波阻抗反演在高精度地震勘探中的应用_吴大林
全波形反演技术在深海地震成像中的研究及应用
全波形反演技术在深海地震成像中的研究及应用张健男,但志伟,孙雷鸣,李三福,王新领,于㊀宏①㊀(中海油田服务股份有限公司物探事业部特普公司,湛江５２４０５７)摘要㊀深水勘探速度建模和成像精度受到崎岖海底,海水速度,深层复杂构造,复杂绕射多次波等问题影响.全波形反演作为利用波形匹配计算模型扰动的反演方法,能够获取高分辨率的模型参数,提高偏移成像精度并降低勘探风险.针对深水资料一般只能采集到反射波资料,采用相关目标函数计算了反射波速度梯度;针对变化的海水速度,利用海水反射的波形反演计算深水海水速度;针对鬼波和多次波,采用鬼波压制流程拓宽频带,压制子波波旁瓣,采用多次波压制流程简化波场,提高反演稳定性.最后给出针对深水碳酸盐岩工区和水合物工区的测试案例.关键词㊀全波形反演;深水地震资料处理;速度建模;碳酸盐岩;天然气水合物中图分类号:T E ５㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:２０９５Ｇ７２９７(２０１９)z １Ｇ０２５０Ｇ０５d o i :１０．１２０８７/o e e t ．２０９５Ｇ７２９７．２０１９．z １．４９R e s e a r c ha n dA p pl i c a t i o no f F u l lW a v e f o r mI n v e r s i o n o f T h eD e e p S e a S e i s m i c I m a g i n gZ h a n g J i a n Ｇn a n ,D a nZ h i Ｇw e i ,S u nL e i Ｇm i n g,L i S a n Ｇf u ,W a n g X i n Ｇl i n g ,Y uH o n g (D a t aP r o c e s s i n g C o ．G e o p h y s i c a l ＧC h i n aO i l f i e l dS e r v i c e sL t d ．,Z h a n J i a n g ５２４０５７,C h i n a )A b s t r a c t ㊀T h ev e l o c i t y m o d e l i n g a n di m a g i n g a c c u r a c y o fd e e p w a t e rs e i s m i ce x p l o r a t i o ni sa f f e c t e db ypr o b l e m s s u c ha sr u g g e ds e ab o t t o m ,s e a w a t e rv e l o c i t y ,d e e p c o m p l e xs t r u c t u r e ,a n dc o m p l e xd i f f r a c t i o n m u l t i p l e s ．F u l l w a v e f o r mi n v e r s i o na sa ni n v e r s i o n m e t h o du s i n g w a v e f o r m m a t c h i n g c a l c u l a t i o n m o d e l p e r t u r b a t i o n ,c a pa b l eo f i n v e r s i o nh i g hr e s o l u t i o n m o d e l p a r a m e t e r ,I tc a ni m p r o v et h e M i g r a t i o na n di m a g i n gp r e c i s i o na n dr e d u c et h e e x p l o r a t i o n r i s k ．O n l y r e f l e c t e dw a v e d a t a c a n b e r e c o r d b y d e e p w a t e r d a t a ,a n d t h e r e f l e c t e dw a v e v e l o c i t y gr a d i e n t i s c a l c u l a t e db y u s i n g t h e c r o s s Ｇc o r r e l a t i o no b j e c t i v e f u n c t i o n ;C a l c u l a t e t h ev e l o c i t y o f d e e p w a t e rb y F W I a n ds e a r e f l e c t i o n w a v e ;U s i n g d e g h o s tb r o d e ns e i s m i cf r e q u e n c y b a n d ,c o m p r e s s e s w a v e l e t ,s u p p r e s s e s m u l t i p l ea n d s i m p l i f i e dw a v e f i e l d ,a n d i m p r o v e s i n v e r s i o ns t a b i l i t y ．F i n a l l y ,g i v i n g t h eF W I c a s e so f d e e p w a t e r c a r b o n a t e r o c k a n d g a sh yd r a te ．K e y wo r d s ㊀f u l l w a v e f o r m i n v e r s i o n ;d e e p w a t e rs e i s m i cd a t a p r o c e s s i n g ;P S D M ;s e i s m i cv e l o c i t y m o d e l i n g ;c a r b o n a t e r o c k ;g a sh yd r a te ０㊀引㊀言随着计算机运算能力和波动方程正演技术的提高,全波形反演技术作为高分辨率的属性建模技术逐渐得到实际资料的应用.