正演模拟技术在地震解释中的应用
随机介质地震波正演模拟在碳酸盐岩储层预测中的应用
（９０发展了任意阶精度的交错网格差分算法等 ； １９） Ｊｓ ａ ａｔ ｍ等ｒ］ ｒ １提出了单方向上的变 网格计算方法 ， １ 牟永 光口］２０ ） ２（０ ５在对 复 杂介 质三 维 地震 波 传 播方
程数值 模 拟进行 描 述 时 也 强 调 采用 变 网格 计算 技 术 ； 生 旺等 ［（０ ７利用 变 网格进 行 了弹性 波数 朱 ５ ２０ ） ］ 值 模拟 ； 超 等 ［］２０ ） 一 步 利 用 可 变 网格 与 黄 １ （０ ９ 进 。 局 部可 变 时 间步 长 的高 阶 差 分进 行 了地 震 波数 值 模拟 ， 有效 提高 了模 拟 的精度 和效率 。
第 ４ 卷第 ２ ９ 期 ２１ ０ ０年 ３月
石
油
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物
探
Ｖｏ＿ ９ Ｎｏ ２ Ｉ４ ， ．
Ｍ ａ ．， ０ ０ ｒ ２ １
ＧＥＯＰＨＹＳ ＣＡＬ Ｉ ＰＲ０Ｓ ＣＴＩ ＰＥ ＮＧ ０Ｒ ＥＴＲ０ＬＥＵＭ Ｆ Ｐ
文章 编 号 ：０ ０ ４ １ ２ １ ）２— １ ３ ７ １ ０ —１ ４ （０ ０ ０ ０ ３ —０
随机 介 质 地 震 波 正演 模 拟在 碳 酸 盐岩 储 层 预 测 中的应 用
刘春 园 ， 生旺 魏修 成 徐 胜峰。 朱 ， ，
（．中国石油 化工股 份有 限公 司石 油勘 探 开 发研 究院 ， 京 １０ ８ ；．中国 石 油化 工 集 团公 司 １ 北 ００ ３ ２ 国际石 油勘探 开发 有 限公 司 ， 京 １ ０８ ） 北 ０ ０３
反射特征 的影 响， 获得了规则孔洞尺度 以及随机排列孔洞 密度对地震 属性 的影响规 律 。对 于单 个 的溶 洞而言 ，
当溶洞横 向尺度小 于菲涅 尔带半径 ， 向尺度小于调谐厚度时 ， 纵 溶洞反射振幅与溶洞尺度成正 比例关 系 ； 于随 对 机分布孔洞 的碳酸盐岩储层 而言 ， 地震波能量与孔洞密度成正 比例关系 。 关键词 ： 随机介质 ； 正演模拟 ； 酸盐 岩 ； 碳 孔洞
地震反演
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。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∑-∑∑∑-∑=-=∑∑-=22)()(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+=ˆ （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。
塔中白云岩岩溶储层地震正演模拟及其响应
ｔ ｅｗａ ｅｅ ｒｑ ｅ ｃ ｎ ｒａ ｅ ．Ｉ ａｓ ｅ ｅ ｌ ｔ ａ ｅｓ ｃ ｒｓｌｉｇ ｐ ｗｅ ｏ ｉｇｅ ｌｙ ｒ ｏ ｈ ｖ ｌｔ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｉｃｅ ｓｓ ｔ ｌ ｒｖ ａｓ ｈ ｔ ｓ ｉ ｏ ｍｉ ｅｏｖｎ ｏ ｒ ｆ ｒ ａ ｓｎ ｌ ａ ｅ ｆ
ｐ ｌ ｋ ｓ ｅｅ ｏｒｉ ｅｔｒｔ ａ ｈ ｔｗｉ ｔｃ ｆｐ ｌ ｋ ｒｔｒｓｒ ｏｒｂ ｄ ｉ ｇ ｆｔ ｅ ｓｍｅｎ ｔ ｅｅ ａ ｔｒ ｓｒ ｉ ｓｂ ｔｅ ｈ ｉ ｔ ａ ｔ ａｓａ ｋ ｏ ｅｅ ａｓ ｅｅｖ ｉ ｅ ｄｎ ｓｏ ｈ ａ ｅ ｏ ｒ ｖ ｒ ｈ ｏ ｔ ｉｋ ｅｓ ｈｃ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｓｉｍｉ ｆｒ ｒ ｍｏ ｅｉｇ； ｄ ｌｍｉ ｒ ｃ ｙ ｒｓ ｅｓ ｃ ｏ ｗａｄ ｄ ｌ ｎ ｏｏ ｔ ｏ ｋ； ｐ ｌ ｋ ｓ ｒｓ ｒｏｒ ｈｇ —ｒ ｅ ｆ ｉ ｅ ｅｅ ａ ｔ ｅｅｖ ｉ； ｉｈ ｏ ｄ ｒ ｉ ｔ ｏ ｒ ｎｅ
