叠前地震反演方法及系统技术方案

公开了一种叠前地震反演方法及系统。该方法可以包括：将叠前地震道集转换为角道集，分组并叠加，获得多个角道集组；建立页岩气储层模型，获取弹性阻抗方程的密度敏感性，选取密度反演方程；根据密度反演方程，对多个角道集组进行弹性阻抗反演，获得多个角道集组的弹性阻抗数据体；建立纵波速度、横波速度、密度以及入射角之间的关系式并进行线性化，获得线性化弹性阻抗方程；将纵波速度、横波速度、密度分别写作弹性阻抗的加权和；基于井旁道弹性阻抗反演结果和测井数据求取弹性阻抗加权系数；基于加权和与加权系数，获得储层弹性参数。本发明专利技术可高效完成叠前地震反演，提高地震反演的稳定性与精度，降低相对误差。

Pre stack seismic inversion method and system

A method and system for prestack seismic inversion is presented. The method can include prestack seismic gathers into angle gather, grouping and superposition, multiple angle gather group; the establishment of shale gas reservoir model, density sensitivity gets elastic impedance equation, select the density inversion equation; according to the density inversion equation, multi angle gather group elastic impedance inversion, multiple angle elastic impedance data set of the body; established relationship between P-wave velocity, S-wave velocity and density and the incident angle and linearized, get linear elastic impedance equation; the longitudinal wave velocity, shear wave velocity, density weighted writing and elastic impedance; calculating elastic impedance coefficient the results of near wells and well logging data based on elastic impedance inversion; weighting and weighting coefficient based on gainsreservoir elastic parameters. The invention can efficiently complete pre stack seismic inversion, improve the stability and accuracy of seismic inversion, and reduce the relative error.

