测井约束反演技术在王541地区储层预测中的应用
ept软件模块培训教材_弹性波阻抗反演
EPT软件/功能模块 培训系列教材 GMAX v1.0 – Elastic Impedance Inversion 弹性波阻抗反演 1.模块功能 2.原理和方法 3.参数和使用说明 4.应用注意事项 EPT公司 https://www.360docs.net/doc/ec2247006.html,, https://www.360docs.net/doc/ec2247006.html,
1.模块功能 弹性波阻抗反演（EI）是叠前地震反演重要方法之一。基于流体置换模型技术，应用纵波声波时差、密度、泥质含量、孔隙度、含水饱和度和骨架、流体的各种弹性参量，反演井中横波速度。根据井中纵波速度、横波速度和密度计算井中弹性波阻抗，在复杂构造框架和多种储层沉积模式的约束下，采用地震分形插值技术建立可保留复杂构造和地层沉积学特征的弹性波阻抗模型，使反演结果符合研究区的构造、沉积和异常体特征。采用广义线性反演技术反演各个角度的地震子波，得到与入射角有关的地震子波。在每一个角道集上，采用宽带约束反演方法反演弹性波阻抗，得到与入射角有关的弹性波阻抗。最后对不同角度的弹性波阻抗反演纵横波阻抗，进而获得泊松比等弹性参数, 对储层的几何、物性和含流体特性进行精细描述。叠前地震弹性参数反演的关键技术包括: ◆基于流体替换模型的井中横波速度反演技术 ◆与偏移距有关的子波反演 ◆复杂地质构造情况下弹性阻抗建模 ◆纵横波阻抗、泊松比、拉梅系数和剪切模量反演 2.原理和方法 地震反射振幅不仅与分界面两侧介质的地震弹性参数有关，而且随入射角变化而变化。叠前弹性波阻抗反演技术利用不同炮检距的地震数据及横波、纵波、密度等测井资料，联合反演出与岩性、含油气性相关的多种弹性参数，综合判别储层物性及含油气性。正是由于叠前弹性波阻抗反演利用了大量地震及测井信息，所以进行多参数分析的结果较叠后声阻抗反演在可信度方面有很大提高，可对含油气性进行半定量—定量描述。 传统的A VO 和岩石物理分析是提取和分析纵横波速度的异常变化来确定孔隙流体和岩性的变化。纵横波速度和密度对反射系数的重要性，可以从平面波的Zoeppritz方程中看出。但是，在波动方程中，Md2U/dX2= d2U/dX2，（U是位移），其表达式并不与地震波速度直接相关，而与岩石密度和弹性模量相关。因此，直接考虑泊松比、拉梅系数和岩石剪切模量比采用地震波速度能更好地反映岩石物理特征。地震的纵波速度与含孔隙流体岩石特征的关系是靠体变模量K
波阻抗反演及其在隐蔽圈闭预测中的应用
文章编号:1001-6112(2004)01-0063-05 波阻抗反演及其在隐蔽圈闭预测中的应用 柏 涛1,徐志伟2 (1.吉林大学地球科学学院,吉林长春 130026;2.吉林油田,吉林松原 131100) 摘要:笔者应用波阻抗反演地震剖面结合测井、岩心资料研究了松辽盆地南部青山口组和姚家组的层序,共识别出9个层序,20个体系域,建立了该区的层序地层格架。通过对波阻抗反演地震剖面进行层序地层、沉积微相、构造解释,共识别出5种类型的隐蔽圈闭,即地层超覆、砂岩透镜体岩性、构造-岩性、断层-岩性和砂岩上倾尖灭型圈闭,并总结了它们在层序地层格架内的分布规律。 关键词:沉积微相;层序地层;隐蔽圈闭;波阻抗反演中图分类号:TE122.3 文献标识码:A 地震记录中获取具有真实地质意义的地层参 数,一直是石油地质学家和地球物理学家的研究目标。各种地震反演技术正是在这一实际需求的刺激之下兴起的,波阻抗反演是其中最成熟的一种地震反演技术。目前波阻抗反演有多种计算方法,如神经网络算法[1]及地震和测井资料联合反演算法[2]。 本次采用的是宽带约束反演。宽带约束反演是用井中测得的波阻抗作为初始模型和约束条件,应用随机反演理论,与最优化计算技术相结合进行空间外推,从而获得最佳宽带波阻抗剖面[3]。这种技术能很好地将测井垂向上的高分辨率与地震在横向上的连续性结合起来,使地震对储层的预测精度大大提高[4]。理论及实践表明,它是解决砂体展布、沉积微相识别和落实岩性圈闭的重要手段[5]。 1 方法原理 在层状介质条件下,地层波阻抗与反射系数之间的关系为: I i =I i -1×(1+R i )/(1-R i ) 式中,I 和R 分别为地层波阻抗和反射系数。假定给定的N 层地质模型波阻抗初始值为I 0(0),对上式两边取对数并作级数展开,略去高次项有: L (i )=L (0)+Σi j =1 2R j I =1,2,…,N 式中,L (i )为对数波阻抗。这即为约束反演的基本原理。 为确保在实际处理过程中运算稳定并易于加入约束条件,采用共轭梯度法,通过多次迭代修改初始模型,逐步逼近求取地层波阻抗。 2 处理流程 利用F ocus 或ProM AX 系统处理得到高保真纯地震数据,从地质模型出发,通过不断修正、更新地层模型,使模型正演合成地震道与实际地震道达到最佳吻合,得到最终反演结果(图1)。 图1 处理流程图Fig.1 Flow chart of processing 收稿日期:2003-01-27;修订日期:2003-11-05. 作者简介:柏 涛(1976— ),男,(汉族),吉林省松原市人,博士生,主要从事隐蔽油气藏勘探研究.第26卷第1期2004年2月 石 油 实 验 地 质 PETR OLEU M GEOLOG Y &EXPERIMENT V ol.26,N o.1 Feb.,2004
地震波层析成像反演方法及其研究综述