特别在浅层气云的识别,天然气水合物B S R 识别有明显效果.常规全波形反演的成功案例主要集中在依赖于长电缆,回转波浅水资料.而对于深水资料需要建立反射界面和计算反射波相关敏感核函数[４],另外基于反射波反演的速度场是一个平缓的结构[２],这与层析成像得到的平滑速度结果相比较优势并不明显,故成功案例很少.本文给出深水资料的全波形反演处理流程和必要的预处理步骤,并对两块典型资料进行了应用.①㊀㊀收稿日期:２０１９Ｇ８Ｇ３１;修回日期:２０１９Ｇ１１Ｇ１㊀㊀作者简介:张健男(１９８５ ㊀),男,本科,工程师,主要从事地震资料处理和地震成像方面的研究.第６卷增刊㊀２０１９年１１月海洋工程装备与技术O C E A NE N G I N E E R I N GE Q U I P M E N T A N DT E C HN O L O G YV o l ．６,S u p p l ．N o v ．,２０１９增刊张健男,等:全波形反演技术在深海地震成像中的研究及应用２５１㊀ ㊀１㊀原㊀理经典F W I 将观测数据和正演数据求差最小化作为目标,在最小平方意义下建立如下代价函数[１]:C d i f f ＝ðhðt１２(d c a l (t ,h )－d o b s (t ,h ))２式中:m 表示为模型速度,d o b s (t ,h )表示观测波场数据;d c a l (t ,h )表示正演波场;其中t 表示时间;h 表示偏移距.v a nL e e u e w e n [６]提出了基于相关目标函数的方法,这种方法相对经典方法减弱了对低频信号的依赖,并且避免了跳周问题.C X c o r N ＝ðhðt１２(P (τ)X c o r N (τ,h ))２式中:P (τ)是归一化互相关函数X c o r N (τ,h )的加权函数.∂C X c o r N ∂m i ＝ðh ðt ∂d c a l (t ,h )∂m ðτP (τ)２X c o r N (τ,h )ˑd o b s (t ＋τ,h )d c a l (h )d o b s (h )－X c o r (τ,h )d c a l (t ,h )d c a l (h )３d o b s (h )æèçöø÷X c or (τ,h )＝ðtd c a l (t ,h )d o b s (t ＋τ,h )㊀㊀可以采用局部优化的共轭梯度法最小化上述目标函数,并采用基于波场分解的方法分离反射梯度[５].图１㊀常规全波形反演梯度,反射波全波形反演梯度㊀㊀因为每次给更新反射波速度都会导致地震分界面成像深度的变化,如果我们采用固定的深度域偏移剖面进行反偏移将导致速度和界面不匹配,理论上每次速度更新迭代都需要重新偏移得到正确的界面位置,无疑会大大增加全波形反演的计算成本.以下给出一种近似做法:我们首先将深度域地震剖面转换到时间域剖面备用,每次迭代采用当前速度场利用时深转换将时间域剖面转换为深度域剖面进行反偏移得到正演炮集.进行时间深转换的速度场应充分平滑,否则高频速度扰动将给时深转换带来误差.其次偏移剖面可表示为子波和反射系数的褶积,如果仍然采用野外远场子波进行正演,将导致模拟炮集褶积两个子波,而采集数据只有一个子波.为了进行更好与采集数据匹配,反偏移的子波应给定为宽带子波或对原始数据褶积一个远场子波.２㊀深水资料全波形反演的特点和解决方案２．１㊀基于海水反射的海水速度反演目前多数深水处理项目采用的海水速度是采用深度相关的一维函数填充海水层段.当海水速度存在横向变化或遇到海外工区资料时,海水的速度函数是未知的,给实际生产带来一定程度的误差,基于海水水体反射的全波形反演能够对海水速度进行高分辨率的建模,提高成像精度.深水资料的海水深度变化较大包含两方面意义.其一是地震数据采集周期较长,受到洋流和气候影响,不同时段的海水速度存在变化;其二是工区的海水盐度温度差异导致了水速存在相对稳定的速度分层现象.如果海水速度求取误差较大将影响全波形反演的海底波形匹配和偏移成像的精度.本文首先对数据进行潮汐校正,获得统一水平面的地震数据;其次对数据进行冷水静校正,校正不同时期受海水速度变化的地震数据到同一基准面;最后进行全波形反演.因为海水反射相对海底反射能量差距在两个数量级.为了凸显海水反射,我们首先对地震数据的海底/地产反射进行了切除或能量压制到与海水反射同一能量级别上.然后进行叠加剖面质控并生成速度谱进行初步速度分析.受到温度盐度影２５２㊀ 海洋工程装备与技术第６卷响,深水海水通常是浅层速度高,深层速度低的结构,这就导致了常规全波形反演中最有效的回转/折射波并没有采集到,需要采用上述的基于反射敏感核的全波形反演方法.２．２㊀多次波和鬼波压制流程上述的反射波全波形反演方法是通过互相关计算地震数据和模拟数据的走时差计算的.宽带信号有利于提高互相关方法的精度,多次波压制有利于减少匹配误差,减少目标函数的非线性.针对风浪导致的粗糙水面,电缆深度记录误差等问题,采用了自适应鬼波压制方法压制震源和电缆鬼波.鬼波压制后的地震数据子波旁瓣缩小,低频能量抬升,入射角度相关的振幅关系得以正确恢复.深水崎岖海底产生了复杂的三维绕射多次波,需要采用多种方法共同压制,本文采用了三维S R M E和高阶R A D O N变换多次波等方法针对多次波的不同特征组合压制多次波.３㊀全波形反演的应用及效果３．１㊀推荐处理流程根据深水资料的特点,我们设定如下处理流程,首先对地震数据进行去噪,潮汐水速校正等工作,完成鬼波压制,多次波压制,数据规则化等预处理.交替进行深度偏移走时层析和基于反射波的全波形反演,并根据地质家提供的井数据和层位等先验信息进行速度模式的编辑和修正,使多解的地下速度结构更符合地质逻辑.最后进行常规的全波形反演获取边界清晰的反演结果.图２㊀反射波全波形反演３．２㊀案例分析我们对中国南海某三维深水窄方位角数据进行了全波形反演,工区水深１k m,海底构造较为崎岖,海底附近存在天然气水合物和多个浅层气藏构造.