Ａｂ ｔａ ｔＴｗｏ ｓｏ ｈ ｓｉ ｅｓ ｉ—ｅ ｌｇｃ ｌｍｏ ｅｓａ ｄ ｏ ｅ ｓｏ ｈ ｓｉ ｍｏ ｅ ｏ ｌ Ｚ １ ａｅ ｓｔｕ ｓｒｃ ： ｔ ｃ ａ ｔ ｓｉ ｃｇ ｏｏ ｉ ｄ ｌ ｎ ｎ ｔｃ ａｔ ｄ ｌｆｒｗｅｌ ｈ ｒ ｅ ｐ ｃ ｍ ａ ｃ
ｃ ａａ ｔｒｚｄ ｂ ｅ ｋ— ａｌ — ｅｋ ｗｈｃ ｋ ｔｉｇ ｆ ｅ ｄ ｅ ｈｃ ｎ ｓ ｆｐ ｌｏ ａｓ ｅｅｖ ｉ ｈ ｒｃｅｉｅ ｙｐ ａ — ｌ ｙ— ａ ｉ ｉ ｌ ｅｓｒｎ ｓｏ ａ ｓｗｈ ｎ ｔ ｉｋ ｅｓｏ ｅｅ ｋ ｒｔ ｓｒ ｏｒ ｖ ｅ ｐ ｈ ｓｉ ｂ ｒ ｉ ｎ ｔｌｓ ｈ ｎ ７ｍ ｄｔ ｅｗａ ｅｅ ｒｑ ｅ ｃ ｈ ｎ ｅ ｒ ｍ ０ｔ ０Ｈｚ Ｔｈ ｅｌｃｉｎａ ｐｉ ｄ ｎ ｓ ｏ ｅｓｔ ａ ａ ｈ ｖ ｌｔｆｅ ｕ ｎ ｙｃ ａ ｇ ｓｆｏ ２ ｏ３ ． ｅｒｆ ｔ ｍ ｌ ｕ ｅａ ｄ ｎ ｅ ｏ ｔ ｓｒｎ ｔ ｃ ｅｓｓｏ ｖｏ ｓｙ ｉ ｔ ｅｆ ｌｄｍ ａｅｉｌ ｂ ｃｍ ｅｓｆｅ ｎ ｖ ｎ ｂ ｃ ｍ ｅｔ ｅｆ ｉ ｏ ｔｎ ｒ ｔｅ ｇ ｈ ｉ ｒａｅ ｂ ｉｕ ｌ ｈ ｉｅ ｔｒａｓ ｅ ｏ ｔｒａ ｄ ｅ ｅ ｅ ｏ ｈ ｕｄ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｎ ｆ ｌ ｏ ｌ
地震波形指示反演方法、原理及其应用
地震波形指示反演方法、原理及其应用1. 地震波形指示反演方法是一种通过分析地震波形数据来推断地下介质结构和地震源机制的方法。
2. 地震波形指示反演方法的基本原理是利用地震波在地下传播时受到地下介质的变化而产生的波形变化。
3. 地震波形指示反演方法可以应用于地震勘探、地震监测和地震灾害评估等领域。
4. 波形反演方法通常基于正演模拟，将地震波场的观测数据与最优化的模拟波形进行比较，以获得地下结构的信息。
5. 传统的波形反演方法包括偏移反演、全波形反演和散射波波形反演等。
6. 偏移反演是一种通过将地震道数据与合适的速度域反射系数进行相关计算，以获得地下结构的方法。
7. 全波形反演是一种基于非线性优化算法的波形反演方法，它利用射线追踪和波数积分模拟地震波传播，通过反复迭代优化得到地下模型。
8. 散射波波形反演是一种通过分析地震波的散射模式来反演地下结构的方法，它适用于复杂介质和多尺度问题。
9. 波形反演方法需要准确的初始模型，反演算法的收敛性和速度都与初始模型有关。
10. 噪声对波形反演方法有较大的影响，需要进行信噪比的优化和噪声去除处理。
11. 波形反演方法通常需要大量的计算资源和时间，对于大规模三维反演问题往往需要高性能计算平台的支持。
12. 地震波形指示反演方法也可以应用于地下水资源勘探、地质灾害研究等领域。
13. 地震波形指示反演方法广泛应用于石油勘探和地震勘探领域，对于油气勘探、勘探目标确定和优化井位选择等方面具有重要意义。
14. 波形反演方法也可以应用于地震监测和预测，通过监测地震波形的变化，提前判断地震活动性和地震风险。
15. 波形反演方法在地震灾害评估方面也有重要应用，可以通过分析地震波形数据来确定地震烈度和地震震源参数。
16. 波形反演方法还可以用于地下岩体稳定性评估、地下水动力响应分析等工程应用。
17. 通过结合不同类型的波形数据，如P波、S波和面波，可以获得更全面的地下结构信息。
18. 地震波形指示反演方法的精度和可靠性受到地震源机制、速度模型和反演算法的影响。
从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势
从勘探领域变化看地震储层预测技术现状和发展趋势摘要：地震储层预测就是以地震信息为主要依据，综合利用其他资料作为约束，对油气储层的品质参数，如几何特征、地质特性、油藏物理特性等，进行预测的一门专项技术。
