2013高级培训班_GeoEast地震反演原理及应用

作业文件：以.job作为扩展名，保存作业运行的参数文件
22
二、GeoEast地震反演子系统
Jobs: 作业文件名 Glid: 作业号，由作业调度系统自动分配 Seismic: 反演作业输入地震数据体 Progress: 作业进度状态 Output file: 反演作业输出数据体
作业进度状态：
运行（Working） 完成（Finished） 队列等待（Queue） 终止（Killed） 出错（Failed）
基于模型的反演:块状化模型与子波褶积，
迭代更新模型使正演结果与实际地震道之间吻合， 有较高的分辨率，多解性强。
随机模拟反演:分辨率高，适合于井多
的三维工区，生成既满足测井资料和地质统计 特性，又满足地震资料的储层/油气藏参数模型。
叠后地震反演主要类型
9
一、地震反演概况
叠后地震资料的局限
全角度叠加，模糊了很多构造、储层及油气信息，
27
主要内容
一、 地震反演概况
二、 GeoEast地震反演子系统
三、 叠后地震反演
四、 叠前地震反演
五、 结论
28
三、叠后地震反演
●
● ● ●
● ● ●
29
反演数据准备 可行性分析 估算反演子波 叠后地震标定 初始属性模型 常规叠后反演 BP反演
三、叠后地震反演——数据准备
1、地震数据：保幅处理（纯波数据）
这些因素都给子波相位的估算带来了困难！
43
三、叠后地震反演——估算反演子波
子波估算注意的问题：
子波的长度(保证一个主峰,两个旁瓣) 估算子波的井旁道(最好是走向方向) 估算子波的时窗(至少是子波长度的三倍以上，
边界不要卡在强轴上) 兼顾子波的波形及频谱(振幅谱,相位谱)，特
别要注意在地震主频带内,相位接近常相位
Impedance 6
Reflectivity
Seismic
一、地震反演概况
反演问题分两步：通过反褶积去除子波效应 将反射系数转换成波阻抗
Inverse Wavelet
Seismic 7
Reflectivity
Impedance
一、地震反演概况
地震道 子波 反射系数 相对波阻抗 低频趋势 真实阻抗
GeoEast解释技术系列讲座
地震反演子系统
东方地球物理公司物探技术研究中心
主要内容
一、 地震反演概况
二、 GeoEast地震反演子系统
三、 叠后地震反演
四、 叠前地震反演
五、 结论
2
一、地震反演概况
褶积模型 射线追踪 波动方程
正演
地层型数据
界面型数据
地层模型参数
反演 纵波速度 横波速度 密度 孔隙度 泥质含量 ……
E(m) (d g(m))T(d g(m))
E(m) (d iobs disyn )2
i1 m
反演计算就是求解目标函数最优解的过程
4
一、地震反演概况
目标函数一般是非线性、多极值的
5
一、地震反演概况
子波与反射系数的褶积得到地震记录 S(t)=W(t)*R(t)+noise
Wavelet
13
主要内容
一、 地震反演概况
二、 GeoEast地震反演子系统
三、 叠后地震反演
四、 叠前地震反演
五、 结论
14
二、GeoEast地震反演子系统
测井曲线
地震数据体
厚度图
测井曲线预处理
地震预处理
岩性体
地震数据体
体显示 测井曲线 交绘图 构造解释
层位、断层
交绘图
井震标定 子波
地 震 反 演
反演数据体
一、地震反演概况
CMP 道集 Trace number
600 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
600
部分角度叠加道集
叠前地震反演
Time (ms )
650
650
750
Time (ms)
算法分类
700
700
750
AVO反演
地震输入
EI反演
800
800
850
850
s_convert
高信噪比：CMP道集保留更多的叠前信息 18-Jul-2012 17:36:03
17
地震反演参数页
18
二、GeoEast地震反演子系统
19
叠前弹性参数反演Wells参数页
20
ei
