[發明專利]一種超微分拉普拉斯塊約束的疊前多波聯合反演方法

在審

• 申請號: 202210322566.0
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114740528A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 徐長貴;王建花;袁全社;牛聰;王艷冬;凌云
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G06F17/15
• 代理公司: 天津心知意達知識產權代理事務所(普通合伙) 12260
• 代理人: 楊正律

本發明提供一種超微分拉普拉斯塊約束的疊前多波聯合反演方法，先基于地震數據提取統計子波，并基于測井數據統計該工區縱波速度、橫波速度以及密度的空間導數所滿足的分布規律，確定微分拉普拉斯分布中參數的選取，之后建立符合沉積模式和地震相的初始縱橫波速度和密度模型，然后通過褶積子波計算初始合成PP波與PS地震數據，并與真實地震數據進行比較計算殘差，進而求取正演算子對模型參數的導數，之后基于貝葉斯原理，加入超微分拉普拉斯分布塊約束，構建最大后驗概率意義下的反演目標函數，獲得反演結果，最后根據高斯牛頓法迭代，獲取最終的彈性參數反演結果，指導地層解釋和儲層預測，有效提高地震彈性參數反演的精度和有效性。

技術領域

本發明創造屬于油氣資源勘探中地震屬性預測技術領域，尤其是涉及一種超微分拉普拉斯塊約束的疊前多波聯合反演方法。

背景技術

地層彈性參數是描述地層性質的重要屬性，是地震振幅信息與儲層物性參數之間的橋梁。精確的彈性參數（如縱波速度、橫波速度和密度等）不僅可以用來進行地層解釋，并且可以從中獲取地層的物性參數（如孔隙度、滲透率和含水飽和度等），因此疊前彈性參數反演已經成為油氣勘探中的一項常規的工作流程。正問題的物理完備性是反問題得以成功求解的必要條件。現有技術中地震疊前正演方法一般為基于Zoeppritz方程及其線性近似式的正演，包括Aki-Richard近似式，Hilterman近似式，Simth-Gidlow近似式，Fatti近似式以及Gray近似式等，這些線性近似式都是在不同的假設條件下提出的，且方程中所用的地層彈性參數都不盡相同，因此，利用不同的近似式可以直接反演不同的地層彈性參數。相比于精確Zoeppritz方程，基于其線性近似式的反演在數學上較為簡單。由于線性近似，在所有的近似式中，反射系數與地層彈性參數之間均為線性關系，因此基于線性近似式的反演為線性反演方法；而精確Zoeppritz方程為非線性方程，因此基于精確式的反演明顯較為復雜。起初，疊前反演技術主要是基于Zoeppritz方程近似式的反演，但由于其近似式的諸多假設，例如小角度入射（入射角不超過30°），界面兩側彈性參數變化不大等，基于近似式的反演在精確上明顯不足，且容易產生假象，因此后來又有學者研究基于精確Zoeppritz方程的疊前反演方法。但精確Zoeppritz方程及其近似式，均是基于單一界面假設的，不考慮透射損失、轉換波及層間多次波，這與地震波在實際地層中的傳播情況明顯不符，同時也導致反演結果中存在諸多的假象。

目前主要的疊前反演技術均是基于純縱波（PP波）的反演。隨著四分量采集技術的發展，轉換波（PS波）信息越來越多的受到地球物理工作者的關注。相比于PP波，PS波穿過含流體儲層,特別是氣云區的能力更強，在地震剖面上能更好的成像，因此更加有利于儲層的反演。此外，PS波較之PP波對橫波速度和密度信息更加敏感，因此基于PP波和PS波的聯合反演不僅可以獲得準確的縱波速度信息，還可以更加準確的獲取橫波速度和密度信息。此外，由于正演算子的病態性，在反演中通常需要加入正則化項來使反演結果穩定。正則化項的選取對于反演結果的精度以及分辨率有著很大的影響，目前最普遍的正則化方式為高斯約束、柯西約束以及微分拉普拉斯約束。相比于高斯約束，后兩者對于反演結果的分辨率有很大的提升。盡管如此，柯西約束和微分拉普拉斯約束均有其各自使用的弊端，這些弊端影響著最終反演結果的質量。因此現有技術中的地震疊前反演方法主要存在以下問題：1、正演算子不能正確表征地震波在地下的真實傳播過程，這導致反演結果中存在著諸多假象；2、PP波在穿過含流體儲層時衰減嚴重，特別是儲層中存在氣云區時，因而其地震剖面上對于儲層區域的成像效果較差，影響反演結果，此外，PP波對于橫波速度和密度的敏感性較低，導致其二者的反演精度較低；3、基于常規的正則化項的反演不能很好的刻畫地層的塊狀性質，導致反演的分辨率下降，儲層邊界刻畫困難。

發明內容

本發明創造要解決的問題是旨在克服上述現有技術中存在的缺陷，提出一種超微分拉普拉斯塊約束的疊前多波聯合反演方法，以有效提高地震彈性參數反演的精度和有效性。

為解決上述技術問題，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種超微分拉普拉斯塊約束的疊前多波聯合反演方法，包括如下步驟：