随着非常规油气勘探技术的兴起，储层预测的内涵也得到了迅速扩展，已从储层品质预测扩展到源岩品质和工程品质预测。
前，地震储层预测技术已经成为油气勘探生产中储层预测的主导技术之一，它能较好地根据不同勘探生产阶段的不同需要，提供不同类型、不同精度的储层预测成果，为油气勘探生产服务。
基于此，在接下来的文章中，将对勘探领域变化背景下，地震储层预测技术现状和发展趋势进行详细分析。
关键词：勘探领域；地震储层；预测技术引言：地震储层预测是以高分辨率地震和测井资料为基础，以地质与钻井资料为参考，波阻抗反演和属性分析为主要技术来进行的。
因此，波阻抗反演的效果和属性参数的运用成为储层预测的关键。
为了更好的对其现状以及发展趋势进行了解，在接下来的文章中，将基于勘探领域变化下，对其技术现状以及发展趋势进行详细分析。
一、地震储层预测技术（一）地震裂缝预测技术裂缝预测技术的研究应用成为国内外储层及含油气预测的热门。
裂缝是碳酸盐岩、火山岩中重要的油气储集空间，也是大部分非常规油气的主要存储地方，如页岩气、煤层气、致密砂岩气等主要以吸附和游离态储存在裂缝或孔隙中．岩石性质、不同受力类型等因素决定了裂缝的成因、产状、密度、大小、宽度、方向等呈现复杂多样性，这决定了裂缝预测的超难度和超复杂性。
地震裂缝预测技术的应用起步于计算岩石物理中等效介质理论的提出与应用。
等效介质理论将实验岩石物理模型微观的裂缝参数与地震波场表征的宏观介质性质有机的联系起来，在此基础上发展形成多种各向异性裂缝检测方法和技术，如多波多分量技术预测裂缝、方位各向异性预测裂缝等．中石油将裂缝预测方法和技术的研究列为“十二五”物探技术研究主要方向之一。
（二）岩石物理分析技术岩石物理分析技术的应用主要表现在理论岩石物理模型的实际应用、理论模型与测井岩石物理分析的结合应用及测井岩石物理分析应用等三个方面。
岩石物理横波预测及地震正演模拟
Kuster-Toksöz模量模型（1974）
计算多孔流体饱和介质的有效弹性模量
考虑孔隙的形状，不考虑孔隙间的相互作用，因此该模型适合于实验 室超声高频条件下流体饱和岩石模量的计算 纵横比较小的扁平裂隙对速度的影响非常大
横波速度资料的获取
岩石物理模型
Xu-White理论模型 Xu-White 模型是Xu和White结合Gassmann 方程和K-T模型及差分等效介质理论(DEM)， 提出的一种利用孔隙度和泥质含量估算泥质 砂岩纵波和横波速度的方法。 Xu-White模型同时考虑到了岩石基质性质、 孔隙度及孔隙形状、孔隙饱含流体性质对速 度的影响。模型假设岩石骨架矿物主要由砂 和泥组成,并采用椭圆形状纵横直径比(扁度) 来描述孔隙形状。
垦71-35
垦71-36
中角度（10o-20o）
大角度（20o-30o） 油层(7.5m)
油水同层 （5m） 油水同层 （2.5m）
5-1砂组RMS振幅横向变化 油层
——小角度 ——中角度 ——大角度
油水同层
油水同层
连井AVO正演
垦71-31
水层 小角度（0-10o）
垦71-35
垦71-36
含油水层
主要内容
一、前言 二、横波速度资料的获取 三、横波速度预测 四、叠前AVO正演模拟 五、结论
Xu-white模型预测横波速度
Xu-White 模型可简化为
f = (V sh , φ , Sw, r ) ⇒ (V p , V s , ρ )
Xu-white模型预测横波速度
横波速度计算流程
孔隙度 泥质含量 含水饱和度
横波速度资料的获取
在疏松的地层中，横波速度 往往小于流体声速（慢地层）， 不能产生临界折射的滑行横波， 使得单极声波测井仪就不能探测 到横波，因此丢失了大量的地层 信息。
地球物理学中的地震波传播与反演
地球物理学中的地震波传播与反演地震波是地震发生时产生的波动，是研究地震学的基础。
地震学家借助地震波的传播与反演，可以了解地下构造的情况，进而研究地震活动与岩石物理性质等问题。
