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基于反射率法的多波avo儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演方法及系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):8298205閱讀:395來源:國(guó)知局
基于反射率法的多波avo儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域,特別是關(guān)于油氣田、頁巖氣地震勘探和儲(chǔ)層 參數(shù)的處理技術(shù),具體的講是一種基于反射率法的多波AV0儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 地震反演是獲得地下介質(zhì)內(nèi)部圖像、對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)描述的有效方法,也是高分 辨率地震勘探的最終表現(xiàn)形式,地震數(shù)據(jù)反演很大程度上提高了儲(chǔ)層表征的價(jià)值。
[0003] 隨著地震研宄的重點(diǎn)由勘探逐漸向開發(fā)轉(zhuǎn)移,由常規(guī)油氣向非常規(guī)油氣尤其是頁 巖氣的轉(zhuǎn)移,通過地震反演等手段來揭示地下油氣藏的精細(xì)分布特征對(duì)油氣藏儲(chǔ)層進(jìn)行精 雕細(xì)刻的技術(shù)也受到越來越多的關(guān)注。從目前的研宄來看,地震反演研宄主要涉及基于 Zoeppritz方程的振幅隨偏移距的變化(AmplitudeVersus0ffset,AV0)反演方法和全波 形反演方法。富含有機(jī)質(zhì)高度非均質(zhì)性頁巖氣薄層之間的層間多次波等干擾使得頁巖氣儲(chǔ) 層層間反射往往十分微弱,變化規(guī)律復(fù)雜,加上頁巖氣儲(chǔ)層的調(diào)諧作用也會(huì)改變地震振幅, 使這類儲(chǔ)層的AV0研宄具有很大的挑戰(zhàn)性,尤其儲(chǔ)層較薄時(shí)。
[0004] 基于佐布里茲Zoeppritz方程或其近似公式的AV0反演方法利用疊前道集上振幅 隨偏移距變化的信息來提取彈性參數(shù),但這類方法在應(yīng)用時(shí)不考慮多次波、轉(zhuǎn)換波、球面擴(kuò) 散和透射損失等波的傳播效應(yīng),儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演結(jié)果誤差大,不能頁巖氣儲(chǔ)層表征精度 要求。而全波形反演雖然能夠利用全波場(chǎng)的信息來預(yù)測(cè)模型參數(shù),但其計(jì)算量巨大,在反演 尺度和計(jì)算效率上不能滿足實(shí)際油藏儲(chǔ)層精細(xì)表征要求,尤其對(duì)于實(shí)際三維大偏移距多波 多分量地震數(shù)據(jù)。
[0005] 總之,目前基于地震數(shù)據(jù)的儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演方法研宄存在的主要問題是:
[0006] 1、傳統(tǒng)的疊前AV0反演方法一般只考慮縱波PP波數(shù)據(jù),PP波數(shù)據(jù)主要包含縱波 速度信息,但是對(duì)模型速度和密度不敏感,單獨(dú)利用PP地震AV0數(shù)據(jù)反演橫波速度信息和 密度具有較大的不確定性。
[0007]2、PP波與橫波PS波旅行時(shí)間差異大,時(shí)間匹配困難大。
[0008] 3、振幅的準(zhǔn)確性對(duì)于疊前反演非常關(guān)鍵,但是傳統(tǒng)的疊前AV0反演并不考慮透射 損失等波的傳播效應(yīng),從而在深層位置模擬數(shù)據(jù)振幅與實(shí)際不匹配。
[0009] 4、油氣藏儲(chǔ)層特別是頁巖氣儲(chǔ)層最常見的結(jié)構(gòu)是泥砂巖薄互層結(jié)構(gòu),這種地質(zhì)條 件下層間多次波發(fā)育,各層反射波之間相互干涉疊加,極大地改變了疊前AV0響應(yīng)特征,基 于Zo印pritz方程或其近似表達(dá)式的AV0反演方法不再適用于這類儲(chǔ)層。
[0010] 因此,如何開發(fā)出一種新的AV0儲(chǔ)層反演處理方案,其能有效獲得地下介質(zhì)彈性 參數(shù)模型信息作為先驗(yàn)信息,以降低反演的不確定性,提高反演的精度是本領(lǐng)域亟待解決 的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種基于反射率法的多波 AVO儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演方法及系統(tǒng),通過確定振幅縮放因子、基于工區(qū)內(nèi)所有測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 模型參數(shù)的先驗(yàn)信息、建立初始彈性參數(shù)模型、模擬角度域的多波地震疊前道集并計(jì)算反 演殘差、更新參數(shù)模型直至反演殘差達(dá)到最大迭代次數(shù),進(jìn)而輸出最終模型參數(shù),以滿足地 震疊前反演識(shí)別油氣儲(chǔ)層,特別是頁巖氣儲(chǔ)層表征的要求。
[0012] 本發(fā)明的目的之一是,提供一種基于反射率法的多波AVO儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演方 法,包括:采集工區(qū)內(nèi)的地震疊前道集、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及實(shí)際井旁角度域地震道集;基于所述 的地震疊前道集、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及實(shí)際井旁角度域地震道集確定地震子波以及振幅縮放因 子;采集工區(qū)內(nèi)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型參數(shù);根據(jù)所述的統(tǒng)計(jì)模型參數(shù)確定符合該工區(qū)的模 型參數(shù)先驗(yàn)分布函數(shù);采集地震構(gòu)造解釋資料;根據(jù)所述的地震構(gòu)造解釋資料以及測(cè)井?dāng)?shù) 據(jù)建立深度域的初始彈性參數(shù)模型;根據(jù)所述深度域的初始彈性參數(shù)模型確定PP波與PS 波反演殘差;構(gòu)建最大后驗(yàn)概率意義下的反演目標(biāo)函數(shù);根據(jù)所述的反演目標(biāo)函數(shù)以及PP 波與PS波反演殘差確定最優(yōu)彈性參數(shù)模型。
