叠前反演
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叠前声波方程反演及其应用叠前声波法(Pseudo-wavefront,PW)方程反演是一种重要的技术,它可以用来研究地震波传播、识别地表地貌、获取地形参数、分析空间物理场等。
叠前声波方程反演是指将叠前声波法方程投影到指定投影平面上,从而使叠前声波法方程在实际空间中有意义,从而应用于地球物理研究的一种技术。
随着地球物理研究的不断发展,叠前声波法方程反演受到越来越多的关注。
它可以轻松解决大量的地形反演问题,从而提供便利的解决方案。
叠前声波方程反演的方法特点是高精度、强稳定性和优良的可移植性。
叠前声波方程反演的具体内容主要包括:(1)对叠前声波方程作变换,将方程投影到指定投影平面上,从而使叠前声波方程在实际空间中有意义;(2)采用数值技术求解叠前声波方程,确定其解的准确性;(3)确定叠前声波方程反演的正确应用,分析叠前声波方程反演的影响,并进行可视化处理;(4)针对不同的数据及地理环境,对叠前声波方程反演进行实验,验证其可靠性及准确度。
由叠前声波方程反演技术提供的强大可视化功能,在地球物理研究提供了广阔的应用空间。
具体而言,叠前声波方程反演可用于:(1)研究地震波传播:叠前声波方程反演可用于模拟地震波的传播形态,并在某些特定的地表地貌状况下模拟动态变化;(2)识别地表地貌:叠前声波方程反演可以用来识别由地表地貌形成的叠前地形,从而获得地形参数;(3)获取地表地貌参数:叠前声波方程反演可以用来测量和估算地表地貌参数,如地表高程、地形斜率、地形曲率等;(4)分析空间物理场:叠前声波方程反演可以用来分析地表上引起的物理场,如地热场、地磁场等。
叠前声波方程反演技术在地球物理研究领域具有广泛的应用前景。
虽然它受到了广泛的关注,但并未被充分利用,仍有许多问题尚待解决。
因此,有必要继续加强对叠前声波方程反演的研究,努力探索其有效的应用,为地球物理研究提供完善的技术支持。
通过本文,我们简要介绍了叠前声波方程反演的基本概念、应用范围,以及在未来生态环境建设中的重要意义。
叠前多波联合反演方法一、叠前多波联合反演方法的原理叠前多波联合反演是一种基于地震波场模拟和反演的理论方法,它通过将地震波场的正演模拟与反演算法相结合,实现对地下介质结构和物理性质的准确描述。
该方法的基本原理是利用地震波在地下介质中的传播规律,建立地震波场正演模型,然后将正演结果作为初始模型输入反演算法中,通过不断优化初始模型,最终得到符合实际的地质模型。
叠前多波联合反演方法的核心在于利用多波信息进行联合反演,以充分利用不同地震波的传播特性和信息互补性,提高反演结果的精度和可靠性。
此外,该方法采用非线性反演算法,能够更好地处理地震数据中的噪声和干扰,提高反演结果的抗干扰能力。
二、叠前多波联合反演的技术流程叠前多波联合反演的方法流程主要包括以下几个方面:1.地震波场正演模拟:利用适当的地质模型和地震波传播方程,通过数值模拟方法计算出地震波在地下介质中的传播过程,生成合成地震记录。
2.初始模型建立:根据已知的地质信息和地震数据,建立一个初始的地质模型。
该模型可以是基于地质统计学、地球物理测井或先验知识的结果。
3.反演算法优化:将正演模拟结果与实际地震记录进行对比,通过非线性优化算法不断调整初始模型中的介质参数,使反演结果逐渐接近实际地震数据。
4.模型验证与解释:对优化后的地质模型进行验证和解释,确保其符合实际地质情况和需求。
如果反演结果不满足要求,需要重新调整初始模型和优化算法。
5.成果输出与应用:将最终得到的地质模型进行可视化处理和成果输出,为后续的矿产资源勘探、油气藏开发等提供决策支持。
三、叠前多波联合反演方法的应用实例叠前多波联合反演方法在实际应用中取得了显著的成果。
以下是一些典型的应用实例:1.油气勘探:在油气勘探领域,叠前多波联合反演方法被广泛应用于储层描述、油气藏监测和勘探开发一体化等方面。
通过该方法可以更准确地识别油气藏的位置、形态和储量,提高勘探成功率。
2.矿产资源勘探:在矿产资源勘探中,叠前多波联合反演方法可以用于确定矿体的位置、埋深、规模和产状等关键信息,为矿床开发提供决策依据。
