[發明專利]疊前地震反演方法及其系統

有效

• 申請號: 201410364271.5
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104237937B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 白俊雨;許自龍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 朱繪,張文娟

技術領域

本發明涉及石油地球物理勘探領域，尤其涉及一種疊前地震反演方法及其系統。

背景技術

在石油勘探開發領域，常用的地震巖性分析方法有兩種：一是建立在疊后地震資料基礎之上的地震屬性和地震振幅分析方法，稱為疊后地震分析或疊后地震反演；二是建立在疊前地震資料基礎上的地震屬性和地震振幅分析方法，稱為疊前地震分析或疊前地震(Amplitude Versus Offset，AVO)反演。其中，疊前地震分析由于其所使用的資料包括地下介質中縱、橫波速度和密度的信息，以及豐富的振幅和旅行時信息，因此在地震巖性分析中獲得了廣泛的應用。

縱波速度、橫波速度以及密度是巖石的基本彈性參數，在流體檢測及估算儲層氣體含量時需要同時提供縱、橫波速度和密度的信息。巖石物理實驗表明，縱波速度對巖石的孔隙度及孔隙流體的變化較為敏感，而橫波速度主要與巖石骨架有關，流體的變化對橫波速度的變化影響較小。傳統的疊前AVO反演方法中為了提高反演的穩定性，通常采用兩參數方程進行反演，或在三參數方程中以經驗關系式去除方程中的密度項，之后再通過巖石物理經驗公式變換得到密度來進行反演。密度項的缺失雖然提高了反演的穩定性，但是也引入了較大的誤差。

綜上，亟需提供一種疊前地震反演方法，以解決傳統疊前AVO反演中存在的問題，減小反演結果的誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是需要提供一種疊前地震反演方法，該方法能夠減小密度反演所引入的誤差。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種疊前地震反演方法，包括以下步驟：步驟一，分別基于縱波阻抗初始模型、橫波阻抗初始模型以及密度初始模型求得各自對應的縱波阻抗反射系數、橫波阻抗反射系數以及密度反射系數；步驟二，利用縱波阻抗反射系數、橫波阻抗反射系數以及密度反射系數，根據Fatti近似方程及摺積原理正演得到模擬疊前角度道集；步驟三，基于模擬疊前角度道集和實際疊前角度道集來構建誤差函數；步驟四，根據實際疊前角度道集建立疊前反演目標模型；步驟五，利用誤差函數對疊前反演目標模型進行處理，反演得到縱波阻抗、橫波阻抗及密度。

在一個實施例中，在步驟二中，利用以下表達式來得到模擬疊前角度道集s：

s_i＝c_piWr_p+c_siWr_s+c_ρiWr_ρ

式中，s_i為模擬疊前角度道集s在入射角為i時的分量；c_pi，c_si，c_ρi為由入射角和速度比決定的系數；W為輸入的由地震子波構建的N行N列的子波矩陣；r_p，r_s，r_ρ分別為縱波阻抗反射系數，橫波阻抗反射系數，密度反射系數，且r_p＝0.5DL_p，r_s＝0.5DL_s，r_ρ＝DL_ρ，其中，L_p＝ln(Z_p)，L_s＝ln(Z_s)，L_ρ＝ln(ρ)，Z_p為縱波阻抗初始模型，Z_s為橫波阻抗初始模型，ρ為密度初始模型，L_p為縱波阻抗初始模型的自然對數，L_s為橫波阻抗初始模型的自然對數，L_ρ為密度初始模型的自然對數，D為N行N+1列的差分矩陣，其形式為：

在一個實施例中，在步驟三中，根據以下表達式構建誤差函數f(X)：

式中，X為依次由L_p，L_s，L_ρ組成的復合矩陣；d為實際疊前角度道集；s_i,j為模擬疊前角度道集中入射角為i的地震記錄中第j個樣點值；d_i,j為實際疊前角度道集中入射角為i的地震記錄中第j個樣點值；M為入射角個數；N為地震記錄樣點個數。

在一個實施例中，誤差函數f(X)所需滿足的終止條件以及反演結果Xinv的表達式為如下形式：

f(X)≤ε

Xinv＝e^X

式中，X是滿足終止條件f(X)≤ε的輸出，ε是實數。