【技术实现步骤摘要】
叠前地震反演方法及系统
本专利技术涉及石油天然气勘探开发领域，更具体地，涉及一种叠前地震反演方法及系统。
技术介绍
叠前反演是获取地层弹性参数的重要方法。在各向同性固体介质、水平层状假设条件下，Zoeppritz(1919)利用地下地层反射界面两侧应力和应变连续作为边界条件，采用平面波近似，推导了地震波的反射系数、透射系数与纵波速度、横波速度、密度以及入射角之间的定量关系方程，即Zoeppritz方程，该方程是进行AVO分析与叠前地震反演的基础。由于Zoeppritz方程复杂，计算效率较低，并且对Zoeppritz方程求解是一个病态问题，基于Zoeppritz方程直接反演地层弹性参数未得到广泛应用。Aki-Richards对Zoeppritz方程进行了线性化近似，将叠前反射系数表示为纵波速度反射系数、横波速度反射系数与密度反射系数的线性加权叠加，这对此后开展叠前地震AVO反演做出了开拓性贡献。针对不同的目标问题，专家学者们基于Aki-Richards近似公式提出了不同近似公式，如Shuey近似、Fatti近似、Gray近似等。近些年来，基于地震反演的储层预测与流体识别方法蓬勃发展，基于双相介质以及孔隙弹性理论导出的Zoeppritz方程近似公式层出不穷。反射系数近似方程的提出极大地推动了叠前地震反演方法的研究，AVO反演技术得到了极大的发展。但基于叠前道集开展的AVO反演抗噪能力较差，因此在反演之间需要进行道集优化处理。由于弹性阻抗(ElasticImpedance，简称EI)反演稳定性高，抗噪性强，实现简单，受到了广大石油地球物理勘探工作者的青睐。弹性阻抗由BPAmoco公司的Connolly于1999年正式发表，将界面的AVO反射信息视作为地层中某种类似于纵波阻抗的相对变化的参数，这个参数被定义为弹性阻抗，在不同入射角情况弹性阻抗的差异可以用于储层的预测。虽然弹性阻抗可以视作广义的纵波阻抗，但Whitcombe等(2002)意识到弹性阻抗的量纲会随着入射角的变化而变化，因此，对弹性阻抗方程进行了标准化。随着研究的深入，弹性阻抗的概念也得到了拓展。Martins等(2002)证实了弹性阻抗反演在实际应用中的潜力。Duffaut等(2000)利用Connolly的方法推导了横波弹性阻抗(Shear-waveElasticImpedance,SEI)方程。Cambois(2000)从弹性阻抗中提取弹性参数，并与AVO反演进行了对比，认为弹性阻抗具有更好的抗噪能力，弹性阻抗的反演效果要优于AVO反演。但Mallick等(2000)对弹性阻抗反演的相关问题进行了深入研究，认为利用拟合法从弹性阻抗中提取弹性参数噪声极为敏感。王保丽等探索了弹性阻抗反演在实际地震资料中的应用，最先提出了角度子波的概念，设计了弹性阻抗反演的一般流程，并得到了基于拉梅常数以及纵横波阻抗的弹性阻抗方程。为了减小流体因子计算的累计误差，印兴耀等(2010)推导了基于Russell近似的流体弹性弹性阻抗方程。刘晓晶等(2016)对基追踪弹性阻抗反演实现了深层流体因子的反演。ZongZY等(2012)为提高反演弹性参数额可靠性与稳定性，将Cauchy约束引入到弹性参数提取中，提出了弹性阻抗随偏移距/入射角变化(ElasticimpedanceVariationwithOffsetorincidentAngle,简称EVO/EVA)叠前地震反演方法。综合目前的叠前地震反演方法，国内外的相关研究方法主要存在以下问题：目前AVO反演与EI叠前地震反演均是同时反演得到待反演的三个弹性参数信息，由于各参数对反射系数的贡献度不同且待反演弹性参数之间存在一定的相关性，使得叠前反演获得的各参数精度不同、稳定性不同，尤其是密度项反演不稳定。因此，有必要开发一种叠前地震反演方法及系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种叠前地震反演方法及系统，可高效完成叠前地震反演，提高地震反演的稳定性与精度，降低相对误差。根据本专利技术的一方面，提出了一种叠前地震反演方法。所述方法可以包括：将叠前地震道集转换为角道集，将所述角道集分组并叠加，获得多个角道集组；根据测井资料建立页岩气储层模型，进而根据弹性参数计算弹性阻抗，获取弹性阻抗方程的密度敏感性，选取密度敏感性最高的弹性阻抗方程作为密度反演方程；根据所述密度反演方程，对所述多个角道集组进行弹性阻抗反演，获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体；基于所述密度反演方程，建立纵波速度、横波速度、密度以及入射角之间的关系式并进行线性化，获得线性化弹性阻抗方程；基于所述线性化弹性阻抗方程将纵波速度、横波速度、密度分别写作所述弹性阻抗的加权和；基于井旁道弹性阻抗反演结果和测井数据求取弹性阻抗加权系数；基于所述弹性参数与弹性阻抗的加权和与所述加权系数，获得储层弹性参数。优选地，所述密度反演方程为Aki-Richards近似的弹性阻抗方程。优选地，所述获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体包括：根据测井资料计算所述多个角道集组的弹性阻抗曲线；通过叠前地震标定分别提取所述多个角道集组的地震子波；基于所述多个角道集组的弹性阻抗曲线与地震子波，制作所述多个角道集组的弹性阻抗低频模型，利用约束稀疏脉冲反演方法分别对所述多个角道集组进行弹性阻抗反演，获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体。优选地，约束所述稀疏脉冲反演的目标优化泛函为：F＝L1(r)+λ∑(si-di)2+α-1L1(ΔZtrend)(2)其中，r为地层的反射系数序列，ΔZtrend为反演结果与测井低频阻抗趋势的差，d为地震道序列，s为合成地震道序列，λ为残差权重因子，α为低频模型趋势权重因子，L1(r)表示反射系数序列的绝对值之和，L2(s-d)表示为合成地震道与输入地震道差的平方和。优选地，所述线性化弹性阻抗方程为：Le(θ)＝cp(θ)Lp+cs(θ)Ls+cd(θ)Ld(7)其中，Le(θ)为弹性阻抗取对数，Lp为纵波速度取对数，Ls为横波速度取对数，Ld为密度取对数，cp(θ)，cs(θ)，cd(θ)为分别为纵波速度、横波速度、密度对弹性阻抗的贡献参数。优选地，所述弹性阻抗的加权和：其中，m为入射角的个数，dj(θi)(j＝p,s,d；i＝1,…,m)为加权系数。优选地，所述加权系数为：其中，λ为正则参数，dj(j＝p,s,d)表示纵波速度、横波速度、密度独立反演方程中不同角度弹性阻抗的加权系数按角度排列的列向量，Le为不同角度弹性阻抗井旁道数据取对数后排列成矩阵形式，Lj(j＝p,s,d)为测井纵波速度、横波速度、密度分别取对数后排列形成的列向量。优选地，所述将叠前地震道集转换为角道集包括为：对叠前地震道集进行道集拉平，进而转换为角道集。根据本专利技术的另一方面，提出了一种叠前地震反演系统，可以包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：将叠前地震道集转换为角道集，将所述角道集分组并叠加，获得多个角道集组；根据测井资料建立页岩气储层模型，进而根据弹性参数计算弹性阻抗，获取弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠前地震反演方法，包括：将叠前地震道集转换为角道集，将所述角道集分组并叠加，获得多个角道集组；根据测井资料建立页岩气储层模型，进而根据弹性参数计算弹性阻抗，获取弹性阻抗方程的密度敏感性，选取密度敏感性最高的弹性阻抗方程作为密度反演方程；根据所述密度反演方程，对所述多个角道集组进行弹性阻抗反演，获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体；基于所述密度反演方程，建立纵波速度、横波速度、密度以及入射角之间的关系式并进行线性化，获得线性化弹性阻抗方程；基于所述线性化弹性阻抗方程将纵波速度、横波速度、密度分别写作所述弹性阻抗的加权和；基于井旁道弹性阻抗反演结果和测井数据，求取弹性阻抗加权系数；基于所述弹性参数与弹性阻抗的加权和与所述加权系数，获得储层弹性参数。