叠前反演技术叠前反演技术,与叠前弹性反演技术、叠前地震反演技术和定量AVO都是指同一概念。
该技术是利用叠前CRP道集数据(或部分叠加数据)、速度数据(一般为偏移速度)和井数据(横波速度、纵波速度、密度及其他弹性参数资料),通过使用不同的近似式反演求解得到与岩性、含油气性相关的多种弹性参数并进一步,用来预测储层岩性、储层物性及含油气性。
为什么要进行地震资料的叠前反演呢?首先,由于地震资料野外采集是多炮多道的观测系统,每个CDP点或CMP点记录的不同道具有不同的炮检距,每道上的反射振幅随炮检距不同而变化。
叠后反演基于常规处理的水平叠加数据,以自激自收为假设条件,即每个CDP或CMP道集经动校正后,把不同炮检距的记录道动校正为零炮检距位置,之后进行水平叠加。
这样,叠加剖面无法反应野外采集所记录的振幅随炮检距变化的特性,并损失了与炮检距关系密切的大量横波信息。
其次是叠后波阻抗反演是不随入射角发生变化,仅与纵波速度、密度有关,而叠前反演的弹性阻抗与入射角密切相关并与纵波、横波速度、密度4项参数有关。
由于同时利用了纵横波速度,其计算产生的弹性参数远较叠后反演丰富,可区别岩性与含油气性,为钻探提供更丰富、更准确的依据。
技术人员在研究中发现:进行叠前反演时,要注意资料条件及处理解释的结合。
一是地震资料的采集必须针对目的层深度,有足够大的炮检距来记录大量信息,并在处理中,对振幅进行补偿,严格保持相对振幅关系,避免虚假振幅信息的产生。
二是在地震资料道集进行部分叠加时,炮检距或角度范围的选择要针对目的层深度,使不同炮检距范围能明显反应用振幅的变化。
三是至少需要3个以上的子波,子波振幅谱对应于不同炮检距部分叠加数据。
四是在纵横波资料分析中,当岩石中含有油气时,纵波速度会降低,有时会出现含油气砂岩的速度接近泥岩速度,在声阻抗上无法区分岩性,但横波阻抗受油气影响很少,因此,两者的交汇图分析对划分岩性及含油气意义深远。
五是弹性参数综合分析,其物理意义不同,有的反应弹性模量,有的反应剪断模量,必须综合分析,才能做出合理解释。
叠前地震数据的直接反演方法
叠前地震反演是一种从叠前(Pre-Stack)地震数据进行反演的技术,它可以为地震测量引入更多的有用信息,有助于准确地解释地震
数据。
Pre-stack地震数据是由一系列地震测量(称为叠前测量)构成的,它们代表了收集到的地震数据以及在地表下不同深度处震波波速变化
的特征。
叠前地震反演技术结合了地质物理和地球物理学计算原理,
可以更快,更准确地提取出前期的震源数据,这样可以帮助探讨深度
图层的构造,以及其他地表结构的信息。
叠前地震反演的一个关键步骤是深度延迟时的反演,其基本思路
是从叠前数据中计算出每个测点的节点位置,以及其周围点的测量值。
这些信息可以用来构建一个深度模型,接着用叠前和深度模型混合斯
特罗拉动力学方程,用以求解出混合数据源,最终得到层状地球模型。
叠前地震反演同样可以用于测量深度衰减,以及深度延迟时间。
通过叠前地震数据反演,可以获得较准确的地质构造特征,并对
未来相对密集区域的地震行为和深度分布的变化有所了解。
总的来说,叠前地震数据反演是准确预测地表和地下构造的一种有效方法,为地
震解释、探测和勘探活动提供了可靠的见解和有价值的信息。
探析叠前同时反演进行岩性识别及流体预测技术1.引言反演方法是利用地震资料进行岩性识别和流体预测的有效手段。
常规的纵波阻抗反演利用叠后地震数据,反演得到纵波阻抗,进而利用纵波阻抗与地下介质岩石物理特征之间的关系,来预测地下介质的岩性、孔隙度及孔隙流体充填等特征的变化。
叠后波阻抗反演是单参数反演,很多情况下,不同地质体、不同孔隙发育、不同流体充填,会有相似的纵波阻抗特征,从而对岩性识别和流体预测造成困难。
叠前同时反演有效利用了叠前地震数据中包含的AVO 信息,通过多个共角度部分叠加数据体同时反演得到纵横波阻抗、密度、纵横波速度比、泊松比等,提供了对岩性和流体识别更为有效的弹性参数或参数组合。
相比叠后波阻抗反演,叠前同时反演结果更加准确,信息更加丰富。
东方物探研究院处理中心在国内首先引进叠前同时反演技术,在四川盆地广安地区须家河组低孔低渗型储层预测及含气性检测等多个项目中取得了很好的成效。
