AVO叠前反演技术研究

学特征关系服从几何光学的斯奈尔定律
sinθ1 = sinθ2 = sinφ1 = sinφ2
vP1
vP2
vS1
vS2
式中 θ1 ———P波入射角 ;
θ 2
———P
波透
射角中
;
φ 1
———S波反射角
;
φ 2
———S波透射角
。
( 4) 垂直入射时 (自激自收 ) , 反射系数为
R
=
ρ 2
ρ 2
vP2 vP2
P波速度变化率
ΔvP / vP S波速度变化率
ΔvS / vS 伪泊松比变化率
流体因子
Δq =ΔvP - ΔvS
vP
vS
F
= ΔvP
vP
-
1 β
(
vS vP
wk.baidu.com
ΔvS
vS
)
21212 Shuey近似公式
212 近似公式的应用
21211 Aki & R ichards近似公式
R (θ)
=
1 2
(1
-
4
v2S v2P
———P
波
透
射
角;
φ 1
———S波反射角
;
φ 2
———S波透射角
;
RPP ———纵波
反射系数 ; RPS ———横波反射系数 ; TPP ———纵波透射 系数 ; TPS ———横波透射系数 。
2 AVO 叠前反演的实现
211 偏移距到入射角的转换 由偏移距计算入射角 , 在 AVO 反演中是很重要
1 理论基础
AVO 叠前反演的理论基础是岩石物理学和振幅 随炮检距变化的理论 。本文主要依据 :
(1) 地下岩石为弹性体 , 岩石由骨架 、基质骨 架及孔隙介质组成
K = f ( kf , kma , kdry ,φ, …)
式中 K———岩石体积模量 ; kf ———孔隙介质体积模 量 ; kma ———基质骨架体积模量 ; kdry ———干岩石体积 模量 ; φ———岩石的孔隙度 。
即
R (θ) ≈ A + B sin2θ + C ( tan2θ - sin2θ)
其中
A
=
1 (ΔvP 2 vP
Δρ + ρ) ;
B
= 1 ΔvP 2 vP
-
4
v2S ΔvS
v2P vS
-
v2S v2P
Δρ ρ;
C = 1 ΔvP 。 2 vP
当入射角很小时
tan2θ - sin2θ≈ 0
R (θ) ≈ R0 + G sin2θ 在 Shuey公式中 , R0 是垂直入射反射率 , 对于
sinθ1
co sφ1
- sinθ2
- co sθ1
sinφ1
- co sθ2
sin2θ1
vP1 vS1
co
s2φ1
ρ 2
ρ 1
v2S2 v2S1
vP1 vP2
sin2θ2
co s2φ1
-
vS1 vP1
sin2φ1
-
ρ 2
ρ 1
vP2 vP1
co
s2φ2
式中
θ1 ———P 波 反 射 角 ;
θ 2
sin2θ)
Δρ ρ+
1 2co s2θ
×
ΔvP
vP
-
4
v2S v2P
sin2θΔvS
vS
(1)
根据泥岩线性关系式
vS
=
α 1
vP
+α0
(2)
或 Greenberg Castagna 公式
vS
=
α 2
v2P
+α1 vP
+α0
(3)
可以得到 vS / vP。这样 Aki& R ichards反演问题就变成
co sφ2
RPP
- sinθ1
sinφ2
ρ 2
vS2
vP1
ρ 1
v2S1
co
s2φ2
-
ρ 2
vS2
ρ 1
vP1
sin2φ2
RPS
- co sθ1
=
TPP
sin2θ1
TPS
- co s2φ1
AVO 属性反射率 :
P波阻抗变化率
Δ IP
IP
S波阻抗变化率
=
Δ
( vPρ) vPρ
Δ IS
IS
=
Δ
( vSρ) vSρ
图 3是 λρ、μρ交会的结果 , 采用的是角度交会 的方法生成的 。从交会图上 , 可以看到明显的 、典型 的 AVO 含气异常 。将在目的层段交会图的异常部分 映射到图 4 的属性剖面上 , 可以清楚地看到含气位 置 、分布范围 , 通过图 5、图 6的分析使含气情况得 到进一步验证 。 P波阻抗反射率 、 S波阻抗反射率的 属性剖面也显示了同样的非常明显的含气异常 。
[ 7 ] John P C1Princip les of AVO crossp lotting [ J ] 1The Leading Edge, 1997 ( 4) 1
