弹性波阻抗反演技术的应用

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根据掸性坡阻抗公式分剐计算０。～１７。．８酽～ ２５。，１７０～３酽入射角的弹性波阻抗曲线（图３）。由 图可看出，当人射角较ｄｘ（０。～１７０）时．弹性阻抗（天 蓝色）与声渡阻抗（探蓝色）相差最小，随著人射角 增大．弹性波阻抗与声波阻抗的差异逐渐增大。
摘要：弹性波阻抗反演是近年来地震反演技术的一个“亮点”。也是反演研究的热点。是一种结合了常规
声阻抗反演和叠前ＡＶＯ反演的地震反演技术。它利用不同炮检距道集数据及横波、纵波、密度等测井资
料，联合反演出与岩性、舍油气性相关的多种弹性参数，综合判别储层物性及含油气性。文中对叠前弹性
波阻抗反演的基本原理及方法作了简要论述，并给出了该方法的应用实例。
参考文献：
［１］张奎，倪逸．三种弹性波阻抗公式比较［Ｊ］．石油地球物理勘探， ２００６．４１（Ｓ）：７－１０．
ＣｏｎｎｏＨｙ Ｐ．ＥｌａｓｔｉｃｉｌＩ】袖ｃｅ［Ｊ］．ＴｈｅＬｅａｄｉｎｇＥａｇｅ，１９９９，１８（４）：
４３８—４５２． ［３］ 张盟渤，史松群，潘玉．叠前反演技术在苏里格地区的应用［Ｊ］．
对式（８）积分并设积分常数为零，然后等式两 边取指数。得
ＥＩ＝Ｖ‘ｐｌ恂２钟ｙ：趣函）ｐ‘ｌ－椭知）：ｙ，（∥９ ｙ：粕。＿“一删知’）
（９）
式中：０为入射角；Ｖ。为纵波速度，ｒｔｌ／ｓ；Ｖ。为横波速
度，ｍ／ｓ；ｐ为密度，ｇ／ｅｒａ３；Ｋ＝ｙ：／ｙ：为常数，取相邻层
的平均值。 式（９）直观地反映了地震反射界面两侧的岩石
偏移距角叠加数据成为可能．但该方程的维数随入 射角０的改变而变化，且它的数值随入射角ｐ在角 度上有很大变化。因此。在综合分析ＡＩ和ＥＩ时。首 先要将ＥＩ变化到ＡＩ尺度上。这给实际应用带来不 便。鉴于此，Ｗｈｉｔｃｏｍｂｅ Ｅ＜对Ｃｏｎｎｏｌｌｙ公式进行了改 进，同时Ｗｈｉｔｃｏｍｂｅ等喳３提出了可用于岩性和流体 预测的扩充弹性波阻抗（ＥＥＩ）方法：Ｂｒｕｃｅ Ｖｅｒｗｅｓｔ 等㈣通过引入不变的地震射线参数作为参量．推出 另一种弹性波阻抗计算公式．由该公式求出的反射 系数精度高，能够有效地预测岩性和流体。
弹性波阻抗与岩石的纵波速度、横波速度、密度及 地震弹性波的入射角密切相关。弹性阻抗的引入。
万方数据
使ＡＶＯ反演和地震道反演结合起来。从而使弹性阻 抗反演可以依据叠后地震反演的思路与方法进行。 具体步骤为：①从叠前道集中提取特定入射角资料； ②利用纵、横波速度和密度测井资料计算对应入射 角的弹性阻抗；③以角道集资料代替叠后反演中零 炮检距资料。以弹性阻抗曲线代替传统的波阻抗曲 线．利用测井约束反演软件实现弹性阻抗反演。
［７］ 曹孟起，王久栓，邵林海．叠前弹性波阻抗反演技术及应用［Ｊ］． 石油地球物理勘探，２００６，４１（３）：３２３—３２６．
［８］ 刘国萍，陈小宏。李景业．弹性波阻抗在时移地震中的应用分 析［Ｊ］．地球物理学进展，２００６，２１（２）：５５９—５６３．
［９］ 刘卫华，高建虎，陈启艳，等．苏里格气田某工区储层预测可行 性研究［Ｊ］．岩性油气藏，２００９，２１（２）：９４—９８．
岩性☆气赢
