地震反演原理及其应用 ppt课件
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jason地震反演软件培训.pptx
在反演过程中，通过计算地震脉冲的均方根值和 噪音的均方根值，估算所给定的采样有反射的似然 值，迭代优化求解稀疏脉冲反射系数模型所代表的 地下波阻抗模型。
2、技术关键
（1）硬约束和软约束条件建立。 （2）λ值等关键参数试验。 （3）频带补偿、拓宽。
3、实际资料使用特点
使用地震资料品质较好。可用测井速度 或地震处理速度进行约束。
反演方法分类
1、基于原始地震资料 叠前反演类、叠后反演类
叠后地震反演使用叠后地震资料，反演 的纵波阻抗能够在一定程度上反映储层的变 化规律，但不能给出横波波阻抗。
叠前地震反演使用叠前地震道集资料， 具有良好的保真性和多信息性。能同时反演 纵、横波阻抗等反映地层岩性、物性和流体 特征的多种参数。 2、基于数学算法
线性反演类、非线性反演类
反演方法分类
3、基于实现方式
基于反褶积的反演方法：包括基于地层反褶积的道积分、 递归、广义线性等反演方法；基于最大似然反褶积的稀疏脉冲 反演方法;基于最大后验概率准则算法反褶积的模拟退火等。
基于波动方程的反演：Born反散射。 基于随机过程的反演：随机反演、随机模拟等。 基于特征分析的反演：特征反演、神经网络反演等。 其它：混沌反演等
第二章 叠后约束地震反演原理及常用反演方法
第一节 稀疏脉冲地震波阻抗反演
第二节 随机模拟地震波阻抗反演 第三节 协模拟岩性及孔隙度反演 第四节 常用反演流程
Largo
RockTrace
EarthModel Wavelets
JASON Environment
InverTrace StatMod
InverModel
反演方法分类
4、基于地震和测井的相对作用
带限反演：道积分、Vlog、Seislog和Verilog*、递归 等
2、技术关键
（1）硬约束和软约束条件建立。 （2）λ值等关键参数试验。 （3）频带补偿、拓宽。
3、实际资料使用特点
使用地震资料品质较好。可用测井速度 或地震处理速度进行约束。
反演方法分类
1、基于原始地震资料 叠前反演类、叠后反演类
叠后地震反演使用叠后地震资料，反演 的纵波阻抗能够在一定程度上反映储层的变 化规律，但不能给出横波波阻抗。
叠前地震反演使用叠前地震道集资料， 具有良好的保真性和多信息性。能同时反演 纵、横波阻抗等反映地层岩性、物性和流体 特征的多种参数。 2、基于数学算法
线性反演类、非线性反演类
反演方法分类
3、基于实现方式
基于反褶积的反演方法：包括基于地层反褶积的道积分、 递归、广义线性等反演方法；基于最大似然反褶积的稀疏脉冲 反演方法;基于最大后验概率准则算法反褶积的模拟退火等。
基于波动方程的反演：Born反散射。 基于随机过程的反演：随机反演、随机模拟等。 基于特征分析的反演：特征反演、神经网络反演等。 其它：混沌反演等
第二章 叠后约束地震反演原理及常用反演方法
第一节 稀疏脉冲地震波阻抗反演
第二节 随机模拟地震波阻抗反演 第三节 协模拟岩性及孔隙度反演 第四节 常用反演流程
Largo
RockTrace
EarthModel Wavelets
JASON Environment
InverTrace StatMod
InverModel
反演方法分类
4、基于地震和测井的相对作用
带限反演：道积分、Vlog、Seislog和Verilog*、递归 等
第14课地震反演与属性
将井作为初始模型，从井旁道出发，随机约束反演。由 于作了线性化近似，分辨薄层能力受到限制。
九十年代中后期，出现了以非线性反演理论为基础的多 种反演算法，如：模拟退火反演、概率法神经网络反演、遗 传进化算法反演等。这类反演的初始模型是根据低频模型的 先验概率而产生一个随机层速度模型，与测井约束反演由井 内插高频模型有本质的区别。反演过程针对非线性、多参 数、多极值的大型组合优化问题。
基于模型，不用求取低频分量，用阻尼因子控制迭代收敛。 缺点：对模型依赖性强，阻尼因子选取难度大，且不具普遍性。
1990年，Debeye和Van Riel提出了稀疏脉冲反演算法，它是 基于最大似然反褶积或L1模反褶积或最小熵反褶积，通过对每一 道逐渐增加反射模型合成的地震数据与实际地震数据最佳吻合， 最终的模型就是反演结果。由于该方法在反演过程中没有利用测 井资料的高频信息，因此，分辨率较低。
波组抗反演是指利用地震资料反演地层波组抗 （或速度）的地震特殊处理解释技术。从七十年代被 提出，近三十年来，取得了巨大的进展。通常地震反 演指的就是波组抗反演。
九十年代以来，地震反演技术由过去单一的波组抗反演，进 一步向岩石密度、孔隙度和岩性体积百分数等多参数反演的方向 发展。使得利用地震资料来解决复杂地质问题的能力不断增强。
5.2.3 地震反演技术的现状及发展趋势
过去的20多年中，反演理论在油气勘探开发领域得到了广泛 成功的应用。其波阻抗反演技术已成为储层预测的核心技术。目 前，二十世纪八十年代末期发展起来的测井约束宽带波组抗反演 已成为主流反演技术，但是，因为波组抗反演技术本身存在一些 陷阱（如存在多解性），反演结果仍需结合其它资料才能进行储 层预测和井位的确定，部分技术细节也仍需进一步完善。