2.叠前同时反演处理流程①角道集叠加。
对地震数据进行保幅处理和叠前时间偏移处理。
利用工区的低频速度模型进行角道集分选,然后分别对近、中、远三个角度(最少两个,可以更多)进行角道集叠加处理。
②测井曲线的编辑、校正和模型分析。
对测井数据进行认真的编辑校正,保证井口处纵横波速度和密度的真实响应。
应用Gassmann 流体替代理论研究目标储层中饱和流体充填引起的纵波阻抗等弹性参数的变化特征。
精细的测井分析为岩性识别和流体预测提供有效的敏感因子及定量化解释的依据。
③叠前同时反演。
应用不同角度范围的多个共角度部分叠加数据体,每个叠加数据体分别提取相应的子波,不同入射角下反射系数的求取利用精确的Zoeppritz 方程或简化式(Aki和Richards 等)。
基于地震数据的一维褶积模型假设,通过同时匹配不同入射角度下的合成道与地震道,同时反演得到纵波阻抗、横波阻抗、密度三个弹性参数,进一步计算得到其他弹性参数。
④反演结果综合解释分析。
一引言岩层中地震波的速度决定于弹性模量和密度,岩石的弹性模量又首先决定于岩石的矿物成分,其次是孔隙度、孔隙流体性质以及压力、温度等环境因素,而孔隙度、孔隙流体及环境因素是通过影响岩石的弹性模量和密度而影响速度的,所以决定岩石速度的最重要因素是岩石成分,因此我们自然想到用速度来判别岩性。
然而,各种岩石的速度范围太宽,互相重叠,我们很难仅仅根据速度来作岩性判别。
因此利用AVO和叠前弹性反演进行岩性预测越来越引起人们的重视。
二叠前反演方法原理(一)AVO的方法原理AVO分析技术是利用地震反射振幅与炮检距变化的关系 (Amplitude—Versus Offset,简称AVO),即:通过分析CDP道集中不同炮检距的地震反射,来识别岩性及检测含气性的一种地震技术。
其物理意义是:在两种不同岩层之间的界面上,当一种岩层的纵、横波速度之比Vp/Vs与另一种岩层的速度之比明显不同时,其反射系数随入射角(炮检距)而变化。
AVO反演主要利用不同岩性泊松比差异所形成的AVO特征响应,来区分波阻抗相近的储层与非储层。
当地震纵波P1非垂直入射到两种介质分界面上时,会产生反射波和透射波,其中反射波包括反射纵波P2和反射横波S1,透射波包括透射纵波P3和透射横波S2(图1-1图1-1纵波倾斜入射到界面产生的反射波和透射波示意图纵波非垂直入射,反射系数和透射系数满足Zeoppritz方程:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------11112112222122111122111222221112221112221122112cos 2sin cos sin 2sin 2cos 2sin 2cos 2cos 2sin 2cos 2sin sin cos sin cos cos sin cos sin φθθθφρρφρρφφφρρθρρφθφθφθφθφθPS PP PS PP P S P P P S S P S P S P S S P T T R R V V V V V V V V V V V V V V V (1-1)其中介质1表示入射波和反射波所在的介质,介质2表示透射波所在的介质,VP1、VS1分别表示介质1中纵、横波的速度;VP2和VS2分别表示介质2中纵、横波的速度;ρ1和ρ2分别表示介质1和介质2的密度;θ1表示纵波的入射角和反射角;φ1表示横波的反射角,θ2和φ2分别表示透射纵波、横波的透射角;RPP 、RPS 、TPP 、TPS 分别表示P 波反射系数、SV 波反射系数、P 波透射系数和SV 波透射系数。
叠前声波方程反演及其应用叠前声波方程反演是地球物理学中重要的工具,它主要用于表征地球内部结构和变化以及研究地球内部运动的研究。
这个方法由传统的叠前声波方程及其反演来推断深厚的地球的结构,反演的结果可以用来提供关于地球内部的重要信息。
叠前声波方程反演的原理是从测量的或经过模拟的声波方程来推测地球内部的结构信息。
它的基本理论有叠前声波方程、误差估计、波型变换和反演算法等。