No.13,2010 现代商贸工业 Modern Bus iness Trade Industry2010年第13期 地震波层析成像反演方法及其研究综述 冯 微 (长江大学物理科学与技术学院,湖北荆州434025) 摘 要:通过研究利用初至波走时的层析反演方法建立近地表速度模型,提供近地表地下介质的速度信息,进一步为静校正或浅层工程勘探服务。 关键词:速度建模;层析成像;初至波 中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1672 3198(2010)13 0368 01 地震勘探是利用人工在地表激发和接收地震波,再对地震波作分析处理以及解释而得到地下构造信息和岩性信息的一种方法。在整个地震勘探过程中,精确的求取地震波在地下介质中的传播速度,一直是地震勘探的核心问题之一。尤其在地表条件较复杂的区域,地表速度的横向剧烈变化会严重影响中深层目的层的成像效果。近地表速度不准确,将会直接影响到速度分析、偏移成像的质量以及静校正的精度等地震勘探的各个环节和最终的勘探成果。 1 地震面波及波形反演 利用面波进行结构反演一直是了解地球介质结构的重要途径。近几年来,在面波理论和面波反演方面做了大量工作。陈蔚天和陈晓非(2001)提出了一种求解水平层状海洋-地球模型中面波振型问题的新算法,它简洁、高效,彻底消除了高频情况下数值计算的精度失真问题。张碧星等(2000,2002)对瑞利波勘探中 之字形频散曲线形成的物理机理和多模性问题进行了理论分析,研究了诸波模的传播特性及相互关系,以及地表下低速层介质的位置、厚度及其它参数对 之字形频散曲线的相互影响.在面波反演理论方面,朱良保等(2001)通过保角变换,把面波群速度的反演变成了球谐系数的线性化反演,使其计算速度快,等值线光滑,构造界限清晰。众多研究者根据从面波资料求出的频散曲线,对不同地区的地下速度结构作了反演,揭示了横向结构差异的广泛存在。 根据走时反演地下结构是获取结构信息的经典做法。刘伊克等(2001)根据三维地震观测的初至走时数据,利用最小平方与QR分解相结合的算法,在三维空间重建近地表低降速带速度模型。同时,采用分形算法克服了初至波波形差异以及折射波相位反转导致的拾取误差,实现了三维初至拾取的大规模全自动化运算。李录明等(2000)针对地震勘探中的复杂地表问题,提出了一套地震初至波表层模型层析反演方法.它利用地震直达波、回折波、折射波以及三者组合的初至波和层析反演方法具有的纵、横向变速优势,实现适应速度任意变化的复杂表层模型反演。 在利用远震体波接收函数反演地下结构方面。钱辉等(2001)对接收函数反演地壳结构速度的算法作了分析,使之适应正演参数的变化,并利用天然地震接收函数揭示了青藏高原东部地壳结构。 近年来,非线性反演越来越受到重视,许多研究者把新的最优化理论引入地震学反演中。孟洪鹰和刘贵忠(1999)提出了多尺度地震波形反演的小波变换方法。对于一维非线性地震波形反演问题,此方法和已有的简单迭代法及多重网格法比较表明,此方法更为有效。杨峰和聂在平(2000)提出了用于二维轴对称非均匀介质结构的反演和成像的一种新的反演迭代方法变分玻恩迭代方法.与传统的玻恩迭代方法相比,其收敛速度和成像质量均有较大改善。 2 地震勘探、测井问题中的地震波研究及其它 在地震勘探和测井方面,许多研究者针对实际问题,提出了新的方法。沈建国和张海澜(2000)计算了井内靠近井壁的偏心声源激发的声场,得到了在井壁不同位置的接收波形,分析了直达波、井壁反射波、纵波、横波和面波在这些波形中的反映。为了处理横向强变速介质中的深度成像问题,程玖兵等(2001)提出一种基于共炮道集的优化系数的傍轴近似方程叠前深度偏移算子,在基于反射系数估算的成像条件下,可实现叠前深度偏移成像。陈生昌等(2001)实现了一种基于拟线性Born近似的叠张海明等:地震波研究前深度偏移方法,扩大了拟线性Born近似的应用范围,使其能够适应更强的横向速度变化。张美根和王妙月(2001)利用有限元法和最小走时射线追踪的界面点法,实现了各向异性弹性波的叠前逆时偏移.陈志德等(2002)利用叠前深度域地震成像对速度模型变化的敏感性,采用偏移迭代逐次逼近最佳成像速度,研究开发了一套快捷有效的三维叠前深度偏移深度域速度模型建立技术。顾汉明等(2002)在频率-波数域中采用解析法,解出多层条件下海底实测的多分量地震数据分解成上行和下行P波和S波的算法,导出海底各层地震反射系数随入射角变化(简称RVA)的递推计算公式。金胜汶等(2002)给出了一种高效率、高精度的炮检距域叠前深度偏移方法,并得到各个不同照射角下的成像结果。 3 讨论和结论 地震波理论是固体地球物理学研究的重要基础.地震波研究领域的任何实质性进展都会促进固体地球物理学的发展.在过去的4年里,中国地球物理学家在该领域做了很多有意义的研究工作,其中不乏创新性的理论工作.当前地震波研究领域的重要课题包括: (1)复杂地球介质中地震波激发与传播理论; (2)高效计算三维介质中地震波传播的数值方法; (3)利用先进的地震波数值模拟方法,开展设定地震与强地面运动的数值模拟研究,为精细的地震危险分析与预测奠定基础。 参考文献 [1]周庆凡.我国天然气发展前景广阔[J].中国石化,2009. [2]刘英祥.我国天然气价格与天然气发展问题研究[J].企业经济, 2009. [3]牛建娣.我国天然气市场供需状况及发展对策分析[D].对外经济 贸易大学,2007. ! 368 !