采用模拟退火、神经网络等全局优化算法，寻找目标函 数最优解，如丹麦的Lsis地震反演系统等。近几年，多种技 术的交叉运用，又产生了一些新的反演思路。如：分频波阻 抗反演、地震特征反演、地质统计与随机模拟反演等。
九十年代中后期，出现了以非线性反演理论为基础的多 种反演算法，如：模拟退火反演、概率法神经网络反演、遗 传进化算法反演等。这类反演的初始模型是根据低频模型的 先验概率而产生一个随机层速度模型，与测井约束反演由井 内插高频模型有本质的区别。反演过程针对非线性、多参 数、多极值的大型组合优化问题。
基于模型，不用求取低频分量，用阻尼因子控制迭代收敛。 缺点：对模型依赖性强，阻尼因子选取难度大，且不具普遍性。
1990年，Debeye和Van Riel提出了稀疏脉冲反演算法，它是 基于最大似然反褶积或L1模反褶积或最小熵反褶积，通过对每一 道逐渐增加反射模型合成的地震数据与实际地震数据最佳吻合， 最终的模型就是反演结果。由于该方法在反演过程中没有利用测 井资料的高频信息，因此，分辨率较低。
波组抗反演是指利用地震资料反演地层波组抗 （或速度）的地震特殊处理解释技术。从七十年代被 提出，近三十年来，取得了巨大的进展。通常地震反 演指的就是波组抗反演。
九十年代以来，地震反演技术由过去单一的波组抗反演，进 一步向岩石密度、孔隙度和岩性体积百分数等多参数反演的方向 发展。使得利用地震资料来解决复杂地质问题的能力不断增强。
5.2.3 地震反演技术的现状及发展趋势
过去的20多年中，反演理论在油气勘探开发领域得到了广泛 成功的应用。其波阻抗反演技术已成为储层预测的核心技术。目 前，二十世纪八十年代末期发展起来的测井约束宽带波组抗反演 已成为主流反演技术，但是，因为波组抗反演技术本身存在一些 陷阱（如存在多解性），反演结果仍需结合其它资料才能进行储 层预测和井位的确定，部分技术细节也仍需进一步完善。
采用模拟退火、神经网络等全局优化算法，寻找目标函 数最优解，如丹麦的Lsis地震反演系统等。近几年，多种技 术的交叉运用，又产生了一些新的反演思路。如：分频波阻 抗反演、地震特征反演、地质统计与随机模拟反演等。
地震反演原理ppt课件
22
与地震反演技术相关的几个概念
• 子波的确定方法大体上可分为类： 直接确定性的 完全统计性的 使用测井的
• 直接确定法——指直接用地面接收器和其他方法测量子波。 • 完全统计法——只用地震数据确定子波。这种方法很难准确
地确定子波的相位谱。 • 测井曲线法——指除使用地震数据外，还使用测井曲线信息。
17
与地震反演技术相关的几个概念
• 在多数反演算法中对地层反射系数做如下假设：
反射系数是平稳随机的白噪序列
有了这个统计学假设，许多反褶积方法才得以实现。 • 但事实上，地层反射系数不可能是白噪的。地层沉积总是具有旋
回性，一个岩层的顶界反射系数的后面通常跟着这个岩层底面的 反射系数。为了使反射系数尽量满足白噪假设，在资料处理中通 常采用一些方法对地震道自相关函数进行修正，以使地震道自相 关函数中的反射系数部分逼近白噪。
•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。
•地震数据已经是偏移过的 — 每一道地震记录仅仅取决于地震道
位置垂直向下的反射系数序列。
12
与地震反演技术相关的几个概念
w(t)
R(t)
S(t)
在时间域，地震道可由下列方程表示:
地震记录 =子波 ＊ 反射系数 + 噪声
2
引言
油气田开发的工作多是针对储层进行的。 而地震勘探长期以来只是利用岩层的声学特征 确定岩性的分界面。这就使地震资料与油田地 质的结合发生困难。为了使地震资料能与钻井 资料直接连接对比，就要把界面型的反射剖面 转换成岩层型的测井剖面，把地震资料变成可 与钻井直接对比的形式。实现这种转换的处理 过程就是地震反演技术。
反演处理的数学算法实际上只能和正演模型相同。
与地震反演技术相关的几个概念
• 子波的确定方法大体上可分为类： 直接确定性的 完全统计性的 使用测井的
• 直接确定法——指直接用地面接收器和其他方法测量子波。 • 完全统计法——只用地震数据确定子波。这种方法很难准确
地确定子波的相位谱。 • 测井曲线法——指除使用地震数据外，还使用测井曲线信息。
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与地震反演技术相关的几个概念
• 在多数反演算法中对地层反射系数做如下假设：
反射系数是平稳随机的白噪序列
有了这个统计学假设，许多反褶积方法才得以实现。 • 但事实上，地层反射系数不可能是白噪的。地层沉积总是具有旋
回性，一个岩层的顶界反射系数的后面通常跟着这个岩层底面的 反射系数。为了使反射系数尽量满足白噪假设，在资料处理中通 常采用一些方法对地震道自相关函数进行修正，以使地震道自相 关函数中的反射系数部分逼近白噪。
•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。