[0013] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,基于所述的地震疊前道集、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及實(shí)際井旁 角度域地震道集確定地震子波以及振幅縮放因子包括:根據(jù)所述的地震疊前道集以及測(cè)井 數(shù)據(jù)、采用統(tǒng)計(jì)方法提取依賴于入射角度的地震子波;將所述的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)作為輸入模型; 采用反射法正演模擬角度域的PP波與PS波道集;將所述的PP波與PS波道集與所述的實(shí) 際井旁角度域地震道集進(jìn)行對(duì)比,得到振幅縮放因子;將所述的振幅縮放因子應(yīng)用于所述 的地震子波。
[0014] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,根據(jù)所述的統(tǒng)計(jì)模型參數(shù)確定符合該工區(qū)的模型參 數(shù)先驗(yàn)分布函數(shù)包括:所述的統(tǒng)計(jì)模型參數(shù)滿足三變量高斯分布;分析所述的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù), 得到所述統(tǒng)計(jì)模型參數(shù)的均值;確定所述統(tǒng)計(jì)模型參數(shù)的自相關(guān)系數(shù)以及互相關(guān)系數(shù);根 據(jù)所述的自相關(guān)系數(shù)以及互相關(guān)系數(shù)構(gòu)建三參數(shù)相關(guān)的協(xié)方差矩陣;根據(jù)所述的三參數(shù)相 關(guān)的協(xié)方差矩陣形成符合該工區(qū)的模型參數(shù)先驗(yàn)分布函數(shù)。
[0015] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,根據(jù)所述的地震構(gòu)造解釋資料以及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立深 度域的初始彈性參數(shù)模型包括:根據(jù)所述的地震構(gòu)造解釋資料、基于沉積模式建立地質(zhì)模 型;將所述的測(cè)井資料按照構(gòu)造模式進(jìn)行插值和外推,得到每條測(cè)線的時(shí)間域的初始彈性 參數(shù)模型,所述的初始彈性參數(shù)模型包括縱波速度模型、橫波速度模型以及密度模型;通過 時(shí)深轉(zhuǎn)換關(guān)系將所述時(shí)間域的初始彈性參數(shù)模型轉(zhuǎn)換為深度域的初始彈性參數(shù)模型。
[0016] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,根據(jù)所述深度域的初始彈性參數(shù)模型以及地震子波 確定PP波與PS波反演殘差包括:將所述深度域的初始彈性參數(shù)模型作為輸入;在頻率域 通過傳遞矩陣算法確定每一個(gè)角度的PP波與PS波總反射率矩陣,所述PP波與PS波總反 射率矩陣包含反射系數(shù)與傳播時(shí)間、層間多次波與透射損失;對(duì)所述PP波與PS波總反射率 矩陣進(jìn)行傅里葉反變換;將傅里葉反變換后的PP波與PS波總反射率矩陣與地震子波進(jìn)行 褶積,得到角度域的PP波與PS波角道集;采集實(shí)際角度域地震道集;將所述角度域的PP波 與PS波角道集與實(shí)際角度域地震道集作差,得到PP波與PS波反演殘差。
[0017] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,構(gòu)建最大后驗(yàn)概率意義下的反演目標(biāo)函數(shù)包括:利 用所述模型參數(shù)先驗(yàn)分布函數(shù)對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行約束;根據(jù)Bayesian原理、綜合反演似然函 數(shù)以及先驗(yàn)分布函數(shù)得到后驗(yàn)概率分布函數(shù);根據(jù)所述的后驗(yàn)概率分布函數(shù)構(gòu)建反演目標(biāo) 函數(shù)。
[0018] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,根據(jù)所述的反演目標(biāo)函數(shù)以及PP波與PS波反演殘 差確定最優(yōu)彈性參數(shù)模型包括:確定所述反演目標(biāo)函數(shù)的梯度以及Hessian矩陣;根據(jù)所 述的梯度、Hessian矩陣以及PP波與PS波反演殘差,采用高斯-牛頓迭代法確定所述深度 域的初始彈性參數(shù)模型的更新量;將所述深度域的初始彈性參數(shù)模型的更新量作為輸入; 根據(jù)所述深度域的初始彈性參數(shù)模型的更新量以及地震子波確定更新后的PP波與PS波反 演殘差;根據(jù)更新后的PP波與PS波反演殘差構(gòu)建更新后的反演目標(biāo)函數(shù);根據(jù)更新后的 反演目標(biāo)函數(shù)確定更新后的梯度以及Hessian矩陣;通過所述更新后的PP波與PS波反演 殘差確定最大迭代次數(shù);根據(jù)所述的最大迭代次數(shù)以及更新后的反演目標(biāo)函數(shù)的梯度以及 Hessian矩陣確定最優(yōu)彈性參數(shù)模型,所述的最優(yōu)彈性參數(shù)模型包括縱波速度、橫波速度和 密度:將所述的最優(yōu)彈性參數(shù)模型作為地震三參數(shù)疊前AVO反演結(jié)果。
[0019] 本發(fā)明的目的之一是,提供了一種基于反射率法的多波AVO儲(chǔ)層彈性參數(shù)反演的 系統(tǒng),包括:地震道集采集裝置,用于采集工區(qū)內(nèi)的地震疊前道集、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及實(shí)際井旁 角度域地震道集;地震子波確定裝置,用于基于所述的地震疊前道集、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)以及實(shí)際井 旁角度域地震道集確定地震子波以及振幅縮放因子;統(tǒng)計(jì)模型
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