叠前声波方程有助于理解声波传播的物理原理,而误差估计可以帮助提高反演结果准确性。
波型变换可以提高模型的实际意义,而反演算法可以识别和推测古老地球内部的结构,提供重要的信息。
叠前声波方程反演的应用在地球物理学上是非常重要的,它可以用来研究地球内部的结构、流体运动、板块运动、地壳运动等。
在今天,叠前声波方程反演被广泛地应用在地球物理学中,并可以提供重要的信息和可行的解决方案。
首先,叠前声波方程反演可以用来研究地球内部结构。
通过叠前声波方程反演,可以推断出亚表面及更深层的地球结构,如地幔和地核的显著特征,例如热膨胀、深部流体化和地幔结构的形成等。
而且,这种方法能够揭示大洋和内陆地壳特别是应力张量的特征,解释各类地震破裂带和构造活动带以及缓解构造活动带。
其次,叠前声波方程反演可以用来研究地壳和地幔的运动和流体运动。
它可以用来研究大地构造系统的机械性质,比如地壳及更深层的地幔的力学特性、各种差异构造的流体系统和几何结构,以及各类地质过程对地球内部结构的影响。
此外,叠前声波方程反演还可以帮助研究大洋的构造形态和流体运动,可以揭示出大洋深处的海底变形以及板块运动的机制。
最后,叠前声波方程反演可以用来研究板块运动和板块演化。
根据地震活动,这个方法可以解释板块构造的变化,预测板块运动的模式,从而推断出古老地球演变和变形的历史,为地球演变模式提供重要的线索。
综上所述,叠前声波方程反演是地球物理学中重要的工具,在研究地球内部结构、流体运动、板块运动、地壳运动等方面有着广泛的应用。
叠前地震反演方法综述
近年来,震源反演技术已发展成为一种重要的地球物理研究工具。
反演是指从观测的地震数据中求解其震源的一般程序,可用于确定震源发生的位置、时间和烈度。
叠前地震反演是一种重要的震源反演方法,它通过研究地震数据在实时叠前反演中获取的位置、剖面和时间信息,构建一个三维的震源结构体,从而可以获得震源的位置、大小和时间等信息。
叠前反演技术普遍采用取样法,可以快速恢复地震信号。
取样法是基于几何模型的震源反演技术,可以根据不同地震事件的震源结构,生成实时叠前反演的反演输入。
将待反演数据样本放置在震源位置上,然后使用取样法生成反演剖面。
另一种叠前反演方法是基于线性反演的叠前反演技术,这种技术可用于恢复位置区域的震源参数。
通过使用基于几何和线性反演的叠前反演方法,可以获得精确而全面的震源参数,从而获得准确的地震数据和地震反演结果。
在叠前反演技术中,数据质量、反演方法和模型准确度对最终反演结果具有重要影响。
在仿真及实验研究中,叠前地震反演方法已经取得了一定的成功,并为更有效的反演、更准确的数据和更完备的研究提供了基础。
另外,使用叠前反演技术还可以改进地壳参数的计算,增强反演的精度。
因此,叠前地震反演方法是一种有效、准确的震源反演技术,可以帮助我们理解地震事件的性质与机制,从而更好地了解日常生活中地震带来的影响。
叠前声波方程反演及其应用叠前(Pre-Stack)声波方程反演是在储层信息反演中的一种重要技术,它可以更快更深地了解地层物性状况、提高储层识别效率。
叠前声波方程反演是一种在原油开采工作中较为有效的技术,它可以改善地面声学测量中存在的弊端。
本文尝试对叠前声波方程反演及其应用进行综述,以期更加深入地了解其特点。
一、叠前声波方程反演简介叠前声波方程反演是一种用于地面声学测量中的新技术,它可以快速准确测量地层的物性状况,取的数据更接近于实际的情况,能够更加准确的定位储层,考察储层识别。
它一般由声波探测设备和数字化软件组成,采用叠前傅立叶变换的原理,将声波的时域波形变换为频域信号,再将频域信号变换为时域波形,从而可以精确测量出原有的地层参数信息。
二、叠前声波方程反演的优势1.前声波方程反演可以快速准确的测量出地层物性状况,避免传统地面声学测量中存在的估算和偏差;2.于傅立叶变换的性能有较高的要求,可以快速准确的获取到各种地层物性状况,提高储层识别效率;3.前声波方程反演可以有效地缩小实验误差,准确描述各种地面物性状况,改善传统声学测量方法,提高储层识别准确率。
