地震反演技术及应用-李玲
甘肃地震的地震源参数反演与地震动力学分析
甘肃地震的地震源参数反演与地震动力学分析甘肃地震是指发生在中国甘肃省境内的地震事件。
地震是地壳中岩石断裂释放能量的一种自然灾害，对地震的参数进行准确反演以及进行地震动力学分析，可以帮助我们更好地了解地震的特点和危害，为地震防治、灾害减轻以及城市规划提供科学依据。
一、地震源参数反演地震源参数反演是指通过分析地震波传播的速度、振幅等信息，倒推出地震事件发生时的地震源位置、震级、震源机制等参数。
这些参数对于地震灾害的评估和研究具有重要意义。
在对甘肃地震进行地震源参数反演时，可以利用现代地震观测技术获得的地震波数据，通过数值方法和统计方法进行分析。
常用的方法包括震源定位、震级计算和震源机制分析。
1. 震源定位震源定位是通过分析地震波在多个地震站记录的到时信息，利用三角测量原理计算出地震的震源位置。
这需要借助地震定位软件和采集的地震波数据。
2. 震级计算震级是用于表示地震能量大小的指标，通常使用里氏震级或体波震级进行计算。
里氏震级基于地震波振幅的对数关系，而体波震级则通过衡量地震波的能量释放量进行计算。
3. 震源机制分析震源机制是指描述地震破裂过程的三个参数：走向、倾角和滑动角。
通过地震波形数据的拟合和模拟，可以推断地震发生时断裂面的几何形态及其运动方式。
二、地震动力学分析地震动力学分析是基于地震源参数反演的结果，对地震波在媒介中传播和地震灾害对结构物的影响进行研究。
该分析有助于评估地震引起的振动特征、地震威胁以及地震对建筑物和基础设施的潜在破坏程度。
1. 地震波传播模拟地震波传播模拟是通过数值方法模拟地震波在地下媒介中的传播过程。
这可以帮助我们了解地震波在不同介质中的传播速度、幅度衰减等特征。
2. 地震威胁评估地震威胁评估可以将地震动参数（如峰值加速度、速度变化率等）与建筑物的抗震性能指标进行对比，从而评估地震对建筑物的潜在破坏程度。
这有助于制定地震防灾措施和抗震设计标准。
3. 结构物的动力响应分析地震动力学分析还包括对结构物的动力响应进行研究。
地震波反演技术研究进展
地震波反演技术研究进展地震波反演技术是地震学和地球物理学中的重要研究方向之一。
通过分析地震波信号并利用数学模型，可以推断地下地震波传播的速度、介质的物理性质以及地壳结构等信息。
近年来，地震波反演技术得到了广泛的研究和应用，并取得了显著的进展。
在地震波反演技术的研究中，一种常见的方法是通过地震波的传播路径和到达时间来推断地下介质的物理性质。
这种方法被称为地震波速度反演。
具体而言，地震波速度反演通过分析地震波传播路径以及到达时间的差异，可以确定地下介质的速度分布。
研究者们利用地震记录中的P波、S波、以及其它地震波信号，结合数值模拟和统计分析的方法，试图获得高分辨率和准确性的地下速度模型。
除了速度反演，地震波反演技术还可以应用于研究地震震源和地壳结构。
地震震源反演是指通过分析地震波信号的幅度和到达时间，推断地震的发生位置、规模以及源机制。
这项技术在地震灾害评估和预警中具有重要的意义。
另外，地壳结构反演是指通过分析地震波传播的路径和幅度，推断地下岩石的密度、成分以及层状结构。
这项技术对于了解地球内部的构造和演化具有重要的意义。
在地震波反演技术的发展过程中，数学模型的建立和改进是至关重要的。
近年来，研究者们不断尝试不同的数学方法和算法，以提高反演结果的准确性和稳定性。
例如，全波形反演是一种基于完整波形信息的反演技术，它可以获取更加细致和准确的地下结构信息。
此外，基于机器学习的反演方法也逐渐成为研究热点。
通过输入大量的地震波数据和真实的地下结构信息，机器学习算法可以训练出模型来预测地下介质的性质。
除了方法的改进，观测体系的完善也对地震波反演技术的发展起到了重要作用。
随着地震观测技术的不断发展，地震台网的覆盖范围和观测精度都得到了显著提高。
这为地震波反演提供了更多的数据支持和约束条件，使得反演结果更加可靠。
