释储层（或油藏）会产生识别错误。
地震反演方法介绍及注意事项
在同一深度的砂岩中（见下图）： 含水砂岩阻抗 > 含油砂岩阻抗 > 含气砂岩阻抗
地震反演方法介绍及注意事项
对输入数据的要求： 1、地震数据：保幅处理（纯波数据），16位或32位数 据。解释系统上加载的8位数据，因为动态范围小，反演 计算精度较低； 2、地震解释数据：层位与断面解释； 3、井数据：坐标，井斜轨迹，补芯海拔高程 4、各种测井数据：p_sonic, density, sp, res, Gammaray …… 5、测井解释数据： V_shale, porosity, Sw, perm…… 6、井的地质分层数据（tops）； 7、地层沉积条件与地震层序特征； 8、地质统计数据： 直方图与变差图分析； 9、其它数据：压力数据，AVO分析数据, 叠加速度……
地震反演方法介绍及注意事项
★波阻抗反演软件介绍 ★资料准备 ★对储层波阻抗分布的认识 ★ Jason软件的主要模块简介 ★认真做好反演的基础工作 ★基于地震的波阻抗反演 ★地质统计随机模拟与随机反演 ★叠前反演 ★结束语
地震反演方法介绍及注意事项
二 资料准备 各种反演软件需要综合应用多种信息，包括：地震数据、速度数 据、地震解释数据（层位和断层等）、井数据（井的速度与密度、 井的地质分层、测井数据、测井解释数据等）、地质分析数据 （地震相、沉积相、沉积层序等）、地质统计数据（直方图、变 差图）等等。这些都是该软件的输入数据。综合应用这些信息来 开展油藏的精细表征工作。其中必不可少的地震数据与测井数据 的紧密结合是关键。这两类数据的特点如下： 测井数据：硬数据 纵向分辨率高 横向分辨低（井间距离大） 地震数据：软数据 纵向分辨率低 横向分辨可拓宽（采集点密） 两类数据结合，利用各自的优势，克服各自的弱势，来完成较精 细的油藏表征。其中，地震反演的分辨率虽然低，但决不可嫌弃 它的这个弱点，因为它反映的储层（或油藏）的空间变化（横向 变化）是可靠的，一定要认真做好地震反演，这对后边的随机协 模拟有很大的帮助 。
地震反演技术原理
反演技术前言一. 反演的概念、目的二. 反演的发展历史及趋势三. 反演的基本方法四. 地震反演难题的解决方案五. 反演的实质六. 反演的基本流程七. AVO反演处理简介前言地震、测井、钻井是石油工作者认识地下地质构造、地层、岩性、物性、含油气性的最重要的信息来源。
虽然测井、钻井仅能提供井孔附近的有关信息，尤其是有关岩性、物性、含油气性的信息，但是这些信息往往具有很高的分辨率，可信度、准确性，能确切地指出含油气层的位置，定量化分析与储层、油藏有关的参数。
然而一个油气田勘探、开发方案的设计、实施、调整仅靠测井、钻井资料是远远不够的，必须与地震资料相结合进行综合分析才能取得良好效果。
地震资料的分辨率虽然远远不及测井、钻井，但是随着地震勘探技术的发展，从光电记录、模拟记录到数字记录，从二维到三维，地震资料的信噪比、分辨率、成像的准确性都获得了极大的提高，由于地震资料包含大量地下地质信息，覆盖面积广，具有三维特性，所以这项技术的使用越来越受到石油工作者的重视，如何利用地震资料研究地下地质构造、地层？如何进行储层预测、油藏描述？如何进行油藏、含油气层的预测？这些问题促使地球物理学家、地质学家开发应用了一系列地震资料特殊处理技术，如地震资料反演技术、地震属性分析技术、AVO 分析技术，这些技术充分利用测井、钻井、地震的长处，使人们对地下储层、油藏的研究从点到面、从二维到三维、从三维可视化研究到油藏动态监测、从定性研究到定量化研究，大大提高了钻探成功率，有效地指导了油田开发，为提高油田最终采收率起到了积极的作用，因此地震技术被列为二十一世纪石油工业发展的首要技术，相信地震资料特殊处理技术（地震资料反演技术、地震属性分析技术、AVO分析技术）也必将在我国油田勘探、开发中起到越来越重要的作用。
