[發明專利]一種基于反射系數精確式的頁巖VTI儲層疊前混合反演方法

有效

• 申請號: 202110218907.5
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113031058B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 雒聰;巴晶
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

本發明公開了一種基于反射系數精確式的頁巖VTI儲層疊前混合反演方法，該混合反演策略將線性和非線性反演相結合，利用線性反演結果作為約束，生成較小的搜索范圍和初始粒子，開展非線性反演以同時獲取五參數的反演結果。該方法克服常規線性反演易落入局部極值的缺點，提高非線性反演的計算效率和準確性。采用反射系數精確式可克服近似表達式小角度、弱反射和弱各向異性的限制，提高反演的適用性。測井模型數據測試驗證了方法的有效性，這為后續VTI介質各向異性研究奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及非常規各向異性儲層地震勘探技術領域，特別是一種基于反射系數精確式的頁巖VTI儲層疊前混合反演方法。

背景技術

疊前地震反演通過挖掘地震數據中的AVO/AVA(振幅隨偏移距/入射角度變化)響應來獲取地下介質的彈性信息。目前，疊前反演已是地震勘探的重要技術。以往，針對常規砂泥巖儲層，均采用基于各向同性假設的反演方法，并在過去幾十年里取得了巨大的成功。但隨著油氣需求不斷增加，勘探的重點逐漸由常規儲層向非常規油氣轉變。其中，頁巖油氣已經成為了目前勘探的重點與難點。頁巖巖石表現為較強的VTI各向異性特征。VTI介質，即具有垂直對稱軸的橫向各向同性介質(Transverse isotropy with vertical axis ofsymmetry,VTI)是地下介質中存在最普遍的各向異性。以往基于各向同性假設的地震技術已不再適用于頁巖儲層的勘探。因此，為提高頁巖儲層的勘探精度，需開展適用于VTI介質的反演方法研究，用以有效挖掘頁巖儲層的彈性及各向異性信息。

目前，針對VTI介質的正演研究較為完善，但是針對VTI介質的疊前反演方法并不完善，主要是選用反射系數近似式為正演算子。侯棟甲等(2014)將反射系數近似式引入VTI五參數直接反演中，并采用貝葉斯方法建立目標函數。但由于各向異性介質反演需要同時提取五個目標參數，且各向異性參數的地震敏感性較低，這導致VTI反演的不適定性更強，很難同時獲取較好的五參數結果，尤其是各向異性參數的估算一直不理想。因此，Zhang等(2019)基于近似式提出了分步反演策略，通過數學轉換將五參數轉換為其他三項目標參數，然后通過間接反演方法換算得到各向異性參數，但是該方法引入了額外假設，且仍采用精度較低的近似式。VTI介質反射系數精確表達式雖然已經被給出，雖然其復雜的數學表達式，導致偏導數求取較難，因此目前較少被應用于疊前反演中。

常規線性反演易落入局部極值，而非線性反演存在搜索范圍大計算效率低的問題，近似式反演遠角度精度低、弱各向異性限制等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種基于反射系數精確式的頁巖VTI儲層疊前混合反演方法，針對目前頁巖等VTI(具有垂直同相軸的橫向各向同性)介質的反演現存的難點問題，提出了一種將線性和非線性優化算法相結合的混合反演策略，并將VTI介質的反射系數精確式引入作為正演算子，用以提高頁巖等VTI介質的各向異性參數的反演精度。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種基于反射系數精確式的頁巖VTI儲層疊前混合反演方法，包括以下步驟：

步驟一：獲取PP波疊前角度道集，并從中提取地震子波，并建立用于反演的子波矩陣；

步驟二：獲取工區的井孔數據和三維層位解釋結果，建立反演所用的初始模型；

步驟三：預設線性反演循環迭代的最大迭代次數，開始線性反演循環迭代，利用初始模型和子波矩陣獲取合成地震記錄；

步驟四：利用初始模型計算反射系數精確式正演算子的偏導數；

步驟五：建立目標函數，基于正演算子的偏導數和合成地震記錄，計算目標函數的雅可比矩陣和偽海森矩陣；

步驟六：利用目標函數的雅可比矩陣和偽海森矩陣計算目標參數向量的更新方向，利用迭代格式更新目標參數向量；