此外，近些年来，地下监测技术如地震反射、地震折射等也融入到地震波反演中，提供了更多的地震波记录。
地震波反演技术在地球科学、地质勘探、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
地震反演技术解析
地震反演技术解析地震是地球内部强烈能量释放的一种自然现象，经常给人类造成严重的损失。
为了提前预警和减轻地震带来的影响，科学家们不断研究并发展地震反演技术，通过分析地震波传播过程，从而推断地球内部的物质性质和结构。
在本文中，我们将对地震反演技术进行详细解析。
一、地震反演的基本原理地震反演技术是通过分析地震波在地球内部传播的方式来推断地下的物质组成和结构。
它的基本原理是利用地震波在不同介质中传播速度的变化，推断地下结构的差异性。
地震波在不同介质中的传播速度受到介质密度、弹性模量和损耗等因素的影响。
通过测量地震波的传播速度和到达时间，科学家可以对地下结构进行反演。
二、地震波的测量方法地震波的测量是地震反演技术的基础。
常用的地震波测量方法包括接收地震波的地震仪、利用爆炸物或震源人工产生的地震波、以及记录地震波传播路径上的速度和振幅等。
这些测量数据会成为地震反演的基础输入。
三、地震波的模拟与正演为了研究地震波在地球内部的传播规律，科学家们利用计算机模拟和数值方法进行地震波的正演。
正演模拟可以根据地震波的源和介质参数，计算出地震波在地下的传播路径、速度和振幅等。
通过与实际观测数据进行对比，可以验证地震模型的准确性。
四、地震波的反演方法为了从地震观测数据中推断地下结构，科学家们发展了多种地震波反演方法。
其中，最常用的方法包括走时反演、频率反演、波动方程反演等。
走时反演是基于地震波到达时间的变化来进行反演。
通过测量地震波的传播时间和地震波速度模型，可以推断地下结构的速度分布。
频率反演是基于地震波信号频率的变化来进行反演。
通过分析地震波信号的频谱特征，可以推断地下结构的频率响应和介质的频率衰减特性。
波动方程反演是一种基于波动方程的直接反演方法。
通过求解波动方程，建立地震波传播的物理模型，进而推断地下结构的物质组成和弹性参数。
五、地震反演技术的应用地震反演技术在地球物理勘探、地球内部结构研究、地震灾害预警等领域都有广泛的应用。
地震反演技术
（4） 取第一项则有: （5） 整理上式得： （6） 式（6）右端是反射系数的变限求和，在实际资料处理中，通常使用反褶积后的地震道s(t)。但此时的地震道s(t)仍然是一个具有有限带宽的地震道，只不过相当于用一个更宽的频带对反射系数滤波的结果。 因此，对地震道s(t)变限求和，作为直流分量的已被滤掉，得到的是有限带宽的相对波
3、优缺点 避免了一般反褶积方法对子波是最小相位和反射系数是白噪的假设； 可使随机干扰不参与反演，在反演过程中，使用了多种来源的先验信息，以约束条件的形式限制了地震反演的多解性; 建立初始模型时，除了考虑测井、钻井地质资料外，还利用地震剖面上少数“控制道”。厚度、速度、密度及子波等参数的迭代修改只是在这少数“控制道”上进行，有了“控制道”参数之后，整个地质模型就根据这些“控制道”作内插，最后用内插结果作正演，得到合成地震剖面;
带限反演的处理流程图
3、应用与限制 基于地震资料直接转换的带限反演方法比较完整地保留了地震反射的基本特征，如断层、产状等，不存在基于模型反演方法的多解性问题，能够明显地反映岩相、岩性的空间变化。在岩性相对稳定的条件下，能较好的反映储层的物性变化。 带限反演方法具有较宽的应用领域。在勘探初期只有很少钻井的情况下，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示的储层特征进行横向预测，确定评价井位。 在开发前期，在储层较厚的条件下，递推反演资料可为地质建模提供比较可靠的构造、厚度和物性信息，优化方案设计。
《地震反演技术》课件
地震反演技术在石 油勘探中的应用