一. 反演的概念、目的地震资料反演技术就是充分利用测井、钻井、地质资料提供的丰富的构造、层位、岩性等信息，从常规的地震剖面推导出地下地层的波阻抗、密度、速度、孔隙度、渗透率、沙泥岩百分比、压力等信息。
地震反演方法概述
地震反演方法概述地震反演是地球物理学中一种重要的方法，它通过分析地震波的传播和干涉现象，来推断地球内部结构和性质的手段。
地震反演方法广泛应用于地球内部结构研究、油气勘探和地震监测等领域。
本文将对几种常见的地震反演方法进行概述，并介绍其原理和应用。
一、层析成像法层析成像法是一种常见且较为简单的地震反演方法。
它基于地震波在地下传播的散射和衍射现象，通过收集地震记录并运用数学模型进行重构，来获得地下结构的图像。
层析成像法通常分为正演和反演两个步骤。
在正演过程中，我们根据地下介质密度、速度等参数，通过数值模拟计算地震波的传播路径和特征。
而在反演过程中，我们则根据实际观测的地震记录，通过优化算法来调整模型参数，以使计算结果与观测结果尽可能匹配。
通过多次迭代，最终得到地下结构的层析图像。
层析成像法在地球物理勘探、地震监测和地质调查中得到了广泛的应用。
它可以提供地下埋藏物、地质构造和油气储层的信息，对于资源勘探和环境灾害预测都具有重要意义。
二、全波形反演法全波形反演法是一种较为复杂但是精确度较高的地震反演方法。
它利用地震波传播的全部信息，即全波形数据，来获取地下介质的详细结构和性质。
全波形反演法需要对地下介质的密度、速度和衰减等参数进行高精度的估计。
全波形反演法的原理是通过对比模拟的地震波与实际观测波形之间的差异，来优化反演模型参数。
反演过程中，我们需要利用正演模拟得到的地震记录与实际观测记录之间的残差进行匹配，从而获取最优的地下介质参数。
全波形反演法在油气勘探、地球内部结构研究和地震灾害监测等方面具有重要应用价值。
它对于解决复杂地下介质中的高分辨率问题以及水下地质灾害预测等领域具有重要意义。
三、统计反演法统计反演法是一种基于概率统计理论的地震反演方法。
它通过对大量地震记录的分析与统计，来获得地下介质的统计属性和模型参数。
统计反演法在解决地球内部介质的不确定性和非均匀性方面具有独特优势。
统计反演法利用统计学的方法，构建许多模型样本，通过与实际观测数据的比较，从而推断地下介质的分布和性质。
地震反演原理及其应用
目前，以物探局范祯祥先生开发的《非线性波动方程地震波反演技 术软件—ANGEL2001》为代表的地震反演软件包已投入生产应用。本 技术的基本技术思路是：采用有限元波动方程对地震波剖面数值模拟， 借助于最优选择理论对地震波反映的物性参数与几何形态进行逐次逼近 ，以实现物性参数的反演。在此基础上借助于神经网络分析对所反演的 物性参数进行非线性标定。小波技术，模糊识别技术，分形技术穿插应 用其中。
即而反演过程则是估算个子波的地震反演概述正演合成记录tntwtrtsiiiiiiiir?1111?而反演过程则是估算一个子波的逆反子波用反子波和地震道进行褶积运算得到反射系数rt然后由上式导出的递推公式逐层递推计算出每一层的波阻抗即用gardner公式从波阻抗中分离出速度和密度
地震反演原理及其应用
引言：
s(i) r ( j ) w(i j 1) n(i)
jHale Waihona Puke （ 1）（ 2）这里＊ 意思是褶积
关于褶积模型的假设条件: •叠后数据 – 地震道是零炮间距的； •没有多次波；
•没有 AVO 效应；
•噪声是随机的, 即是白噪的, 与地震不相关； 没有相干噪声。 •子波是恒定的 – 不随时间变化。
这里
( j ) = 第j层的密度 ( j ) = 第j层的纵波速度
•
