EPT软件/功能模块 培训系列教材 GMAX v1.0 – Elastic Impedance Inversion 弹性波阻抗反演 1.模块功能 2.原理和方法 3.参数和使用说明 4.应用注意事项 EPT公司 https://www.doczj.com/doc/ca18562655.html,, https://www.doczj.com/doc/ca18562655.html,
1.模块功能 弹性波阻抗反演（EI）是叠前地震反演重要方法之一。基于流体置换模型技术，应用纵波声波时差、密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度和骨架、流体的各种弹性参量，反演井中横波速度。根据井中纵波速度、横波速度和密度计算井中弹性波阻抗，在复杂构造框架和多种储层沉积模式的约束下，采用地震分形插值技术建立可保留复杂构造和地层沉积学特征的弹性波阻抗模型，使反演结果符合研究区的构造、沉积和异常体特征。采用广义线性反演技术反演各个角度的地震子波，得到与入射角有关的地震子波。在每一个角道集上，采用宽带约束反演方法反演弹性波阻抗，得到与入射角有关的弹性波阻抗。最后对不同角度的弹性波阻抗反演纵横波阻抗，进而获得泊松比等弹性参数, 对储层的几何、物性和含流体特性进行精细描述。叠前地震弹性参数反演的关键技术包括: ◆基于流体替换模型的井中横波速度反演技术 ◆与偏移距有关的子波反演 ◆复杂地质构造情况下弹性阻抗建模 ◆纵横波阻抗、泊松比、拉梅系数和剪切模量反演 2.原理和方法 地震反射振幅不仅与分界面两侧介质的地震弹性参数有关，而且随入射角变化而变化。叠前弹性波阻抗反演技术利用不同炮检距的地震数据及横波、纵波、密度等测井资料，联合反演出与岩性、含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。正是由于叠前弹性波阻抗反演利用了大量地震及测井信息，所以进行多参数分析的结果较叠后声阻抗反演在可信度方面有很大提高，可对含油气性进行半定量—定量描述。 传统的A VO 和岩石物理分析是提取和分析纵横波速度的异常变化来确定孔隙流体和岩性的变化。纵横波速度和密度对反射系数的重要性，可以从平面波的Zoeppritz方程中看出。但是，在波动方程中，Md2U/dX2= d2U/dX2，（U是位移），其表达式并不与地震波速度直接相关，而与岩石密度和弹性模量相关。因此，直接考虑泊松比、拉梅系数和岩石剪切模量比采用地震波速度能更好地反映岩石物理特征。地震的纵波速度与含孔隙流体岩石特征的关系是靠体变模量K
子波基本理论与提取方法 1地震子波基本原理 由震源激发、经地下传播并被人们在地面或井中接收到的地震波通常是一个短的脉冲振动，称该振动为振动子波。它可以理解为有确定起始时间和有限能量，在很短时间内衰减的一个信号。地震子波其振动的一个根本属性是振动的非周期性。因此，它的动力学参数应有别于描述周期振动的振幅、频率、相位等参数，而用振幅谱、相位谱等概念来描述。 子波一般是物理可实现的，特别是地震子波，作为一个物理滤波器的响应函数，自然是物理可实现的，所有必定为非零相子波，但不同子波相位延迟不同。子波包括最小相位子波、最大相位子波、混合相位子波。 子波的Z 变换是一个多项式： n n z b z b z b b z B ++++=...)(221 若此多项式的全部零点均在单位圆外，则为最小相位子波；在单位圆内，为最大相位子波；零点在单位圆的内外都有，则为混合相位子波。
2地震子波的数学模型 实际中的地震子波是一个很复杂的问题，因为地震子波与地层岩石性质有关，地层岩石性质本身就是一个复杂体。为了研究方便，仍需要对地震子波进行模拟，目前普遍认为雷克提出的地震子波数学模型具有广泛的代表性，即称雷克子波。最小相位的地震子波的数学模型为： ft e t b at π2sin )(2-= 式中：f 为子波的主频；)ln(22M f =α为子波衰减系数；|/|21m m M =为最 大波峰值1m 和最大波谷值2m 之对比。其波形大致如图所示： 3地震子波提取的基本方法 地震子波的提取方法有两大类：第一类是确定性子波提取方法；第二类是统计性子波提取方法。确定性子波提取方法指的是利用测井资料首先计算出反射系
地震波阻抗反演方法综述 一、地震反演技术研究现状 地震反演方法是一门综合运用数学、物理、计算机科学等学科发展起来的新技术新方法，每当数学方法、物理理论有了新的认识和发展时，就会有新的地震反演技术、方法的提出。随着计算机技术的不断发展、硬件设施的不断升级，这些方法技术得到了实践验证和提升，反过来地震反演技术运用中出现的新问题、新思路又不断促使数学方法、地球物理学理论的再次发展。时至今日，地震反演技术仍然是一个不断发展、不断成熟、不断丰富着的领域。 反演是正演的逆过程，在地震勘探中正演是已知地下的地质构造情况、岩性物性分布情况，根据地震波传播规律和适当的数学计算方法模拟地震波在地下传播以及接收地震波传输到地表信息的过程。地球物理反演就是使用已知的地震波传播规律和计算方法，将地表接收到的地震数据通过逆向运算，预测地下构造情况、岩性物性分布情况的过程。地震波阻抗正演是对反演的理论基础和实现手段。 1959年美国人Edwin Laurentine Drake在宾夕法尼亚州开凿的第一口钻井揭开了世界石油工业的序幕。