本文将从地震波的传播机制、地震波反演理论及方法等方面探讨地球物理学中的地震波传播与反演。
一、地震波的传播机制地震波的传播引起了地壳中的微小变形和位移，导致地震波在地球上传播。
地震波主要分为纵波和横波两种，纵波又叫P波（Primary wave），横波又叫S波（Secondary wave）。
P波是一种纵波，具有直线传播、传播速度快、能穿透岩石和液态物质的特点；而S波是一种横波，具有像水波一样的传播方式、传播速度慢、只能穿透固体岩石等性质。
地震波在地壳中传播的速度与介质的密度、压缩模量以及剪切模量等因素密切关联。
另外，地震波的传播速度受到地壳中不均匀性的影响，地壳中有不同密度的层次，地震波通过不同密度层次时会出现反射、折射等现象，使得地震波路径发生曲折，从而研究地壳结构时要对这些影响因素进行较为精细的考虑。
二、地震波反演理论与方法能否将地震波数据反演成有关介质结构的有用信息，是地震勘探、地球物理勘探中常常需要考虑的问题。
地震波反演的基本思想是借助地震波在地下介质中传播的情况来推断地下介质的物理参数。
通常情况下，为了研究介质的速度、密度、弹性模量、剪切模量等参数，需要通过处理地震波在地下的传播路径和传播时间，从而反演得到介质的物理结构。
地震波反演的方法有很多种，主要包括正演法、反演法和拟合法。
正演法指利用已知参数的介质来计算地震波在介质中的传播规律。
反演法是利用地震波在介质中所传递的信息，探索出地下介质的物理参数。
拟合法主要是利用地震波在介质中的传播速度随深度分布变化的规律来拟合地下介质的物理结构。
在地震波反演中，数据处理也是非常重要的一环。
地震波的反演可以通过复杂的图形工具和数学模型来完成。
比如从地震带上提取的地震记录中得到横波和纵波，分别对横波和纵波进行分析、处理，再分别反演有关介质信息。
地震反演方法概述
地震反演方法概述地震反演是地球物理学中一种重要的方法，它通过分析地震波的传播和干涉现象，来推断地球内部结构和性质的手段。
地震反演方法广泛应用于地球内部结构研究、油气勘探和地震监测等领域。
本文将对几种常见的地震反演方法进行概述，并介绍其原理和应用。
一、层析成像法层析成像法是一种常见且较为简单的地震反演方法。
它基于地震波在地下传播的散射和衍射现象，通过收集地震记录并运用数学模型进行重构，来获得地下结构的图像。
层析成像法通常分为正演和反演两个步骤。
在正演过程中，我们根据地下介质密度、速度等参数，通过数值模拟计算地震波的传播路径和特征。
而在反演过程中，我们则根据实际观测的地震记录，通过优化算法来调整模型参数，以使计算结果与观测结果尽可能匹配。
通过多次迭代，最终得到地下结构的层析图像。
层析成像法在地球物理勘探、地震监测和地质调查中得到了广泛的应用。
它可以提供地下埋藏物、地质构造和油气储层的信息，对于资源勘探和环境灾害预测都具有重要意义。
二、全波形反演法全波形反演法是一种较为复杂但是精确度较高的地震反演方法。
它利用地震波传播的全部信息，即全波形数据，来获取地下介质的详细结构和性质。
全波形反演法需要对地下介质的密度、速度和衰减等参数进行高精度的估计。
全波形反演法的原理是通过对比模拟的地震波与实际观测波形之间的差异，来优化反演模型参数。
反演过程中，我们需要利用正演模拟得到的地震记录与实际观测记录之间的残差进行匹配，从而获取最优的地下介质参数。
全波形反演法在油气勘探、地球内部结构研究和地震灾害监测等方面具有重要应用价值。
它对于解决复杂地下介质中的高分辨率问题以及水下地质灾害预测等领域具有重要意义。
三、统计反演法统计反演法是一种基于概率统计理论的地震反演方法。
它通过对大量地震记录的分析与统计，来获得地下介质的统计属性和模型参数。
统计反演法在解决地球内部介质的不确定性和非均匀性方面具有独特优势。
统计反演法利用统计学的方法，构建许多模型样本，通过与实际观测数据的比较，从而推断地下介质的分布和性质。