地震反演技术在石 油勘探中的作用
地震反演技术在石 油勘探中的具体应 用实例
地震反演技术在石 油勘探中的发展趋 势
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的应用
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的优势
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的具体应用案例
地震反演技术在 矿产资源勘探中 的发展趋势
数据处理：如何高效处理大量地震 数据
计算资源：如何解决大规模计算资 源需求
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模型优化：如何提高反演模型的准 确性和稳定性
应用推广：如何将地震反演技术应 用于实际地震监测和预警
提高反演技术的准 确性和可靠性
发展实时监测和预 警系统
加强地震反演技术 的国际合作与交流
研究地震机理，提 高反演技术的理论 基础
地震波传播：地震波在地球内部的 传播和反射
地震波成像：通过地震波成像技术， 了解地球内部结构
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地震波速度：地震波在不同地层中 的传播速度和衰减
地震波反演：通过地震波反演，获 取地球内部结构信息，如地壳、地 幔、地核等
地震反演技术的发 展趋势和挑战
技术进步：地震反演技术不断更新，提高精度和效率 应用领域扩大：地震反演技术在工程、环境等领域的应用越来越广泛 国际合作：各国在地震反演技术领域的合作日益密切，共同应对全球地震灾害 挑战：地震反演技术面临数据量巨大、计算复杂、准确性要求高等挑战
01 02
03 04
05 06
地震波是由地震引起的地面振动，分为纵波和横波两种类型
纵波传播速度快，能量大，可以穿透固体物质
叠前反演在苏里格气田盒8储层预测中的研究和应用
既能 反映 Ａ Ｏ效应 、 能够达 到一 定分 辨率 和信 噪 Ｖ 又 比 的前 提下 。采 用 了较 大角度 的那 组数 据 。即选 定
０ １ 。 １ 。 ２ 。２ 。 ３ 。 行 限角 度叠加 处理 。 ～ ５ 、５ ～ ５ 、５～ ５进 地震 数据 限角 度 的选取 既要 考虑 工 区的地 质储
难 以识 别岩性 界 面 。其 次 它是建 立 在地震 波垂 直入
射 假 设基 础 上 的 ． 而叠 后 波 阻抗 反 演用 的实 际 资料
是 多 次覆 盖叠 加 平 均 的结 果 。 因此 。 利用 常 规 叠后
。 李 玲 等 ，叠 前 地震 弹性 波 反演 和 含 气 性 研 究 ，中 油 软 件 公 司 ，０ ５ ２０ 。
距 地震 数据 是 限角度 叠加 的工 作重点 。 通 过 试 验 分 析 该 区 地 震 道 集 数 据 Ａ Ｏ 现 Ｖ 象— —振 幅 随偏 移距增 大 而变 化 的情 况 。本 次试验 了两组 不 同角 度数据 ：一 组 为 ０ １ 。 １ 。 ２ 。２ 。 ～ ０ 、０ ～ ０ 、０～ ３ 。另 一组 为 ０ １ 。 １ 。 ２ 。２ 。 ３ 。 ０； ～ ５ 、５～ ５ 、５一 ５ 。在地 震数 据 ，
段。 弹性波 阻抗 与声 波阻抗 的差异 在逐 渐增 大 ． 这表 明 弹性 阻 抗 比声阻 抗有 更高 的分 辨能 力ｏ
２２泊 松 比 ．
波 阻 抗 反 演 不 能 得 到 可 靠 的 波 阻 抗 和 其 他 岩 性 信
息 。然 而 ， ８ 效储 层（ 层） 盒 有 气 与围岩 有 明显 的泊松
维普资讯
ｆ １： ３ － ５ ． ４ ４ ８ ４ ２
４结论
地 震 叠前 资料 含 有 丰 富 的横 波 信息 ， 够保 留 能
震源参数的反演技术研究
震源参数的反演技术研究地震是地球活动的常见现象之一，也是造成重大灾害的自然灾害之一。
