一種疊後聲波阻抗反演方法

2023-09-19 09:01:00

一種疊後聲波阻抗反演方法
【專利摘要】本發明提供了一種疊後聲波阻抗反演方法，屬於油氣及煤層氣地震勘探與開發領域。本方法包括：(1)對疊後地震數據進行處理，使得疊後地震數據的頻譜與由測井數據得到的聲波阻抗的頻譜相匹配，從而獲得相對聲波阻抗數據；(2)構建用於基於模型反演的初始聲波阻抗模型或者變差函數；(3)對步驟(2)得到的初始聲波阻抗模型進行正演計算得到合成地震數據；(4)將合成地震數據與實際疊後地震數據進行比較，求得聲波阻抗模型的修改量，利用該修改量對初始聲波阻抗模型進行修改更新得到更新後的聲波阻抗模型，再對更新後的聲波阻抗模型進行正演計算得到合成地震數據；將其作為初始聲波阻抗模型，重複步驟(4)得到最終的反演結果。
【專利說明】一種疊後聲波阻抗反演方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於油氣及煤層氣地震勘探與開發領域，具體涉及一種疊後聲波阻抗反演 方法。

【背景技術】
[0002] 隨著油氣勘探開發的需要，儲層預測和精細描述越來越引起重視。圍繞這個目的 而開展的探索和研究也越來越多，地震反演就是最重要的一點。當反演的目標是波阻抗時， 稱之為波阻抗反演。目前的地震波阻抗反演按照所使用的資料分為疊後反演和疊前反演兩 大類，按照反演方法又可以分為直接反演和間接反演。直接反演就是直接從地震資料出發， 進行運算得到聲波阻抗。間接反演是從一個初始模型出發，合成地震記錄，然後構造目標函 數，最後求得目標函數在一定的範數意義下極值。無論哪種反演，其實質都是想去除子波的 影響，從而將地震剖面轉化為能與鑽井、地質等資料直接對比的形式，因此反演在許多情況 下提高了常規地震的解析度並提高了油藏參數研究的水平。
[0003] 疊後聲波阻抗反演概括起來不外乎有兩大類：基於反射係數逆公式的直接反演和 基於正演模型的迭代反演。
[0004] 基於反射係數逆公式的直接反演有道積分和遞推反演。地震道積分近似等於對數 波阻抗，但是該方法無法求得地層絕對波阻抗，而且使用時無法用地質或測井資料進行約 束。以稀疏脈衝反演為代表的遞推反演雖然更加精確和穩定，但是在實現和應用上都更復 雜。
[0005] 基於模型的反演可以分為確定性反演和隨機反演兩種。前者通常都是由測井、地 質以及地震資料給出一個確定性的初始模型，然後迭代反演，得到與地震資料最佳匹配的 地震波阻抗模型。這種反演方法，在井越多並且地震資料品質越好的情況下，給出的初始模 型更接近實際，其結果也就越可靠。但是直接由疊後地震資料解釋層位，一方面解析度低， 另一方面也受地震資料品質的影響。雖然目前廣泛使用的隨機反演可以通過地質統計的手 段提供多個符合統計參數要求的模型，但是其橫向變差函數還是受疊後地震資料品質的影 響，即用於計算縱向變差函數的測井以及地質資料的解析度與用於計算橫向變差函數的地 震資料的解析度不匹配。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的在於解決上述現有技術中存在的難題，提供一種疊後聲波阻抗反演 方法，在進行基於模型的反演之前，對地震資料進行處理，能快速而穩健地得到解析度更高 的剖面，從而在進行初始模型的建立或者變差函數的計算時，能生成一個既滿足測井和地 質資料解析度又滿足地震資料的模型，然後再進行基於模型的反演。
[0007] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0008] -種疊後聲波阻抗反演方法，包括以下步驟：
[0009] (1)對疊後地震數據進行處理，使得疊後地震數據的頻譜與由測井數據得到的聲 波阻抗的頻譜相匹配，從而獲得相對聲波阻抗數據；
[0010] (2)基於步驟（1)得到的相對聲波阻抗數據進行構造解釋，以構建用於基於模型 反演的初始聲波阻抗模型或者變差函數，如果構建的是變差函數，則再由變差函數進行隨 機模擬得到初始聲波阻抗模型；
[0011] (3)對步驟（2)得到的初始聲波阻抗模型進行正演計算得到合成地震數據；
[0012] (4)將合成地震數據與實際疊後地震數據進行比較，求得聲波阻抗模型的修改量， 利用該修改量對初始聲波阻抗模型進行修改更新得到更新後的聲波阻抗模型，再對更新後 的聲波阻抗模型進行正演計算得到合成地震數據；然後將更新後的聲波阻抗模型作為初始 聲波阻抗模型，重複步驟（4)直到合成地震數據與實際疊後地震數據在最小平方意義下最 接近時，此時的聲波阻抗模型即為最終的反演結果。
[0013] 所述步驟（1)具體包括：
[0014] (11)由測井數據計算得到所有井上的聲波阻抗：將聲波測井數據與密度測井數 據相乘；
[0015] (12)在以對數頻率為橫坐標、聲波阻抗為縱坐標的坐標軸的圖上進行線性擬合， 得到聲波阻抗頻譜；
[0016] (13)利用所述聲波阻抗頻譜對地震數據的頻譜進行整形：設計一個濾波器，濾波 器的脈衝響應為聲波阻抗頻譜，利用該濾波器對地震數據進行濾波處理；
[0017] (14)對經過整形後的地震數據進行-90度相位旋轉，獲得相對聲波阻抗數據。
[0018] 所述步驟（2)中進行構造解釋是指解釋地質層位與斷層。
[0019] 所述步驟（2)中構建用於基於模型反演的初始模型是這樣實現的：以構造解釋結 果為框架進行約束，然後在該框架內填入所述相對聲波阻抗數據，最後進行網格化，形成網 格化的初始聲波阻抗模型。
[0020] 所述步驟（2)中構建變差函數是這樣實現的：
[0021] 對於每一個網格點，首先根據儲層的平面展布以及厚度分別確定橫向變程範圍和 垂向變程範圍，然後分別在橫向和垂向上將此範圍內的所述相對聲波阻抗值數據進行統 計，獲得該點縱向和垂向實驗變差函數曲線，最後利用變差函數模型對該曲線進行擬合，以 確定變差函數模型中的參數，從而最終得到該點的變差函數。
[0022] 所述步驟（3)是這樣實現的：
[0023] 對步驟⑵得到的初始聲波阻抗模型，由公式⑴得到反射係數模型，然後由公式 (2)進行正演計算得到合成地震數據：