三、叠前声波方程反演的应用叠前声波方程反演在原油开采工作中具有重要的意义,下面将从几个方面介绍它的应用:1.层开采:采用叠前声波方程反演可以轻易的定位储层,准确的检测油层的深度,改善地面声学测量的效率;2.面环境监测:叠前声波方程反演可以实时的检测震源类型,改善地面监测的准确性;3.气地面找油:采用叠前声波方程反演可以更快更准确的发现油气点,把握储层结构,提高储层识别准确性。
四、结论叠前声波方程反演是一种用于地面声学测量中的新技术,它可以有效改善传统声学测量的缺点,改善地面监测准确性,以便于更快更准确的发现油气资源点,提高储层识别准确性。
它在原油开采中具有重要的意义,可以明显改善油层开发的效率。
然而,叠前声波方程反演仍处于起步阶段,仍存在许多发展空间,需要进一步研究和完善。
第一节 叠前流体检测技术近几年,随着地震采集处理技术的进步,尤其叠前偏移技术的发展和推广应用,使得研究人员可以得到来自地下真实反射点的叠前道集(CRP 道集),为叠前烃类检测技术的发展奠定了资料基础。
目前基于叠前道集的直接烃类检测方法主要有两种:一种是在岩石物理建模的基础上进行叠前道集A VO 响应特征分析;一种是利用多个限角叠加数据体进行叠前弹性参数反演,利用纵横波波阻抗、纵横波速度比、泊松比、拉梅系数等敏感属性反映含油气性。
一. AVO 分析技术1、 AVO 理论简介A VO (Amplitude Variation with Offset ),早先也称为Amplitude Versus Offset ,译为振幅随炮检距变化。
由此而衍生的有振幅随入射角变化A VO (Amplitude Variation with Angle ),振幅随方位角变化A V A (Amplitude Variation with Azimuth ),振幅随炮检距和方位角变化AVOA (Amplitude Variation with Offset and Azimuth )等。
A VO 作为一种含气砂岩的异常地球物理现象,最早在20世纪80年代初被Ostrander 发现。
这一现象表现为:当储层砂岩含气后,地震反射振幅随炮检距会发生明显的加大(基于SEG 标准极性)。
因为A VO 现象与含气砂岩的对应关系,从而引起勘探地球物理界广泛的重视。
后续的研究表明:这种异常现象并非一种特殊的形式,而是遵循Zoepprittz 早先所提出的地震反射波动力学方程式,从而对A VO 现象的解释有了完整的理论基础。
针对A VO 现象继而出现的A VO 技术是继亮点之后又一项利用振幅信息研究岩性、检测油气的技术手段。
A VO 技术具有以下特点:A 、直接利用CDP 道集资料进行分析,这就充分利用的多次覆盖得到的丰富的原始信息;B 、利用振幅随炮检距(入射角)的变化的特点,即利用整条曲线的特点。
地震叠前反演的重要意义地震,这大地的怒吼,就像一个隐藏在暗处的怪兽,不知道什么时候就会突然冒出来,给人类带来巨大的灾难。
那在面对这个可怕的“怪兽”时,我们科学家可没闲着,他们研究出了好多厉害的招数,这地震叠前反演就是其中特别牛的一招。
你看啊,这地震叠前反演就像是给地球做一个超级详细的“体检”。
咱们平时人要是生病去医院,医生会让做各种各样的检查,什么验血啊,拍片子啊,为的就是把身体里的毛病看得清清楚楚。
地球也一样啊,地震叠前反演就是深入地球内部去探寻那些隐藏的秘密。
它能让我们知道地下的岩石是什么样的,是松松垮垮的还是紧紧实实的,就像我们能知道一个苹果里面是烂的还是好的一样。
如果地下的岩石又松又脆,那发生地震的可能性就大些呗。
这就好比一个破旧的房子,墙都是摇摇晃晃的,稍微有点风吹草动就可能塌了。
而且啊,这个地震叠前反演还能帮我们预测石油和天然气这些宝贝在哪里。
你想啊,石油和天然气就像地球藏起来的小金库,可这些小金库不会自己冒出来告诉我们它在哪。
这时候地震叠前反演就像一个寻宝小能手,通过探测地下的情况,告诉我们哪里可能有石油和天然气。
这就好比你在一个大森林里找宝藏,地震叠前反演就像是那个有特异功能的指南针,能指引你到宝藏可能在的地方。
这对我们的能源开发多重要啊,要是没有这个“指南针”,我们就只能像没头的苍蝇一样到处乱撞。
再说说建筑方面吧。
咱们盖房子就像在一个危险的地方搭积木,要是不知道地下的情况,这房子可能就搭在一个随时会“发脾气”的地方。