反演原理及公式介绍工科
第一章反演理论 第一节基本概念 一．反演和正演 1．反演 反演是一个很广的概念，根据地震波场、地球自由振荡、交变电磁场、重力场以及热学等地球物理观测数据去推测地球内部的结构形态及物质成分，来定量计算各种有关的物理参数，这些都可以归结为反演问题。在地震勘探中，反演的一个重要应用就是由地震记录得到波阻抗。 有反演，还有正演。要正确理解反演问题，还要知道正演的概念。 2．正演 正演和反演相反，它是对一个假设的地质模型，给定某些参数（如速度、层数、厚度）用理论关系式（数学模型）推导出某种可测量的量（如地震波）。在地震勘探中，正演的一个重要应用就是制作合成地震记录。 3．例子 考虑地球内部的温度分布，假定地球内部的温度随深度线性增加，其关系式可表示成：T(z)=a+bz 正演：给定a和b，求不同深度z的对应温度T(z) 反演：已经在不同点z测得T(z)，求a和b。 二．反演问题描述和公式表达的几个重要问题 1．应用哪种参数化方式——离散的还是连续的？ 2．地球物理数据的性质是什么？观测中的误差是什么？ 3．问题能不能作为数学问题提出，如果能够，它是不是适定的？ 4．对问题有无物理约束？ 5．能获得什么类型的解，达到什么精度？要求得到近似解、解的范围、还是精确解？ 6．问题是线性的还是非线性的？ 7．问题是欠定的、超定的、还是适定的？ 8．什么是问题的最好解法？ 9．解的置信界限是什么？能否用其它方法来评价？ 第二节反演的数学基础
一．解超定线性反问题 1．简单线性回归 可利用最小平方法确定参数a 、b 使误差的平方和最小。 ??? ? ???∑-∑∑∑-∑=-=∑∑-=2 2)()(x x n y x xy n b x b y n x b y a （1-2-1） 拟合公式为： bx a y +=? （1-2-2） 该方法的公式原来只适用于解超定问题，但同样适用于欠定问题，当我们有多个参数时，称为多元回归，在地球物理领域广泛采用这种方法。此过程用矩阵形式表示，则称为广义最小平方法矩阵方演。 2．非约束最小平方法反演——广义矩阵方法 由前面讨论可知，参数估计的最小平方方法用矩阵公式表示，所得到的算法等价于一个或多个模型参数的一个或多个数据集反演，步骤为： 问题定义→矩阵公式→最小平方解 线性问题采用广义矩阵形式 d=Gm （1-2-3） 对于精确的数据模型，参数m 为 m=G -1d （1-2-4） 但是由于试验误差，实际数据将不能精确拟合获得，故采用最小平方法求解。解的矩阵表示式为 d G G G m T T 1][?-= （1-2-5） 上式具体计算时可用奇异值分解方法 G=U ∧V T 最后，得 m ?=（G T G ）-1G T d=V ∧-1U T d （1-2-6）
地震波阻抗反演方法综述
地震波阻抗反演方法综述 一、地震反演技术研究现状 地震反演方法是一门综合运用数学、物理、计算机科学等学科发展起来的新技术新方法，每当数学方法、物理理论有了新的认识和发展时，就会有新的地震反演技术、方法的提出。随着计算机技术的不断发展、硬件设施的不断升级，这些方法技术得到了实践验证和提升，反过来地震反演技术运用中出现的新问题、新思路又不断促使数学方法、地球物理学理论的再次发展。时至今日，地震反演技术仍然是一个不断发展、不断成熟、不断丰富着的领域。 反演是正演的逆过程，在地震勘探中正演是已知地下的地质构造情况、岩性物性分布情况，根据地震波传播规律和适当的数学计算方法模拟地震波在地下传播以及接收地震波传输到地表信息的过程。地球物理反演就是使用已知的地震波传播规律和计算方法，将地表接收到的地震数据通过逆向运算，预测地下构造情况、岩性物性分布情况的过程。地震波阻抗正演是对反演的理论基础和实现手段。 1959年美国人Edwin Laurentine Drake在宾夕法尼亚州开凿的第一口钻井揭开了世界石油工业的序幕。从刚开始的查看地质露头、寻找构造高点寻找石油，到通过地震剖面的亮点技术寻找石油，再到现在运用多种科学技术手段进行油气资源的预测，石油勘探经历了一个飞速的发展历程。 声波阻抗（AI）是介质密度和波在介质中传播速度的乘积，它能够反映地下地质的岩性信息。声波阻抗反演技术是20世纪70年代加拿大Roy Lindseth博士提出的，通过反演能够将反映地层界面信息的地震数据变为反映岩性变化的波阻抗（或速度）信息。由于波阻抗与地下岩石的密度、速度等信息紧密联系，又可以直接与已知地质、钻井测井信息对比，因此广泛应用于储层的预测和油藏描述中，深受石油工作者的喜爱。70年代后期，从地震道提取声波资料的合成声波技术得到了快速发展，以此为基础发展的基于模型的一维有井波阻抗反演技术，提高了反演结果的可靠性。进入80年代，Cooke等人将数学中的广义线性方法运用于地震资料反演，提出了广义线性地震反演。此后Seymour等人又提出了测井声波资料和地震数据正反演相结合求取地下声波阻抗的测井约束反演，大大拓宽了反演结果的纵向分辨能力。 90年代，在基于前人对地质统计学研究的基础上Bortoli和Haas提出了地质统计学反演，Dubrule等人对该方法进行了改进和推广。在国内随着油田对地震反演技术的广泛应用，以周竹生为主提出的地震、地质和测井资料联合反演方法，将地质信息引入地震反演中，提高的反演结果与地质认识的联系，克服了线性反演存在的缺陷。1996年，李宏兵等人将宽频带约束方法应用于递推反演并对其进行改进，减弱了噪音对反演结果的影响。 1999年，任职于英国石油公司的Connolly在《弹性波阻抗》一文中介绍了弹性波阻抗（EI）的概念和计算方法，阐述了不同入射角度（偏移距）地震道集部分叠加反演波阻抗随入射角之间的关系，但是该方法求取的弹性阻抗随入射角变化很大，无法与常规叠后反演波阻抗直接比较，因此推广应用较为困难。2002年，Whitcombe通过修正Patrick Connolly的计算公式，得到了弹性波阻抗的归一化求取方法，消除了弹性阻抗随入射角变化大的难题。2003年，西北大学马劲风教授从Zoeppritz方程简化出发提出了广义弹性波阻抗的概念，克服了以往波阻抗反演要求地震波垂直入射到地表的假设条件，推导出了任意入射角下纵波反射系数的递推公式，提高了中等入射角度下弹性波阻抗反演的精度。