[ 8 ] D J Foster1Another perspective on AVO crossp lotting [ J ] 1The Lead2 ing Edge, 1997 ( 9) 1
了求解 Δρ/ρ、ΔvP / vP、ΔvS / vS 三个弹性变量 。
基于 Aki & R ichards近似公式可以得到如下的
R (θ) ≈
1 (ΔvP 2 vP
Δρ + ρ)
+
( 1 ΔvP 2 vP
-
4
v2S ΔvS
v2P vS
-
v2S v2P
Δρ ρ)
×
sin2θ + 1 ΔvP ( tan2θ - sin2θ) 2 vP
[ 9 ] Marks S1Yet another perspective on AVO crossp lotting [ J ] 1The Leading Edge, 1998 ( 7) 1
[ 10 ] Christopher P R1Effective AVO crossp lot modeling: A tutorial [ J ] 1Geophysics, 2000, 65 ( 3) : 8321261
[ 5 ] Shuey R T1A simp lification of the Zoepp ritz equations [ J ] 1Geophys2 ics, 1985, 50 ( 4) : 16021971
[ 6 ] Subhashis M1Model - based inversion of amp litude - variations - with - offset data using a genetic alogorithm [ J ] 1Geophysics, 1995, 26: 93929541
( 2) 应力与应变服从虎克定律
p = ce
式中 p———应力 ; c———弹性常数 ; e———应变不同的 应变类型 ,其弹性常数 ,有剪切模量 μ, 体积模量 K, 杨 氏模量 E等 。应力与应变关系式定义如下 (图 1)
σ s
= μΔY
X
p = KΔV
V
σ l
= EΔL
L
( 3) 反射的横波与纵波在介质中的传播的运动
的因素 [ 6, 7 ] 。通常 采用 的是 直线 近似 法 , 如 图 2 所 示 , 这种方法与实际值可能存在很大差别 。另外 , 对 于已知的偏移距和旅行时 , 使用水平层位模型和倾斜 层位模型在入射角计算中也会存在很大差别 , 因此只 有使用真实模型 , 采用合理的射线追踪方法才能获得 准确的入射角 。
ρ 1
,
ρ 2
———上
、下
介
质
密度 ; vP1 , vP2 ———上 、下介质的纵波速度 。
( 5) 在非垂直入射状态下 , 震源在地面产生弹
反射横波和透射纵波 、透射横波 。在各向同性水平层 状介质中 , 根据法向 、切线方向上位移和应力的连续 性原理可以得出描述下行 P波在介质中传播的动力
性波向下传播 , 到达分界面时 , 就会产生反射纵波 、 学过程的 Zoepp ritz方程组 [5 ]
-
ρ 1
vP1
+ρ1 vP1
收稿日期 : 2005211210 作者简介 : 李艳玲 (1967 - ) , 女 , 山东莱州人 , 高级工程师 , 从事地震资料处理解释工作 。
·104·
大庆石油地质与开发 P1G1O1D1D1 第 25卷 第 5期
式中 R ———纵波反射系数 ;
基于 Shuey公式近似可以得到如下的 AVO 属性 反射率 ———N I或 R0 , 即入射角为零时的反射系数 、 梯度剖面 G、N I与梯度 G的乘积剖面 、泊松比变化 率 、λρ变化率 、μρ变化率 。
3 技术应用实例
针对松辽盆地的某三分量试验区的 C1 线 PP波 资料 , 进行了 AVO 叠前反演研究 。结合试验目的之 一的徐深 1井区气藏边界问题 , 运算出 P波阻抗反射 率 、 S波阻抗反射率 、泊松比变化率等叠前属性 , 通 过使用交会分析等技术 [ 8210 ] , 检测出含气异常区 , 从 营城组的 145号含气井段的 AVO 反演结果看出 , 此 区域的叠前道集符合 Ⅱ类 AVO 异常 , 振幅随炮检距 的增加出现了极性反转 , λρ、μρ的属性交会出现了 相应的异常 , 结合其他属性和井资料的正演分析 , 确 定了异常为含气 。由此验证 AVO 叠前反演技术在储 层预测中能够有效优选目标 , 确定目标体分布范围并 进行流体识别 。
