AVO叠前反演技术研究

叠前反演技术介绍宋长青 帕拉代姆北京办事处内容提要一、 反演的技术思路 二、地震资料识别岩性技术的理论基础 三、AVO技术介绍2反演的技术思路3反演工作中面临的问题基础数据的质量分析 反演算法的选择 反演结果的质量监控 反演属性定量分析 当某一项目涉及多项技术的综合，如岩石物理技术、 AVO技术、振幅反演技术、地震模拟技术和其它辅助技 术，如地震相分类，往往使研究者望而生畏。

4帕拉代姆解决方案使油藏描述的数据转换、数据分析和数据解释等多项 工作在交互的环境下同步实现。

Interpretation岩石到流体解释技术Rock & Fluid Interpretationd ui Fl & g ck gin Ro ImaRock & Fluid CharacterizationPetrophysicsGeophysicsConnecting Disciplines5反演及分析解释技术• • • • • • 基于井资料的岩石物性分析技术 – 地层评价 属性建模技术 – 背景模型 AVO 反演, 正演和解释技术 – AVO 属性 AI/EI 反演, 模型建立与解释技术 – AI/EI, 波松比, 密度, 拉枚常数, 剪切摸量 基于神经网络油藏物性反演技术 – 空隙度, 泥质含量, 饱和度 反演属性的标定及解释 – 油藏属性空间解释6结论• 关键技术Petrophysics GeologVolum interpretation 3D CanvasAI/EI VanguardFacies Classification StratimagicVisualization& Interpretation VoxelGeoAVO Probe7地震资料识别岩性技术的理论基础k + 3P-wave Velocity:Vp =Vs =ρμ ρμ 4ρ: Density, Mass per unit Volume.k: Bulk Modulus, IncompressibilityS-wave Velocity:μ: Shear Modulus, Rigidity⎛Vp ⎜ ⎜V ⎝ s⎞ K 4 ⎟ = + ⎟ μ 3 ⎠2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。

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。

第6章 A VO 技术详解AVO 技术是利用反射系数随入射角变化的原理，在叠前道集上分析振幅随偏移距变化的规律，估求岩石的弹性参数、研究岩性、检测油气的重要技术。

AVO 是振幅随偏移距变化(Amplitude Variation with Offset)的英文缩写或振幅与随偏移距关系(Amplitude Versus Offset) 的英文缩写，AVA 是振幅随入射角变化(Amplitude Variation with Incident Angle)的英文缩写。

在地震勘探中，共中心点道集记录的偏移距可以等价地用入射角表示，故AVO 与AVA 等价。

该技术自20世纪80年代提出以来，在油气勘探中不断发展，并得到迅速推广和广泛应用。

尤其是在天然气勘探中指导寻找天然气藏发挥了重要作用，对提高天然气勘探成功率受到了很好的效果。

从近几年的技术发展情况看，P 波方位AVO 已作为一种预测油气藏各向异性的有效方法而受到青睐。

6.1 A VO 技术的理论基础根据地震波动力学中反射和透射的相关理论，反射系数(或振幅)随入射角的变化与分界面两侧介质的地质参数有关。

这一事实包含两层意思：一是不同的岩性参数组合，反射系数(或振幅)随入射角变化的特性不同，称为AVO 正演方法；二是反射系数(或振幅)随入射角变化本身隐含了岩性参数的信息，利用AVO 关系可以反演岩石的密度、纵波速度和横波速度，称为AVO 反演方法。

6.1.1 Zoeppritz 方程AVO 技术的理论基础就是Zoeppritz 方程及其简化的思路。

设有两层水平各向同性介质，当地震纵波非垂直入射(即非零偏移距)时，在弹性分界面上会产生反射纵波、反射横波、透射纵波和透射横波，见图6—1。

各种波型之间的运动学关系服从斯奈尔定理22221111sin sin sin sin S P S P V V V V ϕθϕθ=== (6-1)图6—1 入射波、反射波和透射波的关系式中 1θ、1ϕ——纵波、横波的反射角；2θ、2ϕ——纵波、横波的透射角；1P V 、2P V ——反射界面上下介质的纵波速度；1S V 、2S V ——反射界面上下介质的横波速度。

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。

海底地震波反射A VO分析摘要A VO(Amplitude Versus Offset)技术就是利用叠前共反射点道集，分析振幅（反射系数）随偏移距（或入射角）的变化规律，估算界面泊松比进而推断地层岩性和含油气情况，是最近二十几年发展起来的一项地震勘探技术。

A VO在探测寻找油气田、天然气水合物调查评价、裂缝检查和划分海底底质等方面取得了重要进展。

本文对海底地震波反射进行A VO分析，通过海底物理模型建模模拟海底底质，并从简化的佐普里兹方程出发，使用海底物理模型参数，对相关的各类地震波振幅（反射系数）与入射角关系公式编程，将获得图形进行对比分析即通过A VO正演获得不同类型地层的反射系数与入射角关系，在此基础上对海底不同底质类型进行A VO分析，以便利用A VO技术进行反演获取海底底质类型。

关键词：A VO；佐普里兹方程；海底物理模型；底质绪论我国海域辽阔，在海底底质中，经常混杂有海草及其他海洋生物。

海洋底质的分布与海岸性质有关。

了解潜水作业现场的海底底质，将有助于我们制定浴水作业计划，选择解压方案，确保留水人员的安全。

本文主要介绍A VO(Amplitude Variation with Offset)分析方法划分海底底质。

A VO 作为一种含气砂岩的异常地球物理现象，最早在2O世纪8O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Zoeppritz 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。

1．A VO分析的地球物理基础1．1 A VO分析的理论基础1．1．1A VO技术的理论基础——Zoeppritz方程图1-1 两无穷大弹性介质分界面处入射P波的反射和透射图1-1示出了P波倾斜入射两介质分界面，激发的反射P波Rpp、反射S波Rps、透射P波Tpp、透射S波Tps。