反演的目的是为了从地震道本身估算地层速度。显然，首先需要从褶积 模型中提取反射系数的一个估算值，因此，我们可进行反褶积的相关处 理。在讨论反褶积和反演之前，让我们更详细地讨论一下褶积模型的两 个主要组成部分： 反射系数和地震子波。
地震波速度结构的反演技术研究
地震波速度结构的反演技术研究地震波速度结构反演技术是地震学中一个重要的研究领域。
它是通过将地震波速度结构与观测的地震波形进行对比分析，从而获得地下岩石的速度结构和分布。
这些结果对于地球科学、地质学、资源勘探等领域具有重要的应用价值。
因此，地震波速度结构的反演技术一直是地震学领域的研究热点之一。
地震波速度结构反演技术的基本原理是利用地震波在不同介质中的传播规律和观测的地震波形来推断地下的速度分布。
地震波在地下不同介质中的传播速度不同，因此，当地震波从震源经过地下介质时，波形会发生反射、折射和衍射等现象，这些现象对应的地震波形信息可以提供地下介质的速度结构信息。
反演技术是指从观测数据中推断出所测量物理量的一种技术方法。
在地震学中，地震波速度结构的反演技术就是从观测到的地震波形中反演地下介质的速度结构。
这种反演技术通常需要通过数值模拟来计算不同速度结构下的地震波传播，再将计算结果与实测数据进行对比，通过不断修改速度模型来逐步接近目标速度结构。
地震波速度结构反演技术有多种方法，其中最常见的方法是通过地震层析技术来反演地下速度结构。
地震层析技术是使用多个不同的地震波传播路径（如反射波、折射波和散射波）来确定地下速度的方法。
这种技术需要包括不同方向的地震波数据和地球模型，利用这些信息对地下介质的速度分布进行反演。
地震波速度结构反演技术可以应用于很多领域。
地震学中应用最为广泛的领域是地震学研究，尤其是地震预测和海啸预警。
地震波速度结构的反演技术可以应用于监测地震活动、确定震源深度和区域性地震的三维速度结构等。
在石油勘探和地质可以资源勘探领域，地震波速度结构反演技术也可以用于协助寻找石油、天然气、水资源和矿产资源，以及对地质结构、矿产成因和矿床性质进行研究。
总的来说，地震波速度结构的反演技术是地震学中的重要研究领域，它对于地球表面和地下的研究都有着重要的应用价值。
在应用过程中，需要不断改进技术和方法，增加研究深度和宽度，以利用地震波数据来更好地理解地球内部结构和演化过程。
地震研究领域中的反演方法
地震研究领域中的反演方法地震研究是一门极为重要的地球物理学科，对于地球内部的结构和表层的变化进行研究具有非常重要的意义。
在地震研究领域中，反演方法是一种非常重要的手段。
在本文中，我们将会对地震研究领域中的反演方法进行详细的介绍。
一、地震反演方法简介地震反演方法是指在一定的条件下，通过测量地震波的传播信息，来估计出地震波传播路径以及地球结构和物性参数的研究方法。
在地震学研究中，地震反演方法是一个非常重要的工具，可以用来研究地球结构和物性参数等信息。
地震反演方法研究的核心是如何求解正演问题和反演问题，因此这个问题已经成为了反演方法研究的热点问题。
二、基于偏微分方程的反演方法基于偏微分方程的反演方法通常被称为数值反演方法。
数值反演方法是地震反演中最常用的反演方法之一。
数值反演方法解决了波动方程反演和非线性反演中的很多问题，并且具有一定的通用性。
例如，在张一心教授和夏庆元教授的研究中，介绍了通过有限差分技术对波动方程进行求解的方法。
三、基于统计学的反演方法除了基于偏微分方程的反演方法外，还有一类非常常见的反演方法是基于统计学的反演方法。
比如基于模拟退火等算法的反演方法就是类似的统计学方法。
这类反演方法通常是通过统计分析，对观测数据集合进行分析，并与计算机模拟的合成数据进行比较。
从而获得目标参数的估计值。
在这类反演方法中，Bayes理论得到了广泛的应用。
举一个例子，孙春阳教授和刘广田教授的研究就是基于Bayes理论的反演方法。
四、基于机器学习的反演方法近年来，机器学习技术的发展已经对许多科学领域产生了革命性影响。