第 25 卷 第 5 期 大庆石油地质与开发 P1G1O1D1D1 2006年 10月
文章编号 : 100023754 (2006) 0520103203
·103·
AVO 叠前反演技术研究
李艳玲
(大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院 , 黑龙江 大庆 163712)
摘要 : AVO 叠前反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术 。AVO 叠前反演所依据的是岩石物 理学理论和振幅随偏移距变化理论 , 通过借助于 Zoepp ritz方程或近似式 , 对 CDP道集反射振幅的变 化作最小平方拟合 , 直至理论与观测值很好的拟合为止 , 最终导出泊松比 、拉梅常数 、体积模量 、切 变模量和杨氏模量等弹性参数 , 进而进行岩性识别 。介绍了 AVO 叠前反演的理论 , 并结合实际对 AVO 叠前反演理论进行了分析 。 关 键 词 : AVO; 叠前反演 ; 射线追踪 ; 入射 ; 反射 ; 透射 中图分类号 : P63114 + 43 文献标识码 : A
2006年 10月 李艳玲 : AVO 叠前反演技术研究
·105·
传统的叠加剖面 , 一个给定时间的振幅值是所有炮检 距道振幅值的平均 , 而这种平均损失了包含在炮检距 中的相对振幅信息 。对于 R0 道 , AVO 数据是计算垂 直入射的振幅 , 因此与叠加剖面相对 , R0 是比较好 的零炮检距剖面 。系数 G 直接与弹性参数有关 。在 地层界面处 vS / vP 剧烈 的变 化将 导致 很大 的绝 对 G 值 。因为多孔岩石中的气体会强烈影响 vS / vP 的值 。 梯度剖面常常是这类含气储层的指示 。
4 结束语
近几年 , 随着叠前偏移资料处理 、解释的工业化 推广 , AVO 技 术 在 油 田 勘 探 中 得 到 发 展 和 应 用 , AVO 叠前反演也将因其能为储层及油气预测领域提 供更加丰富和更加准确的依据 , 而在油气藏勘探开发 中发挥重要作用 。
参考文献 :
[ 1 ] 殷八斤 , 曾 灏 , 杨在岩 1AVO 技术的理论与实践 [M ] 1 北 京 : 石油工业出版社 , 1995: 19123251
随着勘探程度的提高 ,单纯的构造油气藏已经越 来越少 ,而构造 2岩性油气藏 、岩性油气藏的勘探则越 来越显得重要 。因而 ,地震资料的反演显现出实际意 义 。反演根据地震资料的不同分为叠前和叠后 ,叠后 是指对常规水平叠加数据的反演 ,即零偏移距地震数 据的反演 ,叠前反演是指对非零炮检距地震数据的反 演 。由于实际的地震资料并非自激自收的地震记录 , 地震资料的野外采集是多炮多道的观测系统 ,每一个 炮集或道集均记录了不同炮检距的反射信息 ,即每一 个 CDP点或 CM P点记录的不同道集具有不同的炮检 距 ,每一道上的反射振幅随炮检距不同而变化 ,尤其在 炮检距变化范围较大时 , AVO 问题便更加突出 ,而且 随炮检距的变化 ,子波的频率和相位也在变化 ,因此水 平叠加必然会导致信息的丢失 。用叠后资料作反演 , 在进行油气预测时 ,预测的精度和成功率会受到影响 。 AVO 叠前反演使用的是叠前道集 ,反演的参数考虑了 入射角因素 ,并与纵波速度 、横波速度 、密度参数有关 , 这样就包含了大量的地震信息 ,而使反演获得的岩性 、 物性信息更加丰富 、可靠 [ 124 ] 。在叠后反演技术已经成 熟应用的基础上 ,开发叠前反演技术是必要的 。
[ 2 ] 杨文采 1 地球物理反演的理论与方法 [M ] 1 北京 : 地质出版 社 , 19971
[ 3 ] 陈树民 , 于 晶 1松辽盆地北部储层预测技术发展历程及岩性油 藏地震识别技术 [ J ] 1 大庆石油地质与开发 , 2004, 23 ( 5 ) : 103 21061
[ 4 ] 陈 萍 1地震反演技术在泌阳凹陷储层预测中的应用 [ J ] 1 大 庆石油地质与开发 , 2005, 24 (6) : 952961