从刚开始的查看地质露头、寻找构造高点寻找石油，到通过地震剖面的亮点技术寻找石油，再到现在运用多种科学技术手段进行油气资源的预测，石油勘探经历了一个飞速的发展历程。 声波阻抗（AI）是介质密度和波在介质中传播速度的乘积，它能够反映地下地质的岩性信息。声波阻抗反演技术是20世纪70年代加拿大Roy Lindseth博士提出的，通过反演能够将反映地层界面信息的地震数据变为反映岩性变化的波阻抗（或速度）信息。由于波阻抗与地下岩石的密度、速度等信息紧密联系，又可以直接与已知地质、钻井测井信息对比，因此广泛应用于储层的预测和油藏描述中，深受石油工作者的喜爱。70年代后期，从地震道提取声波资料的合成声波技术得到了快速发展，以此为基础发展的基于模型的一维有井波阻抗反演技术，提高了反演结果的可靠性。进入80年代，Cooke等人将数学中的广义线性方法运用于地震资料反演，提出了广义线性地震反演。此后Seymour等人又提出了测井声波资料和地震数据正反演相结合求取地下声波阻抗的测井约束反演，大大拓宽了反演结果的纵向分辨能力。 90年代，在基于前人对地质统计学研究的基础上Bortoli和Haas提出了地质统计学反演，Dubrule等人对该方法进行了改进和推广。在国内随着油田对地震反演技术的广泛应用，以周竹生为主提出的地震、地质和测井资料联合反演方法，将地质信息引入地震反演中，提高的反演结果与地质认识的联系，克服了线性反演存在的缺陷。1996年，李宏兵等人将宽频带约束方法应用于递推反演并对其进行改进，减弱了噪音对反演结果的影响。 1999年，任职于英国石油公司的Connolly在《弹性波阻抗》一文中介绍了弹性波阻抗（EI）的概念和计算方法，阐述了不同入射角度（偏移距）地震道集部分叠加反演波阻抗随入射角之间的关系，但是该方法求取的弹性阻抗随入射角变化很大，无法与常规叠后反演波阻抗直接比较，因此推广应用较为困难。2002年，Whitcombe通过修正Patrick Connolly的计算公式，得到了弹性波阻抗的归一化求取方法，消除了弹性阻抗随入射角变化大的难题。2003年，西北大学马劲风教授从Zoeppritz方程简化出发提出了广义弹性波阻抗的概念，克服了以往波阻抗反演要求地震波垂直入射到地表的假设条件，推导出了任意入射角下纵波反射系数的递推公式，提高了中等入射角度下弹性波阻抗反演的精度。
文章编号:1001-6112(2004)01-0063-05 波阻抗反演及其在隐蔽圈闭预测中的应用 柏 涛1,徐志伟2 (1.吉林大学地球科学学院,吉林长春 130026;2.吉林油田,吉林松原 131100) 摘要:笔者应用波阻抗反演地震剖面结合测井、岩心资料研究了松辽盆地南部青山口组和姚家组的层序,共识别出9个层序,20个体系域,建立了该区的层序地层格架。通过对波阻抗反演地震剖面进行层序地层、沉积微相、构造解释,共识别出5种类型的隐蔽圈闭,即地层超覆、砂岩透镜体岩性、构造-岩性、断层-岩性和砂岩上倾尖灭型圈闭,并总结了它们在层序地层格架内的分布规律。 关键词:沉积微相;层序地层;隐蔽圈闭;波阻抗反演中图分类号:TE122.3 文献标识码:A 地震记录中获取具有真实地质意义的地层参 数,一直是石油地质学家和地球物理学家的研究目标。各种地震反演技术正是在这一实际需求的刺激之下兴起的,波阻抗反演是其中最成熟的一种地震反演技术。目前波阻抗反演有多种计算方法,如神经网络算法[1]及地震和测井资料联合反演算法[2]。 本次采用的是宽带约束反演。宽带约束反演是用井中测得的波阻抗作为初始模型和约束条件,应用随机反演理论,与最优化计算技术相结合进行空间外推,从而获得最佳宽带波阻抗剖面[3]。这种技术能很好地将测井垂向上的高分辨率与地震在横向上的连续性结合起来,使地震对储层的预测精度大大提高[4]。理论及实践表明,它是解决砂体展布、沉积微相识别和落实岩性圈闭的重要手段[5]。 1 方法原理 在层状介质条件下,地层波阻抗与反射系数之间的关系为: I i =I i -1×(1+R i )/(1-R i ) 式中,I 和R 分别为地层波阻抗和反射系数。假定给定的N 层地质模型波阻抗初始值为I 0(0),对上式两边取对数并作级数展开,略去高次项有: L (i )=L (0)+Σi j =1 2R j I =1,2,…,N 式中,L (i )为对数波阻抗。这即为约束反演的基本原理。 为确保在实际处理过程中运算稳定并易于加入约束条件,采用共轭梯度法,通过多次迭代修改初始模型,逐步逼近求取地层波阻抗。 2 处理流程 利用F ocus 或ProM AX 系统处理得到高保真纯地震数据,从地质模型出发,通过不断修正、更新地层模型,使模型正演合成地震道与实际地震道达到最佳吻合,得到最终反演结果(图1)。 图1 处理流程图Fig.1 Flow chart of processing 收稿日期:2003-01-27;修订日期:2003-11-05. 作者简介:柏 涛(1976— ),男,(汉族),吉林省松原市人,博士生,主要从事隐蔽油气藏勘探研究.第26卷第1期2004年2月 石 油 实 验 地 质 PETR OLEU M GEOLOG Y &EXPERIMENT V ol.26,N o.1 Feb.,2004