地震中震源参数的反演技术是地震学研究的重要分支，它可以为地震预警和地震危机管理提供重要的科学依据。
本文将系统介绍震源参数反演技术的现状和发展趋势。
一、震源参数反演技术的定义震源参数反演技术是地震学研究的一个重要分支，它是指通过地震波传播的速度和路径等方面的观测数据，反演出地震震源深度、震源位置、震源大小和震源机制等参数的一项技术和方法。
二、震源参数反演技术的基础震源参数反演技术是地震学中的一项复杂技术，在深度、位置、大小和机制等方面都需要通过数据计算得出。
数据的获取可以通过地震台网、地震科学仪器和地震模拟等手段。
要想正确反演出震源参数，需要满足以下几个条件。
首先，数据的准确和充分是反演震源参数的前提。
数据的质量和数量对反演结果的影响非常重要。
其次，地震波的传播模拟和反演算法的准确和高效也是反演成功的关键。
目前主要采用的是叠加积分算法、台站重定位算法、逆时偏移算法等。
最后，地球结构模型的准确性也是反演结果的关键之一。
不同的地球结构模型会导致不同的反演结果。
因此，需要经常更新和改进地球结构模型。
三、震源参数反演技术的应用1.地震烈度预测地震烈度预测是地震灾害应急管理的一项重要工作。
震源参数反演技术可以为地震烈度预测提供科学依据，从而帮助应急管理部门制定地震应急预案和分级响应。
2.震源机制研究震源机制研究是地震学的一个重要领域。
它可以帮助研究地震波传播的规律，了解地震的能量释放和运动方式，从而提高地震预测和应急管理水平。
3.地震危险性评估地震危险性评估是地震学的一个难点问题。
震源参数反演技术可以为地震危险性评估提供重要的依据，进一步提高地震预警和应急管理的准确性和精度。
四、震源参数反演技术的发展趋势随着测量技术和计算机技术的不断发展，震源参数反演技术在地震学研究中发挥着越来越重要的作用。
未来的发展趋势主要有以下几个方面。
浅析几种地震反演技术
浅析几种地震反演技术
胡浩;汪敏;张津滔
【期刊名称】《油气地球物理》
【年(卷),期】2013(000)001
【摘要】地震反演技术一直是地震勘探中的一项核心技术，其目的是用地震资料，反推地下波阻抗或速度分布，估算储层参数，并进行储层预测和油藏描述，为油气勘探提供可靠的基础资料。
随着油气勘探程度的不断提高和勘探难度的加大，应用反演技术研究储层以及寻找隐蔽油气藏，提升为与应用地震来寻找构造油气藏同等重要的地位。
本文简述了几种地震反演技术的原理和技术流程，进一步完善和丰富地震反演技术，使其成为一项成熟的岩性处理技术，在勘探开发工作中发挥重要作用。
【总页数】4页(P47-50)
【作者】胡浩;汪敏;张津滔
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P631.4
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时深域的 各种属性 体,各一个
采样率可小 (1ms), 可分辨2-6米的 薄层 采样率可小 (1ms),可分辨 2-6米的薄层
StatMod
以测井数据为主,井 间变化用地质统计 规律和地震数据约 束
多个等概 率时域或 深度域的 属性模拟
四、地质解释人员对反演软件的渴望
过去：（手边没有反演软件） 1、多层领导批准，计算中心排队，计算周期长； 2、不能与解释人员结合；
坐标，井斜轨迹，补芯海拔高程 各种测井数据：p_sonic, density, sp, res, Gammaray ……
测井解释数据： V_shale, porosity, Sw, permeability……
井的地质分层数据（tops) 4、地层沉积条件与地震层序特征
5、地质统计数据
直方图与变差图分析 6、其他数据：
这些因素都给子波相位的估算带来极大的困难！
3、几个判断子波极性的方法（也是判断地震数据的极性）：
a) 海上资料 b)如果工区地层有煤层沉积
c) 如果工区地层有碳酸盐岩沉积