采用走时层析进行速度分析无法获取更高分辨率的速度结构,采用上述流程的全波形反演技术较好刻画了深水浅层的速度结构,受浅层气扭曲的构造图３(c)得以恢复.以中国南海某深水碳酸盐岩资料为测试靶区,该工区水深２００m,中深层发育较厚的碳酸盐岩高速层,浅层为稳定的沙泥岩沉积层,沉积层受到碳酸盐岩形态的影响产生较大的断层.断层会导致明显的横向速度差异,另外断面附近可以作为油气储集层存在,如果存在流体,断面附近的速度也会存在异常.基于走时的层析成像受到拾取精度,射线追踪精度,反演网格尺寸的影响,难以满足本区高分辨率建模的要求.故采用基于上述流程的全波形反演方法.工区反演结果显示,以平缓速度直接进行常规的F W I,速度结构出现了高频更新,得到断层附近的高频速度结构,这是回转波和折射波的贡献;但是深部的高速碳酸盐岩没有得到有效更新,与地质认识不一致.当我们执行反射波F W I和t o m o的综合流程,深层较厚的盐体速度结构得到了低频且正确的更新.地震剖面图４(g)显示生物礁下方的增刊张健男,等:全波形反演技术在深海地震成像中的研究及应用 ２５３㊀ ㊀㊀㊀图３㊀(a)初始层析成像平缓速度;(b)全波形反演后的速度;(c)初始速度深度偏移剖面;(d)全波形反演速度偏移剖面图４㊀南海某工区全波形反演结果(a)初始平缓速度㊀(b)对初始平缓速度直接进行常规F W I㊀(c)反射波F W I和t o m o综合建模㊀(d)以c的速度为基础进行经典的F W I㊀(e)初始平缓速度的成像剖面㊀(f)初始平缓速度直接进行F W I的成像剖面㊀(g)反射波F W I和t o m o综合建模的成像剖面㊀(h)以反射波和t o m o综合建模作为基础进行常规F W I的成像剖面２５４㊀ 海洋工程装备与技术第６卷成像结构更为平缓简单,２k m深度断层附近的扭动更为合理.以图４(c)为初始速度执行常规F W I就得到了深浅层兼顾走时和振幅的高分辨率速度场,相对图４(c)的速度分辨率更高,有利于获取碳酸盐岩溶洞和内部速度变换的信息.４㊀结㊀语本文给出了深水资料全波形反演流程,综合应用反射波全波形反演和常规全波形反演对背景速度和高频速度进行了反演.实际资料显示全波形反演有利于刻画碳酸盐岩深层的灰岩速度结构,可以获得断层相关的横向速度变化,可以反演得到深水浅层天然气水合物和浅层气的高频速度结构,有利于提高深度偏移速度建模精度,并可以为天然气水合物的A V O反演和阻抗反演提供较好的初始速度.参考文献[１]T a r a n t o l a A．I n v e r s i o n o fs e i s m i c r e f l e c t i o n d a t ai n t h ea c o u s t i c a p p r o x i m a t i o n[J]G e o p h y s i c s,１９８４,４９(８):１２５９Ｇ１２６６．[２]姚刚,吴迪．反射波全波形反演[J]．中国科学:地球科学,２０１７(１０):１００Ｇ１１２．Y a oG a n g,W uD i．F u l lw a v e f o r mi n v e r s i o n o f r e f l e c t e dw a v e s [J]．S c i e n c e o fC h i n a:E a r t hS c i e n c e s,２０１７(１０):１００Ｇ１１２．[３]Y uZ h a n g．F r o mi m a g i n g t o i n v e r s i o n:T h e o r y,p r a c t i c e,a n d t e c h n o l o g i c a le v o l u t i o n o f p r e s t a c k d e p t h m i g r a t i o n[J]．G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g f o rP e t r o l e u m,２０１８,(１):１Ｇ２３．[４]X uS h e n g,W a n g D,C h e nF e n g．F u l lW a v e f o r mI n v e r s i o n f o r R e f l e c t e d S e i s m i c D a t a[C]．７４t h E A G E C o n f e r e n c e&E x h i b i t i o ni n c o r p o r a t i n g S P E E U R O P E C２０１２C o p e n h a g e n,D e n m a r k,２０１２:４Ｇ７．[５]Z h o uW,B r o s s i e r R,O p e r t o S,e t a l．F u l l w a v e f o r m i n v e r s i o n o f d i v i n g&r e f l e c t e d w a v e s f o rv e l o c i t y m o d e lb u i l d i n g w i t hi m p e d a n c e i n v e r s i o n b a s e d o n s c a l e s e p a r a t i o n[J]．G e o p h y s i c a l J o u r n a 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波阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用
波阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用
阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用已经得到了广泛的应
用和认可，其主要应用有以下几点：
一、提高解释精度。
