2013高级培训班_GeoEast地震反演原理及应用

属性分析
面属性
井曲线
建立模型 属性模型
底图
交绘图
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地震反演子系统在GeoEast系统中的位置
二、GeoEast地震反演子系统
作业参数区 功能列表区
任务监控区
地震反演子系统主界面
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二、GeoEast地震反演子系统
辅助模块：
● 角道集转换 将CRP道集转换成角道集，便于进行AVA同步反演，需要 提供叠加/偏移速度数据 ● 水平叠加 可以得到全叠加数据体，或进行分角度/偏移距叠加，得到 部分叠加数据体
s_convert
18-Jul-2012 17:36:03
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一、地震反演概况
反演工作流程
1、测井曲线的校正、分析、标准化；
2、精细的层位、断层解释； 3、子波估算正确（关键是相位）； 4、精细制作合理的合成记录；
5、创建合理的初始模型；
6、有针对性的运用不同的反演模块； 7、运用综合分析与三维可视化，得到油藏顶面构造、纯产层厚 度。
叠前反演模块：
● 弹性参数反演 基于分角度叠加数据体的反演，反演出近、中、远角度 弹性阻抗，以及拉梅常数、剪切模量、密度数据体
叠后反演模块：
● 宽带约束反演 以初始纵波阻抗为约束的叠后波阻抗反演 ● 稀疏脉冲反演 以稀疏脉冲反褶积为基础，在初始模型约束下的波阻抗 反演模块 ● 神经网络反演 以神经网络算法、遗传算法为基础的广义反演模块，可 以进行如波阻抗、速度、密度、自然伽玛等属性的反演
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主要内容Байду номын сангаас
一、 地震反演概况
二、 GeoEast地震反演子系统
三、 叠后地震反演
四、 叠前地震反演
五、 结论
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三、叠后地震反演
●
● ● ●
● ● ●
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反演数据准备 可行性分析 估算反演子波 叠后地震标定 初始属性模型 常规叠后反演 BP反演
三、叠后地震反演——数据准备
1、地震数据：保幅处理（纯波数据）
作业文件：以.job作为扩展名，保存作业运行的参数文件
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二、GeoEast地震反演子系统
Jobs: 作业文件名 Glid: 作业号，由作业调度系统自动分配 Seismic: 反演作业输入地震数据体 Progress: 作业进度状态 Output file: 反演作业输出数据体
作业进度状态：
运行（Working） 完成（Finished） 队列等待（Queue） 终止（Killed） 出错（Failed）
削弱了地震资料反映储层变化特征的敏感性 叠后地震信息丢失了许多叠前资料中反映物性变化 的信息 叠后地震信息量少，只能反演出纵波波阻抗参数， 不能计算泊松比等反映岩石物性变化的参数，解决 地质问题的能力受到限制
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一、地震反演概况
油
叠前反演 利 用


水 泥

IP
丰富的振幅和 旅行时信息
岩性
2、地震解释数据：
层位闭合,否则影响建模 断层组合
全区的地震标准层解释
3、井数据：
坐标，井斜轨迹，补芯海拔
各种测井数据：p_sonic, density, sp, res, Gammaray
测井解释数据： V_shale, porosity, Sw, permeability 钻井地质分层数据
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三、叠后地震反演——数据准备
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三、叠后地震反演——可行性分析
阻抗 A B 泥岩
C
D E 砂岩
深度
砂泥岩随埋深变化，其压实程度有差别。在不同深度段， 纵波阻抗对砂泥岩的分辨程度不同
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三、叠后地震反演——可行性分析
AI
Depth
油气对纵波阻抗的影响
40
三、叠后地震反演——可行性分析
砂 岩
泥 岩
岩性直方图进行可行性分析
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泥岩
硬石膏
0.4 -
煤
白云岩
揭 示 岩性物性的变化
泊松比
灰岩 砂岩 泥岩
0.3 -
流灰岩\白云气
砂岩（流体）
硬石膏
0.2 -
0.1 -
砂岩（气体）
煤
0.0 -
2000
4000
6000
8000
2000
4000
6000
8000
不同岩性和地震参数的关系

丰富的叠前信息可以有效提高地震岩性、流体描述的能力
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声波曲线井径校正
三、叠后地震反演——数据准备