•地震数据已经是偏移过的 — 每一道地震记录仅仅取决于地震道
位置垂直向下的反射系数序列。
12
与地震反演技术相关的几个概念
w(t)
R(t)
S(t)
在时间域，地震道可由下列方程表示:
地震记录 =子波 ＊ 反射系数 + 噪声
2
引言
油气田开发的工作多是针对储层进行的。 而地震勘探长期以来只是利用岩层的声学特征 确定岩性的分界面。这就使地震资料与油田地 质的结合发生困难。为了使地震资料能与钻井 资料直接连接对比，就要把界面型的反射剖面 转换成岩层型的测井剖面，把地震资料变成可 与钻井直接对比的形式。实现这种转换的处理 过程就是地震反演技术。
反演处理的数学算法实际上只能和正演模型相同。
《地震反演技术》PPT课件
地震资料中包含着丰富的地质信息,如构造、地层岩性、物性或含油气性等等. 地震勘探分辨率的限制而分辨不出薄层内的地质信息. 经过地震反演, 提高地震资料的分辨率,可以把界面型地震资料转换为类似于测井资料的岩层型信息,使其直接与钻井、测井资料对比,实现以岩层为单元的地质解释,充分发挥地震资料具有良好的平面和空间控制作用的优势,达到煤层厚度和围岩性质描述之目的.
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. 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.
初始模型
井1
井2
地震剖面
提取子波
地质、测井资料
初始岩性或波阻抗模型
合成地震剖面
修改模型参数或子波
最终岩性模型及子波、合成剖面等输出资料
最佳拟合？
Yes
No
原理示意图
2、地震岩性模拟的分析处理步骤 ①资料准备,包括井资料整理和分析,地震资料的解释等； ②建立过井测线的二维速度模型并进行二维地震岩性模拟； ③将此最终二维岩性模型扩展到三维空间,进行三维地震岩性模拟,获取最终的三维岩性模型； ④地质解释,即根据最终的三维速度模型定量描述所研究层位的基本特征,如岩性、几何形态、孔隙度等.
模型改进
约束条件
A：高分辨率 波阻抗模型
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. 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.
初始模型
井1
井2
地震剖面
提取子波
地质、测井资料
初始岩性或波阻抗模型
合成地震剖面
修改模型参数或子波
最终岩性模型及子波、合成剖面等输出资料
最佳拟合？
Yes
No
原理示意图
2、地震岩性模拟的分析处理步骤 ①资料准备,包括井资料整理和分析,地震资料的解释等； ②建立过井测线的二维速度模型并进行二维地震岩性模拟； ③将此最终二维岩性模型扩展到三维空间,进行三维地震岩性模拟,获取最终的三维岩性模型； ④地质解释,即根据最终的三维速度模型定量描述所研究层位的基本特征,如岩性、几何形态、孔隙度等.
模型改进
约束条件
A：高分辨率 波阻抗模型
地震波形指示反演方法、原理及其应用
地震波形指示反演方法、原理及其应用1. 地震波形指示反演方法是一种通过分析地震波形数据来推断地下介质结构和地震源机制的方法。
2. 地震波形指示反演方法的基本原理是利用地震波在地下传播时受到地下介质的变化而产生的波形变化。
3. 地震波形指示反演方法可以应用于地震勘探、地震监测和地震灾害评估等领域。
4. 波形反演方法通常基于正演模拟，将地震波场的观测数据与最优化的模拟波形进行比较，以获得地下结构的信息。
5. 传统的波形反演方法包括偏移反演、全波形反演和散射波波形反演等。
6. 偏移反演是一种通过将地震道数据与合适的速度域反射系数进行相关计算，以获得地下结构的方法。
7. 全波形反演是一种基于非线性优化算法的波形反演方法，它利用射线追踪和波数积分模拟地震波传播，通过反复迭代优化得到地下模型。
8. 散射波波形反演是一种通过分析地震波的散射模式来反演地下结构的方法，它适用于复杂介质和多尺度问题。
9. 波形反演方法需要准确的初始模型，反演算法的收敛性和速度都与初始模型有关。
10. 噪声对波形反演方法有较大的影响，需要进行信噪比的优化和噪声去除处理。
11. 波形反演方法通常需要大量的计算资源和时间，对于大规模三维反演问题往往需要高性能计算平台的支持。
12. 地震波形指示反演方法也可以应用于地下水资源勘探、地质灾害研究等领域。
13. 地震波形指示反演方法广泛应用于石油勘探和地震勘探领域，对于油气勘探、勘探目标确定和优化井位选择等方面具有重要意义。
14. 波形反演方法也可以应用于地震监测和预测，通过监测地震波形的变化，提前判断地震活动性和地震风险。
15. 波形反演方法在地震灾害评估方面也有重要应用，可以通过分析地震波形数据来确定地震烈度和地震震源参数。
16. 波形反演方法还可以用于地下岩体稳定性评估、地下水动力响应分析等工程应用。
17. 通过结合不同类型的波形数据，如P波、S波和面波，可以获得更全面的地下结构信息。
18. 地震波形指示反演方法的精度和可靠性受到地震源机制、速度模型和反演算法的影响。