地震叠前反演能告诉我们地下的地质结构,我们就可以根据这个来设计房子的地基。
这就像给房子选一个安稳的“座位”,让它在地震来的时候不会一下子就被震倒。
比如说,如果知道地下有断层,那我们在盖房子的时候就可以采取一些特殊的措施,就像给房子穿上一层厚厚的铠甲一样,让它更结实,更能抵抗地震的破坏。
对于地震灾害的预防和减轻来说,地震叠前反演更是有着不可替代的作用。
咱们都知道地震一旦发生,那破坏力可不得了。
叠前多波联合反演方法一、引言随着我国能源需求的不断增长,地震勘探在寻找油气资源方面的重要性日益凸显。
叠前多波联合反演方法作为一种高效、先进的地震勘探技术,近年来得到了广泛关注和应用。
本文将从方法原理、技术流程、实际应用优势、发展趋势等方面对叠前多波联合反演方法进行全面阐述。
二、叠前多波联合反演方法概述1.方法原理叠前多波联合反演方法是一种基于地震多波(如P波、S波等)信息进行地下结构成像的方法。
它通过同时利用多种波形信息,提高地震数据的反演精度和分辨率,从而为地质勘探提供更加可靠的依据。
2.技术流程叠前多波联合反演方法的技术流程主要包括数据采集、数据处理、波形拟合、参数反演和成像等环节。
具体流程如下:(1)数据采集:在地震勘探过程中,采集P波、S波等多种波形数据。
(2)数据处理:对采集到的波形数据进行去噪、切除、叠加等预处理。
(3)波形拟合:根据波形数据,构建地下结构模型,并进行波形拟合。
(4)参数反演:通过优化算法,反演出地下结构的物理参数(如速度、密度等)。
(5)成像:根据反演得到的物理参数,生成地下结构图像。
三、叠前多波联合反演方法在实际应用中的优势1.提高地震数据分辨率:叠前多波联合反演方法可以充分利用多种波形信息,提高地震数据的分辨率,更好地揭示地下结构细节。
2.改善地质勘探效果:通过多波联合反演,可以更准确地刻画地下岩层、断层等构造信息,为地质勘探提供有力支持。
3.节省勘探成本:叠前多波联合反演方法具有较高的成像精度,可以在一定程度上减少钻井、测井等后续勘探工作,降低勘探成本。
四、叠前多波联合反演方法的发展趋势1.算法优化:针对现有叠前多波联合反演方法的局限性,未来研究将致力于优化算法,提高反演精度和效率。
2.跨学科融合:地震勘探是一个涉及地球物理、数学、计算机科学等多学科的领域。
未来研究将进一步加强跨学科融合,发展更加先进的反演方法。
3.人工智能技术的应用:随着人工智能技术的飞速发展,将其应用于叠前多波联合反演方法将有助于提高反演效果,推动地震勘探技术进步。
叠前声波方程反演及其应用叠前声波方程反演,是指根据物理定律,求解叠前声波对应的声波场及参数分布的数学问题。
这一方法已经发展成为地震学中最基本也最有用的工具,也为地震学家们提供了一种新的认知能力从声波数据中推测和研究地质结构。
本文将从历史发展、分析方法及应用等角度简述叠前声波方程反演的发展及应用。
1、叠前声波方程反演的历史发展叠前声波方程反演的发展历程可以追溯至上世纪八十年代初,由于地震学的发展,多维地震试验成为可能。
在此之前,地震学家们只能通过连续叠前数据和理论模型来探讨地质结构的演变,这种方法不但耗时长、费力,而且也受制于理论模型的系统性,无法对实际地质结构进行准确描绘,定位精度也不够高。
为了解决这些问题,就出现了叠前声波方程反演方法,它允许地震学家们直接从试验数据中推测出地质结构和参数,大大提高了定位精度。
自那以后,叠前声波方程反演技术得到了长足发展,由初期单一的反演技术发展到多种反演技术,如:层状反演、非层状反演、多层状反演等;由原来的反向问题拓展到了反演网络,允许多个反演技术配合使用;由自然参数反演到目标参数反演,使得可以获得更加准确的结果。
2、叠前声波方程反演的分析方法叠前声波方程反演的分析方法有很多种,如层状反演、非层状反演、多层状反演等。
层状反演是将地球模型假设为具有若干层状层叠结构的形式,通过求解叠前声波方程来获取该地球模型的模拟声波场,并根据实际测量的数据进行拟合,以获得更加精确的模型参数分布,进而确定据地球模型的精确结构。
非层状反演则是基于描述地球模型参数分布的不同形式,使用更加精确的数学方法,如不变量向量余量变换法,解决叠前声波方程以获得更加精确的模型参数分布,便于准确推断地质结构。