在地震反演领域中也不例外。
机器学习技术的出现，为地震反演领域带来了一个新的研究方向。
基于机器学习的反演方法通过建立一个非线性映射，将地震学中的输入信号转换成相应的输出信号。
这个方法特别适用于大数据情况，能够快速判断一个大型数据集中的异常和规律，如根据数据集的熵来确定分层结构变化等。
事实上，许多机器学习技术，如神经网络、支持向量机等，已经在地震研究中得到广泛应用。
地震反演技术
中国矿业大学 二零一零年四月
2011-9-29
中国矿业大学
1
一、地震反演技术简介
• 地震反演利用地表观测地震资料，以已知地质规律和 地震反演利用地表观测地震资料， 钻井、测井资料为约束， 钻井、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，是反演地层波阻抗( 性质进行成像(求解)的过程，是反演地层波阻抗(或速 的地震特殊处理解释技术。 度)的地震特殊处理解释技术。地震反演具有明确的物 理意义，是预测岩性的确定性方法， 理意义，是预测岩性的确定性方法，在实际应用中取 得了显著的地质效果，地震反演通常指波阻抗反演。 得了显著的地质效果，地震反演通常指波阻抗反演。
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图8 D9井测井曲线
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图9 D9井Inline方向常规地震剖面
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泥岩顶板 13-1煤 炭质泥岩底板
图10 D9井Inline方向波阻抗反演剖面
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图11 常规数据体550ms时间切片
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图16 D19井Inline方向常规地震剖面和波阻抗反演剖面
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图17 D13井Inline方向常规地震剖面和波阻抗反演剖面
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图18 188井Inline方向常规地震剖面和波阻抗反演剖面
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2011-9-方式
• 技术咨询 • 技术服务
2011-9-29
中国矿业大学
28
谢谢
地震数据的反演技术研究
地震数据的反演技术研究引言地震是地球表面地质过程中最为常见的现象之一。
在地震过程中，发生了一系列的波动现象，可以通过地震数据记录下来。
反演技术是利用地震数据进行地下结构的成像，以研究地球内部的物质分布，对于地震灾害预测和地质资源勘探都具有重要的意义。
本文将着重探讨地震数据的反演技术研究。
一、概念地震数据反演技术是指利用地震波在地下传播的规律进行地下结构成像的一种技术。
它是一种通过收集若干地震事件的波形数据，并利用数值算法从数据中获取信息，对地下结构进行成像的技术。
二、方法地震数据反演技术的方法有两种，分别是正演方法和反演方法。
正演方法是指通过已知物质模型，模拟地震波在模型中传播的过程，获得波形数据，从而模拟出地震波的传播特性。
反演方法是指通过观测地震波的波形数据，以求解问题的方式获得一张地下物质分布图。
三、模型地震数据的反演技术需要建立一个物质模型，用于描述地下物质分布情况。
该模型由一系列连续的单元构成，每个单元表示一个物质区域，具有导电性和压缩性。