地震反演原理及其应用
与地震反演技术相关的几个概念
•
子波的确定方法大体上可分为类： 直接确定性的 完全统计性的 使用测井的 直接确定法——指直接用地面接收器和其他方法测量子波。 完全统计法——只用地震数据确定子波。这种方法很难准确 地确定子波的相位谱。 测井曲线法——指除使用地震数据外，还使用测井曲线信息。 子波是空变且时变的，对地震剖面应该确定大量的子波。但实 际反演的应用上，试图确定可变的子波可能引起更大的不确定 性。因此，实际使用的是对整个剖面提取一个“平均”子波。
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。
•
与地震反演技术相关的几个概念
最小相位子波
零相位子波
与地震反演技术相关的几个概念
常相位子波
非最小相位子波
与地震反演技术相关的几个概念
对零相位和常相位子波而言，可将其看作是一系列不同振幅 和频率正弦波的集合，所有的正弦波都是零相位或常相位(如900)。 最小相位不是一个简单而易理解的概念，可以有许多不同的 方法描述它。最简单直观的方法是，最小相位在零时间之前不存 在(数学上，我们称这种子波是物理可实现的)，并且能量主要分 集中在前部。事实上，最小相位的术语是指在所有的有相同振幅 谱和不同相位谱的因果子波中，相位谱最接近于零的那一个。
这里
( j ) = 第j层的密度 ( j ) = 第j层的纵波速度
《地震反演技术》课件
地震反演技术在石 油勘探中的应用
地震反演技术在石 油勘探中的作用
地震反演技术在石 油勘探中的具体应 用实例
地震反演技术在石 油勘探中的发展趋 势
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的应用
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的优势
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的具体应用案例
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的发展趋势
数据处理：如何高效处理大量地震 数据
计算资源：如何解决大规模计算资 源需求
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添加标题
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模型优化：如何提高反演模型的准 确性和稳定性
应用推广：如何将地震反演技术应 用于实际地震监测和预警
提高反演技术的准 确性和可靠性
发展实时监测和预 警系统
加强地震反演技术 的国际合作与交流
研究地震机理，提 高反演技术的理论 基础
地震波传播：地震波在地球内部的 传播和反射
地震波成像：通过地震波成像技术， 了解地球内部结构
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
地震波速度：地震波在不同地层中 的传播速度和衰减
地震波反演：通过地震波反演，获 取地球内部结构信息，如地壳、地 幔、地核等
地震反演技术的发 展趋势和挑战
技术进步：地震反演技术不断更新，提高精度和效率 应用领域扩大：地震反演技术在工程、环境等领域的应用越来越广泛 国际合作：各国在地震反演技术领域的合作日益密切，共同应对全球地震灾害 挑战：地震反演技术面临数据量巨大、计算复杂、准确性要求高等挑战
01 02
03 04
05 06
地震波是由地震引起的地面振动，分为纵波和横波两种类型
纵波传播速度快，能量大，可以穿透固体物质
地球物理反演理论课件(1)
C GTG 1 GTG max 很大时， 病态。 min 5 GTG 2 I也是N N的方阵，r(GTG 2 I ) N,逆矩阵存在， 非奇异；
GTG 2 I的条件数为
C
GT G 2 I 1 GT G 2 I
max 2 min 2
通过调节2 的大小可使C 的条件数降低， 使求解变成良态。
Yangtze University
• 反演理论
5
二 参数化模型反演
参数化模型线性反演理论—超定问题的最小方差解
观测数据的个数(M )多于模型参数的个数(N)
观测数据的个数(M )多于模型参数的个数(N)
并且G的秩r(G) N M 采用最小误差拟合法是合适的 尽可能的拟合数据。
d
G
m
(M 1) (M N ) (N 1)
• 反演理论
18
二 参数化模型反演
参数化模型线性反演理论—例解
一个数据的地球密度问题
假定地球密度为两个常数， 分界面在u0 0.7937。 1833
1 0
(u)
u2du
1 6
1
2
10998 1
1
1 2
纯欠定问题
10998 1 2
当作混定问题解 马奎特解法
G 1 1
GT
1 1
GT
G
1 1
17
二 参数化模型反演
参数化模型线性反演理论—例解 一个数的地球密度问题 解的性质 假定地球密度为两个常数， 分界面在u0 0.7937。
10988 1
1
1 2
纯欠定问题
在所有可能的解中， 只当：