必须输出 Density（密度） aa.rho.ei Lambda（拉梅常数） mbda.ei Mu（剪切模量） aa.Mu.ei 选择输出 P-Wave Velocity（纵波速度） aa.Vp.ei SV-Wave Velocity （横波速度） aa.Vs.ei Lambda*Rho（拉梅常数与密度乘积） aa.L_R.ei Mu*Rho（剪切模量与密度乘积） aa.M_R.ei Vp/Vs（纵横波速度比） aa.VpVs.ei Near Elastic Impedance（小角度弹性阻抗） aa.Near.ei Middle Elastic Impedance（中角度弹性阻抗） aa.Mid.ei Far Elastic Impedance（大角度弹性阻抗） aa.Far.ei
s_convert
18-Jul-2012 17:36:03
Trace number
叠前CMP 道集
适用条件
部分角度叠加 数据
Time (ms)
600
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
600
650
650
700
Time (ms)
700
750
750
高信噪比
低信噪比
800
800
850
850
s_convert
低信噪比：部分角度叠加道集更好的压制噪音 18-Jul-2012 17:36:03
33
三、叠后地震反演——数据准备
标准化前的声波 曲线直方图（上） 与交会图（右）
34
三、叠后地震反演——数据准备
钻井分层定义标准层
标准化方式： 均值法、均值-方差法 35
三、叠后地震反演——数据准备
36
三、叠后地震反演——数据准备
利用公式计算器进行曲线标准化
37
三、叠后地震反演——可行性分析
38
三、叠后地震反演——可行性分析
阻抗 A B 泥岩
C
D E 砂岩
深度
砂泥岩随埋深变化，其压实程度有差别。在不同深度段， 纵波阻抗对砂泥岩的分辨程度不同
39
三、叠后地震反演——可行性分析
AI
Depth
油气对纵波阻抗的影响
40
三、叠后地震反演——可行性分析
砂 岩
泥 岩
岩性直方图进行可行性分析
41
2、地震解释数据：
层位闭合,否则影响建模 断层组合
全区的地震标准层解释
3、井数据：
坐标，井斜轨迹，补芯海拔
各种测井数据：p_sonic, density, sp, res, Gammaray
测井解释数据： V_shale, porosity, Sw, permeability 钻井地质分层数据
30
三、叠后地震反演——数据准备
命名规则：用户输入字符.类型名.模块名 叠前弹性参数反演Ouput参数页
21
二、GeoEast地震反演子系统
任务监控区显示运行的作业
作业类型：
Inv Mpi Ei Ava Bci Sa Bp AG STK 表示串行反演作业 表示并行反演作业 表示叠前弹性参数反演作业 表示叠前AVA同步反演作业 表示叠后宽带约束反演作业 表示叠后模拟退火反演作业 表示叠后神经网络反演作业 表示生成角道集作业 表示水平叠加作业
属性分析
面属性
井曲线
建立模型 属性模型
底图
交绘图
15
地震反演子系统在GeoEast系统中的位置
二、GeoEast地震反演子系统
作业参数区 功能列表区
任务监控区
地震反演子系统主界面
16
二、GeoEast地震反演子系统
辅助模块：
● 角道集转换 将CRP道集转换成角道集，便于进行AVA同步反演，需要 提供叠加/偏移速度数据 ● 水平叠加 可以得到全叠加数据体，或进行分角度/偏移距叠加，得到 部分叠加数据体
泥岩
硬石膏
0.4 -
煤
白云岩
揭 示 岩性物性的变化
泊松比
灰岩 砂岩 泥岩
0.3 -
流灰岩\白云气
砂岩（流体）
硬石膏
0.2 -
0.1 -
砂岩（气体）
煤
0.0 -
2000
4000
6000
8000
2000
4000
6000
8000
不同岩性和地震参数的关系

丰富的叠前信息可以有效提高地震岩性、流体描述的能力
11
s_convert
18-Jul-2012 17:36:03
12
一、地震反演概况
反演工作流程
1、测井曲线的校正、分析、标准化；
2、精细的层位、断层解释； 3、子波估算正确（关键是相位）； 4、精细制作合理的合成记录；
5、创建合理的初始模型；
6、有针对性的运用不同的反演模块； 7、运用综合分析与三维可视化，得到油藏顶面构造、纯产层厚 度。