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三、叠后地震反演——数据准备
长期的勘探与开发过程中，所有井的测井曲线很 难保证是用同一类型的仪器、相同的标准刻度，以及 统一的操作方式进行测量，各井测井数据间必然存在 以刻度因素为主的误差。必须对测井曲线进行标准化 处理。
按照地质层位来选标准层； 可以通过直方图进行自动校正、人工交互校正； 校正方法可以选择均值校正、均值方差法校正；
GeoEast解释技术系列讲座
地震反演子系统
东方地球物理公司物探技术研究中心
主要内容
一、 地震反演概况
二、 GeoEast地震反演子系统
三、 叠后地震反演
四、 叠前地震反演
五、 结论
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一、地震反演概况
褶积模型 射线追踪 波动方程
正演
地层型数据
界面型数据
地层模型参数
反演 纵波速度 横波速度 密度 孔隙度 泥质含量 ……
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主要内容
一、 地震反演概况
二、 GeoEast地震反演子系统
三、 叠后地震反演
四、 叠前地震反演
五、 结论
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二、GeoEast地震反演子系统
测井曲线
地震数据体
厚度图
测井曲线预处理
地震预处理
岩性体
地震数据体
体显示 测井曲线 交绘图 构造解释
层位、断层
交绘图
井震标定 子波
地 震 反 演
反演数据体
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地震反演参数页
18
二、GeoEast地震反演子系统
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叠前弹性参数反演Wells参数页
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ei
必须输出 Density（密度） aa.rho.ei Lambda（拉梅常数） aa.lambda.ei Mu（剪切模量） aa.Mu.ei 选择输出 P-Wave Velocity（纵波速度） aa.Vp.ei SV-Wave Velocity （横波速度） aa.Vs.ei Lambda*Rho（拉梅常数与密度乘积） aa.L_R.ei Mu*Rho（剪切模量与密度乘积） aa.M_R.ei Vp/Vs（纵横波速度比） aa.VpVs.ei Near Elastic Impedance（小角度弹性阻抗） aa.Near.ei Middle Elastic Impedance（中角度弹性阻抗） aa.Mid.ei Far Elastic Impedance（大角度弹性阻抗） aa.Far.ei
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二、GeoEast地震反演子系统
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 2 4 6 8 系列1
并行作业的 弹性参数反演的并行化 总进程数 队列状态 每个作业分 配的进程数
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二、GeoEast地震反演子系统 ●
GeoEast系统是一种多子系统协同的综合性系统， 反演子系统负责反演计算； ● 地震反演子系统采用后台作业运行方式执行反 演计算，并提供了交互式的作业参数设置，保存、运 行界面，提供了作业运行管理功能； ● 反演子系统提供了常规叠后波阻抗反演模块， 也提供了基于部分叠加数据体、以及角道集数据体的 叠前地震反演模块； ● 二维测区反演时，可以方便地为多条测线设置反 演参数，并可同时执行多条二维测线计算； ● 支持并行反演计算，充分利用硬件资源。
一、地震反演概况
CMP 道集 Trace number
600 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
600
部分角度叠加道集
叠前地震反演
Time (ms )
650
650
750
Time (ms)
算法分类
700
700
750
AVO反演
地震输入
EI反演
800
800
850
850
s_convert
高信噪比：CMP道集保留更多的叠前信息 18-Jul-2012 17:36:03
+
=
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一、地震反演概况
递归反演:较完整地保留了地震反射的基本
特征，能够明显地反映岩相、岩性的空间变化， 受地震频带宽度的限制，分辨率相对较低。
Zi+1 = Zi *
1 + Ri 1 - Ri
稀疏脉冲反演:假设地震反射系数是由
一系列大的反射系数叠加在高斯分布的小反射 系数的背景上构成，实质就是用最少数目的反 射系数脉冲达到合成记录与地震道的最佳匹配。
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三、叠后地震反演——数据准备
标准化前的声波 曲线直方图（上） 与交会图（右）
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三、叠后地震反演——数据准备
钻井分层定义标准层
