[發(fā)明專利]疊前地震寬角度反演方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210027401.7
• 申請(qǐng)日: 2012-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN103245970A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟憲軍;王玉梅;慎國(guó)強(qiáng);苗永康;劉立彬;鈕學(xué)民;張洪;王希萍;王振濤;張達(dá);汪浩;鄧金華;陳松莉;李燕;張春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 謝省法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，特別是涉及到一種疊前地震寬角度反演方法。

背景技術(shù)

疊前地震反演可提供多種有效的地層參數(shù)數(shù)據(jù)成果，是復(fù)雜油氣藏描述的一項(xiàng)重要技術(shù)。

Zoeppritz方程描述了波在上下介質(zhì)傳播的反射、透射關(guān)系，是疊前地震反演的理論基礎(chǔ)。

由于求取Zoeppritz方程精確解的計(jì)算量大，且反演系數(shù)矩陣是“病態(tài)”的原因，實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)遇到計(jì)算不穩(wěn)定，目標(biāo)函數(shù)不收斂等難題。

目前的疊前反演方法幾乎都是基于Zoeppritz方程的近似式實(shí)現(xiàn)的，僅適應(yīng)于弱反射介質(zhì)界面、中小角度（或小偏移距）的反射問題，但實(shí)際情況往往難以滿足公式成立的近似條件。

在小角度范圍內(nèi)只要兩層介質(zhì)的地層參數(shù)變化稍大，這種近似在反復(fù)迭代計(jì)算過程中就會(huì)產(chǎn)生一定的計(jì)算誤差，而且Zoeppritz方程近似式在大角度計(jì)算時(shí)，誤差比較大，難以提高大角度地震資料的疊前反演精度，無法滿足勘探開發(fā)高精度研究的需求。

為此我們發(fā)明了一種新的疊前地震寬角度反演方法，解決了以上技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的是提供一種適用范圍廣，誤差小，反演精度高的疊前地震寬角度反演方法。

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本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：該疊前地震寬角度反演方法包括：（1）輸入至少三個(gè)角疊加地震數(shù)據(jù)體、至少三個(gè)對(duì)應(yīng)子波以及縱波速度、橫波速度以及密度初始模型；（2））建立疊前反演目標(biāo)函數(shù)，

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式中表示該縱波速度，表示該橫波速度，為該密度，D為實(shí)際角道集記錄，式為地震模型響應(yīng)，為使用Zoeppritz方程計(jì)算的縱波反射系數(shù)，W為地震子波；（3）將該疊前反演目標(biāo)函數(shù)泰勒級(jí)數(shù)展開；（4）通過Zoeppritz方程矩陣形式對(duì)參量求導(dǎo)，得到反射系數(shù)對(duì)該縱波速度、該橫波速度和該密度的偏導(dǎo)數(shù)；（5）根據(jù)實(shí)際資料，通過矩陣分塊減少計(jì)算量；（6）利用貝葉斯理論，加入巖石物理先驗(yàn)信息，并求取反演參數(shù)攝動(dòng)量；以及（7）通過求取的該反演參數(shù)攝動(dòng)量控制該反演目標(biāo)函數(shù)的收斂性，獲得疊前反演參數(shù)。

本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

在步驟（4）中，將Zoeppritz方程寫為矩陣形式如下：

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令來代替上下兩地層巖石物理參數(shù)，將該矩陣兩邊分別對(duì)m中的各分量求偏導(dǎo)數(shù)得到該反射系數(shù)對(duì)該上下地層巖石物理參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)Jacobi矩陣：?

??????????????????????????

計(jì)算，求解該偏導(dǎo)數(shù)Jacobi矩陣得到該反射系數(shù)對(duì)該縱波速度、該橫波速度和該密度的導(dǎo)數(shù)。

在步驟（5）中，將偏導(dǎo)數(shù)Jacobi矩陣進(jìn)行劃分，將（4×1）維的劃分為（2×1）維，將（4×4）維的劃分為（2×2）維。

在步驟（3）中，將合成記錄進(jìn)行泰勒展開，并省去二階高階項(xiàng)，求取縱橫波速度變化量的一階導(dǎo)數(shù)，并令其為0，建立該合成記錄與地震記錄殘差、該合成記錄與各參數(shù)偏導(dǎo)之間的關(guān)系式。

在步驟（3）中，有三個(gè)角度的角道集疊加數(shù)據(jù)，分別為小角度D1、中角度D2和大角度D3，則該關(guān)系式的矩陣形式為：?

?????????????????????????

式中=，=，=

式中，和分別為該縱波速度、該橫波速度和該密度的變化量，

。

?在步驟（6）中，建立實(shí)際地震記錄與模型記錄之間的關(guān)系得到似然函數(shù)，利用貝葉斯公式建立先驗(yàn)概率分布函數(shù)，對(duì)該先驗(yàn)概率分布函數(shù)兩邊取對(duì)數(shù)，對(duì)模型參數(shù)擾動(dòng)量取導(dǎo)數(shù)，并令導(dǎo)數(shù)為0，得到參數(shù)擾動(dòng)量表達(dá)式，進(jìn)行迭代運(yùn)算計(jì)算出三個(gè)彈性參數(shù)的攝動(dòng)量。

?在步驟（6）中，建立該先驗(yàn)概率分布函數(shù)所用公式如下：

?

?其中，為模型參數(shù)攝動(dòng)量的方差，

?得到該攝動(dòng)量的表達(dá)式：

該攝動(dòng)量隨迭代次數(shù)的變化而變化。

在步驟（7）中，計(jì)算參數(shù)擾動(dòng)量與模型相加得到實(shí)際地層的彈性參數(shù)，對(duì)該彈性參數(shù)進(jìn)行參數(shù)范圍約束、縱橫波速度關(guān)系約束、縱波速度與密度關(guān)系約束，獲得疊前反演彈性參數(shù)。