在确定物质模型之后，可以通过正演方法计算模型中地震波在不同位置、不同方向的传播过程，得到波形数据；反演方法则是通过观测到的地震数据，在迭代计算中逐步改善物质模型的过程，直到得到较为准确的地下物质分布图。
四、数值算法地震数据反演技术需要利用一系列的数值算法，来对地下物质分布进行成像。
最常见的数值算法包括有限元法、有限差分法、模态分析法、逆时偏移法等。
这些数值算法可以较为准确地描述地震波在地下物质分布中的传播和反射特性。
五、应用地震数据反演技术在地质勘探、资源开发和地震预测等方面都有广泛的应用。
在勘探中，可以利用该技术寻找石油、天然气和水资源等；在资源开发中，可以对地下矿产等地下物质进行成像；在地震预测中，可以采用反演技术分析地下物质的表现，在灾害发生前给出预警。
结论地震数据反演技术是一种建立地下物质分布模型的重要方法。
它可以通过收集地震波形数据，用数值算法改善物质模型的准确性，最终实现对地下物质分布的成像。
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因此，对地震道s(t)变限求和，作为直流分量
的已被滤掉，得到的是有限带宽的相对波
阻抗，（6）式改写为：
1 2
ln(vs
)
（ 7t）s；t 积分道只是一个对数 tt0
相对波阻抗，要得到绝对波阻抗，首先计算相对波阻
抗：
vs
(t)
t
ex（p28[ t）t0 s，(t然)]后加入低频波阻抗，计算
出绝对波阻抗：
解反问题的常用方法有最小二乘法、统计回归 分析法、参数估计法、神经网络等。 地球物理反演问题在理论和方法上的重大进展， 与近20多年来解反演问题广泛应用了信息论、 线性或非线性规划、广义逆理论以及最优化方 法等一些数学工具紧密相关。 三、反演问题的几个重要事项 1、反演问题描述应考虑的问题
①地球物理数据的性质即场的性质； ②观测数据中误差及干扰； ③考虑的问题能否作为数学问题提出； ④对问题有无物理约束。
二、反演问题的例子
1、曲线拟合 利用若干个实际观测数据，拟合其曲线规律
的过程。例如，地球内部温度分布：T(z)=a+bz， 给定a,b求T(z)则为正演；据观测的T(z)，求a,b 则为反演，即拟合一条直线。 2、图像增强——数字滤波、反褶积等
褶积模型：S(t)=R(t)*W(t) • 已知R(t)和W(t)，求S(t)则为正演过程； • 已知S(t)和W(t)，求R(t)则为反演过程； • 已知S(t)和R(t)，求W(t)则为子波处理。 3、地球物理观测资料的地质解释过程就是反演 过程。
5、从反演的实现方法上分，地震反演分为递推 反演、基于地质模型反演和地震属性或地层参 数反演。
带限反演的两种基本方法，即道积分或相对波 阻抗反演和递推反演，分辨率受地震约束大。
二、带限反演
带限反演是利用叠后地震资料计算地层相对 或绝对波阻抗的直接反演方法。
1、带限反演方法原理
直接反演包括道积分方法和一些常用的递推方法,道积分反演 是直接反演最常用的波阻抗反演方法之一。取z0=0v0为波阻 抗初始值，则由反射系数计算公式：
取第一项则有:
整理上式得：
ln(nvn/0v0)（52）n Ri
i0
1 2(ln nvnl（n60v）0)i n0Ri
式（6）右端是反射系数的变限求和，在实际资
料处理中，通常使用反褶积后的地震道s(t)。但
此时的地震道s(t)仍然是一个具有有限带宽的地
震道，只不过相当于用一个更宽的频带对反射
系数滤波的结果。
递推反演的技术核心在于由地震资料正确估算地层 反射系数或消除地震子波的影响。比较典型的实现方 法有基于地层反褶积方法、稀疏脉冲反演和测井控制 地震反演等。
带限反演的处理流程图