阻抗反演技术利用已抽取和滤波处理过的地震数据，并将其转换为层位模型阻抗，从而减小反演误差，较好地反映差
异性，提升解释精度。
二、更好的描述构造。
阻抗反演技术可以把不同断层的构造特征很好
的区分出来，能够更准确的描述各断层的构造特征，从而更好的起到
指导作用。
三、分析不饱和层的厚度。
阻抗反演技术可以准确地计算不饱和层的
厚度，可以通过分析油气层厚度，估计提高勘探率和成功率。
四、获取煤厚指标。
阻抗反演技术可以对煤层厚度进行定量分析，从
而得到其厚度指标，即层节及其配置，从而可以估算煤厚的变化规律。
五、确定开采变形区域。
利用阻抗反演技术可以釆确地确定开采变形
区域，便于煤矿开采排架操作，以满足开采安全要求。
总之，阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用有很多优势，
为煤矿开采提供了可靠的参考依据，从而促进了煤矿开采和生产安全。
波阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用
波阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用随着煤炭资源的日益减少和对煤炭资源的需求不断增加，煤炭勘探成为了当前煤炭行业发展的重要方向。
而地震勘探技术作为一种高效、准确的勘探手段，也越来越受到重视。
在地震勘探中，煤层厚度是勘探的重要参数之一，而波阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用，为勘探工作的准确性和效率提供了有力的支持。
一、波阻抗反演技术的原理及优势波阻抗反演技术是一种利用地震波在介质中传播特性进行地质解释的方法。
它是通过反演地震波在地下介质中传播时的波阻抗信息，来推断介质的物理性质。
具体来说，波阻抗是指地震波在介质中传播时，介质的密度和速度之积。
波阻抗反演技术利用地震波在介质中传播的反射和折射特性，通过计算反射系数和传播路径等参数，反演出地下介质的波阻抗分布，并进一步得到介质的物理性质。
波阻抗反演技术具有以下优势：1.高分辨率：波阻抗反演技术可以对地下介质进行高分辨率的成像，能够较准确地反演出地下介质的物理性质。
2.非侵入性：波阻抗反演技术不需要对地下进行开挖或钻探等侵入性操作，能够保护地下环境和资源。
3.高效性：波阻抗反演技术可以在较短时间内获取地下介质的物理性质信息，提高勘探工作的效率。
二、波阻抗反演技术在三维地震勘探中的应用1.数据采集在三维地震勘探中，首先需要进行数据采集。
这一步骤需要将地震仪器布设在地面上，对地下进行震源激发和接收信号。
数据采集的质量对后续的煤厚解释有着至关重要的作用。
2.数据处理数据采集后，需要对采集到的数据进行处理。
处理的过程包括去除噪声、削弱多次反射等，以提高数据的质量和准确性。
数据处理的质量对后续的波阻抗反演结果有着重要的影响。
3.波阻抗反演在数据处理完成后，可以进行波阻抗反演。
波阻抗反演的过程包括反演算法的选择、反演参数的设定等。
波阻抗反演结果能够反映出地下介质的波阻抗分布情况，从而推断出介质的物理性质。
4.煤厚解释在波阻抗反演的基础上，可以进行煤厚解释。
波阻抗反演技术在煤田地震岩性勘探中的应用
波 阻抗 反演技术 在煤 田地 震岩 性勘探 中的应用
黄 ｚ－ ，束 荣华 ，董 守华 ，李 东会 ｆ －
（． １中国矿 业大 学资 源与 地球科 学学 院 ，江 苏 徐 州 ２ １ ０ ； ２０８ ２安徽 煤 田地质 局 物探 测量 大 队，安 徽 宿州 ２ ４ ０ ． ３ ０ １）
摘 要：在煤 田地震勘 探 中，岩性勘 探 已成为人们 研 究的一个 热 门课 题 。与其 他地 震反 演技 术相 比， 波 阻抗反 演技术 不仅可提 高原始地 震 资料 的垂 向分辨 率， 而且可 以将地 震 波转换 为地层信 息 。介 绍
了波 阻抗反 演技 术的原理 及 实现 方法， 以平顶 山某采 区岩性勘探 为例 ，说 明波 阻抗地震反 演 方法 并 可 以进行岩 性勘探 ，并可用 来预测煤 层厚 度 ，同时还 可 以识别 煤层 中 的夹矸 。 关 键 词： 波 阻抗 ；反 演：岩 性勘探 ；三 维地震勘 探 文献标识码 ：Ａ 中 图分 类号 ：Ｐ ３ ６１
ｉ ｅ ｎｔｙ ａ ｓ ｎ ｒ ｃｅ ｅ ｒ ．Ｃｏｍ ｐａ ｅ ｉｈ ｔ ｈｅ ｅｉｍ ｉ ｎｖ ｒ ｉ ｎ ｅ ｎｉ ｕｅ ，ｔ ｒ ｄ ｗ ｔ ｈｅ ｏｔ ｒ ｓ ｓ ｃ ｉ ｅ ｓｏ ｔｃｈ ｑ ｓ ｈｅ ｗａｖ ｍ ｐｅ ｎ ｉ ｅｉ ｄａ ｃｅ ｎｖｅ ｓ ｏ ｔｃｈ ｑｕ ｒ ｉ ｎ ｅ ｎｉ ｅ ｎ ｙ ｃａ ｎ ｒ ａ ｅｖｅ ｔｃ ｌｒ ｓ ｕｔｏｎ ｏｆｓ ｓ ｉ ｔ ，ｂｕ ｌｏ ｃａ ｈａ ｏｔｏｎｌ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｒｉ ａ ｅ ｏｌ ｉ ｅｉｍ ｃ ｄａ ａ ｔａ ｓ ｎ ｃ ｎｇｅｓ ｉｍ ｉ ａ ｔ ｎｔ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｅ ｓ ｃ ｗ ｖｅｄａ ａ ｉ ｏ ｉ ｆ ｒ ｔｏｎ ｏｆ
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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
波阻抗反演技术在地震勘探煤层解释中的运用
波阻抗反演技术在地震勘探煤层解释中的运用【摘要】选择新疆吐哈煤田大南湖矿区为例，研究波阻抗反演技术在三维地震勘探煤层解释中的应用，介绍了新疆哈密市的东二B井田矿区的煤层分布特征等基本情况。
设置观测系统，运用408UL遥测多道数字地震仪设计采集系统，采用408UL遥测多道数字地震仪分析煤层反射波特征，得出各煤层反射波能量逐渐变弱；分析波阻抗反演方式的运用结果，能够直接反映地层结构物性，得到清晰的地层岩性分布信息以及分辨率更高的地层纵横向分辨率；将反射波形资料转化为波阻抗资料形式，提升了井间地震资料的分辨率，为波阻抗反演技术在对复杂煤层及煤层结构解释层面的运用提供了指导意见。