多层状反演则是将叠前声波方程反演同目标参数反演结合起来,即在叠前声波方程反演的基础上设定一定的目标参数,并使用目标参数反演方法辅助解叠前声波方程,以获得更加准确的模型参数分布,从而加深对地质结构的认知。
一引言
岩层中地震波的速度决定于弹性模量和密度,岩石的弹性模量又首先决定于岩石的矿物成分,其次是孔隙度、孔隙流体性质以及压力、温度等环境因素,而孔隙度、孔隙流体及环境因素是通过影响岩石的弹性模量和密度而影响速度的,所以决定岩石速度的最重要因素是岩石成分,因此我们自然想到用速度来判别岩性。
然而,各种岩石的速度范围太宽,互相重叠,我们很难仅仅根据速度来作岩性判别。
因此利用AVO和叠前弹性反演进行岩性预测越来越引起人们的重视。
二叠前反演方法原理
(一)AVO的方法原理
AVO分析技术是利用地震反射振幅与炮检距变化的关系 (Amplitude—Versus Offset,简称AVO),即:通过分析CDP道集中不同炮检距的地震反射,来识别岩性及检测含气性的一种地震技术。
其物理意义是:在两种不同岩层之间的界面上,当一种岩层的纵、横波速度之比Vp/Vs与另一种岩层的速度之比明显不同时,其反射系数随入射角(炮检距)而变化。
AVO反演主要利用不同岩性泊松比差异所形成的AVO特征响应,来区分波阻抗相近的储层与非储层。
当地震纵波P1非垂直入射到两种介质分界面上时,会产生反射波和透射波,其中反射波包括反射纵波P2和反射横波S1,透射波包括透射纵波P3和透射横波S2(图1-1
图1-1纵波倾斜入射到界面产生的反射波和透射波示意图
纵波非垂直入射,反射系数和透射系数满足Zeoppritz方程:
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⎡------1111211222212
21111221
11222
2
211122211122
2112211
2cos 2sin cos sin 2sin 2cos 2sin 2cos 2cos 2sin 2cos 2sin sin cos sin cos cos sin cos sin φθθθφρρφρρφφφρρθρρφθφθφθφθφθPS PP PS PP P S P P P S S P S P S P S S P T T R R V V V V V V V V V V V V V V V (1-1)
其中介质1表示入射波和反射波所在的介质,介质2表示透射波所在的介质,VP1、VS1分别表示介质1中纵、横波的速度;VP2和VS2分别表示介质2中纵、横波的速度;ρ1和ρ2分别表示介质1和介质2的密度;θ1表示纵波的入射角和反射角;φ1表示横波的反射角,θ2和φ2分别表示透射纵波、横波的透射角;RPP 、RPS 、TPP 、TPS 分别表示P 波反射系数、SV 波反射系数、P 波透射系数和SV 波透射系数。
(二)叠前弹性反演的原理
叠前弹性反演基于贝叶斯原理,并且假设地震噪声和弹性模型的不确定性分布都是高斯概率分布,零均值,数据空间的斜方差为Cd , 模型空间的斜方差为Cm 。
基于这些假设,在最大相似性基础上的最佳弹性模型,最小化下面的目标函数:
(3-6)
这里Js 和Jg 分别是与地震和地质有关的表达式。
假设地震噪声各道之间是互不相关的,入射角为θ,数据的斜方差Cd 是对角
线的,角道集地震数据的噪声函数是
,
表示的则是模型的预测结果与实
际角道集地震振幅的偏差:
(3-7)
这里是角度为θ时的反射系数系列,与当前的弹性模型m 有关,是
与角度θ和
有关的最佳角道集子波,
是实测的角度为θ时的地震数据。
角度为θ时的反射系数序列由Zoeppritz 方程的近似算法Aki-Richards 方程得到。
最终叠前弹性反演的目标函数就变为:
(3-8)三应用实例
(一)工区地质概况
杏西三维工区深层位于松辽盆地北部西部断陷区,杏西地区储层沉积环境复杂,砂体多期叠置,储层受岩石成分、古构造及晚期的机械压实、自生矿物的析出、溶蚀等多种因素控制,储层纵、横向非均质性强。