细描述．且由于不同炮检距地震贷料可以反映不同 的储层和物性信息、不同角度的弹性阻抗比声波阻 抗对台承饱和度变化更加敏感等特点．尝试利用叠 前弹性渡阻抗反演成为晟佳选择。
谖地区ｉ维地震资料野外采集炮检距为０～ ２４７５ｍ，目的层主频为４０ Ｈｚ。依据目的屉深度，将 偏移距分为３个部分进行地震数据部分叠加。第一 部分在目的层近偏移距１０ｂ１ １００ｍ叠加．相当于 ００～１７。的人射角部分叠加结果．叠加剖面如图ｌａ：
第二部分在目的层中偏移距ｓ００～ｌ ６５０ｍ叠加相 当于８．６。～２５。的人射角部分叠加结果．叠加剖阿如 图１ｂ；第三部分在目的层远偏移距１ １００～２ ４７５ ｍ 叠加．相当于１７０～３６。的入射角部分叠加结果蒋 加剖面如捌ｌｃ。
由图１可看出．目的层砂岩（１．６ ｓ）顶界反射在 近、中、远炮检距剖面上振幅随炮检距增大而逐渐 增强。分析该地区测井资料，发现声波阻抗难“区 分砂岩和泥岩。
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万方数据
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图２为地震于渡的振幅谱显示．圈中近、中、远 炮检距于波振幅由小变大，具有明显的振幅差异。
可见．该地区进行叠前弹性波阻抗反演具有较好的 资料基础。
岩性油气藏，２００７，１９（４）：９１—９４． ［４］ Ｗｈｉｔｃｏｍｂｅ Ｄ Ｎ．Ｅｌａｓｔｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｎｏｎｎａｌｉｍｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，
２００２，６７（１）：６０一６２． ［５］ Ｗｈｉｔｅｏｍｂｅ Ｄ Ｎ，Ｃｏｒｍｏｌｌｙ Ｐ Ａ，Ｒｅａｇａｎ Ｒ Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｅｌａｓｔｉｃ
由弹性阻抗反演数据体可获取纵、横波速度， 纵、横波阻抗，密度，拉梅常数，剪切模量和泊松比 等多种参数。与叠后阻抗反演和ＡＶＯ反演相比，弹 性阻抗反演能够获取更丰富的弹性参数，对岩性和 流体识别具有更高的可信度。
２ 应用实例
选取某地区三维地震资料，该地区构造较复杂， 储层纵、横向变化较大。目前缺乏一套有效的储层 预测和烃类检测的技术方法。从以往工作中发现， 利用常规的叠后波阻抗反演技术无法进行储层精
关键词：弹性波阻抗；地震反演；射线参数；偏移距；叠加剖面
中图分类号：Ｐ６３１．４４
文献标识码：Ａ
地震数据反演已成为目前寻找岩性油气藏最 有效的方法之一。２０世纪７０年代兴起的波阻抗 （Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ，简称ＡＩ）反演技术，在２０世纪 ８０年代得到迅速发展。２０世纪９０年代后达到了应 用高峰。由于ＡＩ反演是在叠加资料的基础上进行 的，叠加隐藏了振幅随炮检距变化的重要信息．所以 由叠后资料反演得到的声波阻抗所提供的信息有 限。同时。在一些复杂的岩性油气藏中，利用声波阻 抗作为岩性指示手段时经常会产生多解性…。１９９９ 年Ｐａｔｒｉｃｋ Ｃｏｎｎｏｌｌｙ Ｅ２刮发表了有关弹性波阻抗反演 技术的论文，所定义的弹性阻抗（简称ＥＩ）是纵波速 度、横波速度、密度及入射角的函数。声波阻抗是弹 性阻抗在法向入射时的特例。其核心思想是非零偏 移距（非法向入射角ｐ）的反射波振幅与界面两侧地 层的弹性阻抗的变化有关。Ｐａｔｒｉｃｋ Ｃｏｎｎｏｌｌｙｔ２３提出 的弹性阻抗方程使利用声波阻抗反演技术反演远