d)制作合成记录时，要兼顾浅、中深层的反射同相轴，然后用零相位子波 和负180度子波分别做两个合成记录，经过仔细对比，
压力数据，AVO分析数据, 叠加速度……
主要要准备的数据
地震数据：纯波，相对振幅保持（16位或是32位数据）
井位数据： 坐标,井轨迹,tops，Datum (KB，地震基准面
高程…) 测井数据:：p_sonic,density,Gammaray,sp,res,cap, porosity,perm,Sw… 地震解释数据：
频度
Oil_sand
Gas_sand
P波阻抗
P波阻抗
Local Relationships
Example
Increasing AI
Depth
对于同一深度:含水层波阻抗>含油层波阻抗>含气层波阻抗
六、对输入数据的要求：
1、地震数据：保幅处理（纯波数据） 2、地震解释数据：层位与断面的精细解释
3、井数据：
种情况下是对的，在某种情况下也可能不对。
泥岩孔隙小，受压实作用小；砂岩孔隙大，受压实作用 大。他们随深度的增加，阻抗的变化程度不同。
声阻抗
A B
泥岩
C
D E
砂岩
深度
频度
A深度
sand shale
频度
B深度
P波速度
P波速度
频度
C深度
D深度
频度
P波速度
P波速度
频度
E深度
shale
sand
P波阻抗
频度
(相对阻抗) (绝对阻抗)
道积分 LandMark
G-LOG VELOG PIVT SEISLOG DELOG RM（GeoQuest） Paradigm(叠前)
ISIS
SLIM BCI(宽带约束反演) 广义逆波阻抗反演 PARM
RC2
Strata
Jason jason
Strata
Jason(InverMod) Jason(StarMod)
所讨论的反演是这种特定的地震反演。
二、地震褶积模型
子波与反射系数的褶积得到地震记录
S(t)=W(t)*R(t)
地质模型
低速层
高速层
反射系数
分步褶积
地震响应
1
2
低速层
3
高速层 低速层 高速层 4 5
6
更高速层
结论
1、地震数据的生成基于褶积原理，因此地震剖面 绝不是地质剖面，简单的把地震剖面当地质剖面解释会产 生错误，特别是薄互层沉积时，错误会更多； 2、 由于地震反演基于地震数据，而地震数据的分 辨率低，识别不了薄互层沉积时，地震反演的结果也就识 别不了薄互层； 3、为了得到好的反演结果，仅仅用地震数据是完 成不了的，因此许多新技术应运而生，通过不同的数学方 法，把地震数据与测井数据结合，试图得到高分辨率的反 演结果，识别薄互层，来指导直接找油找气。
（一）测井数据的准备：
为了提高合成记录的制作质量和层位标定精度，必须消除或尽量减 少外部因素（例如井的测量环境、仪器设备影响等）对测井数据的影响 ，需要对使用的测井资料进行必要的校正。 1、岩芯资料的深度归位； 2、 井曲线的深度对齐； 3、井资料的环境影响校正（如：井径对声波曲线的影响等）； 4、 井数据标准化（不同公司的仪器差别，测井系列的不同，仪器刻 度的差异，操作人员的操作熟练程度，以上因素都可能使测井的测量结 果存在刻度误差或系统误差）。 测井解释系列
地震反演 测井反演 地质统计随机模拟与随机反演 综合分析 井数据分析与计算，主要针对横 波速度
RockTrace
弹性阻抗反演， P波阻抗，S波阻抗，密度同时反演
jason软件几种反演算法比较
反演 算法 应用 条件 应用 数据
以地震数据为主,测 井约束
反演 结果
一个时间 域的声阻 抗体
分辨率
与地震采样率 一致,可分辨 10-20米砂层
层位闭合好，否则影响建模
断层组合好 要解释全区的地震标准层,把目的层包含在 内即可(切不可解释不在轴上的小油组)
七、认真做好反演的基础工作：
1、井数据的准备
2、构造的精细解释
3、子波估算
4、合成记录制作
5、初始模型的创建
简单看起来，这几项工作太平常了，老生常谈；但 不可小看这几项工作，它们直接影响反演的结果！
较厚的储层（大于15米以上），也可能识别，但不一定确切；
