一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法技术

本发明专利技术涉及一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法，包括以下步骤：步骤1：根据测井获得的纵波速度、横波速度和密度数据改进钻井位置处的AVO线性正演算子；步骤2：在地震成像的引导下对由步骤1得到的AVO线性正演算子沿地层构造进行插值，获得对应于整个地震剖面改进后的AVO线性正演算子；步骤3：基于贝叶斯线性AVO反演方法，结合步骤2得到的改进的AVO正演算子，对弹性参数进行反演，获得纵波速度、横波速度和密度三个弹性参数反演剖面。与现有技术相比，本发明专利技术中改进的AVO正演算子在大入射角处具有更高的准确性，从而能获得高精度AVO弹性参数反演结果。

An Improved Fast Inversion Method for High Precision AVO Elastic Parameters

The present invention relates to an improved high precision fast inversion method for AVO elastic parameters, which includes the following steps: step 1: improve the AVO linear forward operator at drilling location according to the P-wave velocity, S-wave velocity and density data obtained from logging; step 2: interpolate the AVO linear forward operator obtained from step 1 along formation structure under the guidance of seismic imaging, and obtain the corresponding whole AVO linear forward operator. Step 3: Based on Bayesian linear AVO inversion method and combined with the improved AVO forward operator obtained in step 2, inversion of elastic parameters is carried out to obtain three elastic parameters inversion profiles: P-wave velocity, S-wave velocity and density. Compared with the prior art, the improved AVO forward operator in the present invention has higher accuracy at large incident angle, thereby obtaining high precision AVO elastic parameter inversion results.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法
本专利技术涉及一种用反射地震振幅随入射角变化(AVO)探测地下油气储层的方法，具体是涉及一种改进的高精度线性AVO弹性参数快速反演方法。
技术介绍
油气地震勘探的目的是为了探明地下介质的几何形态、岩性和物性分布，进而寻找有利的油气圈闭。由于地下介质的复杂性，地震波在地下的传播过程非常复杂，所以在实际应用中，我们一般建立一个联系地下弹性参数与观测数据之间的物理模型，利用这个模型来反演地下的弹性参数，从而进行油气储层的刻画。AVO(AmplitudeversusOffset)或AVA(AmplitudeversusIncident-angle)是一种快速有效的叠前地震反演方法，在油气勘探的岩性与流体识别、压力预测与油藏开发动态监测等方面获得了广泛应用。目前，基于Zoeppritz方程线性近似的AVO反演方法，如Aki-Richards线性AVO近似公式要求地震数据入射角度较小，通常在30度以内，但小入射角地震振幅对密度信息变化敏感度较差，精确反演密度信息通常需要入射角大于30度的大偏移距地震记录数据(Buland和Omre，2003；Russell，2011；Lehochi，2015)。因此，基于Zoeppritz方程线性近似公式的反演方法限制了叠前反演精度的提高，尤其是密度信息，这为后续的岩性与流体识别乃至饱和度与孔隙度计算带来很大的不确定。为了克服这一问题，许多学者提出了基于精确Zoeppritz方程的非线性AVO反演方法，然而，此类方法计算量较大，且计算过程较为复杂(Zhu和McMechan，2012；Zhi，2013)。本专利技术就是提出一种适应大入射角的快速而精确的线性AVO反演方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改进的高精度线性AVO弹性参数快速反演方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法，包括以下步骤：步骤1：利用纵波、横波和密度测井数据，改进钻井位置处AVO正演算子，获得适应大入射角度的线性AVO算子；步骤2：利用地震偏移成像数据对适应大入射角度的线性AVO算子进行空间插值，获得对应于整个地震剖面的改进后的线性AVO正演算子；步骤3：利用步骤2中的对应于整个地震剖面的改进后的线性AVO正演算子，对纵波速度、横波速度和密度三个弹性参数进行快速反演。进一步地，所述的步骤1包括以下分步骤：步骤11：基于Zoeppritz方程，计算获取井点处PP波反射系数；步骤12：根据Aki-Richards线性AVO近似公式计算近似PP波反射系数；步骤13：利用Zoeppritz方程、Aki-Richards线性AVO近似公式计算得到的PP波反射系数以及钻井位置处实际测量的纵波、横波和密度三个真实弹性参数，计算出Aki-Richards线性AVO近似公式正演算子的修正量，得出适应大入射角度的线性AVO算子。