【Abstract】Taking Dananhu mining area of Tuha coalfield in Xinjiang as an example, this paper studies the application of wave impedance inversion technology in coal seam interpretation of three-dimensional seismic exploration, and introduces the basic situation of coal seam distribution characteristics in east 2B mining area of Hami City, Xinjiang. Setting up observation system, using 408UL telemetry multi-channel digital seismograph to design acquisition system, using 408UL telemetry multi-channel digital seismograph to analyze the characteristics of coal seam reflection wave, it is concluded that the reflected wave energy of each coal seam is gradually weakening. Analyzing the application results of wave impedance inversion can directly reflect the physical properties of stratum structure and obtain clear information of stratum lithology distribution and higher resolution of stratum in both vertical and horizontal directions. The resolution of cross-well seismic data is improved by converting reflected waveform data into wave impedance data, which providesguidance for the application of wave impedance inversion technology in the interpretation of complex coal seam and coal seam structure.【关键词】波阻抗反演技术；地震勘探煤层解释；纵横向分辨率【Keywords】wave impedance inversion technique; coal seam interpretation of seismic exploration; vertical and horizontal resolution1工程概况本次研究选取中国新疆哈密市的东二B井田矿区进行研究，具有13.07km2面积。
全数字高精度三维地震勘探在大强煤矿的应用
地质测量全数字高精度三维地震勘探在大强煤矿的应用大强煤矿徐爱国摘要为查明煤层赋存形态和构造发育情况，大强煤矿采用全数字高密度三维地震勘探技术进行补勘，解决了工作面难布设的问题。
关键词断层深埋藏全数字勘探应用1引言全数字三维地震勘探技术是在煤矿采区三维地震勘探的基础上发展起来的，主要核心是采用数字检波器接收、高空间采样率、段时间采样率采集、精细处理、多属性分析解释及地质研究的集成综合性技术。
主要以最佳的方式记录信号，尽可能压制噪音，进一步查明该区域地质构造发育程度,提高勘探程度与精度,满足矿井开拓开采要求O大强煤矿2009年开工建设，至今掘进巷道18596m,2个工作面已回采完毕，随着生产实见,发现勘探报告提供断层的数量、位置、断层参数不准确，影响工作面布设，已导致巷道掘进量增加;三维地震分辨率较低、预测能力差，部分构造未能解释出来;三维地震数据体不能拼接一体使用,交接部分地质资料不准确。
鉴于以上原因，対SW采用全妇高密肛维地震《臧术进行楓，丰富了可靠的地质构造资料。
2地震勘探施工2.1观测系统参数此次采集选用全数字宽方位采集观测系统，其参数详见附表。
按照当前的采集理念，此观测系统具有面元属性均匀完备、横向一致性的特点，具体表现为方位、炮检属性均匀，横向一致性。
附表三维宽方位观测系统主要参数表系统皱16线10炮皿国观测系统CDP网格尺寸(m)5x5数2560(16x160) (条)16横向最大炮检距(m)795接100横向最小炮检距(m)5 M®(m)10纵向最大炮检距(m)800删片滚动距离(m)100纵向最小炮检距(m)10瞬距(m)100最小炮检距(m)5卧距(m)10最大炮检距(m)1127^41横纵比059叠加次数(次)64®8x纵8) 2.2仪器、炮孔深度、药量仪器型号:SERCEL-e428高分辨数字地震仪,检波器型号:DSU1数字检波器,井深:平原区12m,低山丘陵区最低14m,药量:平原区药量为2kg,低山丘陵区药量5kg,考虑施工安全因素影响，距离房屋30~ 50m成孔,药量0.25kg;距房屋50~100m成孔,药量0.5kg;距离大于100m,正常药量。
波阻抗反演在煤田地震勘探中的应用
波阻抗反演在煤田地震勘探中的应用
任永辉
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】利用燃田地震勘探资料,以已知地质规律和钻井、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),建立地质模型,使高分辨率地震资料更为直观地反映煤层空间变化及构造特征.