测井新技术评价方法在缝洞型储层中的应用
测井新技术评价方法在缝洞型储层中的应用 陈振标，李军，张超谟 （油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学）） 摘要：缝洞型储集层具有极强的非均质性，空隙空间复杂，孔隙度低；常规测井信息及测井解释理论在这类储层的解释与评价中存在较大的局限性。根据缝洞型储层特点,充分利用核磁共振、电阻率 成像、偶极子声波等测井新技术定量确定孔、洞、缝特征，并研究了洞缝发育程度与产能的关 系。针对缝洞型储层建立了一套基于新技术的孔隙结构研究、储层划分、储层参数建模及流体 性质识别等方法。这些方法在塔里木盆地X地区及四川盆地Y地区的缝洞型储层评价中取得了 较好的应用效果。 关键词：缝洞型储层，核磁共振，电阻率成像，斯通利波，测井解释与评价 The Application of New Logging Technique in Fractured-vuggy Reservoir Abstract: Fractured-vuggy reservoir is characterized by high heterogeneous, complex void space, low porosity. The conventional well logging information and interpretation theory have bigger limitation in the interpretation and evaluation of this reservoir. According to the characteristic of fractured-vuggy reservoir, we take full use of the NMR, FMI, DSI and other new technique tools to determine the characteristic of pore, vug and fracture quantitatively and study the relation of the development level of fracture-vug with deliverability. In this study, basing on new logging technique, we establish a set of methods of reservoir void space structure study, reservoir delineation, reservoir parameters modeling and fluid identification and so on .These methods obtain good application effect in the fractured-vuggy reservoir of X area in Tarim basin and Y area in Sichuan basin. Keywords: fractured-vuggy reservoir, NMR, FMI, Stoneley wave, logging evaluation 前言 缝洞型储层在纵向与横向上均具有极强的非均质性，空隙空间复杂，孔隙度低。传统常规测井信息及测井解释理论难以较准确地描述此类复杂储层的四性特征和定量计算各地质参数。微电阻率扫描成像、核磁共振成像、井周声波扫描成像、交叉偶极声波测井等现代测井技术,为复杂储层的地质评价提供了更丰富的信息资源,可以更精细地开展储层储集空间结构分析、孔喉渗流特性分析、岩石非均质和各向异性分析、裂缝类型和有效性评价、储层参数建模、流体性质识别、以及沉积特征与地质构造解释等。 本文根据该缝洞型储层特点,充分利用核磁共振，电阻率成像、偶极子声波等测井新技术定量确定孔、洞、缝特征，并研究了洞缝发育程度与产能的关系。针对缝洞型储层建立了一套基于新技术的孔隙结构研究、储层划分、储层参数建模及流体性质识别等方法。这些方
缝洞型储层测井综合评价与流体识别方法研究
缝洞型储层测井综合评价与流体识别方法研究塔河油田托甫台井区奥陶系碳酸盐岩地层属于局限台地～开阔台地相沉积,本次研究目的层一间房组地层属于滩间海-生屑、砾屑滩沉积,局部沉积海绵障积礁。奥陶系中上统地层在海西运动早期和晚期经过两次抬升,使地层出露地表,经过严重的风化和剥蚀,因此造成了奥陶系碳酸盐岩储层包括溶蚀孔洞、裂缝和洞穴等多种储集空间,储集空间复杂,导致了储层有很强的非均质性和各向异性。 这使得储层的储集性和渗透性变化异常复杂,增加了测井综合评价和流体识别的难度。本文充分利用塔河油田托甫台井区的地质、录井、岩心等资料,依据大量的测井曲线分析,针对奥陶系一间房组非均质性碳酸盐岩储层,研究缝洞型碳酸盐岩储层参数计算方法和储层的岩性、含流体类型的判别方法,并依据这些方法对研究区内的目的层进行测井综合评价,总结缝洞型储层测井综合评价的规律,并建立适用于研究区的测井综合评价系统,解决缝洞型碳酸盐岩储层测井解释和流体识别的难点,提高利用测井技术预测储层和识别储层内流体性质的符合率,降低勘探开发的风险。 本次研究主要是针对塔河油田托甫台井区缝洞型碳酸盐岩储层评价亟待解决的问题,从以下几个方面展开研究：1、以岩心薄片分析和录井岩性描述为依据,研究缝洞型碳酸盐岩储层中不同岩性的测井响应特征。2、研究适用于缝洞型碳酸盐岩储层参数计算模型,依据模型准确的计算储层参数。 3、采用多种方法挖掘储层岩性在测井响应上的差异,根据不同岩性的测井响应特征,建立岩性识别的方法。 4、对奥陶系一间房组储层进行综合评判,建立利用测井资料评价缝洞型碳酸盐岩储层的评价标准。 5、基于生产资料和测试资料,采用多种方法判别储层内流体类型,建立适用