31
声波曲线井径校正
三、叠后地震反演——数据准备
32
三、叠后地震反演——数据准备
长期的勘探与开发过程中，所有井的测井曲线很 难保证是用同一类型的仪器、相同的标准刻度，以及 统一的操作方式进行测量，各井测井数据间必然存在 以刻度因素为主的误差。必须对测井曲线进行标准化 处理。
按照地质层位来选标准层； 可以通过直方图进行自动校正、人工交互校正； 校正方法可以选择均值校正、均值方差法校正；
削弱了地震资料反映储层变化特征的敏感性 叠后地震信息丢失了许多叠前资料中反映物性变化 的信息 叠后地震信息量少，只能反演出纵波波阻抗参数， 不能计算泊松比等反映岩石物性变化的参数，解决 地质问题的能力受到限制
10
一、地震反演概况
油
叠前反演 利 用


水 泥

IP
丰富的振幅和 旅行时信息
岩性
+
=
8
一、地震反演概况
递归反演:较完整地保留了地震反射的基本
特征，能够明显地反映岩相、岩性的空间变化， 受地震频带宽度的限制，分辨率相对较低。
Zi+1 = Zi *
1 + Ri 1 - Ri
稀疏脉冲反演:假设地震反射系数是由
一系列大的反射系数叠加在高斯分布的小反射 系数的背景上构成，实质就是用最少数目的反 射系数脉冲达到合成记录与地震道的最佳匹配。
23
二、GeoEast地震反演子系统
刷新任务管理列表
查看作业运行输出的日志文件
压缩任务管理列表 终止正在运行的作业
选择已经保存的作业运行
设置并行计算参数
任务管理功能
24
二、GeoEast地震反演子系统
一条二维测线对应一个作业文件。 如果一次选择多条二维测线，系 统自动为每一条二维测线创建作 业文件，并同时运行
反演前的可行分析主要是通过交汇图，直方图分析工 具，分析测井曲线对岩性、含油气性的分辨能力，确 定反演方式：
如果纵波速度对砂、泥岩地层有较好的分辨能力， 则可以采用叠后反演；
如果纵、横波速度交会才能分辨岩性，则需要选择 叠前反演；
如果纵、横波交会不能区分岩性，则一般的弹性反 演很难解决储层问题。
叠前反演模块：
● 弹性参数反演 基于分角度叠加数据体的反演，反演出近、中、远角度 弹性阻抗，以及拉梅常数、剪切模量、密度数据体
叠后反演模块：
● 宽带约束反演 以初始纵波阻抗为约束的叠后波阻抗反演 ● 稀疏脉冲反演 以稀疏脉冲反褶积为基础，在初始模型约束下的波阻抗 反演模块 ● 神经网络反演 以神经网络算法、遗传算法为基础的广义反演模块，可 以进行如波阻抗、速度、密度、自然伽玛等属性的反演
三、叠后地震反演——可行性分析
砂 岩
泥 岩
砂 岩
泥 岩
42
三、叠后地震反演——估算反演子波
影响子波的因素：
（1）大地吸收的影响：
（2）野外激发、接收的影响： （3）不同年份施工、不同仪器施工、不同处理参数，也会造成
子波相位的混乱。 （4）有些处理模块会改变子波的极性，但目前在处理中，没有
全程对子波相位进行监控，不知道子波相位的影响 （5）目前的处理技术还很难解决子波的零相位化。
地震观测数据
旅行时反演 振幅反演
叠后反演 叠前反演
地震振幅、旅 行时、频率 ......
3
一、地震反演概况
观测数据向量： 模型参数向量：
d [d 1d 2 ......d m ] T
m [m 1 m 2 ......m n ] T
正演模拟：
目标函数：
d g ( m)
E(m) ||d g(m)||
25
二、GeoEast地震反演子系统
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 2 4 6 8 系列1
并行作业的 弹性参数反演的并行化 总进程数 队列状态 每个作业分 配的进程数
26
二、GeoEast地震反演子系统 ●
GeoEast系统是一种多子系统协同的综合性系统， 反演子系统负责反演计算； ● 地震反演子系统采用后台作业运行方式执行反 演计算，并提供了交互式的作业参数设置，保存、运 行界面，提供了作业运行管理功能； ● 反演子系统提供了常规叠后波阻抗反演模块， 也提供了基于部分叠加数据体、以及角道集数据体的 叠前地震反演模块； ● 二维测区反演时，可以方便地为多条测线设置反 演参数，并可同时执行多条二维测线计算； ● 支持并行反演计算，充分利用硬件资源。