地球物理正反演理论

波动方程
射线追踪
绕射方法
单炮记录
法线入射
垂直入射
射线成像
模拟不同河道砂叠合
绪 论 地质模型与地震响应的关系
模型地震响应 地质模型
BA2295合成记录
Isnotu Basup Basmed Basinf
Laguna Laginf B2X
AC
反射系数
合成道
地震道
火成岩顶 火成岩底
二迭系底
Tg2
X井合成记录标定结果
KL203ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KL201
KL2
KL204
气藏顶部
E
气藏底部
相干数据体平面断层解释
KL203 KL205 KL201 KL2 KL204
下第三系白云岩段顶面构造图
相干数据体技术
T6沿层相干切片
阿拉尔断裂 ш号断层
Ⅶ号断层
沿层相干数据解释切片
ⅤⅢ号断 层
ⅩⅢ号断层
绪 论
•80年代，随着计算机工作
振幅
CH4
CO2
Oil
Water
砂岩储层顶面反射P波振幅与流体饱和度的关系
地震数学模型
按一定的假设条件设计一个地下地质体模 型（包括地质体的几何形态和物性参数）， 用计算机计算按一定的方式进行观测时由这 个地质体产生的地震响应。
主要优点：改变模型参数方便，选用计算方法 灵活，模型制作简单。 主要缺点：对实际地质体进行了简化，难以精 确地反映复杂地质体真实的情况。
气 油
水
地质模型
碳酸盐岩 储层三相 流体介质 模型
6000
4000 气 5000 油
水
6000 速度模型(m/s)
5500
正极性剖面
强振幅 中振幅 弱振幅
气
下凹 强振幅 弱振幅
负极性剖面
油
水 下凹
构造振幅异常和亮点是深海勘探的主要目标
对构造圈闭和构造岩性复合圈闭应用AVO, DHI 技术提高探井成功率 墨西哥湾深水成功率 ~80% 非洲地区深水成功率 ~80% 第三纪地层，砂岩未固结，φ = 30%，k = 达西，砂泥岩波阻抗差大 (class III AVO) 地层圈闭和无AVO, DHI 的构造圈闭仍被认为是风险大的目标，探井成功率低 因为深海钻探费用大， 所以一般不作为勘探目标 （构造简单，圈闭面积大的例外）
绪 论
绪 论
正演模型 （模拟） 输入 地质模型 处理 模型计算 输出 地震响应
反演模型 （反演）
地震响应 反演计算 地质模型
正演模型基本概念：利用计算机数值模拟方法来 获得已知 地质体的地震响应特征。从而指导地震 资料的构造与岩性解释。
绪 论
z 地震物理模型
用一定的材料，按一定的比例，制造出与实际地质构造在形态、结构和物性 等主要特征相当的物理模型，并在实验室里对该物理模型按一定的模拟 相似比进行模拟地震记录，用以研究地震勘探的野外采集方法技术，地 震资料处理和解释的理论与实际问题的研究。 与数学模型相比，其最大的优点就是地震物理模型模拟结果的真实性，不受 计算方法、假设条件的限制，因而地震物理模型受到国外各石油公司和 大学的普遍重视。 缺点：地震物理模型制作复杂，成本高，修改模型远不如数学模型方便。
-3
注入到砂岩石储层内流体的物理参数
注入流体 甲烷 二氧化碳 水 柴油 纵波速度 Vp(m/s) 430 259 1480 1385 密度ρ(g/cm3) 0．717×10-3 1．997×10-3 1．0 0．841 波阻抗 (106kg/sm2) 0．308×10-3 0．512×10-3 1．48 1．165
绪 论
z国内外地震物理模型实验室情况
1977年美国休斯敦大学地震声学实验室创建水槽地震物理模型。该实 验室受到美国30家石油公司和地球物理公司的支持和资助，至今仍是美国最 大的地球物理工业联合体之一。 1985年美国埃克森石油公司建立了固体地震物理模型观测系统。 1990至1993年，欧洲共同体勘探研究及发展计划中，特别加强地震物 理模型的研究，强调了“以地震物理模型弥补数值计算的不足。” 国内新星石油公司石油物探研究所（原地矿部）以及同济大学前后在１ ９８５年设计建立了大型水槽自动地震物理模型观测系统。 石油大学于1986年研究成功了固体地震物理模型方法，并且一开始就从 固体地震物理模型方法出发研制了一套大规模、高精度固体地震物理模型设 备。
站的发展：
数字处理技术从二维向三维迅速发 展，可以清晰地看清地下结构的图 像，从而完成了从受地质学驱使到驱 动地质学发展的循环。
绪 论
地球物理学家通过使用地球物理的 数据采集技术、数字处理技术和可视 化技术看清三维地下地质构造。
绪 论
地震勘探历程图
绪 论
绪 论
N
层面可视化成果图
绪 论
绪 论
砂岩储层含10%、50%、100%甲烷时的记录剖面
砂岩储层含10%、50%、100%CO2时的记录剖面
砂岩储层含10%、50%、100%水时的记录剖面
砂岩储层含10%、50%、100%油时的记录剖面
250 200 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
自动控制采集系统
绪 论
大型精密定位系统
大型精密三维定位系统
物理模型
不同裂缝密度模型
油气储层模型
油气储层模型结构示意图
模型材料物理参数
模型材料 水 有机玻璃 砂岩 塑料 厚度 (mm) 20 43 48.4 39.5 纵波速度 Vp(m/s) 1480 2600 2100 2300 密度 ρ (g/cm3) 1 1.2 1.92 1.5 波阻抗 (106kg/sm2) 1.48 3.12 4.032 3.45 反射 系数 +0. 356 +0. 128 -0. 078 孔隙度 (%) 0 0 27.85 0 渗透率 (10 µm2) 0 0 957.85 0
绪 论
绪 论
相干体发现的曲流河
河道砂体地震正演模型
绪 论
充填相
地震剖面上河道的反映
充填相
绪 论
主河道
地质解释结果 LN 65
河道间沉积
N
决口扇
N
绪 论
三角洲前缘朵叶
ISNOTU砂体平面分布
绪 论
绪 论
绪 论
绪 论
绪 论
绪 论
绪 论
绪 论
绪 论
•正演问题
绪 论
物理模型和数学模型：
地球物理正反演理论
目录 •绪论 •正演 •反演
绪 论
绪 论
•早期的地球物理勘探和地球
物理方法从属于地质法：
地质学家预测一个构造，地球物理 学家用原始的勘探技术去验证这一构 造。
绪 论
•60年代获得了二维数字记
录：
使得地球物理学家从野外回到了室 内，为从从数字记录中获得地下结构 的图像开始了精细的的数字处理于解 释的研究。