进一步地，所述步骤12中的Aki-Richards近似公式为：式中，c(t,θ)为随入射角变化的PP波反射系数，α(t)、β(t)和ρ(t)分别为纵波速度、横波速度和密度，t为双程旅行时，θ为入射角，aα、aβ和aρ分别为Aki-Richards线性AVO近似公式中的三个系数。进一步地，所述Aki-Richards线性AVO近似公式的三个系数的具体计算公式为：aα＝(1+tan2θ)/2aβ＝-4(β(t)/α(t))2sin2θaρ＝(1-4(β(t)/α(t))2sin2θ)/2A＝[aα,aβ,aρ]式中，A为Aki-Richards线性AVO近似公式所表示的正演算子。进一步地，所述步骤13中的正演算子修正量的具体计算公式为：ΔC＝mΔA式中，ΔC为Zoeppritz方程计算得到的反射PP波系数与Aki-Richards线性AVO近似公式计算得到的PP波反射系数之间的差，m为钻井位置处测井获得的真实弹性参数，ΔA为Aki-Richards近似公式所表示的正演算子A的修正量，因而，改进的所述线性AVO算子的具体计算公式为：AN＝A+ΔA式中，AN为适应大入射角度的线性AVO算子。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)通过对线性近似AVO算子进行改进，引入适应大入射角度的线性AVO算子，从而获得高精度的AVO弹性参数反演结果。(2)由于改进的反演算子仍然是线性的，因而计算速度与原来的线性近似公式计算速度相当，保持了线性反演快速的优点。附图说明图1为本专利技术一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法的整体流程示意图；图2为本专利技术AVO正演算子改正前后的对比图，虚线为改正前的算子，实线为改正后的算子，其中图2(a)为系数aα的对比图，图2(b)为系数aβ的对比图，图2(c)为系数aρ的对比图；图3为基于Aki-Richards线性AVO近似公式获得的模拟数据弹性参数反演曲线图，黑实线为测井数据，灰实线为初始模型，灰虚线为反演结果，其中图3(a)为纵波速度反演曲线图，图3(b)为横波速度反演曲线图，图3(c)为密度反演曲线图；图4为本专利技术基于改进的AVO正演算子的模拟数据弹性参数反演曲线图，黑实线为测井数据，灰实线为初始模型，灰虚线为反演结果，其中图4(a)为纵波速度反演曲线图，图4(b)为横波速度反演曲线图，图4(c)为密度反演曲线图；图5为基于Aki-Richards线性AVO近似公式的模拟数据弹性参数反演剖面图，其中图5(a)为纵波速度反演剖面图，图5(b)为横波速度反演剖面图，图5(c)为密度反演剖面图；图6为本专利技术基于改进的AVO正演算子的模拟数据弹性参数反演剖面图，其中图6(a)为纵波速度反演剖面图，图6(b)为横波速度反演剖面图，图6(c)为密度反演剖面图；图7为基于Aki-Richards线性AVO近似公式的模拟数弹性参数反演误差比较图，其中图7(a)为纵波速度参数误差比较图，图7(b)为横波速度参数误差比较图，图7(c)为密度参数误差比较图；图8为本专利技术基于改进的AVO正演算子的模拟数据弹性参数误差比较图，其中图8(a)为纵波速度参数误差比较图，图8(b)为横波速度参数误差比较图，图8(c)为密度参数误差比较图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例在实施AVO弹性参数反演之前，需要对叠前地震资料进行一系列处理，消除采集因素(如震源与检波器的方向特性、检波器耦合情况、观测孔径与采集脚印等)和传播因素(多次波、几何扩散、非弹性衰减、透射损失等)引起的振幅畸变，尽量准确地恢复反射界面上振幅随偏移距或入射角的变化关系。通常采用偏移距-入射角变换将NMO校正后的CMP道集或叠前偏移后的偏移距域共成像点道集映射到角度域。获得可靠的地震角道集后，按照本专利技术技术方案实现高精度AVO弹性参数反演，提高储层及其含油气性预测的精度，提高油气勘探开发的成功率。如图1所示为本专利技术一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法的整体流程示意图，获得了在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：改进钻井位置处线性AVO正演算子，获得适应大入射角度的线性AVO算子；步骤2：利用地震成像数据对适应大入射角度的线性AVO算子进行空间插值，获得对应于整个地震剖面改进后的线性AVO正演算子；步骤3：利用步骤2中的对应于整个地震剖面改进后的线性AVO正演算子，对纵波速度、横波速度和密度三个弹性参数进行快速反演。

【技术特征摘要】
1.一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：改进钻井位置处线性AVO正演算子，获得适应大入射角度的线性AVO算子；步骤2：利用地震成像数据对适应大入射角度的线性AVO算子进行空间插值，获得对应于整个地震剖面改进后的线性AVO正演算子；步骤3：利用步骤2中的对应于整个地震剖面改进后的线性AVO正演算子，对纵波速度、横波速度和密度三个弹性参数进行快速反演。2.根据权利要求1所述的一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法，其特征在于，所述的步骤1包括以下分步骤：步骤11：基于Zoeppritz方程，获取钻井位置处PP波反射系数；步骤12：根据Aki-Richards线性AVO近似公式计算近似PP波反射系数；步骤13：利用Zoeppritz方程、Aki-Richards线性AVO近似公式计算的PP波反射系数及钻井位置处实际测量的真实弹性参数，获得Aki-Richards线性AVO近似正演算子的修正量，得出适应大入射角度的线性AVO算子。3.根据权利要求2所述的一种改进的高精度AVO弹性参数快速反演方法，其特征在于，所述步骤12中的Aki-Richards线性AVO近似公式为：式中，c(t,θ)为随...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛丽萍，伍新明，赵峦啸，麻纪强，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31