2006年10月 第41卷 第5期 3山东省东营市中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,257061本文于2005年12月21日收到,修改稿于2006年5月12日收到。 本项研究受高等学校博士学科点专项科研基金(No.20020008004)部分资助。 ?处理方法? 高阶统计量地震子波估计建模 戴永寿3①② 郑德玲① 魏 磊② 霍志勇② (①北京科技大学信息工程学院;②中国石油大学(华东)信息与控制工程学院) 摘 要 戴永寿,郑德玲,魏磊,霍志勇.高阶统计量地震子波估计建模.石油地球物理勘探,2006,41(5):514～518,540 本文在反射系数序列为非高斯、平稳和统计独立的随机过程,地震子波为非因果、混合相位的假设条件下,分别应用滑动平均(MA )和自回归滑动平均(ARMA )模型对地震记录进行建模,并采用运算代价较小的基于高阶累积量的线性化求解方法———累积量矩阵方程法进行了子波提取和模型适应性的研究。数值模拟结果和实际地震数据处理结果表明:自回归滑动平均(ARMA )模型比滑动平均(MA )模型具有参数节省、模型更为高效的特点;累积量矩阵方程法可以有效地压制加性高斯噪声,但对累积量样本估计的准确性要求较高;如果累积量样本估计的误差和方差适度,结合自回归滑动平均(ARMA )模型描述的累积量矩阵方程法可以高效、准确地估计出地震子波。 关键词 高阶累积量 子波 自回归滑动平均(ARMA ) 滑动平均(MA ) 建模 1 引言 作为地震资料反褶积处理、波阻抗反演以及正演模拟的基础工作,准确的地震子波估计对于高分辨率、高信噪比、高保真度的地震勘探数据处理具有极为重要的意义。统计性子波提取方法的基本原理是首先对反射系数序列的分布做某种假设,然后利用地震记录的统计信息进行子波估计。在没有任何先验知识的情况下,通常假设反射系数序列为一个非高斯、平稳和统计独立的随机过程,假设子波为一个非因果、非最小相位系统,加性噪声为高斯色噪声。因此在利用地震记录的统计信息进行子波估计时,其高阶累积量不仅能保留系统的相位信息,而且能较好地压制高斯色噪声,显示出此法的优越性。 近年来,基于高阶累积量的参数化子波估计方法得到了快速发展。Lazear [1]首先引入滑动平均(MA )模型描述地震记录,然后将子波四阶矩和地震资料的四阶累积量在最小均方误差意义下进行拟合,并用梯度下降法求解目标函数。随后,Velis 等人[2]及尹成等人[3]试图应用特性更好的全局最优化 方法解拟合函数,但求解效率普遍较低。石殿祥等 人[4]基于高阶累积量研究了非最小相位子波提取问题,虽取得了一定的成果,但依然沿用了滑动平均(MA )模型来描述地震记录。 本文分别采用滑动平均(MA )模型和自回归滑动平均(ARMA )模型来描述地震记录,并借助基于高阶累积量的线性化参数估计方法———矩阵方程法求解模型参数,最终精确估计了地震子波。 2 地震记录的滑动平均(MA)模型描 述及矩阵方程法子波提取 地震记录y (n )可视为一个零均值的平稳随机过程,且符合如下褶积模型 y (n )= ∑q i =0 w (i )r (n - i )+v (n ) =w (n )3r (n )+v (n ) (1) 式中:w (n )为地震子波;r (n )为反射系数序列;v (n )为环境噪声。显然,式(1)符合典型的滑动平均(MA )模型表达式,因此可以把地震记录看作是有限脉冲响应(FIR )系统的含噪输出。对于上述模型有如下假设:
波阻抗反演通常指利用叠后地震资料进行反演的一种技术，它将地震资料、测井数据、地质解释相结合，充分利用测井资料具有较高的垂向分辨率和地震剖面有较好的横向连续性的特点，将地震剖面“转换”成波阻抗剖面，不仅便于解释人员将地震资料与测井资料连接对比，而且能有效地对地层物性参数的变化进行研究，从而得到物性参数在空间的分布规律，指导油气的勘探开发，地震反演的方法主要有两种，一种是叠前反演，一种是叠后反演，叠前反演主要有旅行时反演和振幅反演，叠后反演主要分为振幅反演和波场反演。而我们这里所说到的波阻抗反演属叠后振幅反演，主要有递归反演、稀疏脉冲反演和基于模型的反演这三种方法。 二、波阻抗反演方法介绍 1、波阻抗反演的基本假设前提 1、波阻抗反演的基本假设前提 目前我们常用的波阻抗反演软件所用方法基本都是基于褶积模型的基础上建立的，因此要求资料都要满足褶积模型的假设前提，基本可概括为下面的四个方面： (1)、地震模型 假设地层是水平层状介质，地震波为平面波法向入射，其地震剖面为正入射剖面，并且假设地震道为地震子波与地层反射系数的褶积。 (2)、反射系数序列 在普通递归反演中，假设反射系数为完全随机的序列，而在稀疏脉冲反演中，假设反射系数为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的。 (3)、地震子波 假设反射系数剖面中的每一道都可以看作是地下反射率与一个零相位子波的褶积。实际情况下往往需要对地震剖面进行相位校正处理 (4)、噪音分量 通常假设波阻抗反演输入的地震数据其振幅信息反映了地下波阻抗变化情况，地震剖面没有多次波和绕射波的噪音分量。因此，在资料处理时可以考虑的处理流程是反褶积、噪音剔除，尤其是多次波，处理的最终目标是得到真振幅剖面。类似二维滤波和多道混波这样可以改变地震振幅和特征的处理模块应当避免使用。 有许多反演技术都存在两个问题：一是多解性，即存在多个反演结果与地震数据相吻合；另一个问题是地震数据的带限问题。 2、递归反演 基本原理：递归反演是基于反射系数的计算公式而得到的，当和地震子波褶积时，反射系数的带限非常严重，低频分量和高频分量都损失了。低频分量的损失是递归反演面临的最严重的问题，因此如何补充低频分量是个很重要的问题，通常可以得到低频分量的方法主要有两种：直接从测井资料中得到，或从速度分析如叠加速度等的分析中得到。