【權利要求】
1. 一種疊後聲波阻抗反演方法，其特徵在於：所述方法包括以下步驟： (1) 對疊後地震數據進行處理，使得疊後地震數據的頻譜與由測井數據得到的聲波阻 抗的頻譜相匹配，從而獲得相對聲波阻抗數據； (2) 基於步驟（1)得到的相對聲波阻抗數據進行構造解釋，以構建用於基於模型反演的 初始聲波阻抗模型或者變差函數，如果構建的是變差函數，則再由變差函數進行隨機模擬 得到初始聲波阻抗模型； (3) 對步驟（2)得到的初始聲波阻抗模型進行正演計算得到合成地震數據； (4) 將合成地震數據與實際疊後地震數據進行比較，求得聲波阻抗模型的修改量，利用 該修改量對初始聲波阻抗模型進行修改更新得到更新後的聲波阻抗模型，再對更新後的聲 波阻抗模型進行正演計算得到合成地震數據；然後將更新後的聲波阻抗模型作為初始聲波 阻抗模型，重複步驟（4)直到合成地震數據與實際疊後地震數據在最小平方意義下最接近 時，此時的聲波阻抗模型即為最終的反演結果。
2. 根據權利要求1所述的疊後聲波阻抗反演方法，其特徵在於：所述步驟（1)具體包 括： (11) 由測井數據計算得到所有井上的聲波阻抗：將聲波測井數據與密度測井數據相 乘； (12) 在以對數頻率為橫坐標、聲波阻抗為縱坐標的坐標軸的圖上進行線性擬合，得到 聲波阻抗頻譜； (13) 利用所述聲波阻抗頻譜對地震數據的頻譜進行整形：設計一個濾波器，濾波器的 脈衝響應為聲波阻抗頻譜，利用該濾波器對地震數據進行濾波處理； (14) 對經過整形後的地震數據進行-90度相位旋轉，獲得相對聲波阻抗數據。
3. 根據權利要求2所述的疊後聲波阻抗反演方法，其特徵在於：所述步驟（2)中進行構 造解釋是指解釋地質層位與斷層。
4. 根據權利要求3所述的疊後聲波阻抗反演方法，其特徵在於：所述步驟（2)中構建用 於基於模型反演的初始模型是這樣實現的：以構造解釋結果為框架進行約束，然後在該框 架內填入所述相對聲波阻抗數據，最後進行網格化，形成網格化的初始聲波阻抗模型。
5. 根據權利要求4所述的疊後聲波阻抗反演方法，其特徵在於：所述步驟（2)中構建變 差函數是這樣實現的： 對於每一個網格點，首先根據儲層的平面展布以及厚度分別確定橫向變程範圍和垂向 變程範圍，然後分別在橫向和垂向上將此範圍內的所述相對聲波阻抗值數據進行統計，獲 得該點縱向和垂向實驗變差函數曲線，最後利用變差函數模型對該曲線進行擬合，以確定 變差函數模型中的參數，從而最終得到該點的變差函數。
6. 根據權利要求5所述的疊後聲波阻抗反演方法，其特徵在於：所述步驟（3)是這樣實 現的： 對步驟（2)得到的初始聲波阻抗模型，由公式（1)得到反射係數模型，然後由公式（2) 進行正演計算得到合成地震數據：

【文檔編號】G01V1/28GK104122581SQ201310155533
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】劉百紅, 嶽承琪, 任躍華, 鄭四連 申請人: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