地震反演技术
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地震波阻抗反演技术
1 地震反演的基本原理 2、叠后反演 3、叠前反演
地震反演技术
1、地震反演的基本原理
一、基本概念 二、反演问题的例子 三、反演问题的几个重要事项 四、波阻抗反演的基本原理
地震反演技术
一、基本概念
资源勘探开发的全部工作都是针对储层 进行的,即研究储层的内部结构及相关参数 的空间变化,而地震勘探以及所获得的地震 剖面或地震数据体反映的是岩层间波阻抗 分界面的特征,这就意味着地震剖面与储层 特性具有较大的差异。
地震反演技术
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。
地震反演技术
1、带限反演方法原理
为了能使地震剖面或地震信息与地质 或钻采资料直接连接对比,就需要把常规的 反映界面特性的地震资料转换为可与地质 或钻井直接对比的形式,实现此种转换的算 法和计算机处理技术就是地震反演技术。
地震反演技术
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。
i0
1 2(ln nvnl（n60v）0)i n0Ri
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。 地震反演技术
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。
地震反演技术
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
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。
地震反演技术
由此可见，地震反演是利用地震资料反演地 层特征参数的特殊处理技术。 1、反演
对(3)式右边求和号内的对数项按Taylor级数展开，得(4)式：
地震反演技术
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
取第一项则有:
整理上式得：
ln(nvn/0v0)（52）n Ri
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
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。
地震反演技术
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。
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：
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:
nHale Waihona Puke Baidu
ln nv (n/0v0)i0l(n 31 ) [R (i)/1 (R i)]
从广义上讲，反演就是根据各种位场(电位、 重力位等)、波场(声波、弹性波等)电磁场和热 学场等的地球物理观测数据去推测地球内部的 结构形态及物质成分，定量计算其相关物理参 数的过程。 2、反演理论
这是从一个物理系统上的观测值来恢复该物理 系统有用信息的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）。
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。
地震反演技术
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。
地震反演技术
地震反演技术的基本原理可用下图说明。
地震反演技术
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）
地震反演技术
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。
1 地震反演的基本原理 2、叠后反演 3、叠前反演
地震反演技术
1、地震反演的基本原理
一、基本概念 二、反演问题的例子 三、反演问题的几个重要事项 四、波阻抗反演的基本原理
地震反演技术
一、基本概念
资源勘探开发的全部工作都是针对储层 进行的,即研究储层的内部结构及相关参数 的空间变化,而地震勘探以及所获得的地震 剖面或地震数据体反映的是岩层间波阻抗 分界面的特征,这就意味着地震剖面与储层 特性具有较大的差异。
地震反演技术
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。
地震反演技术
1、带限反演方法原理
为了能使地震剖面或地震信息与地质 或钻采资料直接连接对比,就需要把常规的 反映界面特性的地震资料转换为可与地质 或钻井直接对比的形式,实现此种转换的算 法和计算机处理技术就是地震反演技术。
地震反演技术
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。
i0
1 2(ln nvnl（n60v）0)i n0Ri
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。 地震反演技术
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。
地震反演技术
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
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。
地震反演技术
由此可见，地震反演是利用地震资料反演地 层特征参数的特殊处理技术。 1、反演
对(3)式右边求和号内的对数项按Taylor级数展开，得(4)式：
地震反演技术
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
取第一项则有:
整理上式得：
ln(nvn/0v0)（52）n Ri
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
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。
地震反演技术
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。
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：
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:
nHale Waihona Puke Baidu
ln nv (n/0v0)i0l(n 31 ) [R (i)/1 (R i)]
从广义上讲，反演就是根据各种位场(电位、 重力位等)、波场(声波、弹性波等)电磁场和热 学场等的地球物理观测数据去推测地球内部的 结构形态及物质成分，定量计算其相关物理参 数的过程。 2、反演理论
这是从一个物理系统上的观测值来恢复该物理 系统有用信息的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）。
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。
地震反演技术
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。
地震反演技术
地震反演技术的基本原理可用下图说明。
地震反演技术
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）
地震反演技术
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。