杏西三维工区主力油层为葡萄花油层,葡萄花油层以北部物源为主,为三角洲前缘亚相沉积,水下分流河道、席状砂比较发育,易形成岩性油气藏。
为此我们利用叠前反演技术,进行葡萄花油层储层预测及含油气性分析研究工作。
(二)AVO正演模型的应用
Rutherford(1989)根据气层的波阻抗特征和泊松比特征,将气层分为三类,
R(θ)
图1-2 AVO异常分类图
杏西三维工区项目研究中,主要利用Epos一体化平台中Probe模块进行叠前AVO反演处理。
由于求取入射角时使用了背景层速度模型以及射线追踪的方法,因此可以获得准确的入射角。
通过对各目的层段进行了AVO正演模拟,并分析了各砂层段的AVO响应特征以及AVO异常类型,(如图1-3)古22井正演模拟分析其道集的AVO响应,葡萄花油层下部1435米左右为气水同层。
在此层的道集具有振幅随炮检距的增加而减小,呈典型的含气异常,为一类异常响应。
图1-3古22井正演模拟AVO 响应
(三) AVO 反演属性应用
由于Zeoppritz 方程比较复杂,根据解决不同参数的需要可分别对其进行简化,得到不同的近似公式,其中最著名的是Shuey 近似和Aki&Richard 近似。
AVO 反演主要包括P 波阻抗变化率、S 波阻抗变化率、伪泊松比变化率、流体因子、垂直入射变化率、梯度、Sign (Ro )*G 乘积、泊松比变化率、λ*ρ变化率、μ*ρ变化率、弹性波阻抗变化率、近角度叠加、远角度叠加等17种AVO 属性。
对于流体属性非常敏感的泊松比反射率属性和流体因子属性也能够很好的反映储层流体的变化。
对葡I 2油层组泊松比反射率和流体因子属性进行分析对比,两种属性均能很好的反映油气的分布,从葡I 2油层组泊松比反射率及流体因子属性平面图看(图1-4),油气异常区域主要分布在工区中部、南部(图中红色区域),异常范围呈团块状分布,与砂岩展布吻合较好,统计预测含油气面积129.8Km 2。
与实钻井分析,预测符合率75%。
图1-4葡I 2油层组泊松比反射率(左)和流体因子属性(右)对比图
(四)叠前弹性反演的应用
叠前弹性反演能够同时反演不同的角道集得到P波阻抗体、S波阻抗体和可选择的密度体。
叠前弹性反演过程结合了地质认识、叠前地震振幅和井曲线资料来建立弹性参数的分布,使其能够与我们的输入数据相吻合。
反演过程的输入参数包括:
●两个或者多个角道集
●每一个角道集的子波
●微层的几何构造(以微层的倾角体和走向体的形式输入。
这些
数据能够从GeoStatistical Volume Creation模块计算得到)
●地震数据和背景模型的可信度信息
●背景信息(例如P波阻抗、S波阻抗和密度)
●可选的分层体(使我们能够控制每一层的参数)
反演得到的输出结果为P波阻抗、S波阻抗和密度体。
当我们只使用一个地震属性作为输入的时候,叠前弹性反演此时能够作为一个标准的振幅反演过程,并且输出得到一个单一的波阻抗数据。
叠前弹性反演方法对工区研究目的层储层进行反演。
反演结果通过钻井标定分析认为,葡萄花组反演结果如下图,P波阻抗、S波阻抗(图1-5),可以看出P波阻抗不能很好的反映砂泥岩,而横波阻抗则能很好的区分砂泥岩,岩性接触关系清晰,砂岩储层特征明显,能对砂体进行有效追踪。
图1-5 过龙27井葡萄花组纵波(左)横波(右)阻抗剖面对比图四结论
本次项目通过AVO处理和AVO异常分析,进行含油气性的预测,综合利用叠前地震资料,应用叠前反演技术进行砂岩储层预测;应用二、三维交汇分析技术,确定储层空间展布特征;利用AVO的分析结果,得到储层含油气性分布。
1.储层含油气性预测:应用AVO预处理和正演模型分析,进行近远角交汇和叠前属性分析;利用岩石物理分析过程中所建立的油气识别模型,叠前弹性反演结果,进行弹性参数反演,定量预测储层的含油气情况,通过叠前弹性反演的各种属性综合分析储层含油气性。
2.流体因子和泊松比反射率属性及弹性参数VP/VS都能准确预测油气分布,在葡萄花组流体因子预测含油气面积129.8Km2,VP/VS预测含油气面积151.74Km2。
3.叠前弹性反演精度高于常规反演;通过叠前弹性反演分析,S波阻抗对薄层砂体的识别精度高于P波阻抗;葡萄花组可识别砂岩厚度为大于2米。