【总页数】2页(P14-15)
【作者】任永辉
【作者单位】山西省地球物理化学勘查院,山西,运城,044004
【正文语种】中文
【中图分类】P631.4
【相关文献】
1.波阻抗反演技术在准格尔煤田勘探中的应用 [J], 刘建;李建国
2.波阻抗反演在东胜煤田勘探中的应用 [J], 曹振国
3.波阻抗反演在高精度地震勘探中的应用 [J], 吴大林;李米田
4.波阻抗反演技术在三维地震勘探煤厚解释中的应用 [J], 李学文;张爱印;王存山
5.波阻抗反演技术在三维地震勘探煤层解释中的应用 [J], 王平;马小平;曾宪军;姜飞
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波阻抗反演基本原理及Jason反演软件介绍
Ro ck tra ce
Velmod
Wa ve let s
Environment Plus Earthmodel
Statmod
r go La
Functionmod Jason 的重要特点就是随着越来越多的非地震信息（测井，测试，地 质）的引入，由地震数据推演的油气藏参数模型的分辨率和细节会得到不 断的改善。用户可根据需要由Jason 的模块构建自己的研究流程。
四、Jason6.2平台反演模块的构成
Invermod
Inv r ert a ce
Ro ck tr
Velmod （速度建模）
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Velmod
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Environment Plus Earthmodel
Statmod
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在地质框架模型的控制下，用地震迭加 速度建立三维速度模型。适用于无井，少井 或速度横向变化大的研究项目。 • 建立三维速度模型（无井）或提高速度模 型的精度（少井或速度横向变化大） • 压力预测。 时深转换，深时转换。 • 提供阻抗的低频模型。
Rocktrace (弹性反演）
Velmod
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Environment Plus Earthmodel
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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 LandMark
G-LOG VELOG PIVT SEISLOG DELOG RM（GeoQuest） Paradigm(叠前) Strata Jason
ISIS Jason
SLIM BCI(宽带约束反演) 广义逆波阻抗反演 PARM Strata Jason(InverMod)
高分辨率非线性地震波阻抗反演方法和应用.
高分辨率非线性地震波阻抗反演方法和应用2010-11-10在岩性高度非均质的复杂储层横向预测中,由于可观测信息的重叠、缺失以及噪声的干扰,反演问题总是对应着不唯一、不稳定和不确定的解,因此基于线性假定的储层横向预测技术已不适应这类地区的岩性勘探.为此,提出了一种多井约束分频非线性地震波阻抗反演方法.给出了反演方法的基本原理和算法结构,详细讨论了方法中的关键技术--井旁多级地震反子波的提取、直接反演初始地震波阻抗、井旁多级地震子波的提取、间接反演最终地震波阻抗和大尺度地质模型约束等.在琼东南盆地和南黄海北部盆地,利用实际资料对多井约束分频非线性地震波阻抗反演方法进行了验证.首先对井的波阻抗曲线进行了多尺度分解,并进行了频谱分析;在此基础上,通过井约束波阻抗反演提取了多级统计地震反子波序列;然后分别利用井的不同尺度的频率分量作为约束条件,进行了地震波阻抗反演,获得了低频波阻抗剖面、中高频波阻抗剖面以及由低频和中高频波阻抗剖面合成的全频波阻抗剖面.对这些波阻抗剖面的分析表明,低频波阻抗剖面反映的是大套地层的岩性结构,中高频波阻抗剖面则很好地刻画了地层岩性的细节.因此,可以利用高分辨率的中高频波阻抗剖面识别砂体的边界以及进行含油气性判别.作者：崔炯成吴媚李维新符力耘 Cui Jiongcheng Wu Mei Li Weixin Fu Liyun 作者单位：崔炯成,Cui Jiongcheng(中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029;中国海洋石油股份有限公司研究中心,北京,100027)吴媚,符力耘,Wu Mei,Fu Liyun(中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029)李维新,Li Weixin(中国海洋石油股份有限公司研究中心,北京,100027)刊名：石油物探 ISTIC PKU英文刊名：GEOPHYSICAL PROSPECTING FOR PETROLEUM 年，卷(期)：2007 46(1) 分类号：P631.4 关键词：波阻抗反演非线性Robinson地震褶积模型非常规Caianiello褶积神经网络多井约束分频反演。