1 5499， 2 5499时，
E
mT m
12
储层地震反演演示课件
问题 1：已知 x ，求 b ? Ax 问题 2：已知 b ，求 x ? A?1b
3
一、反演的基本概念
例 2：对于一元二次方程： x2 ? bx ? c ? 0 ，假设方程有
两个根 x1 、 x2 ，这个方程将 x1 、 x2 和方程的系数 b 、 c 联
系起来。针对这个方程我们可提两种问题：
问题 1：已知系数 b 、 c ，求方程的根 x1 、 x2 。
? 叠后地震资料主要用于构造解释，研究地下反 射界面的几何形态
? 波阻抗反演可以利用叠后地震资料求取地下介 质的波阻抗，进而对地下介质的速度、孔隙度、 岩性等参数进行预测，实现岩性勘探。
18
二、叠后波阻抗反演
? 常规地震资料是地层波阻抗差异的函数 , 反映了 岩层界面的起伏变化 , 长期以来用于 研究地层的 几何形态 , 在构造油藏勘探中发挥了巨大作用。 随着油气勘探程度的不断深入和 勘探、开发成本 的急剧上升 , 推动了地震技术从构造研究深入到 储层评价 , 由勘探初期延伸到开发阶段。
的问题。
5
一、反演的基本概念
? 问题1的已知是问题2的未知 ? 问题1的未知是问题2的已知 ? 其中一个问题称为正问题，另一个问题称
为反问题 ? 一般把物理上容易实现、数学上容易计算
的问题作为正问题 ? 把物理上不容易实现、数学上不容易计算
的问题作为反问题
6
一、反演的基本概念
? 正问题的演绎、推理、求解过程称为正演 ? 反问题的演绎、推理、求解过程称为反演 ? 波阻抗反演是指已知叠后地震资料求解波
? 实际上地震资料中包含着丰富的岩性、物性信息 , 经过地震反演 , 可以把界面型的地震资料转换成 岩层型的测井资料 , 使其能与钻井、测井直接对 比 , 以岩层为单元进行地质解 释 , 充分发挥地震 在横向上资料密集的优势 , 研究储层特征的空间 变化。
3
一、反演的基本概念
例 2：对于一元二次方程： x2 ? bx ? c ? 0 ，假设方程有
两个根 x1 、 x2 ，这个方程将 x1 、 x2 和方程的系数 b 、 c 联
系起来。针对这个方程我们可提两种问题：
问题 1：已知系数 b 、 c ，求方程的根 x1 、 x2 。
? 叠后地震资料主要用于构造解释，研究地下反 射界面的几何形态
? 波阻抗反演可以利用叠后地震资料求取地下介 质的波阻抗，进而对地下介质的速度、孔隙度、 岩性等参数进行预测，实现岩性勘探。
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二、叠后波阻抗反演
? 常规地震资料是地层波阻抗差异的函数 , 反映了 岩层界面的起伏变化 , 长期以来用于 研究地层的 几何形态 , 在构造油藏勘探中发挥了巨大作用。 随着油气勘探程度的不断深入和 勘探、开发成本 的急剧上升 , 推动了地震技术从构造研究深入到 储层评价 , 由勘探初期延伸到开发阶段。
的问题。
5
一、反演的基本概念
? 问题1的已知是问题2的未知 ? 问题1的未知是问题2的已知 ? 其中一个问题称为正问题，另一个问题称
为反问题 ? 一般把物理上容易实现、数学上容易计算
的问题作为正问题 ? 把物理上不容易实现、数学上不容易计算
的问题作为反问题
6
一、反演的基本概念
? 正问题的演绎、推理、求解过程称为正演 ? 反问题的演绎、推理、求解过程称为反演 ? 波阻抗反演是指已知叠后地震资料求解波
? 实际上地震资料中包含着丰富的岩性、物性信息 , 经过地震反演 , 可以把界面型的地震资料转换成 岩层型的测井资料 , 使其能与钻井、测井直接对 比 , 以岩层为单元进行地质解 释 , 充分发挥地震 在横向上资料密集的优势 , 研究储层特征的空间 变化。
地震反演技术及应用-11
况。由次可见，地震数据包含的信息量远远大于上边的任一种 信息。 地震数据是反射系数与子波褶积的结果。在地震数据上， 我们能够识别的是波阻抗界面的分布，即完成构造解释；对于
较厚的储层（大于15米以上），也可能识别，但不一定确切；
而对于薄储层，由于受地震分辨率的限制，是不可能识别的。
声阻抗数据：
是通过地震数据、速度数据、时深转换数据和测
为找到了储层的位置。
通过几年的工作实践，我发现自己过去的这种认
识太肤浅。实际上，简单的用阻抗来识别储层，在某
种情况下是对的，在某种情况下也可能不对。
泥岩孔隙小，受压实作用小；砂岩孔隙大，受压实作用 大。他们随深度的增加，阻抗的变化程度不同。
声阻抗
A B
泥岩
C
D E
砂岩
深度
频度
A深度
sand shale
为了提高合成记录的制作质量和层位标定精度，必须消除或尽量减 少外部因素（例如井的测量环境、仪器设备影响等）对测井数据的影 响，需要对使用的测井资料进行必要的校正。 1、岩芯资料的深度归位；
2、 井曲线的深度对齐；
3、井资料的环境影响校正（如：井径对声波曲线的影响等）； 4、 井数据标准化（不同公司的仪器差别，测井系列的不同，仪器刻 度的差异，操作人员的操作熟练程度，以上因素都可能使测井的测量 结果存在刻度误差或系统误差）。 测井解释系列
二、地震褶积模型