ｉｍｐｅｄａｎｃｅｆｏｒｆｌｕｉｄ ａｎｄｌｉｔｈｏｌｏｇｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２００２， ６７（１）：６３—６７． ［６］ Ｖｅｒｗｅｓｔ Ｂ，Ｍａｓｔｅｒｓ Ａ，Ｓｅｎａ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｅｌａｓｔｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ［Ｊ］．Ｅｘｐａｎｄｅｄ．＆ｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ７０ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｉｎｔｅｍａｔ ＳＥＧ Ｍｔｇ，２０００， ｌ ５８０—ｌ ５８２．
二
ｚ
Ｖｐ
Ｐ
２Ｖｐ
ＶＰ Ｖ。
Ｖｐ Ｐ
二Ｖｐ
其中：ＡＶｐ＝ｙｐ（ｔ）一ｙｐ（￡，。）；ｙｐ－－（ｖｐ（‘）＋ｙｐ（。。）），２。
设Ｋ：与，则 ７”
ｙｐ
Ａ１ｎ（ＥＩ）：ｉ１一［』当（１＋ｓｉｎ２０）＋△＿－＝ｑ－Ｐ（１—４Ｋｓｉｎ２０）一Ａ＿－－当Ｖ＇８Ｋｓｉｎ２髀』坚工ｓｉｎ２口ｔａｎ２０］
。
一
Ｖｐ
Ｐ
Ｖ。
八ｔ），对于任意入射角度０，反射系数与垂直入射时
脚）＝涨 反射系数形式相同，即
（３）
称此函数为弹性阻抗ＥＩ．通过对反射系数的对数求 导．得
Ｒ（日）２１ ＡＥＥＩＩ一争△ｌｎ（ＥＩ）
（４）
它对小至中等的阻抗变化是精确的．并且
睾△ｌｎ（ＥＩ）：｝（竽＋竽）＋（擘一４与些。ｖ Ａｐ油２口＋孚学ｓｉｎ２‰２ｐ （５）
二仙桥东三路１号。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｇｕｏｆｕｌａｈ＠１６３．ｅｏｍ
万方数据
第２２卷 增刊
李国福等：弹性波阻抗反演技术的应用
８１
式中：尺ｐｐ，Ｒ，。和Ｉ，，咒。分别为纵波、横波的反射系 数和透射系数；ｐｌ，Ｐ２为密度；秽ｐｌ，移ｐ２为纵波速度； 秽¨Ｕｓ２为横波速度；ｄ为入射角；卢为反射角；理７和卢’ 为透射角。反射角和透射角都可根据斯奈尔定律写 成ａ的函数［９１。
利用研究区各井提取的地震子渡．结合地震资 料构造解释的几何构造形态及基于井曲线的初始 模型，分别用对应的弹性渡阻抗曲线作为约柬．对 远、中、近炮检距叠加数据用相同的反演方珐．得到 对应的弹性渡阻抗（图４、图５）。
万方数据
！丝墨塑型
一量粤塑量：！竺些坚垫垦塑苎查竺墨型
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目４自ｆ ｎ）、÷｛｝·）、ｔ ｃ｜）＃＆４＃＊《Ⅲ＃Ｅ镕ⅫⅢ
Ｐｌ／）ｓ‘ｌ＇ｖＤ２
