地球物理正演与反演
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用以代表客观实际的复杂事物规律。
正演理论方法
• 地震模型技术
地震模型技术就是对实际的复杂地球介质作 适当的简化（如简化为均匀介质，水平层状介质 等），对地震波的传播规律也作适当的简化。然 后用数学或物理的方法研究地震波在某种具体的 简化模型中传播的特点，用来模拟真实地质结构 条件下的地震波场，指导地震勘探的野外采集， 处理和解释等方面的生产和理论研究工作。
当研究客观世界存在的复杂事物和自然现象 时，最可靠的办法是对事物进行试验和观测，然 而由于种种原因，对事物进行直接观测，研究会 遇到很多困难，甚至不可能实现。在这些情况下， 较好的解决办法就是用模型来代替实物，也就是 所谓模型技术。
正演理论方法
• 地震模型技术
模型技术的基本思想就是研究某一类复杂事 物时，抓住它们的某些主要方面，而摈弃、忽略 一些非本质的次要方面，概括出一个能反映这类 事物的主要特点的模型。再用数学或物理的方法 研究发生在这个模型里的物理现象的基本规律，
反演的概念 地震剖面的同相轴实质上代表的是反射系数，同
相轴追踪的是反射系数而不是砂岩地层,只有转换 成波阻抗，才能真实地反应砂层的变化。 反演就是由地震数据得到地质模型，进行储层、 油藏研究
反演理论方法
地震勘探中应用最广的反演问题是地震 波阻抗反演，地震波阻抗反演是储层地球 物理研究的最基本的处理技术之一，通过 地震波阻抗反演把常规的界面型地震反射 剖面转换成岩层型的伪测井剖面，因而使 地震资料转变成可以与钻井资料直接对比 的剖面形式。
正演理论方法
• 建模软件
•
Tesseral 2-D 是一个基于PC的商业化的全
波场模拟软件。它是由加拿大 Tesseral 技术有
限公司研发的， 用它可以建立复杂的地质模型剖
面，并且模拟不同的地震观测系统。
正演理论方法
• 建模软件
炮点参数页用于定义震源方 式、子波形态和频率等。
接收点参数页用于定义排列长 度、排列与炮点之间的关系和
反演的理论基础：褶积模型(频率域)
地震振幅谱 = 子波振幅谱 x 反射系数振幅谱 S(f) = W(f )R (f)
在频率域褶积变成乘积 地震振幅谱缺少高频和 低频信息
输出模拟结果的参数等。
正演理论方法
• 建模软件
Tesseral 2-D – 采用人机交互的方式 建立、检查速度-深度模型，并与常规地震 数据处理和解释直接集成。系统中包含一 个典型的地质环境数据库，包括P波和S波 的速度及密度和岩性符号等。这样可以很 方便地输入岩石物理特性来构建地质模型。
正演理论方法
测井资料和地震资料频带范围对比
为什要进行地震反演？
◙可以看出，地震资料中明显缺少测井曲线 中包含的低频及高频信息。低频成分提供了 地层的基本速度结构，高频成分提供了地层 的纵向分辨率。地震资料提供了稳定的中频 信息和可靠的横向分辨能力。因此，需要通 过测井约束的波阻抗反演来提高其分辨率。
反演理论方法
疏脉冲反演等。 • 地震约束下的测井内插外推：随机模拟、随机反演等。 • 测井—地震联合反演 ：特征反演、神经网络反演等。
反演方法分类
• 叠后地震反演使用叠后地震资料，反演的 纵波阻抗能够在一定程度上反映储层的变 化规律，但不能给出横波波阻抗。
• 叠前地震反演使用叠前地震道集资料，具 有良好的保真性和多信息性。能同时反演 纵、横波阻抗等反映地层岩性、物性和流 体特征的多种参数。
PY地震剖面与地质模型
速度分析
CDP叠加
PY地质模型与其地震响应
为什要进行地震反演？
• 在时间域中的褶积就 是频率域中的乘积.
• 从右图中可以看出,子 波的作用是将地震频 谱中高频和低频都消 除了.
• 理论上讲,反演就是试 图将这些失去的频率 区域进行恢复.