子波与反射系数的褶积得到地震记录
S(t)=W(t)*R(t)
地质模型
低速层
高速层
反射系数
分步褶积
地震响应
1
2
低速层
3
高速层 低速层 高速层 4 5
6
更高速层
结论
较厚的储层（大于15米以上），也可能识别，但不一定确切；
而对于薄储层，由于受地震分辨率的限制，是不可能识别的。
声阻抗数据：
是通过地震数据、速度数据、时深转换数据和测
为找到了储层的位置。
通过几年的工作实践，我发现自己过去的这种认
识太肤浅。实际上，简单的用阻抗来识别储层，在某
种情况下是对的，在某种情况下也可能不对。
泥岩孔隙小，受压实作用小；砂岩孔隙大，受压实作用 大。他们随深度的增加，阻抗的变化程度不同。
声阻抗
A B
泥岩
C
D E
砂岩
深度
频度
A深度
sand shale
为了提高合成记录的制作质量和层位标定精度，必须消除或尽量减 少外部因素（例如井的测量环境、仪器设备影响等）对测井数据的影 响，需要对使用的测井资料进行必要的校正。 1、岩芯资料的深度归位；
2、 井曲线的深度对齐；
3、井资料的环境影响校正（如：井径对声波曲线的影响等）； 4、 井数据标准化（不同公司的仪器差别，测井系列的不同，仪器刻 度的差异，操作人员的操作熟练程度，以上因素都可能使测井的测量 结果存在刻度误差或系统误差）。 测井解释系列
二、地震褶积模型
子波与反射系数的褶积得到地震记录
S(t)=W(t)*R(t)
地质模型
低速层
高速层
反射系数
分步褶积
地震响应
1
2
低速层
3
高速层 低速层 高速层 4 5
6
更高速层
结论
反演及Jason软件介绍 PPT
大家好
15
系统的组成
该系统主要由以下的八大部分组成：
数据输入/输出
地质模型系统
子波分析工具
建立速度模型系统
地震反演系统
地震储层建模系统
地质统计与随机模拟系统
1. 通用的数据参数转换工具
大家好
16
一、数据输入\输出系统
（JGN data Import and Export）
通过这一部分，用户可以建立自己的工区，
1.2、测井数据转换：即当没有声波与密 度测井曲线或由于其质量太差而无法使 用时，可将其他测井资料转换成声波或 密度资料。
大家好
10
2、子波处理
提取子波有三种方法：
统计性的，即利用地震资料求取子波振 幅谱，用户提供常相位或最小相位。
利用地震资料求取子波振幅谱，利用测 井资料与井旁地震道确定子波相位。
大家好
23
预处理
输入地震、测井、地质等资料
建立地质模型（EarthMod） 进行主成分分析PCA
子波估算
进行模型估算Model Estination
生成反演数据体
Model Generator (Al、KTH、Rt、Sp…..)
用Function Mod生成相应的平面图
InverMod反大家演好 流程图
1. 以参数化模型为基础，生成各种与测井有
关的属性实体模型（如声阻抗、声波、孔
隙度、压力）。 大家好
18
层位
数据文件 井曲线
地震数据
地质模型的大工家好作流程
可以内插模型 可以衍生模型 产生合成纪录 用此模型进行 剩余处理，使 之与井中的地 震数据吻合。
19
三、子波分析工具（Wavelets）
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地震反演原理及其应用
2020/10/28
1
引言：
地震波阻抗反演是地震数字处理的终结结
果之一，是油气藏勘探、开发中储层横向预测 的重要手段。而且随着勘探、开发程度的提高， 对反演资料的精度要求也越来越高。但是，由 于现有的地震资料受地震波激发和采集系统本 身条件的限制，就决定了所记录的地震波仅有 相似的振幅信息，分辨率有限且包含各种干扰。 因此，波阻抗反演无疑是一个多解的非线性问 题。
2020/10/28
2
精品资料
引言
油气田开发的工作多是针对储层进行的。 而地震勘探长期以来只是利用岩层的声学特征 确定岩性的分界面。这就使地震资料与油田地 质的结合发生困难。为了使地震资料能与钻井 资料直接连接对比，就要把界面型的反射剖面 转换成岩层型的测井剖面，把地震资料变成可 与钻井直接对比的形式。实现这种转换的处理 过程就是地震反演技术。
2020/10/28
9
地震反演概述
AVO反演技术是一种使用叠前动校后的角度道集资料来识别储层岩性 及其含油气性的反演方法，尤其以识别气层而见长。
此方法的基本思想是：地震资料采集时，检波器是按一定的炮检距 布置在远离炮点的位置上，地震射线是以非零入射角入射到岩层界面上 。而并非在一维褶积模型中关于入射波垂直入射的假设。反射系数不仅 与纵波速度和密度有关，还是横波速度的函数。反射系数随炮检距的变 化而变化。所谓 AVO (Amplitude Versus Offset)一词就是“振幅随炮检距 的变化”。由于振幅随炮检距的变化是纵、横波速度和密度的函数；因 此就可以对常规的叠加前共反射点道集上的振幅随炮检距的变化进行反 演，提取纵、横波速度和密度。
出2速020度/10和/28密度。
正演—合成记录
反演—合成声波测井
地震记录的形成和反演原理
7
地震反演概述
地震反演方法
叠前反演
叠后反演