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术实质就是： 以具有丰富的高频信息和完整的低频 成份的测井资料，补充地震有限带宽的不足，用已知 的地质信息和测井资料作为约束条件，推算出高分 辨率的地层波阻抗资料，精细地描述煤岩层的平面 展布、深度、厚度、物性的变化规律。
［1］ 徐伯勋，白旭滨，于常青． 地震勘探信息技术提 取、分析和预测［M］． 北京： 地质出版社，2001．
［2］ 邓志文． 复杂山区地震勘探［M］． 北京： 石油工业 出版社，2006． 5．
［3］ 阎世信，吕其鹏． 黄土塬地震勘探技术［M］． 北 京： 石油工业出版社，2002．
［4］ 李大心． 地球物理方法综合应用与解释［M］． 武 汉： 中国地质大学出版社，2003．
ML53、MD24、ML45 孔为区内相邻钻孔，图 3 为 过三孔的联井剖面与地震解释井间煤层对比图。
图 1 41-2 孔合成记录标定图
由于反射波由围岩到煤层顶板，反映为高速到 低速的过程，其反射系数为负，因此煤层的顶板反射 为一负相位的强反射层。同理，反射波由煤层底板 到围岩为低速到高速的过程，其反射系数为正，底板 所对应的为一正相位的强反射层。在阻抗数据体 上，煤层表现低阻抗，煤层厚度轮廓可清晰的反映出 来，图 2 为联井波阻抗反演剖面，从图中可以看出煤 层分布相对比较稳定，只是在局部煤层厚度发生一 些变化，分辨率比较高，与钻孔吻合良好。 2． 2 勘探区 2
地质任务为结合钻孔解释煤层厚度变化趋势， 为了充分利用钻井资料，达到多井约束的目的，对工 区内测井资料逐一进行层位标定，共提取了 3 个子 波进行试验分析，制作合成记录，最终确定区内反演 所用的综合子波。图 1 为 区内 41-2 孔合成记录标 定图，从标定图的对应关系较好，煤层底界面对应一 强波峰，连续性好，借助高分辨率的反演剖面可以进 行煤层横向及厚度变化的识别。
1 反演依据及煤层标定
1． 1 反演依据 地震资料、测井约束反演是一种基于模型的波
阻抗反演技术，它以地震资料解释的层位为依据，把 测井资料求得的波阻抗沿层位横向外推，外推的同 时可按层位的厚薄对测井曲线进行拉伸和压缩，在 多井约束时，井间可进行测井曲线的距离加权内插， 以此作为合成记录最佳逼近于实际地震记录。其技
图 2 联井波阻抗反演剖面
斯台向斜东胜隆起区，其构造形态总体为一向西倾 斜的单斜构造，倾向 260° ～ 280°，地层倾角 1° ～ 3°， 地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大。 沿走向发育有宽缓的波状起伏，区内未发现大的断 裂和褶皱构造，地质任务为解释煤层厚度变化趋势。
参与井约束反演共采用了 18 个钻孔的声波及 密度资料，区内测井资料较为复杂，有的钻孔上、下 段测井资料相差较大。经过对测井资料的整理、校 正与调整，基本达到了相同岩性物性响应值的刻度 统一。相位校正是通过纯相位整形滤波来实现的， 其结果是反射剖面的振幅不变，相位改变。通过使 用测井资料计算子波相位谱而得到的相位校正量。
地震剖面上反射波的同相轴反映了地下反射界 面的几何形态，同一反射界面上的反射波具有相似 的波形特征。在地震剖面上有较密的横向采样，有 较敏感的横向岩性变化，可以长距离、大面积的进行 几何形态的追踪。对尖灭、断层和隆起等在同相轴 都有反映； 测井资料主要是岩性和物性的较直接的 综合反映，它的纵向分辨率高，可划分出较精确的岩 性地层单 元，能 提 供 地 下 介 质 较 准 确 的 岩 性 参 数。 震井联合反演或约束反演是将地震与测井两者结合 起来，取长补短的一种最有效、最经济的方法。 1． 2 煤层标定
0 引言
煤层对于地震勘探来说，都属于薄层，常规地震 技术难以实现薄煤层纵、横向高分辨率的要求，而测 井技术虽然分辨率很高，但难以有效实现井间地层 参数横向变化对比的地质要求。地震反演是把约束 反演技术与地质统计技术联合应用，建立精确的模 型，利用地震、测井数据的互补性质，分析复杂地质 条件下薄煤层的分布。在地震资料的引导下，综合 利用已有的地质信息，有效利用地震和测井资料的 互补性，使测井数据的高分辨率拓展到井间地震反 演的数据中，提高物性参数的分辨率，从而实现对煤 层的厚度变化、物性特征的分析和解释。
位处黄陇侏罗纪煤田中南部，属中—低山森林 区，区内地形复杂，山峦起伏，沟谷发育、陡峭。总体 构造形态为有一定起伏、倾向北西的单斜构造，地层 倾角一般 2° ～ 10°。地质任务为控制无煤区边界， 解释主采煤层厚度变化趋势。
在常规地震剖面上，当煤层较厚时，煤层顶、底 波分别与围岩层形成复合反射波，当煤层较薄时，煤 层顶底板相互复合，形成一个能量较强的单相位反 射波。在联井常规地震剖面图上，其振幅主要是由 煤层顶、底板的反射系数决定的，无法辨别煤层厚度 的变化。
图 4 为同一联井剖面的反演时间剖面，由于反 演地震剖面 反 映 了 地 层 的 波 阻 抗 变 化，煤 层 在 煤 系 地 层 中 特 征 明 显 ，其 波 阻 抗 值 很 低 ，与 围 岩 存 在 较大的阻抗 值 差 异，因 此 能 够 比 较 准 确 地 分 辨 出 煤 层 与 围 岩 ，以 便 于 煤 层 的 对 比 分 析 ，提 高 解 释 精 度 ，根 据 这 些 细 微 的 变 化 ，便 可 得 出 煤 岩 层 厚 度 变 化趋势。