为什要进行地震反演？
低频 测井资料中所包含的频带范围 高频 地震资料中所包含的频带范围
反演的理论基础：褶积模型(时间域)
假设: 叠后地震数据道是零偏
移距的 没有多次波 没有AVO效应 噪声是随机的，与地震
数据不相关 子波是固定的，不随时
间变化 地震数据已做过偏移，
每一地震道只取决于地震 道位置处的反射系数序列
地震道可以用下面的模型表示 seismic = wavelet * reflectivity + noise
地球物理正反演理论
汇报人：王宁
什么是正反演
• 已知地质模型，求其测量数据 • 已知测量数据，反求出地质模型
正演 反演
地质模型
反演
地震波信息转化 为岩石信息
岩石转信换息转过化为 地程震波信息
正演
地震响应
低速泥岩 高速砂岩 低速泥岩
地质模型 反射系数 反演
子波
地震响应 正演
正演理论方法
• 地震模型技术
反演理论方法
• 地震反演的目的
根据地震资料，反推出地下介质的波阻抗、 速度和密度等岩石地球物理参数的分布，估算储 层参数，并进行储层预测，以便为油气田的勘探 和开发提供可靠的基础资料。
反演理论方法
反演提供各种岩 性剖面，目的就是 将已知井点信息与 Hale Waihona Puke Baidu震资料相结合， 为油田工作者提供 更多的地下地质信 息，建立储层、油 藏的概念模型、静 态模型、预测模型， 提高油田采收率。
• Tesseral 2-D 包含四个主要的功能块: • Model builder — 模型建立器 • Computation Engine — 计算引擎 • Viewer — 浏览器 • Processing Block — 处理软件包
正演理论方法
• 地震正演过程
如果我们已知地下的地质模型，它的地震 响应如何？通过模拟野外地震采集，得到单炮 记录，再通过速度分析、动校正、叠加、偏移 得到合成剖面这一过程就是正演。
动态监测 油藏工程
储层预测
岩性反演
油藏描述
地质模型 井网部署
反演与油藏研究关系图
反演方法分类
地震反演
叠前反演
叠后反演
旅行时反演 (层析成像)
振幅反演 （AVO）
振幅反演
波场反演
递推反演
模型反演 地震属性反演 地震特征反演
反演方法分类
• 1、基于原始地震资料 • 叠前反演类、叠后反演类 • 2、基于数学算法 • 线性反演类、非线性反演类 • 3、基于地震和测井的相对作用 • 带限反演：道积分反演、递归反演等 • 测井约束下的宽带反演：广义线性、宽带约束反演、稀
正演理论方法
• 地震模型技术
地震模型技术就是对实际的复杂地球介质作 适当的简化（如简化为均匀介质，水平层状介质 等），对地震波的传播规律也作适当的简化。然 后用数学或物理的方法研究地震波在某种具体的 简化模型中传播的特点，用来模拟真实地质结构 条件下的地震波场，指导地震勘探的野外采集， 处理和解释等方面的生产和理论研究工作。
当研究客观世界存在的复杂事物和自然现象 时，最可靠的办法是对事物进行试验和观测，然 而由于种种原因，对事物进行直接观测，研究会 遇到很多困难，甚至不可能实现。在这些情况下， 较好的解决办法就是用模型来代替实物，也就是 所谓模型技术。
正演理论方法
• 地震模型技术
模型技术的基本思想就是研究某一类复杂事 物时，抓住它们的某些主要方面，而摈弃、忽略 一些非本质的次要方面，概括出一个能反映这类 事物的主要特点的模型。再用数学或物理的方法 研究发生在这个模型里的物理现象的基本规律，
反演的概念 地震剖面的同相轴实质上代表的是反射系数，同
相轴追踪的是反射系数而不是砂岩地层,只有转换 成波阻抗，才能真实地反应砂层的变化。 反演就是由地震数据得到地质模型，进行储层、 油藏研究
反演理论方法
地震勘探中应用最广的反演问题是地震 波阻抗反演，地震波阻抗反演是储层地球 物理研究的最基本的处理技术之一，通过 地震波阻抗反演把常规的界面型地震反射 剖面转换成岩层型的伪测井剖面，因而使 地震资料转变成可以与钻井资料直接对比 的剖面形式。
正演理论方法
• 建模软件
•
Tesseral 2-D 是一个基于PC的商业化的全
波场模拟软件。它是由加拿大 Tesseral 技术有
限公司研发的， 用它可以建立复杂的地质模型剖
面，并且模拟不同的地震观测系统。
正演理论方法
• 建模软件
