[發明專利]薄層PP波反射系數的快速求解方法

在審

• 申請號: 201711009284.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107861153A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 楊春;王赟
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司11315
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明涉及地震勘探的技術領域，尤其涉及一種薄層PP波反射系數的快速求解方法。

背景技術

隨著我國油氣田、煤田等資源開發的不斷深入，薄(互)儲層、巖性、碳酸鹽巖、非常規油氣等復雜油氣藏及煤儲層成為勘探的重點。在我國東部地區，絕大多數的中、新生代陸相含油盆地大都以薄層砂、泥巖沉積為主，并夾有少量的碳酸鹽巖、頁巖及膏鹽層，這些地層巖性和厚度橫向變化均較大，而且厚度遠遠低于常規地震勘探的垂向分辨率，以薄層的形式存在。我國煤系地層絕大部分煤層及圍巖物性差異較大，煤層頂、底巖層為良好的波阻抗分界面，可以形成較強的反射波檢測。由于煤層厚度多在2～10m之間，且常以薄互層的形式存在，反射響應非單一界面產生，而是頂底反射、層間多次波疊加而成的復合波。因此，基于Zoeppritz方程的常規AVO分析和反演方法，對于薄層問題將不再適用。薄層反射地震理論的研究成為推動薄層AVO技術發展的基礎。

針對薄層AVO理論的研究，Thomson(1950)、Haskell(1953)、Brekhovskikh(1960)給出了層狀彈性介質的位移位反透射矩陣方程，Pan等人(2013)將Brekhovskikh的公式應用于單薄層情況，但其復雜的傳播矩陣形式使得以上公式難以應用于實際。Meissner等人(1969)、Juhlin等人(1993)給出了基于時延的薄層反透射系數公式，將層間多次波依次疊加到薄層頂界面的反射波上，且表達式以界面處的反透射系數表示。Yang等人(2017)在Juhlin等人研究的基礎上給出三個忽略多次波影響的PP波反射系數解析近似式。Kennett(1983)建立了針對于多層介質中球面波入射情況下反射系數的層間遞歸關系。Liu等人(2003)在忽略層間多次波及轉換波的情況下給出了單薄層的反射系數，Rubino等人(2009)將其推廣到彈性介質，并利用振幅譜實現了薄層譜反演。

然而，現有薄層反射系數及近似不是過于復雜難以實際應用，就是忽略了層間多次波及轉換波影響了近似精度。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種薄層PP波反射系數的快速求解方法，以解決現有技術存在的薄層反射系數計算復雜、難以用于AVA反演的問題。

為解決上述問題，本發明實施例提供一種薄層PP波反射系數的快速求解方法，包括：根據薄層模型，并假設所述薄層模型的薄層厚度遠小于波數的倒數，以取得極薄層反射透射矩陣方程；對入射角取負值，并對所述極薄層反射透射矩陣方程進行三角函數奇偶性變換得到系數矩陣方程，且將所述系數矩陣方程與所述極薄層反射透射矩陣方程對比，以建立反透射系數與入射角正弦函數的奇偶關系式；根據所述奇偶關系式、所述極薄層反射透射矩陣方程的常數項、入射角正弦函數一次項及入射角正弦函數二次項，以獲得入射角正弦函數冪級數的系數；根據所述入射角正弦函數冪級數的系數，以獲得薄層PP波反射系數的解析解近似式。

根據本發明的技術方案，通過假設所述薄層模型的薄層厚度遠小于波數的倒數，以取得極薄層反射透射矩陣方程；對入射角取負值，并對所述極薄層反射透射矩陣方程進行三角函數奇偶性變換得到系數矩陣方程，且將所述系數矩陣方程與所述極薄層反射透射矩陣方程對比，以建立反透射系數與入射角正弦函數的奇偶關系式；根據所述奇偶關系式、所述極薄層反射透射矩陣方程的常數項、入射角正弦函數一次項及入射角正弦函數二次項，以獲得入射角正弦函數冪級數的系數；根據所述入射角正弦函數冪級數的系數，以獲得薄層PP波反射系數的解析解近似式。從而，薄層PP波反射系數計算更為簡單且形式較為簡潔，可以更有效地實現薄層正演分析，也利于薄層AVO反演的實現。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本發明實施例的薄層PP波反射系數的快速求解方法的流程圖；

圖2是根據本發明實施例的薄層模型的示意圖；

圖3是根據本發明實施例的極薄層近似、解析解近似對精準值逼近程度對比圖；

圖4是根據本發明實施例的模型1的反射系數振幅和相位近似誤差圖；

圖5是根據本發明實施例的模型2的反射系數振幅和相位近似誤差圖；

圖6是根據本發明實施例的模型3的反射系數振幅和相位近似誤差圖；

圖7是根據本發明實施例的模型4的反射系數振幅和相位近似誤差圖。

具體實施方式