储层参数的反演研究
储层参数的反演研究 研究双相介质中地震波的传播规律，并建立基础地球物理模型具有实际需求与意义，采用BISQ模型对储层参数进行定量描述，研究了岩石物理参数之间的变化关系，为储层参数反演做理论依据，储层参数反演又为地球物理解释提供依據。 标签：储层参数；反演；BISQ模型； 1 概述 从地球物理数据反演储层参数（孔隙度、含水饱和度和渗透率）是一个难题。解决这个问题的方法之一是使用一个岩石物理模型建立地震测量数据和储层参数之间的关系，就是根据地震实际数据，使用统计或确定性方法来反演储层参数。 对于储层参数反演岩石物理模型是很重要的。更准确的模型，能得到更准确的反演参数。Gassmann-Biot理论（Gassmann，1951；毕奥Biot 1956，1962）已证明是一个有用的模型来描述各种岩石和沉积物的类型[1-3]。然而，它也是众所周知的，在地表面和井间地震测量上某些储层岩石在频率范围内使用Biot理论，并不能充分描述出波的衰减和扩散。 Biot流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中固-流相互作用的两种力学机制。长期以来，孔隙介质中的这两种力学机制被完全隔裂。这两种机制其实是同时存在的，Biot流动力学机制描述的是宏观现象，喷射流动机制反映的是局部特征，这两种机制对弹性波的衰减和频散均产生影响[4]。Dvorkin和Nur（1993）针对孔隙各向同性一维问题，将流体和固体相互作用的这两种力学机制有机地结合起来，提出了统一的Biot-Squirt（BISQ）模型。在实践中，使用BISQ模型将孔隙率、渗透率和衰减联系起来，同时比较于Biot模型使用试验性的数据，并取得了很好的定性解释[5]。下图1所示为BISQ模型图。 2 BISQ模型分析与基本原理 建立双相介质理论的文献可以追溯到Biot（1956）发表论文6年后，Biot 对该理论进行了进一步的优化。Biot理论提出：以各向同性地质体构成的骨架，在骨架中填充饱和流体，该流体存在一定的可压缩性且与固体之间存在相互运动。 Burridge和Keller（1981）对具有可压缩粘性流体的多孔弹性固体的Biot理论进行了进一步研究，其推导了基于固体中线性弹性方程和流体中的线性Navier-Stokes方程。当流体的粘度小时，得到的一般方程式就成为Biot的一般方程式。在Biot的模型中，通过粘性摩擦和惯性耦合，孔隙流体被迫参与固体的振荡运动。在地震波传播期间，不同的流体流动机制与通过地震波变形的裂缝中孔隙流体的喷射有关。Mavko和Nur（1979）已经表明，与Biot模型相比，
测井约束地震反演进行预测的原理和过程
中国矿业大学（北京） 研究生课程考试试卷 考试科目油气藏评价与开发技术 考试时间2017年2月26号 学号TSP1600201017 姓名李泽辰 所属学院地球科学与测绘工程学院 类别（硕士、博士、进修生）硕士
评分及评语（由阅卷人填写）： 阅卷人签名：任课教师签名：时间：时间：
测井约束地震反演进行预测的原理和过程 摘要:测井资料具有很高的纵向分辨率, 但在横向上探测范围却很小;地震资料在横向上可连续追踪地层信息，但其纵向分辨率却受到记录频带的限制而远远低于测井信息。采用普通地震资料进行反演，通常受地震频带宽度的限制，其精度和分辨率都不能满足油田开发对薄砂层的要求。测井约束地震反演从地质模型出发将测井与三维地震资料有机结合，以地震解释的层位或层序为基础，从井点出发内插外推，形成初始波阻抗模型，再通过不断修改、更新模型，使模型正演合成地震资料与实际地震数据吻合度最高，则该最终模型的数据便是反演结果。关键词测井约束地震反演储层预测 从20世纪80年代初开始,广泛利用波阻抗反演技术进行储层预测收到了很好的效果; 90年代,在波阻抗反演基础上发展起来的测井约束地震反演技术应用日趋广泛,并有很多成功的实例。测井约束反演作为一种储集层横向预测技术,以测井资料丰富的高频信息和完整的低频成分补充地震资料有限带宽的不足,综合地质认识等信息作为约束条件,可以得到高精度的波阻抗资料,弥补了普通的地震剖面不能分辨薄层砂体的不足。 1 井约束条件下储层反演的基本原理 井约束条件下的储层反演是基于褶积模型的地震道反演, 从测井曲线出发, 用井的波阻抗模型作为反演的初始模型,进而求取反射系数序列, 从井旁地震道提取地震子波,用所求得的地震子波与反射系数序列褶积生成合成记录, 比较合成记录与地震道的误差。当误差达到最小时,其波阻抗模型就作为井旁道反演后的波阻抗曲线, 按地震解释层位建立模型, 把测井声阻抗曲线沿此模型横向外推, 充分利用测井资料丰富的高频信息和完整的低频成份补充地震带宽的不足,
地震反演方法概述