3、应用与限制 基于地震资料直接转换的带限反演方法比较完整 地保留了地震反射的基本特征，如断层、产状等， 不存在基于模型反演方法的多解性问题，能够明显 地反映岩相、岩性的空间变化。在岩性相对稳定的 条件下，能较好的反映储层的物性变化。 带限反演方法具有较宽的应用领域。在勘探初期 只有很少钻井的情况下，通过反演资料进行岩相分 析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示的储层特征 进行横向预测，确定评价井位。 在开发前期，在储层较厚的条件下，递推反演资 料可为地质建模提供比较可靠的构造、厚度和物性 信息，优化方案设计。
资料反演地层波阻抗z =v，它与其他地震属性
相比具有更为明确的物理意义。
左图是一个楔形砂岩 体(图a)的例子，在常 规地震剖面(图b)上很 难看出砂岩体的直观 形态，可能误认为是 一个角度不整合地层 削蚀现象。而在波阻 抗反演剖面(图c)上， 可以清楚看出这是一 个相对高速的楔形砂 岩体。
地震反演技术的பைடு நூலகம்本原理可用下图说明。
原始剖面 相对波阻抗剖面
2、带限反演方法的具体实现 带限反演是对地震资料的转换处理过程，其结果的
分辨率、信噪比以及可靠性完全依赖于地震资料本身 的品质，因此用于地震反演的资料应具有较宽的频带 、较低的噪音、相对振幅保持和准确成像。
测井资料，尤其是声波和密度测井资料是地震横向 预测的对比标准和解释依据，在地震反演之前应进行 仔细的编辑和校正，使其能够正确反映岩层的物理特 征。
t
v(t)v(t0)e（x9p 2） t[t；0s(若t)要] 得到速度或时差,一般
引用Gardner公式:
(10)v0.31 v1.25
从波阻抗中分离出速度：
v(t)v(t0)ex1 p（.2 2[15 1tt）t0s(t)]
道积分方法的计算简单快捷，但得出的相对波阻抗
不含低频成分，且精度不够。
2、反演问题求解时应考虑的问题 ①可能获取何种解，近似解还是精确解； ②问题是欠定的、超定的还是适定的； ③问题是线性的还是非线性的； ④什么是问题的最好解法； ⑤解的精度及可靠性； ⑥求解结果如何评价和验证。
四、波阻抗反演的基本原理 波阻抗反演是地震勘探中应用最广泛的反演
问题，也是储层地球物理研究和开发地震中最 基本的处理技术之一。波阻抗反演是利用地震
地震叠后反演的基本方法
一、反演方法的分类 二、带限反演 三、宽频反演（模型反演）
一、反演方法的分类
1、输入资料的性质上：叠前和叠后； 2、反演理论上：褶积理论、射线理论和波动理 论；射线理论以旅行时反演为主;波动理论主要 是波动方程反演、层析成像理论等； 3、从解反问题的数学工具上分,可分为线性和非 线性两大类。根据方程个数与未知数个数的情 况分为超定、欠定和适定问题； 4、测井资料的作用大小：四类：地震直接反演 或无井约束反演；测井控制下的地震反演；测 井~地震联合反演；地震控制下的测井内插与外 推。上述反演方法分别用于勘探开发的不同阶 段。
地震反演技术
3、地震反演技术 指利用人工激发产生的地震波场推测地下地
质结构和地层内部特性变化的方法技术。 4、正演与反演问题
给定模型及参数确定模型的响应即正演。
模型参数 输入
系统表达 正演理论
算子
输出
观测数据
数学工具 反演理论
计算模型 的响应
系统参数 的估计值
根据实际观测数据确定模型参数的过程即反演。
Ri
i1vi(11) ivi
v i1 i1 ivi
递推可得：
nvn
0v(20)
n i0
1Ri 1Ri
对(2)式取对数:
n
ln nv (n/0v0)i0l(n 31 ) [R (i)/1 (R i)]
对(3)式右边求和号内的对数项按Taylor级数展开，得(4)式：
ln 1 R i[ ) /1 ( (R i) ] 2 ( R i R 3 i 3 （R 5 i 5 4 ）.. . 2 R n i 2 n . 1 1 ) . . 2 R i