地震子波的再认识 一、地震子波概念： 地震子波是地震记录褶积模型的一个分量，通常指由2至3个或多个相位组成的地震脉冲，确切地说，地震子波就是地震能量由震源通过复杂的地下路径传播到接收器所记录下来的质点运动速度（陆上检波器）或压力（海上检波器）的远场时间域响应。 一个子波可以由它的振幅谱和相位谱来定义，相位谱的类型可以是零相位、常数相位、最小相位、混合相位等；对零相位和常数相位子波而言，可简单将其看作是一系列不同振幅和频率的正弦波的集合，所有的正弦波都是零相位或常数相位的（如90°）；在频率域中，子波提取问题由两部分组成：确定振幅谱和相位谱，确定相位谱更加困难，并且是反演中误差的主要来源。 二、子波提取方法： 子波提取方法分为三个主要类型：1)、纯确定法：即用地表检波器或其它仪器直接测量子波；2)、纯统计法：即只根据地震数据测定子波，这种方法很难测定可靠性的相位谱；3)、使用测井曲线法：即使用测井曲线与地震数据结合，理论上这种方法能够提取井点位置精确的相位信息，但问题是该方法要求测井和地震间必须要有良好的对应关系，而将深度域样点转换为双程旅行时的深时转换可能产生不恰当的对应关系，而这种不恰当的对应关系必将影响子波提取的结果。 子波在各地震道之间是变化的，而且是旅行时间函数，即子波是时变和空变的，也就是说，对每个地震剖面而言，都应该能提取大量的子波，但在实际应用中提取可变子波可能会引起更多的不确定性，比较实用的做法是对整个剖面或某个目的层只提取单一的平均子波。 三、零相位子波和常数相位子波：
零相位子波和常数相位子波(Zero Phase and Constant Phase Wavelets.) 首先，让我们来考虑雷克子波(Ricker Wavelet)，雷克子波由一个波峰和两波谷，或叫两个旁瓣组成, 雷克子波依赖它的主频，也就是说，它的振幅谱的峰值频率，或主周期在时间域的反函数（主周期可以通过测量波谷到波谷的时间来获得）。
地震波阻抗反演方法综述、地震反演技术研究现状 地震反演方法是一门综合运用数学、物理、计算机科学等学科发展起来的新技术新方法，每当数学方法、物理理论有了新的认识和发展时，就会有新的地震反演技术、方法的提出。随着计算机技术的不断发展、硬件设施的不断升级，这些方法技术得到了实践验证和提升，反过来地震反演技术运用中出现的新问题、新思路又不断促使数学方法、地球物理学理论的再次发展。时至今日，地震反演技术仍然是一个不断发展、不断成熟、不断丰富着的领域。 反演是正演的逆过程，在地震勘探中正演是已知地下的地质构造情况、岩性物性分布情况，根据地震波传播规律和适当的数学计算方法模拟地震波在地下传播以及接收地震波传输到地表信息的过程。地球物理反演就是使用已知的地震波传播规律和计算方法，将地表接收到的地震数据通过逆向运算，预测地下构造情况、岩性物性分布情况的过程。地震波阻抗正演是对反演的理论基础和实现手段。 1959 年美国人Edwin Laurentine Drake 在宾夕法尼亚州开凿的第一口钻井揭开了世界石油工业的序幕。从刚开始的查看地质露头、寻找构造高点寻找石油，到通过地震剖面的亮点技术寻找石油，再到现在运用多种科学技术手段进行油气资源的预测，石油勘探经历了一个飞速的发展历程。 声波阻抗（AI ）是介质密度和波在介质中传播速度的乘积，它能够反映地下地质的岩性信息。声波阻抗反演技术是20 世纪70 年代加拿大Roy Lindseth 博士提出的，通过反演能够将反映地层界面信息的地震数据变为反映岩性变化的波阻抗（或速度）信息。由于波阻抗与地下岩石的密度、速度等信息紧密联系，又可以直接与已知地质、钻井测井信息对比，因此广泛应用于储层的预测和油藏描述中，深受石油工作者的喜爱。70 年代后期，从地震道提取声波资料的合成声波技术得到了快速发展，以此为基础发展的基于模型的一维有井波阻抗反演技术，提高了反演结果的可靠性。进入80 年代，Cooke 等人将数学中的广义线性方法运用于地震资料反演，提出了广义线性地震反演。此后Seymour 等人又提出了测井声波资料和地震数据正反演相结合求取地下声波阻抗的测井约束反演，大大拓宽了反演结果的纵向分辨能力。 90 年代，在基于前人对地质统计学研究的基础上Bortoli 和Haas 提出了地质统计学反演，Dubrule等人对该方法进行了改进和推广。在国内随着油田对地震反演技术的广泛应用， 以周竹生为主提出的地震、地质和测井资料联合反演方法，将地质信息引入地震反演中，提高的反演结果与地质认识的联系，克服了线性反演存在的缺陷。1996 年，李宏兵等人将宽 频带约束方法应用于递推反演并对其进行改进，减弱了噪音对反演结果的影响。 1999 年，任职于英国石油公司的Connolly 在《弹性波阻抗》一文中介绍了弹性波阻抗 （EI）的概念和计算方法，阐述了不同入射角度（偏移距）地震道集部分叠加反演波阻抗随入射角之间的关系，但是该方法求取的弹性阻抗随入射角变化很大，无法与常规叠后反演波阻抗直接比较，因此推广应用较为困难。2002 年，Whitcombe 通过修正Patrick Connolly 的计算公式，得到了弹性波阻抗的归一化求取方法，消除了弹性阻抗随入射角变化大的难题。2003 年，西北大学马劲风教授从Zoeppritz 方程简化出发提出了广义弹性波阻抗的概念，克服了以往波阻抗反演要求地震波垂直入射到地表的假设条件，推导出了任意入射角下纵波反 射系数的递推公式，提高了中等入射角度下弹性波阻抗反演的精度。