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陕西煤炭
2012 年
2 应用实例及效果分析
2． 1 勘探区 1 三维勘探区位于渭北黄土塬，渭北煤田处于新华
夏系第三沉降带—鄂尔多斯盆地东南缘复合部位。 勘探区基本构造形态为一向北倾斜的单斜构造，地层 倾角一般 4° ～ 9°，伴有断裂及次一级褶曲构造。通过 详查工作在井田西南部发现小断裂 4 条。
图 4 联井反演地震剖面
3 结论
随着勘探精度的发展，反演技术越来越多地应 用于预测煤层厚度的变化趋势，解释煤层的宏观结 构变化等，为煤层的开采提供准确的地质依据。通 过对三类不同地区的反演效果分析，可以清楚地看 到，地震剖面上有较密的横向采样，与纵向分辨率高 的测井资料相结合，取长补短，这种最有效、最经济 的方法无疑将为煤矿开采提供越来越精确的地质资 料，在煤矿开采中起到越来越重要的作用。 参考文献：
测井曲线校正及分析： 通过对所有测井资料的 逐一整理和认真的分析，最终选定了长源距伽玛伽 玛曲线、自然伽玛或双收时差作为基础曲线。
实际子波提取及合成记录制作： 子波的提取是 波阻抗反演的基础，能确定地震反射与地质界面的 对应关系，也是认识工区地震资料波组特征的关键。 在对井资料分析的基础上，对工区内煤层的主要波 组分析研究，选取与地震剖面频率相吻合的子波进 行合成地震记录的制作，进而对煤层进行标定。
第4 期
吴大林 李米田 波阻抗反演在高精度地震勘探中的应用
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波阻抗反演在高精度地震 勘探中的应用
吴大林，李米田
（ 陕西省煤田地质局物探测量队，陕西 西安 710005）
摘 要： 煤层厚度解释一直以来是地震勘探的难点。本文从反演理论入手结合三维勘探区反演实 例，分析了不同地区反演的效果，直观地反映了煤厚的变化，结合钻孔资料分析煤层宏观结构变化， 为地质判层提供了充足的依据，获得了信噪比较高的地震资料和丰富的地质成果，达到了预期的 效果。 关键词： 煤层厚度； 地震勘探； 钻孔； 宏观结构； 信噪比 中图分类号： P631． 4 文献标识码： B 文章编号： 1671 － 749X（ 2012） 04 － 0097 － 03
三维勘探区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审 旗境内，毛乌素沙漠的东缘，地貌单元为毛乌素风沙 滩地和固定沙丘的过渡地带，属于华北地台鄂尔多
图 3 过井反演地震剖面井间煤层变化对比图
第4 期
吴大林 李米田 波阻抗反演在高精度地震勘探中的应用
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三孔所 见 煤 层 差 异 较 大，ML53 孔 见 煤 4 层， MD24 孔见煤 3 层，ML45 见煤 2 层，且煤层厚度变 化 较 大 ，煤 层 围 岩 变 化 不 大 ，仅 依 据 煤 层 厚 度 变 化 来对煤层 进 行 追 踪 对 比，困 难 较 大。从 剖 面 图 中 可以明显看出 ML53 孔的上层煤层为一单独的煤 层，在 MD24 孔及 ML45 处未沉积； MD24 孔处的上 层煤为一 分 叉 煤 层，分 辨 率 较 高。由 于 勘 探 区 内 钻孔较少，地质推断 ML53 孔的上层煤为煤层分岔 后形成的。高精度的反演成果为地质判层提供了 充足的依据。 2． 3 勘探区 3
Application of wave impedance inversion in the high precision seismic exploration
WU Da-lin，LI Mi-tian （ Geophysical Prospecting Entity，Shaanxi Coalfield Geology Bureau，Xi＇an 710005，China） Abstract： The interpretation on the thickness of coal seam is difficulty in seismic exploration． Based on the inversion principle and inversion instances of 3-D seismic exploration，the paper analyzed the inversion effect in different district and got the seismic data of high signal to noise ratio that can reflect the thickness of coal seam and can provide basis for geological pre-estimating． Key words： thickness of coal seam； seismic exploration； drill； macrostructure； signal to noise ratio