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叠前地球物理反演

物探技术资料2013年7月-2015年7月

前言

地震反演是把常规的地震反射剖面转换成测井剖面，将地震资料变成可以和测井资料直接对比的形式。它是利用地质和测井资料作为约束条件，求解地下岩层的物性结构和介质的空间变化。具体的说地震反演就是应用地震、地质和测井信息，反推地下介质的速度、密度和波阻抗等岩石地球物理参数，估算储层参数，从而预测储层分布的科学。

更通俗的讲地震反演就是在已知的测井曲线和地质参数(各种地质分层、岩石组分等参数)约束下，把地震剖面转换成测井剖面，也可以说是把每个地震道数据都转换成测井曲线，例如把地震剖面转换成密度剖面、纵横波速度剖面、泊松比剖面等等，这时每个地震道都可以看成是一口新井，在其位置上的各类地震反演曲线就构成了这口伪井的测井序列。

地震反演作为反演的一个特例，它具有反演的基本特征，反演的第一个重要特征是时间滞后性，在事件发生后，才能应用反演过程推测事件的原始起因。例如警察办案，都是从人证、物证开始入手，反推出犯罪分子是谁。地震反演亦如此，先要采集地震数据，处理出地震剖面，结合已经测定好的测井曲线等资料，反演出地下岩层的物理属性，如速度、密度、孔隙度等。而这些地质属性在现实情况下是确定的，不可更改的，正因为地下有了这些地质情况，我们才能获得相应的地震数据，因此地震数据采集是个正演过程。所以反演之前必定是正演过程，首先犯罪才能抓罪犯。在时间序列中反演处于时间线的下方，属于一个应用结果推测原因的过程。

那么反演的前辈正演是什么呢？不通俗的说就是以现实为基础，推测未来。通俗的说法就是在已知地下地层的沉积状态（既地质模型下参数，包括构造、速度、密度等），计算地震响应(地震剖面)的过程。如一维正演模型就是常说的合成地震记录，二维正演模型就是常用的二维

正演剖面，现在已经进化出了三维正演数据体。文王囚禁羑里而演周易，根据殷纣王的一贯德行，文王推演八卦得知其子被杀，自己被迫食子之肉，最后吐出一种小动物名曰“兔子”，这个残酷的故事是典型的正演，应用殷纣王残暴指数，推测出悲伤的未来，已知道事故的结局却无法改变，如同野外地下构造在亿万年前就已经产生，必然生成特定的地震采集数据一样，不存在多解性。

地震勘探中广义的反演包括地震资料处理、解释等。地震资料处理把获得的单炮数据经过一系列复杂变换，求取地下构造形态信息(地震剖面)和反射系数序列。解释是从地震记录和测

井数据入手，反推地质构造(解释层位)、沉积相等地质信息。只不过地震解释人员更愿意把自

己的工作看成是正演，这样自己的解释方案才能是确定无疑的，NB的如同真理，不容他人质疑。不过在资料复杂地区，往往会发现很多“真理”，这就是反演的不确定性。如果解释人员深刻认识到自己和处理人员是一条绳上的两只蚱蜢，问题就会简单多了，反演本身具有多解性，寻找最优化的方案才是关键。

反演和正演都是建立在模型的基础上的，应用地震和测井数据反演推测地质模型的过程存在大量的不确定性，各种误差累计的后果是反演结果存在多解性，要求解释人员去伪存真，选择合理的而不是头脑中内定的结果。从信息映射角度考虑，测井和地质信息来源仅仅是在井点上是精确的，是点信息，要把这些信息映射到整个三维空间上需要地震数据与之结合，在运算过程中存在多解性是无法避免的，所以反演的不确定性是其本质属性之一。

下面结合HRS反演软件具体介绍一下反演的理论和实现方法。

目录

一、反演前准备工作............................................................................................................................................. 1-4

二、AVO理论介绍 .............................................................................................................................................. 5-16

1、基本公式...................................................................................................................................................... 6-6

2、地震波的界面分解...................................................................................................................................... 6-7

3、Zoeppritz方程正反演的关系...................................................................................................................... 7-7

4、Zoeppritz方程的简化 ............................................................................................................................... 8-16

三、测井曲线 .................................................................................................................................................... 17-38

1、测井曲线简介.......................................................................................................................................... 17-25