盲信号实验报告 盲解卷积算法 姓名：丁宪成 系别：电信学院 专业：电磁场与微波 学号：3110035012 指导教师：陈文超2011年07月13日
盲解卷积算法 1. 原理： 几个重要概念： 1.1 褶积模型假设： 假设1：地层是由具有常速的水平层组成； 假设2：震源产生一个平面压缩波(P 波)，法向入射到层边界上，在这种情况下，不产生剪切波(S 波)； 假设3：震源波形在地下传播过程中不变，即它是稳定的； 假设4：噪音成分是零； 假设5：震源波形是已知的； 假设6：反射系数序列是一个随机过程。这意味着地震记录具有地； 震子波的特征，即它们的自相关和振幅谱是相似的； 假设7：地震子波是最小相位的，因此，它有一个最小相位的逆。 1.2 反滤波 如果定义滤波算子为f (t),则f (t) 与已知地震记录x(t)的褶积得到一个对地层脉冲响应e(t)的估计 e(t) = f (t)? x(t)； （1） x(t) = w(t)* f (t)* x(t)； （2） δ(t) = w(t)* f (t)； （3） 1()()*() f t t w t δ= （4） 用流程图表示为：
1.3 震源反子波 计算震源反子波在数学上是利用z 变换来实现的。例如，假设基本子波为两点时间序列（1，－0.5) 1()12w z z =-2111()1 (12412) F z z z z ==+++-； （5） 2111()1 (12412) F z z z z ==+++- （6） ()F z 的系数11(1,,,...)24 代表逆滤波算子f(t)有关的时间序列。可以看出它有无限多个系数，然而它们递减的很快。如同任何滤波过程一样，
弹性波阻抗反演在储层预测中的应用 发表时间：2019-04-26T17:26:33.000Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：董真真 [导读] 摘要：近年来，我国科学技术的快速发展使得我国各行业发展迅速。 中石化胜利油田分公司东辛采油厂山东东营 257094 摘要：近年来，我国科学技术的快速发展使得我国各行业发展迅速。弹性阻抗反演技术是油气勘探领域正在兴起的一项新技术，利用分角度叠加数据及横波、纵波、密度等测井资料，可以联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数，用于综合判别储层的物性及含油气性。 关键词：弹性波阻抗反演；储层预测；应用 引言 时代的进步，科技的发展使得我国快速进入科学技术现代化发展阶段。随着油气勘探领域不断从构造圈闭向地层岩性圈闭倾斜，储层描述就显得更为重要。 1弹性波阻抗反演在储层预测中的应用 （1）用弹性阻抗反演方法开展储层预测。根据L隆起共反射点道集的实际情况，对叠前道集按照6°、18°和30°三个入射角做部分叠加，在这三个角度的地震数据上进行弹性阻抗反演。子波提取一个子波是由它的振幅谱和相位谱定义的。其中相位谱的类型有：零相位、常相位、最小相位或非最小相位。到目前为止，已经发明了数种提取子波的方法，这些方法基本都是在频率域确定子波的振幅谱和相位谱，在上述两者中，确定相位谱是比较困难的，这也是反演中存在误差的一个主要来源。（2）初始模型建立，弹性阻抗反演可以看作不同入射角地震数据的波阻抗反演，因此，在反演过程中需要建立不同角度弹性阻抗的初始模型，用以补偿地震数据所缺失的低频信息。本文利用校正后的地层纵波速度模型，分别估算横波速度和密度，然后计算不同入射角的弹性阻抗初始模型。由于地震数据是有效带宽的，递归反演结果也是有限带宽的，需要对反演结果进行低频补偿，本文采用低频速度模型根据Gardner公式转换得到低频阻抗模型。即在速度模型基础上，利用Gardner公式，构建低频波阻抗趋势模型。（3）弹性波阻抗反演，相对弹性阻抗反演递归反演属于有限带宽反演，为使反演得到的波阻抗更接近真实地下地层的波阻抗值，必须在反演结果开始前，预先给定一个基准线值。选取在研究区内广泛发育、分布稳定的T2反射界面作为反演基准层。 2实例分析 （1）区域概况Ｘ油气区内砂岩发育非常集中，是典型的中孔、中渗储层，储层上覆厚达800-900m的泥岩，这种岩性组合构成了该油田良好的储盖组合。研究区三维地震面积为250km2，面元网格为12.5m×25m，工区3口井均有实测纵横波速度和密度资料，曲线整体质量较好，这为叠前储层预测提供了有利条件。通过Ｘ区已钻井岩石物理参数交会分析，从纵波阻抗与泥质含量的交会图看出砂岩阻抗与围岩阻抗叠置，利用纵波阻抗难以区分岩性，但纵横波速度比可以区分砂、泥岩，含气砂岩（1570-1630m）表现为低vP/vS特征，据此揭示弹性参数可识别含气层。利用弹性参数反演进行含气性检测时要求地震资料必须具有A V的特征，所以要将炮检距数据体转化为角道集部分叠加资料。与叠后资料相比，角道集部分叠加资料只是一定角度范围内地震资料的部分叠加，因此角度的确定要保证包含目的层段有足够的振幅信息。针对Ｘ区，提取的三个角道集叠加数据为0°-12°、13°-25°、26°-36°（角度平均值分别为6°，18°，30°），从过已钻井的不同炮检距叠加剖面上能够看出，该区地震资料油气层反射振幅随着炮检距的增大而逐渐增强。