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Ｒｐｐ
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警ｓｉｎＥｆｔ’ ｃｏｓ２卢一ｉＶ移ｓＤｌｌ ｓｉｎ邛一鱼Ｐｌ堑Ｖｐｌ ｃ。ｓ筇７ ｐ１１）ｐｌ
咒。 ｃｏｓ２ｆｌ
收稿日期：２０１０－０４－２３；修回日期：２０１０—０６—３０ 基金项目：教育部博士点基金（编号：２００７０６１６００４）资助。 第一作者简介：李国福，１９８２年生，男，成都理工大学在读硕士研究生，研究方向为深部地球物理探测。地址：（６１００５９）四川省成都市成华区
２０１０年１２月
岩性油气藏 ＵＴＨＯＬＯＧＩＣ ＲＥＳＥＲＶＯＩＲＳ
文章编号：１６７３—８９２６（２０１０）增刊一００８０—０５
第２２卷增刊
弹性波阻抗反演技术的应用
李国福１，苏 云２，黄 倩３
（１．成都理工大学信息工程学院；２．中国石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院； ３．中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司物探研究院）
Ｖｐ
：昙［些（１＋ｔ粕２护）一Ａ＿一Ｖ，８Ｋ。ｉｎ２乳竽（１一钺ｓｉｎ２口）］
（６）
利用ＡＩｎ（ｘ）替代全圣，则式（６）整理为
ＡＩｎ（ＥＩ）＝（Ｉ＋ｔａｎ。０）ＡＩｎ（Ｖ。）－８Ｋｓｉｎ。０Ａｌｎ（Ｖ。）＋
（１—４Ｋｓｉｎ‘０）Ａｌｎ（ｐ）
（７）
设Ｋ为常数。则上式可写为
ＡＩｎ（ＥＩ）：Ａ１ｎ（ｙ：１“８’ｙ：酗。０‘１一“‘９’）（８）
１９９９年．Ｐａｔｒｉｃｋ Ｃｏｎｎｏｌｌｙ［２１提出弹性波阻抗的 概念，将非垂直入射时的反射系数，以与垂直入射 时反射系数相同的形式表示出来。
Ｒｐ，＝丽Ａ１２－Ａ１１ 当地震波垂直入射时，纵波反射系数月。。表示为 （２）
式中：ＡＩｌ＝ｐ１·口ｌ；Ａ厶２ｐ２·口２。
当地震波非垂直入射时，假设存在一个函数
１ 弹性波阻抗反演技术的基本原理
由弹性波动力学的有关理论可知，当一个波入 射到２种介质分界面上时，可能产生２个反射波和 ２个透射波。这４个波的反射、透射系数可由Ｚｏｅｐ． ｐｒｉｔｚ方程（式（１））给出阻１０】。
ｓｉｎａ
ｃｏｓｆｌ
－ｓｉｎａ’
ｃｏｓｆｌ７
ｃｏｓａ
－ｓｉｎＢ
７பைடு நூலகம்
ＣＯ ｓＩｔＪｔ
ｓｉｎ２ａ堕ｃ。ｓ２／３单ｓｉｎ２ａ， ：一 秽Ｂ１
岩性油气藏
２０１０年
由图５可以明显看出，含油砂岩表现为纵波阻 抗低、横波阻抗高；不含油砂岩表现为纵、横波阻抗 值均高。与实际钻探结果吻合良好。
３结论与认识
目前叠前弹性波阻抗反演应用研究范围较小。 主要是由于叠前反演应用存在地震资料保幅处理 难度大、横波速度资料有待进一步提高、岩石物理 建模和分析基础薄弱等问题。随着国内外横波测井 资料的增多，多波勘探技术的迅速发展，叠前弹性 波阻抗反演技术必将具有更广阔的应用前景。并可 为储层描述及油气预测提供更加丰富和可靠的依 据，也为隐蔽油气藏的勘探开发发挥重要作用。
［１０］ 王大兴，于波。张盟渤，等．地震叠前分析技术在子洲气田的研 究与应用［Ｊ］岩性油气藏，２００８，２０（１）：９５—１００．