标准化方式： 均值法、均值-方差法 35
三、叠后地震反演——数据准备
36
三、叠后地震反演——数据准备
利用公式计算器进行曲线标准化
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三、叠后地震反演——可行性分析
反演前的可行分析主要是通过交汇图，直方图分析工 具，分析测井曲线对岩性、含油气性的分辨能力，确 定反演方式：
如果纵波速度对砂、泥岩地层有较好的分辨能力， 则可以采用叠后反演；
如果纵、横波速度交会才能分辨岩性，则需要选择 叠前反演；
如果纵、横波交会不能区分岩性，则一般的弹性反 演很难解决储层问题。
基于模型的反演:块状化模型与子波褶积，
迭代更新模型使正演结果与实际地震道之间吻合， 有较高的分辨率，多解性强。
随机模拟反演:分辨率高，适合于井多
的三维工区，生成既满足测井资料和地质统计 特性，又满足地震资料的储层/油气藏参数模型。
叠后地震反演主要类型
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一、地震反演概况
叠后地震资料的局限
全角度叠加，模糊了很多构造、储层及油气信息，
s_convert
18-Jul-2012 17:36:03
Trace number
叠前CMP 道集
适用条件
部分角度叠加 数据
Time (ms)
600
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
600
650
650
700
Time (ms)
700
750
750
高信噪比
低信噪比
800
800
850
850
s_convert
低信噪比：部分角度叠加道集更好的压制噪音 18-Jul-2012 17:36:03
三、叠后地震反演——可行性分析
砂 岩
泥 岩
砂 岩
泥 岩
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三、叠后地震反演——估算反演子波
影响子波的因素：
（1）大地吸收的影响：
（2）野外激发、接收的影响： （3）不同年份施工、不同仪器施工、不同处理参数，也会造成
子波相位的混乱。 （4）有些处理模块会改变子波的极性，但目前在处理中，没有
全程对子波相位进行监控，不知道子波相位的影响 （5）目前的处理技术还很难解决子波的零相位化。
这些因素都给子波相位的估算带来了困难！
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三、叠后地震反演——估算反演子波
子波估算注意的问题：
子波的长度(保证一个主峰,两个旁瓣) 估算子波的井旁道(最好是走向方向) 估算子波的时窗(至少是子波长度的三倍以上，
边界不要卡在强轴上) 兼顾子波的波形及频谱(振幅谱,相位谱)，特
别要注意在地震主频带内,相位接近常相位
E(m) (d g(m))T(d g(m))
E(m) (d iobs disyn )2
i1 m
反演计算就是求解目标函数最优解的过程
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一、地震反演概况
目标函数一般是非线性、多极值的
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一、地震反演概况
子波与反射系数的褶积得到地震记录 S(t)=W(t)*R(t)+noise
Wavelet
命名规则：用户输入字符.类型名.模块名 叠前弹性参数反演Ouput参数页
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二、GeoEast地震反演子系统
任务监控区显示运行的作业
作业类型：
Inv Mpi Ei Ava Bci Sa Bp AG STK 表示串行反演作业 表示并行反演作业 表示叠前弹性参数反演作业 表示叠前AVA同步反演作业 表示叠后宽带约束反演作业 表示叠后模拟退火反演作业 表示叠后神经网络反演作业 表示生成角道集作业 表示水平叠加作业
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二、GeoEast地震反演子系统
刷新任务管理列表
查看作业运行输出的日志文件
压缩任务管理列表 终止正在运行的作业
选择已经保存的作业运行
设置并行计算参数
任务管理功能
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二、GeoEast地震反演子系统
一条二维测线对应一个作业文件。 如果一次选择多条二维测线，系 统自动为每一条二维测线创建作 业文件，并同时运行
地震观测数据
旅行时反演 振幅反演
叠后反演 叠前反演
地震振幅、旅 行时、频率 ......
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一、地震反演概况
观测数据向量： 模型参数向量：
d [d 1d 2 ......d m ] T
m [m 1 m 2 ......m n ] T
正演模拟：
目标函数：
d g ( m)
E(m) ||d g(m)||
Impedance 6
Reflectivity
Seismic
一、地震反演概况
反演问题分两步：通过反褶积去除子波效应 将反射系数转换成波阻抗
Inverse Wavelet
Seismic 7
Reflectivity
Impedance
一、地震反演概况
地震道 子波 反射系数 相对波阻抗 低频趋势 真实阻抗