（2）实施的关键步骤，地震重采样及提频，为了提高初始模型和反演结果的纵向分辨率，增加反映薄层的能力，在4ms采样率的基础上，对原地震数据按1ms进行重采样处理。针对区砂体多、层薄的特点，为进一步提高分辨率，对重采样后的地震数据进行频率扩展处理—谱白化拓频处理，使有效波的主频得到了明显的提高，拓宽了原始数据的频带范围。 3结果应用 实测曲线与EEI曲线对比，可以看出与含水饱和度曲线具有很高的相似度，当含水饱和度逐渐减小，即含气饱和度增加时，对应相对较低的EEI值；反之，对应相对高的EEI值。为了确定含水饱和度下限对应的EEI门槛值，用井资料计算得到的EEI曲线与含水饱和度曲线进行了交汇分析，求得该区含水饱和度下限值对应的EEI（25°）曲线值为-150。从反演得到的EEI（25°）属性沿目的层顶面开10ms时窗提取的算术平均值平面图，绿色到红色对应EEI值小于-150，并且颜色从绿色到红色对应的EEI值逐渐降低。结合本区的钻井情况和构造形态可知，红色异常范围（即EEI值小于-150的范围）与该层钻井证实的含气范围吻合好。 4效果评价 利用扩展弹性阻抗反演预测目的层有利目标的分布，从提取的vP/vS反演剖面上可见X3井在已钻气层处表现为低vP/vS特征，该套气层横向上分布不连续，而预测目标在构造高部位1.50-1.55s范围内表现为低vP/vS特征，与已知气层特征相似，综合分析认为为气层。由图中可看出在已钻井X2、X3井处，目标层呈低vP/vS特征，但范围较小，异常相对较弱；而在强异常区所钻的后续井X4、X5井钻遇高产气层，表明实钻结果与预测结果相吻合，证实了该方法的有效性。该方法预测的异常平面特征与沉积相分析得到的该区为辫状河三角洲前缘外带、扇三角洲前缘砂体发育区的认识基本一致。 5结论与建议 扩展弹性阻抗EEI的储层预测方法深化了常规A VO分析（即截距、梯度属性分析）的应用，并且该方法为计算岩石的弹性参数和储层的物性参数提供了一种新的思路，Ｙ气田的扩展弹性阻抗EEI储层预测研究结果对A9井区的潜力分析提供了有力的支持，并且对南三块S3气藏模式的确定有所启发，为气田进一步挖潜提供了有力的基础资料。在用扩展弹性阻抗EEI进行储层预测时需要注意的是：在A VO分析前尽量在不改变道集各偏移距上的振幅大小（即A VO特征不变）的同时，将不同偏移距或角度的频谱整形为一致的频宽，以对动较拉伸和地层吸收效应进行补偿，提高A VO分析的稳定性；颜色反演中用到的地震数据必须进行零相位化以保证反演结果的有效性；另外，不同的地层、不同岩性可能存在不一样的最佳旋转角度，因此，在对不同的油气田采用扩展弹性阻抗EEI进行储层预测时，都需要重新分析来确定最佳的旋转角度，以保证预测结果的可靠性。 结语 采用递归反演方法对N盆地L隆起进行了弹性波阻抗反演，得到栖霞组碳酸盐储层6°、18°、30°三个角度的弹性波阻抗反演剖面，显示出碳酸盐岩地层沉积特征，与地质研究揭示的地层岩性横向变化大的特征一致。
部分常用波阻抗反演软件简介 部分常用的地震波阻抗反演软件包括：由加拿大Hamp son2Russell 公司研发的St rata 反演软件、荷兰J ason 公司研发的J ason 反演软件、美国EPT公司研发的EPS拟声波反演软件。 Strata 反演软件的三种方法：有限带宽法(递归法) 、模型法(方波化法)和稀疏脉冲法三种： (1) 有限带宽法：有限带宽法采用传统的递归反演算法，它是反演中最简单的一种类型，它假设地震道本身是经过零相位子波处理后的反射系数序列，从递归公式可以知道：它的误差是累积的，底部的误差比顶部的误差大。造成累积误差大的原因主要是低频成分，而St rata 中的递归法会自动通过零相位子波处理，将地震道中的低频成分滤掉，只让高频参与反演。 (2) 模型法(方波化) ：模型法是从褶积模型出发的，即：地震道= 子波3 反射系数+ 噪声。假设地震道已知，子波已知，噪声是自相关和随机的，只有反射系数是待定的关键参数，模型反演步骤： 1)对初始阻抗模型用同一时窗进行方波化; 2)用方波化的波阻抗求出的反射系数与子波褶积形成合成道; 3)比较合成道与实际地震道;修改合成道与输入道的振幅和方波化尺寸，以改善吻合程度。 (3) 稀疏脉冲法：稀疏脉冲法是在最大似然反褶积算法的基础上发展起来的，它假设地震道的子波是已知的，且实际反射系数是镶嵌在小脉冲噪音背景下的大脉冲，该反演只认为大脉冲是有用信号，它通过测试地震数据找到大脉冲所在的位置。 J ason反演软件包括基于地震道的约束稀疏脉冲反演( Inver Trace);基本模型的储层参数反演( InverMod)和以地质统计学理论为基础的针对非均质油藏进行的随机模型反演( StatMod)等三类方法。 J ason反演软件中几项关键技术： (1) 全三维子波估算技术：全三维子波估算技术是在井眼四周提取一“管”地震，采用约束的最小平方法来估算模型和地震所确定的子波，多井可用来同时估算一个最好拟合的子波，并与所有井最佳匹配。 (2) 三维地质建模技术( Eart hModel) ：建立沉积模式、构造模式，包括建立层、层内结构及其相互关系(如超覆、削蚀、盐丘、河道等地质现象) ，而且考虑到了断层的发
