地震反演原理及其应用PPT

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
抗反演方法）；弹性反演及以神经网络识别为特征的数值逼近技术等。 使储层识别及其物性预测的精度和可靠性都有较大地提高。
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地震记录的形成和反演原理
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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Baidu Nhomakorabea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。
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。
地震道可由下式表示:
地震记录 =子波 ＊ 反射系数 + 噪声
即
s(t) r(t)* w (t) n (t)
（1）
这里＊ 意思是褶积
或
s(i) r(j)w (ij1 )n(i)
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波阻抗，
即
i1 i1
ii
1ri 1ri
用Gardner公式从波阻抗中分离
出速度和密度。
正演—合成记录
反演—合成声波测井
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：
• 初始猜测模型
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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。
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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
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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。
反演处理的数学算法实际上只能和正演模型相同。
地震反演原理及其应用
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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。
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。
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地震反演概述
地震数据 最佳剖面
约束条件 地质模型
• 最终结果偏离初始猜测程度的约束条件。
这意味最终反演结果除地震资料之外还要依赖于这种“附加信息”。
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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
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与地震反演技术相关的几个概念
褶积模型：
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。
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
的地震响应也可能会有多个地质模型与之对应。
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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