炮点参数页用于定义震源方 式、子波形态和频率等。
接收点参数页用于定义排列长 度、排列与炮点之间的关系和
反演的理论基础：褶积模型(频率域)
地震振幅谱 = 子波振幅谱 x 反射系数振幅谱 S(f) = W(f )R (f)
在频率域褶积变成乘积 地震振幅谱缺少高频和 低频信息
输出模拟结果的参数等。
正演理论方法
• 建模软件
Tesseral 2-D – 采用人机交互的方式 建立、检查速度-深度模型，并与常规地震 数据处理和解释直接集成。系统中包含一 个典型的地质环境数据库，包括P波和S波 的速度及密度和岩性符号等。这样可以很 方便地输入岩石物理特性来构建地质模型。
正演理论方法
测井资料和地震资料频带范围对比
为什要进行地震反演？
◙可以看出，地震资料中明显缺少测井曲线 中包含的低频及高频信息。低频成分提供了 地层的基本速度结构，高频成分提供了地层 的纵向分辨率。地震资料提供了稳定的中频 信息和可靠的横向分辨能力。因此，需要通 过测井约束的波阻抗反演来提高其分辨率。
反演理论方法
疏脉冲反演等。 • 地震约束下的测井内插外推：随机模拟、随机反演等。 • 测井—地震联合反演 ：特征反演、神经网络反演等。
反演方法分类
• 叠后地震反演使用叠后地震资料，反演的 纵波阻抗能够在一定程度上反映储层的变 化规律，但不能给出横波波阻抗。
• 叠前地震反演使用叠前地震道集资料，具 有良好的保真性和多信息性。能同时反演 纵、横波阻抗等反映地层岩性、物性和流 体特征的多种参数。
PY地震剖面与地质模型
速度分析
CDP叠加
PY地质模型与其地震响应
为什要进行地震反演？
• 在时间域中的褶积就 是频率域中的乘积.
• 从右图中可以看出,子 波的作用是将地震频 谱中高频和低频都消 除了.
• 理论上讲,反演就是试 图将这些失去的频率 区域进行恢复.
为什要进行地震反演？
低频 测井资料中所包含的频带范围 高频 地震资料中所包含的频带范围
反演的理论基础：褶积模型(时间域)
假设: 叠后地震数据道是零偏
移距的 没有多次波 没有AVO效应 噪声是随机的，与地震
数据不相关 子波是固定的，不随时
间变化 地震数据已做过偏移，
每一地震道只取决于地震 道位置处的反射系数序列
地震道可以用下面的模型表示 seismic = wavelet * reflectivity + noise
地球物理正反演理论
汇报人：王宁
什么是正反演
• 已知地质模型，求其测量数据 • 已知测量数据，反求出地质模型
正演 反演
地质模型
反演
地震波信息转化 为岩石信息
岩石转信换息转过化为 地程震波信息
正演
地震响应
低速泥岩 高速砂岩 低速泥岩
地质模型 反射系数 反演
子波
地震响应 正演
正演理论方法
• 地震模型技术
反演理论方法
• 地震反演的目的
根据地震资料，反推出地下介质的波阻抗、 速度和密度等岩石地球物理参数的分布，估算储 层参数，并进行储层预测，以便为油气田的勘探 和开发提供可靠的基础资料。
反演理论方法
反演提供各种岩 性剖面，目的就是 将已知井点信息与 Hale Waihona Puke Baidu震资料相结合， 为油田工作者提供 更多的地下地质信 息，建立储层、油 藏的概念模型、静 态模型、预测模型， 提高油田采收率。
• Tesseral 2-D 包含四个主要的功能块: • Model builder — 模型建立器 • Computation Engine — 计算引擎 • Viewer — 浏览器 • Processing Block — 处理软件包
正演理论方法
• 地震正演过程
如果我们已知地下的地质模型，它的地震 响应如何？通过模拟野外地震采集，得到单炮 记录，再通过速度分析、动校正、叠加、偏移 得到合成剖面这一过程就是正演。
动态监测 油藏工程
储层预测
岩性反演
油藏描述
地质模型 井网部署
反演与油藏研究关系图
反演方法分类
地震反演
叠前反演
叠后反演
旅行时反演 (层析成像)
振幅反演 （AVO）
振幅反演
波场反演
递推反演
模型反演 地震属性反演 地震特征反演
反演方法分类
• 1、基于原始地震资料 • 叠前反演类、叠后反演类 • 2、基于数学算法 • 线性反演类、非线性反演类 • 3、基于地震和测井的相对作用 • 带限反演：道积分反演、递归反演等 • 测井约束下的宽带反演：广义线性、宽带约束反演、稀