第39卷第1期2000年3月 石 油 物 探 GEOPHYSICAL PROSPECTIN G FOR PETROL EUM Vol.39.No.1 Mar.2000 波阻抗反演中低频分量构建的经验与技巧3Ξ 马劲风 (西北大学地质学系,西安710069) 王学军 谢言光 许亚军 钟 俊 (石油地球物理勘探局研究院,涿州072751) 马劲风,王学军,谢言光等.波阻抗反演中低频分量构建的经验与技巧.石油物探,2000,39(1):27～34 摘要 低频信息的构造是波阻抗反演中极为重要的技术环节,低频信息构造的准确与否,直接影 响波阻抗反演结果的准确性。低频分量的构建要作好井资料本身的标准化、环境校正和深时转换等,还要以地质理论为指导,顺解释层位横向递推,特别要作好遇见断层、岩性突变等情况下的处 理。针对不同的地质情况应当采用不同的构建方法。本文根据实践经验和生产中遇见的具体问 题,提出了一套低频分量的构建方法与技巧。 关键词 波阻抗 反演 低频分量 地质理论 层位约束 Ma JinfengΞΞet al.Experience and skill of constructing low2frequency components in imped ance inver2 sion.G pp,2000,39(1):27～34 ABSTRACT The construction of low2frequency information is an extremely important technical link in wave impedance inversion.The accuracy degree of low frequency information construction directly affects the impedance inversion results.To construct low frequency component,well data standardization,envi2 ronment correction and depth2time conversion need to be made.Moreover,horizontal recursion alon g the interpretation layer should be done with the guiding of geological theory.Different constructing mthods should be adopted according to different geologic circumstances such as fault and lithological mutation. This paper puts forward a set of low2frequency component construction methods and techniques on the basis of the authors’practical experiences. K ey w ords:impedance,inversion,low2frequency component,geology theory,layer constraint 引言 我们知道,地震反射系数剖面的频带是有限的,缺失高频和低频成分。缺失高频成分只影响分辨率,缺失低频成分则失去了速度曲线基本的轮廓速度结构[1]。所以说,要准确恢复波阻抗曲线,必须补偿好低频信息。 Ξ ΞΞMa Jingfeng,Department of G eology,Northwest University,Xi’an710069 本文于1999年1月6日收到,修改稿于4月28日收到。 本文由863计划重大项目“海上多波地震勘探技术”820-05-02-03-10号资助
第21卷 地震波阻抗反演，是正确综合地震数据、测井数据和地质信息的重要技术，在地震储层预测中具有重要作用。随着油气勘探对地震反演技术的需求和计算机技术水平的不断进步，地震波阻抗反演技术得到了迅速发展，并被各油田广泛应用于勘探开发生产中，成为储层预测和地震油藏描述的主要的技术手段[1-2]。振幅、频率和波阻抗等地震属性，是地下地质体储层岩性、物性、含水性和含油气性等地质情况的综合响应。由于地质条件的复杂性和技术本身的局限性,各种地震属性分析技术在应用时，都有一定的适用条件,其预测结果也具有多解性。采用多种地震属性分析技术并结合波阻抗结果进行综合分析,可以实现提高叠后反演的分辨率，并将这些研究成果进行相互补充和印证,以提高储层预测和含油气性检测的准确性。 1方法原理 波阻抗反演是指利用地震资料反演地层波阻抗(或速度)的地震特殊处理解释技术，是储集层岩 性预测、油藏特征描述的确定性方法，在实际应用中具有显著的地质效果，因此，地震反演通常特指波阻抗反演。然而，通常叠后波阻抗反演的结果，仍然存在分辨率较低，不能更细致的刻画储层的特征，因此需要进一步利用多属性分析的手段加以提高对储层细微特征的描述能力。通过多属性分析的办法提高叠后反演的分辨率，首先要得到井附近的样品数据，通过神经网络分析努力寻找出井位附近的地震数据与测井资料之间的关系，这种关系可能是线性也可能是非线性关系。当我们得到这种关系后，假设这样推导出的关系对整个地震体来说都是成立的，然后将该关系应用到整个三维数据体进而得出新的反演结果，该结果由于进一步使用了测井数据中的高频信息，从而使得反演结果的分辨率得到提高。 2实现过程 寻找并建立起地震数据与测井信息之间的关 系，可以用回归的方法，但这种方法往往只能得到两者之间线性关系。