一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法技术

本申请提供了一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法，包括以下步骤：步骤1，基于所述精确Zoeppritz方程建立差异数据正演模型；步骤2，基于贝叶斯理论对所述差异数据正演模型进行时移地震AVA多波联合差异反演，获取油藏弹性参数的变化。通过该反演方法，能够好的避免了近似公式带来的计算误差，直接利用差异数据进行差异反演，摆脱了分别反演做差带来的计算量的问题，有效的提高了运算效率，有利于实际数据的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法
本专利技术涉及油气田、页岩气地震勘探和储层参数预测方法，并且更具体地，涉及一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法。
技术介绍
时移地震油藏监测技术能够测量由于油气开采而引起的地震响应的变化，然后借助地震反演技术对这些变化进行量化，得到储层弹性参数的变化，最后根据岩石物理关系得到储层含油气饱和度、压力以及温度等物性参数的变化，为开发中后期剩余油分布以及储层精细描述提供重要的地震信息，因此该技术被广泛应用于储层表征、监测和管理中。对于时移地震反演，Sarkar等在2003年(SarkarS,GouveiaWP,JohnstonDH.2003.Ontheinversionoftime-lapseseismicdata.73thAnnualInternationalMeeting,SEG,ExpandedAbstract,1489-1492)通过对比分析指出，不同年份时移地震数据间的反演有必要进行一些耦合，否则将引起最终模型的假象，从而导致不正确的解释结果，差异反演能够提供必要的耦合条件。所以如果基础测量和监测测量数据间的可重复性是合适的，差异反演是最合适的时移地震反演方法。为了进一步提高反演的精度，Theune等在2010年(Theune,U.,JensasI.O.,andEidsvik,J.2010,AnalysisofpriormodelsforablockyinversionofseismicAVAdata:Geophysics,vol.75,no.3,25-35)在贝叶斯理论差异反演的基础上，研究了针对时移地震AVA(振幅随采集平面的方位角的变化，AmplitudeVariationwithAngle)数据的块反演方法，实际数据处理结果显示该方法能更好地反映时移弹性参数的变化。王守东等在2012年(王守东,王波.时移地震资料贝叶斯AVO波形反演.地球物理学报，2012,55卷7期,2422-2431)提出了基于贝叶斯理论的AVO波形差异反演方法，但是在方法中正演算子仍然采用的近似公式，导致算子的精度有很大的损失。此外，在先验约束中仅依靠改进的Cauchy约束，很难反映差异反演中边界的突变情况，所以该方法在差异反演的精度以及准确性方面有一定的缺陷，需要在先验约束中加入块约束来提高反演精度。基于Zoeppritz方程近似公式的反演方法在很多方面限制了叠前反演精度的提高，所以利用精确Zoeppritz方程来进行求解是很重要的。此外在拥有良好的多波数据的情况下，联合反演能够进一步增强反演过程的稳定性，提升反演结果的精度。以上介绍的方法中多是运用分别反演再做差得到差异数据，或者仅是非差异数据的反演，未能实现直接对差异数据进行反演来直接获得三参数的差异数值。并且这些方法中大多是基于Zoeppritz方程的近似公式来进行正演算子的构建，这在反演精度上会有一定的降低。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法，利用精确Zoeppritz方程得到准确度高的正演算子，并运用贝叶斯理论，在先验模型中加入有效突出地层边界效应的块约束，并运用多波联合反演，由此得到高精度、高分辨率的差异反演结果，避免了传统时移地震反演方法分别对开发前、后地震进行反演时引入的人为误差，为直接差异反演提供了技术支持，并最终获得弹性参数的差异数值。本专利技术提供的基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法，包括以下步骤：步骤1，基于该精确Zoeppritz方程建立差异数据正演模型；步骤2，基于贝叶斯理论对该差异数据正演模型进行时移地震AVA多波联合差异反演，获取油藏弹性参数的变化。在一个优选的实施方式中，差异数据正演模型以下式表示：其中，Δd为时移地震差异数据，Δm为油藏弹性参数的改变量，m1为基础数据对应的弹性参数，L为基于Zoeppritz方程的正演算子在基础数据对应的弹性参数m1处的一阶偏导数，e是与差异数据直接相关的误差项。