AVO及叠前反演讲解

个参数是以两个参数的比值，例如

V p1

V p2

11

等形式出现。这样就可以把

V p1 £1

等分别看作一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、禾U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。而亮点技术只是利用

了这一特殊情况下曲线的一个数值。所以，AVO技术对岩性的分析比亮点技术更为可靠。

C、这几年波动方程对地震剖面的成像有了更大的成果，是对地下构造形态的反演。AVO技术从严格意义上说算不上是利用波动方程进行岩性反演分析的方法，但是其理论和思路是对波动方程

得到的结果的比较精确的利用。

D、 AVO技术是一种研究岩性的比较细致的方法，并且需要有测井资料的配合。

2、 AVO技术的理论基础

振幅随炮检距的变化来自于所谓的“能量分区”。当地震波入射到地层界面时，一部分能量反射，

一部分能量透射。如果入射角不等于零度，纵波( P波)能量一部分反射，一部分转化成透射P波

和S波。反射和透射波的振幅能量取决于地层边界的物理性质差异。纵波速度Vp、横波速度Vs和

密度p是非常重要的。同时，需要注意反射振幅也依赖于入射波的入射角(图5-3-1 )。

因此，当一个平面纵波非垂直入射到两种介质的分界面上，就要产生反射纵、横波和透射纵、横波。在界面上，根据应力连续性和位移连续性，依据边界条件并引入反射系数、透射系数，就可以得出四个相应波的位移振幅应当满

足的方程叫做Zoeprritz方程，这个方程是 Zoeprritz在1919年

解出的。这个方程组比较复杂，不能解出新产生的波的振幅与有关参数明确的函数关系。但是从方程组可以看出，一

般反射纵波的反射系数Rpp是入射角界面上部介质的密度p,纵波速度Vp1，横

波速度VS1以及界面以下的介质密度 p 2,纵波速度VP2，横波速度VS2等七个参数的函数，可以简单的表示为Rpp ( &, VP1, VS1, p 1, Vp2, VS2, p 2),虽然不能直接从方程中解出Rpp与七个参数

的具体关系，但是可以假设以物质的六个物性参数为参变量，以&为变量，仔细分析可以得到，六

图5-3-1 :入射到地层边界的地震波示意图

通过对地层弹性参数的研究，得到泊松比 6是一个对岩性和含油气情况反应比较敏感，参数，

所以就要对方程进行适当的化简， 得出以泊松比6为参数的以6为变量的简单的近似关系，

即Rpp=f

(&,

6,这样通过反算 6来达到对储层的参数测定和检测。

由于Zoeppritz 方程过于复杂，因此有许多学者尝试对其进行简化或近似，其中比较著名和实用 的主要有： 1) Koefoed 的试算

Koefoed 在1955年第一个给出了用 Zoeppritz 方程，以R 为参数计算出的 Rpp 〜&曲线。他用 17组纵横波速度、密度和泊松比参数，较为详细地研究了泊松比对两个各向同性介质之间反射和折 射面所产生的反射系数的影响，最大的入射角达到

30°。他的研究结果被公认为

Koefoed 五原则。

虽然Koefoed 的结论说明了利用

Rpp 〜&曲线是可以反算出泊松比

6的，但是用未简化的 Zoeppritz

方程进行计算太复杂，因此反求弹性参数也是很复杂的。

2) AkiKI 和RichardsPG 的纵波近似公式

1980年AkiKI 和RichardsPG 给出了一个纵波反射振幅的一个近似表达式：

2 2 ■ 2

1 “ Ns • 2T

拧 sec 二 V

p ,V s • 2T

V s 、

=(1-4

2 sin 4 2 sin )

2 V p

2

;

2 V p V p 2 Vs

这个公式是有适用条件的，就是界面两边的弹性介质性质的百分比变化小，式中的参数有： A/p=V p2-V p1、△Vs=V s2-V s1、Vp=

(V p2+V p1)/2、Vs=

(V s2+V s1)

/2、Ap = p

2- p 1、p = (p 2+

p 1) /2、

0= ( 0+ 02) /2, 0是入射角，0是按斯奈尔定理计算的透射角。这个式子虽然对 Zoeppritz 方程进

行了化简，但是用了 Vs 做参数而未用 6作参数。

3) Bortfeld 近似式 1961年，Bortfeld 提出近似式

个参数，再加上在同一种介质中，纵波速度 v p ，横波速度V S,以及泊松比 6之间又有关系，如:

于是有关系式:

Rpp=f (&,

，卫,这样来达到减少参数的目的。从

V p 2

P 2

理论上说，在实际地震记录上得到某个界面的反射波的振幅与入射角的变化关系曲线，并且又知道 某些参数，就可以利用曲线族作为量板来估算地层参数。

R ( 0) (5-3-1)