叠前地震四参数同步反演方法技术

本发明专利技术公开了一种叠前地震四参数同步反演方法。该方法在粘弹介质理论基础下，建立了地震波反射系数与地层纵波速度、横波、密度和地层吸收参数Q间的直接关系，通过稳定的叠前地震反演算法实现地层纵波速度、横波、密度及地层吸收参数Q四参数同步反演。这对于利用地层吸收衰减特征识别储层的含油气性，刻画储层含流体性和空间变化，降低勘探风险具有十分重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
叠前地震四参数同步反演方法
该技术属于油气勘探地震资料处理
，特别是一种叠前地震四参数同步反演方法。现有技术叠前地震反演是获取地层参数、进行有利储层评价的主要方法。目前常用的叠前地震反演方法有AVO/AVA反演和EI反演，这两种反演方法的理论基础是Zoeppritz方程，所关注的是地震波在弹性介质分界面上的反射系数。常规叠前地震反演建立了地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度等三个弹性参数之间的关系，利用该关系式，通过叠前反演方法即可同时反演这三个参数，因此，常规叠前反演技术反演得到的是纵波速度、横波速度、密度三个弹性参数。然而，地下介质并非完全弹性，地震波在实际介质中传播时，会因岩石内部流体及颗粒的相对运动及地层本身的非弹性性质产生衰减，使用弹性介质理论不能充分描述地震波在实际地层中的传播特征。专利技术目的本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提出一项新的叠前地震四参数同步反演方法。该方法在粘弹介质理论基础下，建立了地震波反射系数与地层纵波速度、横波、密度和地层吸收参数Q间的直接关系，通过稳定的叠前地震反演算法实现地层纵波速度、横波、密度及地层吸收参数Q四参数同步反演。这对于利用地层吸收衰减特征识别储层的含油气性，刻画储层含流体性和空间变化，降低勘探风险具有十分重要的意义。
技术实现思路
一种叠前地震四参数同步反演方法，首先建立地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度和品质因子Q四个参数的理论关系，然后基于贝叶斯方法，利用叠前不同角度道集资料的联合，同时反演这四个参数。上述方案进一步包括：建立地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度和品质因子Q四个参数的理论关系中粘弹性地震纵波反射系数近似公式为：所述同步反演四参数是结合贝叶斯理论，建立了稳定的叠前地震四参数同步反演目标函数：从测井数据获得低频信息，根据低频信息约束的计算方法，利用测井数据得到低频约束表示为：其中，I0和IN分别是第1个点和第N个点的阻抗信息或者表示纵横波速度、密度及Q，Ri是第i个界面的反射系数，用矩阵表示为：将低频约束考虑到目标函数中，将目标函数求极值，得到反射系数所满足的方程，通过求解方程，得到反演的纵波速度、横波速度、密度及品质因子Q参数。粘弹性地震纵波反射系数近似公式推导过程为：根据介质分解理论，对粘弹性Zoeppritz方程取近似，粘弹性介质精确的Zoeppritz方程整理为下式的形式：MR＝N(1)其中R＝(RPP,RPS,TPP,TPS)T是带吸收的反射系数和透射系数组成的向量，M和N是与弹性介质参数、粘弹性介质参数和入射角有关的系数矩阵和向量；M中的分量用介质的参数和入射角表示出来，M11为例：根据散射理论，在弱粘弹性近似和相似介质近似下，将粘弹性介质当作背景，将弹性参数的变化和粘弹性参数均看成扰动，因此可将矩阵M,R,N分解为背景矩阵和扰动矩阵；其中矩阵M分解为：M＝Mu+ΔM(4)其中背景矩阵Mu为(1)式所示的矩阵。向量N分解为：N＝Nu+ΔN(5)其中背景矩阵Nu为：Nu＝[N11N21N31N41]T(6)扰动向量ΔN为：ΔN＝[ΔN11ΔN21ΔN31ΔN41]T(7)粘弹性介质反射透射系数向量R可分解为：R＝Ru+ΔR(8)其中Ru表示粘弹性介质背景反射透射系数，ΔR表示粘弹性参数和扰动反射透射系数；此时粘弹性介质弹性波拟Zoeppritz方程变为：(Mu+ΔM)(Ru+ΔR)＝(Nu+ΔN)(9)背景矩阵满足MuRu＝Nu利用Mu可求得其逆(Mu)-1，经过整理可得粘弹性介质弹性参数和扰动反射系数矩阵：所以反射系数RPP为：横波品质因子Qs与饱和度无关，它是完全独立于孔隙流体的，因此在化简的过程中不考虑横波品质因子，同时在该近似中，把看作是小量，在实际资料中Qp的取值是几到几百，的取值是小于10-2，弹性参数的变化与的乘积也是小于10-2，因此在方程近似中假定相邻的上下两层介质中Qp的值相等，即Qp1＝Qp2＝Qp，最后取反射吸收的实部，得到下式：进一步合并，简化得到进一步忽略高阶弱项，即可将上式简化为如下形式：前述叠前地震四参数同步反演方法，还包括应用以下三种方法提取Q值曲线：(1)基于井旁地震道的Q值提取方法；(2)经验公式Q值估算方法；(3)基于测井资料的Q值提取方法。利用该方法进行数据测试，在测试之前，需要进行相应的数据准备工作，包括地震资料、测井资料及与测井对应的Q曲线。其中地震数据既可以输入叠前CMP道集，也可以输入叠前部分角度叠加道集。