在一个优选的实施方式中，步骤2可以包括如下子步骤：步骤21，根据步骤1中的该差异数据正演模型确定似然函数；步骤22，构建先验模型，其中，该先验模型包括高斯分布项和服从微分拉普拉斯分布的块约束项；步骤23，根据步骤21中确定的该似然函数以及步骤22中确定的该先验模型，确定反演目标函数；步骤24，对该反演目标函数求解，获得该油藏弹性参数的变化。在一个优选的实施方式中，步骤21中，该似然函数的负对数以下式表示：其中，F(Δd|Δm)为该似然函数的负对数，CD为噪声的协方差矩阵，const为常数项。在一个优选的实施方式中，步骤22中，该先验模型的负对数以下式表示：F(Δm)＝const+F1(Δm)+F2(Δm)其中，F(Δm)、F1(Δm)和F2(Δm)分别表示该先验模型的负对数、高斯分布项的负对数以及块分布项的负对数，CΔm为包含三个差异数据相关性的协方差矩阵，μ为差异数据的均值向量，N为模型参数的长度，D为一阶微分算子，kl为尺度因子，l＝1、2或3。在一个优选的实施方式中，针对多波地震数据，该反演目标函数以下式表示：α＝σΔpp/σΔpsβ＝σΔpp其中，J(Δm)为该反演目标函数，α控制PS波数据的比重，β控制先验信息的比重，σΔPP为PP波差异地震数据的噪声方差，σΔPS为PS波差异地震数据的噪声方差。在一个优选的实施方式中，在步骤24中，采用迭代重加权最小二乘法进行迭代求解，以获得油藏弹性参数的变化。在一个优选的实施方式中，该油藏弹性参数包括纵波速度、横波速度以及密度。本专利技术基于精确Zoeppritz方程构建了时移地震差异数据的正演算子，并由此构建反演目标函数，很好的避免了近似公式带来的计算误差。此外本专利技术直接利用差异数据进行差异反演，摆脱了分别反演做差带来的计算量的问题，有效的提高了运算效率，有利于实际数据的处理；另外，本专利技术不仅能够稳定合理的从差异地震数据中准确获取纵波速度、横波速度两个弹性参数变化信息，而且同时能够准确估计密度信息的变化量，验证了新方法的可行性和有效性，为开发中后期储层精细描述和井位部署提供重要的数据。上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1显示了根据本专利技术实施例的基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法的示意性流程图；图2显示了根据本专利技术实施例的基于贝叶斯理论进行反演的示意性流程；图3显示了根据本专利技术实施例的单井流体替换前后的测井曲线对比示意图；图4显示了根据本专利技术实施例的油藏弹性参数的真实差异数值以及初始模型图；图5显示了根据本专利技术实施例的采用精确Zoeppritz本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，基于所述精确Zoeppritz方程建立差异数据正演模型；/n步骤2，基于贝叶斯理论对所述差异数据正演模型进行时移地震AVA多波联合差异反演，获取油藏弹性参数的变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于精确Zoeppritz方程的时移地震AVA差异反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，基于所述精确Zoeppritz方程建立差异数据正演模型；
步骤2，基于贝叶斯理论对所述差异数据正演模型进行时移地震AVA多波联合差异反演，获取油藏弹性参数的变化。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述差异数据正演模型以下式表示：



其中，Δd为时移地震差异数据，Δm为油藏弹性参数的改变量，m1为基础数据对应的弹性参数，L为基于Zoeppritz方程的正演算子在基础数据对应的弹性参数m1处的一阶偏导数，e是与差异数据直接相关的误差项。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2可以包括如下子步骤：
步骤21，根据步骤1中的所述差异数据正演模型确定似然函数；
步骤22，构建先验模型，其中，所述先验模型包括高斯分布项和服从微分拉普拉斯分布的块约束项；
步骤23，根据步骤21中确定的所述似然函数以及步骤22中确定的所述先验模型，确定反演目标函数；
步骤24，对所述反演目标函数求解，获得所述油藏弹性参数的变化。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤21中，所述似然函数的负对数以下式表示：



其中，F(...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉培庆，段太忠，张文彪，李景叶，赵磊，李蒙，周林，刘彦锋，
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石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11