然而更多的情况下，地震数据与测井数据存在这非线性关系。我们希望能够建立并解释井曲线与地震数据之间的非线性关系，这就 利用地震多属性分析和波阻抗技术提高 叠后反演分辨率 陈刚1，2，全海燕2，马敬滨2，罗敏学2，郭毅2 (1.中国地质大学(北京)能源学院，北京100083；2.东方地球物理公司国际部深海业务经理部，天津300475) 摘要：本文采用多属性分析和波阻抗相处理结合的方法，将波阻抗反演结果作为外部属性利用概率神经 网络分析技术，建立准确的地震数据与测井信息的非线性关系，以提高常规叠后反演的分辨率。通过实际地震资料和测井数据验证该方法，能够较好的提高储层预测的精度。 关键词：波阻抗；多属性分析；概率神经网络；分辨率中图分类号：P631.4文献标志码：A 文章编号：1004-4051（2012）zk-0611-02 Application of multi-attribute analysis and impedance inversion to improve the resolution of normal post-stack inversion CHEN Gang 1,2,QUAN Hai-yan 2,MA Jing-bin 2,LUO Min-xue 2,GUO Yi 2 (1.College of Energy Resources,China University of Geosciencess Beijing),Beijing 100083,China;2.BGP INC.,China National Petroleum Corporation,Tianjin 300475,China) Abstract ：This paper described the procedure that combined the impedance inversion result as the external attribute of the muli-attribute analysis and utilized the PNN technical to improve the resolution of normal post-stack inversion.The real seismic data and log data were used in the processing and result shows that this method can improve the accuracy of reservoir description. Key words ：impedance;multi-attribute analysis;probability neural network;resolution 收稿日期：2012-03-17 作者简介：陈刚(1971-)，博士研究生，高级工程师,长期从事石油地震勘探数据采集工作和方法研究。 第21卷增刊 2012年8月中国矿业 CHINA MINING MAGAZINE Vol.21,zk August 2012
子波提取 褶积模型是所有反演的基础: 地震道=地震子波*反射系数+噪声 频率域内, 褶积则为乘积的关系. 反演相当于地震道除以地震子波, 得到反射系数: 反射系数=地震道/地震子波 频域内窄频段的子波限制了信息的获取范围.The narrow band wavelet restricts the available range of information in the frequency domain. 地震子波完全由它的振幅谱和相位谱来定义: The Wavelet is defined completely by its amplitude
spectrum and its phase spectrum: 在有限频率范围内, 相位谱通常可近似为一条直线. 直线的截距是子波的常数相位旋转, 它是子波的最佳表征. 直线的斜率标示着子波的时移. The intercept of the line is the constant phase rotation which best characterizes this wavelet. The slope of the line measures the time-shift of the wavelet. 极性的约定: 极性约定是一个特殊的子波相位问题. 默认的约定便是: 声阻抗的增加在零相位的地震数据上代表一个波峰.
A special wavelet phase issue is the Polarity convention. The default convention is that an increase in acoustic impedance is represented as a peak on zero-phase seismic data: 另一个默认的约定便是: 声阻抗的增加在零相位的地震数据上代表一个波谷. The alternate convention is that an increase in acoustic impedance is represented as a trough on zero-phase seismic data: 使用ì极性约定菜单?可以设置极性约定: The polarity convention is set using the Synthetic