地震反演方法概述 地震反演：由地震信息得到地质信息的过程。 地震反射波法勘探的基础在于：地下不同地层存在波阻抗差异，当地震波传播有波阻抗差异的地层分界面时，会发生反射从而形成地震反射波。地震反射波等于反射系数与地震子波的褶积，而某界面的法向入射发射系数就等于该界面上下介质的波阻抗差与波阻抗和之比。也就是说，如果已知地下地层的波阻抗分布，我们可以得到地震反射波的分布，即地震反射剖面。即由地层波阻抗剖面得到地震反射波剖面的过程称为地震波阻抗正演，反之，由地震反射剖面得到地层波阻抗剖面的过程称为地震波阻抗反演。 叠前反演主要是指AVO反演，通过AVO反演，可以获得全部的岩石参数，如：岩石密度、纵横波速度、纵横波阻抗、泊松比等。叠前反演与叠后反演的根本区别在于叠前反演使用了未经叠加的地震资料。多道叠加虽然能够改善资料的品质，提高信噪比，但是另一方面，叠加技术是以东校正后的地震反射振幅、波形等特征不随炮检距变化的假设为基础的。实际上，来自同一反射点的地震反射振幅在不同炮检距上是不同的，并且反射波形也随炮检距的变化而发生变化。这种地震反射振幅、波形特征随炮检距的变化关系很复杂，主要原因就在于不同炮检距的地震波经过的地层结构、弹性性质、岩性组合等许多方面都是不同的。叠加破坏了真实的振幅关系，同时损失了横波信息。叠前反演通过叠前地震信息随炮检距的变化特征，来揭示岩性和油气的关系。叠前反演的理论基础是地震波的反射和透射理论。理论上讲，利用反射振幅随入射角的变化规律可以实现全部岩性参数的反演，提取纵波速度、横波速度、纵横波速度比、岩石密度、泊松比、体积模量、剪切模量等参数。 叠后地震剖面相当于零炮检距的自激自收记录。与叠前反演不同，叠后反演只能得到纵波阻抗。虽然叠后反演与叠前反演想必有很多不足之处，但由于其技术方法成熟完备，到目前为止，叠后反演仍然是主流的反演类型，是储层预测的核心技术。 介绍几种叠后反演方法： 1）道积分：利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗（速度）的直接反演方法。因为它是在地层波阻抗随深度连续可微的条件下推导出来的，因而又称为连续反演。 原理简述： 上述公式表示，反射系数的积分正比于波阻抗Z的自然对数，这是一种简单的相对波阻抗概念。 适用条件及优缺点 与绝对波阻抗反演相比，道积分的优点：1.递推时累积误差较小；2.计算简单，不需要反射系数标定；3.无需钻井控制，在勘探储气即可推广使用。 缺点：1.由于这种方法受到地震固有频宽的限制，分辨率低，无法适用于薄层解释的需要；2.需要地震记录经过子波零相位化处理；3.无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数；4.这种方法在处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制，因而结果比较粗略。 2）递推反演方法：根据反射系数进行递推计算地层波阻抗或层速度，其关键在于由原始地震记录估算反射系数和波阻抗，测井资料不直接参入反演，只起到标定和质量控制的作用。因此又称为直接反演。 原理简述： 利用以上公式，可以从声波时差曲线及密度曲线上（没有密度曲线时可以利用Gardnar 公式进行换算）选择标准层波阻抗作为基准波阻抗，将反褶积得到的反射系数转为波阻抗。
地震波阻抗反演方法综述
地震波阻抗反演方法综述、地震反演技术研究现状 地震反演方法是一门综合运用数学、物理、计算机科学等学科发展起来的新技术新方法，每当数学方法、物理理论有了新的认识和发展时，就会有新的地震反演技术、方法的提出。随着计算机技术的不断发展、硬件设施的不断升级，这些方法技术得到了实践验证和提升，反过来地震反演技术运用中出现的新问题、新思路又不断促使数学方法、地球物理学理论的再次发展。时至今日，地震反演技术仍然是一个不断发展、不断成熟、不断丰富着的领域。 反演是正演的逆过程，在地震勘探中正演是已知地下的地质构造情况、岩性物性分布情况，根据地震波传播规律和适当的数学计算方法模拟地震波在地下传播以及接收地震波传输到地表信息的过程。地球物理反演就是使用已知的地震波传播规律和计算方法，将地表接收到的地震数据通过逆向运算，预测地下构造情况、岩性物性分布情况的过程。地震波阻抗正演是对反演的理论基础和实现手段。 1959 年美国人Edwin Laurentine Drake 在宾夕法尼亚州开凿的第一口钻井揭开了世界石油工业的序幕。从刚开始的查看地质露头、寻找构造高点寻找石油，到通过地震剖面的亮点技术寻找石油，再到现在运用多种科学技术手段进行油气资源的预测，石油勘探经历了一个飞速的发展历程。 声波阻抗（AI ）是介质密度和波在介质中传播速度的乘积，它能够反映地下地质的岩性信息。声波阻抗反演技术是20 世纪70 年代加拿大Roy Lindseth 博士提出的，通过反演能够将反映地层界面信息的地震数据变为反映岩性变化的波阻抗（或速度）信息。由于波阻抗与地下岩石的密度、速度等信息紧密联系，又可以直接与已知地质、钻井测井信息对比，因此广泛应用于储层的预测和油藏描述中，深受石油工作者的喜爱。70 年代后期，从地震道提取声波资料的合成声波技术得到了快速发展，以此为基础发展的基于模型的一维有井波阻抗反演技术，提高了反演结果的可靠性。进入80 年代，Cooke 等人将数学中的广义线性方法运用于地震资料反演，提出了广义线性地震反演。此后Seymour 等人又提出了测井声波资料和地震数据正反演相结合求取地下声波阻抗的测井约束反演，大大拓宽了反演结果的纵向分辨能力。 90 年代，在基于前人对地质统计学研究的基础上Bortoli 和Haas 提出了地质统计学反演，Dubrule等人对该方法进行了改进和推广。在国内随着油田对地震反演技术的广泛应用， 以周竹生为主提出的地震、地质和测井资料联合反演方法，将地质信息引入地震反演中，提高的反演结果与地质认识的联系，克服了线性反演存在的缺陷。1996 年，李宏兵等人将宽 频带约束方法应用于递推反演并对其进行改进，减弱了噪音对反演结果的影响。 1999 年，任职于英国石油公司的Connolly 在《弹性波阻抗》一文中介绍了弹性波阻抗 （EI）的概念和计算方法，阐述了不同入射角度（偏移距）地震道集部分叠加反演波阻抗随入射角之间的关系，但是该方法求取的弹性阻抗随入射角变化很大，无法与常规叠后反演波阻抗直接比较，因此推广应用较为困难。2002 年，Whitcombe 通过修正Patrick Connolly 的计算公式，得到了弹性波阻抗的归一化求取方法，消除了弹性阻抗随入射角变化大的难题。2003 年，西北大学马劲风教授从Zoeppritz 方程简化出发提出了广义弹性波阻抗的概念，克服了以往波阻抗反演要求地震波垂直入射到地表的假设条件，推导出了任意入射角下纵波反 射系数的递推公式，提高了中等入射角度下弹性波阻抗反演的精度。
