[發明專利]基于γ_Zoeppritz方程的疊前反演方法及系統

在審

• 申請號: 201910571021.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN112147681A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張豐麒
• 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勘探開發研究院
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種基于γ_Zoeppritz方程的疊前反演方法及系統。該方法可以包括：步驟1：構建低頻軟約束項；步驟2：構建地震數據擬合差項；步驟3：構建反射系數稀疏約束項；步驟4：根據地震數據擬合差項、低頻軟約束項以及反射系數稀疏約束項，構建反演目標函數；步驟5：根據反演目標函數獲取彈性參數反演結果。本發明通過推導γ_Zoeppritz方程，建立角度反射系數與三彈性參數自然對數的精準關系，引入一階差分矩陣與三變量柯西分布表征的反射系數稀疏約束項和低頻軟約束項，構建反演目標函數，最后利用廣義線形反演的方式獲取高分辨率且橫向連續的反演結果。

技術領域

本發明涉及油氣勘探領域，更具體地，涉及一種基于γ_Zoeppritz方程的疊前反演方法及系統。

背景技術

疊前地震數據中包含了豐富的偏移距信息，振幅隨偏移距/入射角的變化揭示了地下介質的巖性變化和孔隙內流體成分變化。因此利用疊前AVA同步反演可以從角度部分疊加地震數據中提取多種巖石彈性參數，其中縱橫波速度比對儲層巖性及孔隙內流體的變化更為敏感，是地震解釋人員偏愛的“烴類指示因子”。

然而常規疊前彈性參數反演需要首先反演縱波速度\縱波阻抗、橫波速度\橫波阻抗，然后再轉化為縱橫波速度比，彈性參數的間接轉化會造成誤差累積，從而影響縱橫波速度比的反演精度。另外，常規疊前彈性參數反演大都基于Zoeppritz方程的近似公式，需要滿足中小角度假設以及垂向上彈性參數變化緩慢等條件，因此進一步限制了其應用范圍與反演精度。

前人對疊前地震反演問題進行了深入的研究。疊前AVA反演最早可追溯至Smith提出的加權疊加方法，該方法屬于帶限反演，未考慮到子波的帶限效應，并且反演結果依然是彈性參數反射率。將貝葉斯理論引入到疊前地震反演中，通過假設地震數據的似然函數和模型參數的先驗分布均服從多變量高斯分布，給出了模型參數后驗分布的均值和方差的解析解，并指出了確定性反演的解為模型參數后驗分布的期望；而隨機反演的解，可以通過MCMC等技術從后驗概率中抽樣實現。提出“長尾巴”分布相對高斯分布可以進一步提高反演的垂向分辨率，并借助于參數協方差矩陣的去相關技術去除三參數的相關性，提高了疊前反演的不適定性，針對長尾巴分布中的Lp范數分布、單變量柯西分布和Huber分布分別實現了疊前二項和三項反演。通過引入巖石物理經驗公式作為約束，進一步提高了疊前反演的穩定性，實現了基于角道集的疊前三參數同步反演算法，該算法為HRS軟件的疊前反演模塊的核心算法。進一步發展貝葉斯疊前反演，通過引入巖石物理關系約束以及點約束，提高了反演結果的魯棒性。通過引入多變量斜歪高斯分布作為三參數自然對數的先驗約束，進一步提高了貝葉斯三參數同步反演的精度；考慮了在有地質背景的情況下，三參數之間存在互相關性，提出三參數反射率服從三變量柯西分布，相對于單變量柯西分布，進一步提高了疊前反演的精度；針對精確Zoeppritz方程開展了廣義線性反演，然而該方法仍然需要將上層縱橫波速度比假設為平滑的背景縱橫波速度比。

縱橫波速度比作為巖性和含油氣性預測中的一個很重要的參數，通常是利用彈性參數反演結果間接計算得到，這勢必會造成累計誤差；另外，上述研究中的疊前彈性參數反演均使用的Zoeppritz線性近似公式，其精度和應用范圍受到一定限制。因此，有必要開發一種基于γ_Zoeppritz方程的疊前反演方法及系統。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種基于γ_Zoeppritz方程的疊前反演方法及系統，其能夠通過推導γ_Zoeppritz方程，建立角度反射系數與三彈性參數自然對數的精準關系，引入一階差分矩陣與三變量柯西分布表征的反射系數稀疏約束項和低頻軟約束項，構建反演目標函數，最后利用廣義線形反演的方式獲取高分辨率且橫向連續的反演結果。