而对于薄储层，由于受地震分辨率的限制，是不可能识别的。
声阻抗数据：
是通过地震数据、速度数据、时深转换数据和测
井数据通过运算而得到的，声阻抗数据包含的信息要 大于地震信息。
受三者综合影响
声阻抗数据是岩性、孔隙度、含水饱和度的函数。 在波阻抗剖面上，对于较厚的储层比较容易识别，
三、各种反演技术与软件简介
（一）主要地震反演技术简介：
1、基于地震数据的声阻抗反演
acoustic impedance (AI) 纵波阻抗，声阻抗
elastic impedance
shear impedance
(EI)
(SI)
弹性阻抗
横波阻抗
2、基于模型的测井属性反演
3、基于地质统计的随机模拟与随机反演
地震反演技术及应用
研究院研发中心
李 玲
前言
进十年来，地球物理勘探技术又有了许多新的发展，其中地 震反演技术比以往有了更明显的进展，应用的范围更加广泛，并 见到更加良好的实际效果，这使我们对反演技术的应用更加充满
了信心。目前应用这些反演技术研制的各种软件也很多，各种琳
琅满目的反演软件，叫解释人员接应不暇，无所适适。如何正确 认识与应用这些软件，使其发挥应有的效应，是当务之急。
（二）主要反演软件简介：
软件内容：
早期： 道积分（相对阻抗）
递归反演（绝对阻抗）
中期：基于模型的宽带反演
近期：约束稀疏脉冲反演（优化的地震反演）
基于模型的测井属性反演
基于地质统计的随机模拟与随机反演
弹性阻抗与横波阻抗反演
基于地震的声反演
道积分 递归反演 约束稀疏 脉冲反演 基于模型的 测井属性反演 地质统计随机模拟 与随机反演
2、影响子波相位的因素： （1）大地吸收的影响： （2）野外激发接受的影响： （3）不同年份施工、不同仪器施工、不同处理参数，
也会造成子波相位的混乱。
（4）有一些处理模块会改变子波的极性，但目前 在
处理中，没有全程对子波相位进行监控，所以最
后出站的结果，不知道子波相位被改造成什么样？
（5）目前的处理技术还很难解决子波的零相位化。
2、影响子波相位的因素 3、几个判断子波极性的方法
4、子波估算中应注意的问题
5、目前在子波估算中存在的问题
1、子波的极性（SEGY格式规定，normal格式）
下跳子波 0 空气 大地
反射系数
RC = ( ρ2v2 - ρ1v1) / (ρ2v2 + ρ1v1)
V1 < V2 > V3 ρ1 < ρ2 > ρ3
它反映的储层（或油藏）的空间变化（横向变化）是可靠的，
一定要认真做好地震反演，它对后边的随机协模拟有很大的帮 助。
2、各种数据包含的信息：
地震数据：
可以派生出：瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位、相干体、以
及其他三、四十种信息，每一种数据只反映某一方面的信息状
况。由次可见，地震数据包含的信息量远远大于上边的任一种 信息。 地震数据是反射系数与子波褶积的结果。在地震数据上， 我们能够识别的是波阻抗界面的分布，即完成构造解释；对于
合成记录制作，属性提取，沿层切片，三维 可视化等 VelMod 无井的情况下，利用叠加速度建立速度模型， 用于地震反演的低频补充 Wavelets 子波估算（理论子波与实际地震子波估算）
EarthModel 建立地层框架，利用井曲线插值创建初始模型， 用于以下的各主要模块
InverTrace InverMod StatMod FunctionMod Largo
一、什么是反演?
已知地质模型，求其测量数据 正演
已知测量数据，反求出地质模型
反演
低速泥岩
高速砂岩
低速泥岩
地质模型
反射系数
子波
地震响应 正演
反演
目前我们常说的地震反演，实际上是
具体针对地层的速度、密度与物性（孔、
渗、饱、压力…）反演而言的。这种反演
结果被用来更精细的描述地下地层的沉积
状况，帮助我们直接找油找气。以下我们
井位分布合理（无偏分布）
（二）构造的精细解释：
构造的精细解释，包括常规的层位解释与断层解释。