波阻抗反演和三维可视化软件
部分常用波阻抗反演软件简介 部分常用的地震波阻抗反演软件包括：由加拿大Hamp son2Russell 公司研发的St rata 反演软件、荷兰J ason 公司研发的J ason 反演软件、美国EPT公司研发的EPS拟声波反演软件。 Strata 反演软件的三种方法：有限带宽法(递归法) 、模型法(方波化法)和稀疏脉冲法三种： (1) 有限带宽法：有限带宽法采用传统的递归反演算法，它是反演中最简单的一种类型，它假设地震道本身是经过零相位子波处理后的反射系数序列，从递归公式可以知道：它的误差是累积的，底部的误差比顶部的误差大。造成累积误差大的原因主要是低频成分，而St rata 中的递归法会自动通过零相位子波处理，将地震道中的低频成分滤掉，只让高频参与反演。 (2) 模型法(方波化) ：模型法是从褶积模型出发的，即：地震道= 子波3 反射系数+ 噪声。假设地震道已知，子波已知，噪声是自相关和随机的，只有反射系数是待定的关键参数，模型反演步骤： 1)对初始阻抗模型用同一时窗进行方波化; 2)用方波化的波阻抗求出的反射系数与子波褶积形成合成道; 3)比较合成道与实际地震道;修改合成道与输入道的振幅和方波化尺寸，以改善吻合程度。 (3) 稀疏脉冲法：稀疏脉冲法是在最大似然反褶积算法的基础上发展起来的，它假设地震道的子波是已知的，且实际反射系数是镶嵌在小脉冲噪音背景下的大脉冲，该反演只认为大脉冲是有用信号，它通过测试地震数据找到大脉冲所在的位置。 J ason反演软件包括基于地震道的约束稀疏脉冲反演( Inver Trace);基本模型的储层参数反演( InverMod)和以地质统计学理论为基础的针对非均质油藏进行的随机模型反演( StatMod)等三类方法。 J ason反演软件中几项关键技术： (1) 全三维子波估算技术：全三维子波估算技术是在井眼四周提取一“管”地震，采用约束的最小平方法来估算模型和地震所确定的子波，多井可用来同时估算一个最好拟合的子波，并与所有井最佳匹配。 (2) 三维地质建模技术( Eart hModel) ：建立沉积模式、构造模式，包括建立层、层内结构及其相互关系(如超覆、削蚀、盐丘、河道等地质现象) ，而且考虑到了断层的发
波阻抗反演中低频分量构建的经验与技巧
第39卷第1期2000年3月 石 油 物 探 GEOPHYSICAL PROSPECTIN G FOR PETROL EUM Vol.39.No.1 Mar.2000 波阻抗反演中低频分量构建的经验与技巧3Ξ 马劲风 (西北大学地质学系,西安710069) 王学军 谢言光 许亚军 钟 俊 (石油地球物理勘探局研究院,涿州072751) 马劲风,王学军,谢言光等.波阻抗反演中低频分量构建的经验与技巧.石油物探,2000,39(1):27～34 摘要 低频信息的构造是波阻抗反演中极为重要的技术环节,低频信息构造的准确与否,直接影 响波阻抗反演结果的准确性。低频分量的构建要作好井资料本身的标准化、环境校正和深时转换等,还要以地质理论为指导,顺解释层位横向递推,特别要作好遇见断层、岩性突变等情况下的处 理。针对不同的地质情况应当采用不同的构建方法。本文根据实践经验和生产中遇见的具体问 题,提出了一套低频分量的构建方法与技巧。 关键词 波阻抗 反演 低频分量 地质理论 层位约束 Ma JinfengΞΞet al.Experience and skill of constructing low2frequency components in imped ance inver2 sion.G pp,2000,39(1):27～34 ABSTRACT The construction of low2frequency information is an extremely important technical link in wave impedance inversion.The accuracy degree of low frequency information construction directly affects the impedance inversion results.To construct low frequency component,well data standardization,envi2 ronment correction and depth2time conversion need to be made.Moreover,horizontal recursion alon g the interpretation layer should be done with the guiding of geological theory.Different constructing mthods should be adopted according to different geologic circumstances such as fault and lithological mutation. This paper puts forward a set of low2frequency component construction methods and techniques on the basis of the authors’practical experiences. K ey w ords:impedance,inversion,low2frequency component,geology theory,layer constraint 引言 我们知道,地震反射系数剖面的频带是有限的,缺失高频和低频成分。缺失高频成分只影响分辨率,缺失低频成分则失去了速度曲线基本的轮廓速度结构[1]。所以说,要准确恢复波阻抗曲线,必须补偿好低频信息。 Ξ ΞΞMa Jingfeng,Department of G eology,Northwest University,Xi’an710069 本文于1999年1月6日收到,修改稿于4月28日收到。 本文由863计划重大项目“海上多波地震勘探技术”820-05-02-03-10号资助