专利技术效果叠前地震四参数同步反演方法能够同时从地震数据中直接反演得到地层纵波速度、横波速度、密度和地层吸收有关的参数Q，其中Q对含气储层具有很高的敏感性，纵横波速度和密度可以进一步获取储层流体敏感参数，进行流体识别。与基于波动方程波形反演等方法相比，本方法具有计算效率高且算法稳定、便于实现的特点。附图说明图1所示一维地层模型。图2是利用单程波法正演模拟得到的叠前CMP道集。图3是利用叠前地震四参数同步方法反演的纵波速度、横波速度、密度和地层Q值曲线。图4是合成的Marmousi模型叠前CMP道集。图5(a)(b)(c)分别是已知的纵波速度、横波速度和密度剖面，图5(d)是利用李氏经验公式计算的纵波品质因子剖面。图6(a)(b)(c)(d)分别为利用本方法反演的纵波速度、横波速度、密度和地层Q值剖面。图7是提取的第52道反演结果与原始数据的对比图。具体实施方式常规叠前地震反演建立了地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度等三个弹性参数之间的关系，利用该关系式，通过叠前反演方法即可同时反演这三个参数。本实施例则是首先建立地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度和品质因子Q等四个参数的理论关系，然后基于贝叶斯方法，利用叠前不同角度道集资料的联合，同时反演这四个参数。(1)粘弹性地震纵波反射系数近似公式推导根据介质分解理论，对粘弹性Zoeppritz方程取近似。粘弹性介质精确的Zoeppritz方程整理为下式的形式：MR＝N(1)其中R＝(RPP,RPS,TPP,TPS)T是带吸收的反射系数和透射系数组成的向量，M和N是与弹性介质参数、粘弹性介质参数和入射角有关的系数矩阵和向量。M中的分量都可以用介质的参数和入射角表示出来，M11为例：根据散射理论，在弱粘弹性近似和相似介质近似下，将粘弹性介质当作背景，将弹性参数的变化和粘弹性参数均看成扰动，因此可将矩阵M,R,N分解为背景矩阵和扰动矩阵。其中矩阵M可分解为：M＝Mu+ΔM(4)其中背景矩阵Mu为(1)式所示的矩阵。向量N可以分解为：N＝Nu+ΔN(5)其中背景矩阵Nu为Nu＝[N11N21N31N41]T(6)扰动向量ΔN为：ΔN＝[ΔN11ΔN21ΔN31ΔN41]T(7)粘弹性介质反射透射系数向量R可分解为：R＝Ru+ΔR(8)其中Ru表示粘弹性介质背景反射透射系数，ΔR表示粘弹性参数和扰动反射透射系数。此时粘弹性介质弹性波拟Zoeppritz方程变为：(Mu+ΔM)(Ru+ΔR)＝(Nu+ΔN)(9)背景矩阵满足MuRu＝Nu利用Mu可求得其逆(Mu)-1，经过整理可得粘弹性介质弹性参数和扰动反射系数矩阵：所以反射系数RPP为：横波品质因子Qs与饱和度无关，它是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠前地震四参数同步反演方法，其特征在于首先建立地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度和品质因子Q四个参数的理论关系，然后基于贝叶斯方法，利用叠前不同角度道集资料的联合，同时反演这四个参数。

【技术特征摘要】
1.一种叠前地震四参数同步反演方法，其特征在于首先建立地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度和品质因子Q四个参数的理论关系，然后基于贝叶斯方法，利用叠前不同角度道集资料的联合，同时反演这四个参数。2.根据权利要求1所述的叠前地震四参数同步反演方法，其特征在于，建立地震纵波反射系数与地层纵波速度、横波速度、密度和品质因子Q四个参数的理论关系中粘弹性地震纵波反射系数近似公式为：所述同步反演四参数是结合贝叶斯理论，建立了稳定的叠前地震四参数同步反演目标函数：从测井数据获得低频信息，根据低频信息约束的计算方法，利用测井数据得到低频约束表示为：其中，I0和IN分别是第1个点和第N个点的阻抗信息或者表示纵横波速度、密度及Q，Ri是第i个界面的反射系数，用矩阵表示为：将低频约束考虑到目标函数中，将目标函数求极值，得到反射系数所满足的方程，通过求解方程，得到反演的纵波速度、横波速度、密度及品质因子Q参数。3.根据权利要求2所述的叠前地震四参数同步反演方法，其特征在于粘弹性地震纵波反射系数近似公式推导过程为：根据介质分解理论，对粘弹性Zoeppritz方程取近似，粘弹性介质精确的Zoeppritz方程整理为下式的形式：MR＝N(1)其中R＝(RPP,RPS,TPP,TPS)T是带吸收的反射系数和透射系数组成的向量，M和N是与弹性介质参数、粘弹性介质参数和入射角有关的系数矩阵和向量；M中的分量用介质的参数和入射角表示出来，M11为例：根据散射理论，在弱粘弹性近似和相似介质近似下，将粘弹性介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩杰，王延光，李红梅，毕丽飞，郑静静，吴国忱，陈雨茂，李民龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11