旅行时间反演 （层析X射线成象）
振幅反演 (AVO)
振幅反演
波动方程反演
递归反演 稀疏脉冲反演 基于模型的反演
目前在生产中用的较多的是叠后振幅反演。较为流行的应用软件有 STRATA、Jason、ISIS、VanGurad … 等。其以一维褶积模型为理论 基础，仅使用指定的地质界面的振幅信息（而不是它的反射时间）。其 基本反演方法包括有递归反演、稀疏脉冲反演和基于模型的反演等。
地震数据 最佳剖面
约束条件 地质模型
合并及转换
最终的反演
所有的反演方法都不可避免地带有“非唯一性”的问题。这意味着对于 一特定的地震响应，可能有多个地质模型与之相对应。
在各种可能的地质模型之间来决定那一个与实际地质模型相符合的唯一 途径是使用其他信息（且是不包含在地震数据中的）。这种附加信息通 常是由下面两种途径来提供的：
反演处理的数学算法实际上只能和正演模型相同。
正演模型是比较简单的。当前关于正演模型的处理技术没有争议，对于 任一给定的地质模型只能有一个地震响应与之对应。
反演过程要复杂得多：某些正演模型的过程可能没有逆。对于一个给定
2020/1的0/28地震响应也可能会有多个地质模型与之对应。
6
地震反演概述
• 所谓正演过程就是人工模拟地震 记录的形成。即
r(i)i1i1ii i1 i1i
s(t) r(t)* w (t) n (t)
• 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
r(t),然后由上式导出的递推公式
逐层递推计算出每一层的ri 1ri
用Gardner公式从波阻抗中分离
• 初始猜测模型
• 最终结果偏离初始猜测程度的约束条件。
这2意02味0/1最0/2终8 反演结果除地震资料之外还要依赖于这种“附加信息”。
11
地震反演原理及其在油田开发中的应用
与地震反演技术相关的几个概念
• 褶积模型 • 反射系数 • 地震子波 • 分辨率与地层反褶积的应用 • 剩余相位校正
8
地震反演概述
波动方程反演技术是近几年发展起来的一种非常前沿的非线性叠后反 演技术。通过地震波的数值模拟来研究地下地层分布及储层物性、含油 气性。
其基本思想认为：含油、气储层是非均匀各向异性的具有固体状态 与流体状态的三维三相介质。建立在均匀各向同性纯固体基础上的岩石 弹性理论与波动传播理论，难以逼真描绘地震波在含油、气地层中传播 的复杂物理现象。为此，从实际应用出发，研究横向各向同性的非均匀 的粘弹介质与双相弹性介质中地震波传播的数值模拟方法，以研究地震 波在地层中传播的物理机制及其与含油、气地层的定量关系。
2020/10/28
4
地震反演原理及其在油田开发中的应用
主要内容
地震反演概述 与地震反演技术相关的几个概念 地震反演方法
2020/10/28
5
地震反演原理及其在油田开发中的应用
地震反演概述：
正演模型 （模拟）
输入 地质模型
反演模型 （反演）
地震响应
处理 模型计算
反演计算
输出 地震响应
地质模型
所谓反演就是正演模型处理的逆过程。
在实际应用中，由于砂岩储层含气后会造成砂岩速度的降低。利用 低速度标志可以圈定气藏的边界。但由于流体受力不产生剪切形变，故 横波传播速度不受砂岩孔隙中所含流体成分的影响，只反映砂岩骨架的 传播速度。因此，联合应用反演得到的纵、横波剖面就可以达到检测气 层的目的。
2020/10/28
10
地震反演概述
另外，近年来由于地震属性分析技术、神经网络识别技术及弹性物
理模量参数的引入，使传统的反演方法在原有的基础上有了长足的发展
。例如：以多元地震属性分析为基础的储层测井特性的模拟技术（非阻
抗使20反储20/演层10/方识28 法别）及；其弹物性性反预演测及的以精神度经和网可络靠识性别都为有特较征大的地数提值高逼。近技术等。
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。
2020/10/28
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引言：
地震波阻抗反演是地震数字处理的终结结
果之一，是油气藏勘探、开发中储层横向预测 的重要手段。而且随着勘探、开发程度的提高， 对反演资料的精度要求也越来越高。但是，由 于现有的地震资料受地震波激发和采集系统本 身条件的限制，就决定了所记录的地震波仅有 相似的振幅信息，分辨率有限且包含各种干扰。 因此，波阻抗反演无疑是一个多解的非线性问 题。
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精品资料
引言
油气田开发的工作多是针对储层进行的。 而地震勘探长期以来只是利用岩层的声学特征 确定岩性的分界面。这就使地震资料与油田地 质的结合发生困难。为了使地震资料能与钻井 资料直接连接对比，就要把界面型的反射剖面 转换成岩层型的测井剖面，把地震资料变成可 与钻井直接对比的形式。实现这种转换的处理 过程就是地震反演技术。
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地震反演概述