波阻抗反演
波阻抗反演通常指利用叠后地震资料进行反演的一种技术，它将地震资料、测井数据、地质解释相结合，充分利用测井资料具有较高的垂向分辨率和地震剖面有较好的横向连续性的特点，将地震剖面“转换”成波阻抗剖面，不仅便于解释人员将地震资料与测井资料连接对比，而且能有效地对地层物性参数的变化进行研究，从而得到物性参数在空间的分布规律，指导油气的勘探开发，地震反演的方法主要有两种，一种是叠前反演，一种是叠后反演，叠前反演主要有旅行时反演和振幅反演，叠后反演主要分为振幅反演和波场反演。而我们这里所说到的波阻抗反演属叠后振幅反演，主要有递归反演、稀疏脉冲反演和基于模型的反演这三种方法。 二、波阻抗反演方法介绍 1、波阻抗反演的基本假设前提 1、波阻抗反演的基本假设前提 目前我们常用的波阻抗反演软件所用方法基本都是基于褶积模型的基础上建立的，因此要求资料都要满足褶积模型的假设前提，基本可概括为下面的四个方面： (1)、地震模型 假设地层是水平层状介质，地震波为平面波法向入射，其地震剖面为正入射剖面，并且假设地震道为地震子波与地层反射系数的褶积。 (2)、反射系数序列 在普通递归反演中，假设反射系数为完全随机的序列，而在稀疏脉冲反演中，假设反射系数为由一系列大的反射系数叠加在高斯分布的小反射系数的背景上构成的。 (3)、地震子波 假设反射系数剖面中的每一道都可以看作是地下反射率与一个零相位子波的褶积。实际情况下往往需要对地震剖面进行相位校正处理 (4)、噪音分量 通常假设波阻抗反演输入的地震数据其振幅信息反映了地下波阻抗变化情况，地震剖面没有多次波和绕射波的噪音分量。因此，在资料处理时可以考虑的处理流程是反褶积、噪音剔除，尤其是多次波，处理的最终目标是得到真振幅剖面。类似二维滤波和多道混波这样可以改变地震振幅和特征的处理模块应当避免使用。 有许多反演技术都存在两个问题：一是多解性，即存在多个反演结果与地震数据相吻合；另一个问题是地震数据的带限问题。 2、递归反演 基本原理：递归反演是基于反射系数的计算公式而得到的，当和地震子波褶积时，反射系数的带限非常严重，低频分量和高频分量都损失了。低频分量的损失是递归反演面临的最严重的问题，因此如何补充低频分量是个很重要的问题，通常可以得到低频分量的方法主要有两种：直接从测井资料中得到，或从速度分析如叠加速度等的分析中得到。
Jason综合地震反演和储层预测
一、Jason综合地震反演和储层预测 地质框架模型（Earthmodel） 子波提取和分析（wavelets） 约束稀疏脉冲反演（invertrace） 多参数岩性特征反演（invermod） 地质统计随机模型与随机反演（statmod） (一)地质框架模型（Earthmodel） 为储层和油气藏定量描述创建一个由地震坐标描述的地质框架模型。这个模型融合了构造（层位、断层）、地质沉积模式、测井资料和初始权重分布等信息。地质框架模型是整个Jason地震反演和储层、油气藏定量描述的基础。
1.目的 1)构造以层为基础的、用于Jason其它模块的参数描述模型，即地质框架模型。 2)生成以地质框架模型为基础的测井曲线内插模型。 3)提供用于地震反演的低频模型。 4)生成平滑、封闭的层位顶、底、厚度平面图。
2.模块及功能 （1）Model builder with/without TDC(模型建造器) 用构造、地质、沉积、测井等资料形成一个参数化的时间、深度域的三维封闭模型。这个参数化的模型包括了层位、断层、地层接触关系（整合、不整合、河道、礁等），测井曲线和基于层位的权重系数。 （2）Model generator（模型生成器） 由模型建造器形成的参数化三维封闭模型创建不同测井曲线的三维属性模型（如波阻抗、声波速度、孔隙度、SP等） （3）Model interpolator（模型内插器） 在参数化的三维封闭模型控制下生成不同网格密度的三维属性体。 （4）Well curve generator（测井曲线生成器） 从三维属性体中抽取任意位置上的测井曲线。 3.特点 1)地质框架模型含有生成属性模型所有参数。 2)地质框架模型包括地震、地质、沉积、测井等资料和信息。 3)提供多种内插算法，供用户选择。 (二)子波提取和分析（wavelets） 提供用于合成记录与反演的地震子波估算或理论子波计算工具。在单井、多井或无井的情况下，都可以由单道或多道地震信息估算出最佳地震子波。 1.目的 1)用各种各样的技术估算地震子波。包括地震资料（无井）估算地震子波、用单井或多井和井旁地震道估算地震子波、用单井或多井和不同偏移距部 分叠加资料估算相应的子波。 2)确保合成记录与井旁道的最佳匹配。 3)如果需要，可内插形成空变子波体。 4)估算使地震资料零相位化的反褶积算子。 2.算法与工具 1)以地震资料的自相关为基础，估算子波的振幅谱。 2)估算输入子波的常振幅谱。 3)同时估算子波的振幅谱和相位谱。 4)估算用于Rocktrace的不同角道集的子波。 5)子波特征编辑（如极性、坐标位置、角度范围等） 6)标定子波振幅。