【技术特征摘要】
1.一种叠前地震反演方法，包括：将叠前地震道集转换为角道集，将所述角道集分组并叠加，获得多个角道集组；根据测井资料建立页岩气储层模型，进而根据弹性参数计算弹性阻抗，获取弹性阻抗方程的密度敏感性，选取密度敏感性最高的弹性阻抗方程作为密度反演方程；根据所述密度反演方程，对所述多个角道集组进行弹性阻抗反演，获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体；基于所述密度反演方程，建立纵波速度、横波速度、密度以及入射角之间的关系式并进行线性化，获得线性化弹性阻抗方程；基于所述线性化弹性阻抗方程将纵波速度、横波速度、密度分别写作所述弹性阻抗的加权和；基于井旁道弹性阻抗反演结果和测井数据，求取弹性阻抗加权系数；基于所述弹性参数与弹性阻抗的加权和与所述加权系数，获得储层弹性参数。2.根据权利要求1所述的叠前地震反演方法，其中，所述密度反演方程为Aki-Richards近似的弹性阻抗方程。3.根据权利要求1所述的叠前地震反演方法，其中，所述获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体包括：根据测井资料计算所述多个角道集组的弹性阻抗曲线；通过叠前地震标定分别提取所述多个角道集组的地震子波；基于所述多个角道集组的弹性阻抗曲线与地震子波，制作所述多个角道集组的弹性阻抗低频模型，利用约束稀疏脉冲反演方法分别对所述多个角道集组进行弹性阻抗反演，获得所述多个角道集组的弹性阻抗数据体。4.根据权利要求3所述的叠前地震反演方法，其中，约束所述稀疏脉冲反演的目标优化泛函为：F＝L1(r)+λ∑(si-di)2+α-1L1(ΔZtrend)(2)其中，r为地层的反射系数序列，ΔZtrend为反演结果与测井低频阻抗趋势的差，d为地震道序列，s为合成地震道序列，λ为残差权重因子，α为低频模型趋势权重因子，L1(r)表示反射系数序列的绝对值之和，L2(s-d)表示为合成地震道与输入地震道差的平方和。5.根据权利要求1所述的叠前地震反演方法，其中，所述线性化弹性阻抗方程为：Le(θ)＝cp(θ)Lp+cs(θ)Ls+cd(θ)Ld(7)其中，Le(θ)为弹性阻抗取对数，Lp为纵波速度取对数，Ls为横波速度取对数，Ld为密度取对数，cp(θ)，cs(θ)，cd(θ)为分别为纵波速度、横波速度、密度对弹性阻抗的贡献参数。6.根据权利要求5所述的叠前地震反演方法，其中，所述弹性阻抗的加权和为：

【专利技术属性】
技术研发人员：李金磊，刘晓晶，陈超，陈祖庆，王明飞，肖秋红，石美璟，曾臻，李响，
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勘探分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11