AVO反演技术是一种使用叠前动校后的角度道集资料来识别储层岩性 及其含油气性的反演方法，尤其以识别气层而见长。
此方法的基本思想是：地震资料采集时，检波器是按一定的炮检距 布置在远离炮点的位置上，地震射线是以非零入射角入射到岩层界面上 。而并非在一维褶积模型中关于入射波垂直入射的假设。反射系数不仅 与纵波速度和密度有关，还是横波速度的函数。反射系数随炮检距的变 化而变化。所谓 AVO (Amplitude Versus Offset)一词就是“振幅随炮检距 的变化”。由于振幅随炮检距的变化是纵、横波速度和密度的函数；因 此就可以对常规的叠加前共反射点道集上的振幅随炮检距的变化进行反 演，提取纵、横波速度和密度。
出2速020度/10和/28密度。
正演—合成记录
反演—合成声波测井
地震记录的形成和反演原理
7
地震反演概述
地震反演方法
叠前反演
叠后反演
旅行时间反演 （层析X射线成象）
振幅反演 (AVO)
振幅反演
波动方程反演
递归反演 稀疏脉冲反演 基于模型的反演
目前在生产中用的较多的是叠后振幅反演。较为流行的应用软件有 STRATA、Jason、ISIS、VanGurad … 等。其以一维褶积模型为理论 基础，仅使用指定的地质界面的振幅信息（而不是它的反射时间）。其 基本反演方法包括有递归反演、稀疏脉冲反演和基于模型的反演等。
地震数据 最佳剖面
约束条件 地质模型
合并及转换
最终的反演
所有的反演方法都不可避免地带有“非唯一性”的问题。这意味着对于 一特定的地震响应，可能有多个地质模型与之相对应。
在各种可能的地质模型之间来决定那一个与实际地质模型相符合的唯一 途径是使用其他信息（且是不包含在地震数据中的）。这种附加信息通 常是由下面两种途径来提供的：
反演处理的数学算法实际上只能和正演模型相同。
正演模型是比较简单的。当前关于正演模型的处理技术没有争议，对于 任一给定的地质模型只能有一个地震响应与之对应。
反演过程要复杂得多：某些正演模型的过程可能没有逆。对于一个给定
2020/1的0/28地震响应也可能会有多个地质模型与之对应。
6
地震反演概述
• 所谓正演过程就是人工模拟地震 记录的形成。即
r(i)i1i1ii i1 i1i
s(t) r(t)* w (t) n (t)
• 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
r(t),然后由上式导出的递推公式
逐层递推计算出每一层的ri 1ri
用Gardner公式从波阻抗中分离
• 初始猜测模型
• 最终结果偏离初始猜测程度的约束条件。
这2意02味0/1最0/2终8 反演结果除地震资料之外还要依赖于这种“附加信息”。
11
地震反演原理及其在油田开发中的应用
与地震反演技术相关的几个概念
• 褶积模型 • 反射系数 • 地震子波 • 分辨率与地层反褶积的应用 • 剩余相位校正
8
地震反演概述
波动方程反演技术是近几年发展起来的一种非常前沿的非线性叠后反 演技术。通过地震波的数值模拟来研究地下地层分布及储层物性、含油 气性。
其基本思想认为：含油、气储层是非均匀各向异性的具有固体状态 与流体状态的三维三相介质。建立在均匀各向同性纯固体基础上的岩石 弹性理论与波动传播理论，难以逼真描绘地震波在含油、气地层中传播 的复杂物理现象。为此，从实际应用出发，研究横向各向同性的非均匀 的粘弹介质与双相弹性介质中地震波传播的数值模拟方法，以研究地震 波在地层中传播的物理机制及其与含油、气地层的定量关系。
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地震反演原理及其在油田开发中的应用
主要内容
地震反演概述 与地震反演技术相关的几个概念 地震反演方法
2020/10/28
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地震反演原理及其在油田开发中的应用
地震反演概述：
正演模型 （模拟）
输入 地质模型
反演模型 （反演）
地震响应
处理 模型计算
反演计算
输出 地震响应
地质模型
所谓反演就是正演模型处理的逆过程。
在实际应用中，由于砂岩储层含气后会造成砂岩速度的降低。利用 低速度标志可以圈定气藏的边界。但由于流体受力不产生剪切形变，故 横波传播速度不受砂岩孔隙中所含流体成分的影响，只反映砂岩骨架的 传播速度。因此，联合应用反演得到的纵、横波剖面就可以达到检测气 层的目的。
2020/10/28
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地震反演概述
另外，近年来由于地震属性分析技术、神经网络识别技术及弹性物
理模量参数的引入，使传统的反演方法在原有的基础上有了长足的发展
。例如：以多元地震属性分析为基础的储层测井特性的模拟技术（非阻
抗使20反储20/演层10/方识28 法别）及；其弹物性性反预演测及的以精神度经和网可络靠识性别都为有特较征大的地数提值高逼。近技术等。
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。