一種射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，屬于地震勘探中的地震反演領(lǐng)域。所述方法將偏移距域下的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到射線域中，通過構(gòu)建射線域下振幅變化的關(guān)系并進(jìn)行模型迭代反演，得到縱波速度、橫波速度以及密度。利用本發(fā)明可以直接從地震數(shù)據(jù)出發(fā)，無需速度信息，避免了速度信息不準(zhǔn)確給反演帶來的誤差；同時(shí)在反演過程中無需約束可以直接得到縱波速度、橫波速度以及密度等彈性參數(shù)信息，從而減小了反演的多解性問題，使得反演結(jié)果更加精確有效。
【專利說明】一種射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地震勘探中的地震反演領(lǐng)域，具體涉及一種射線參數(shù)域無約束彈性參 數(shù)反演方法，應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的地震處理和解釋。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的疊前反演技術(shù)是通過考察地震振幅隨著偏移距變化（AV0)的信息進(jìn)行反 推地下巖層的彈性信息，包括縱波速度，橫波速度以及密度等。因此在疊前反演之前，需要 建立起計(jì)算振幅隨偏移距變化的機(jī)制，即正演部分。但是在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，考慮到振幅與偏 移距之間定量關(guān)系的復(fù)雜性，一般都是先將偏移距域的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到角度域中，然后根 據(jù)角度域的Zoeppritz方程進(jìn)行正演計(jì)算。盡管Zoeppritz方程經(jīng)過幾十年的發(fā)展得到了 不少改進(jìn)和簡化，但是依然是建立在角度域之上，即描述振幅隨著入射角（AVA)的變化關(guān) 系，并非振幅隨偏移距（AV0)的變化。在確定地震振幅變化的機(jī)制之后，就可以根據(jù)實(shí)際得 到的疊前地震數(shù)據(jù)進(jìn)行地下巖層信息的反演。具體的反演方法也有多種，應(yīng)用最為廣泛的 有基于模型迭代方法和稀疏脈沖反演方法等。角度域反演方法比較普遍，被大量應(yīng)用于實(shí) 際生產(chǎn)當(dāng)中，但是同時(shí)角度域反演也存在以下幾個(gè)問題：
[0003] 首先反演第一步需要先轉(zhuǎn)換到角度域中。但是在角度域轉(zhuǎn)換的過程中，首先需要 地下速度的信息，而地層速度信息求取并不準(zhǔn)確的，從而會(huì)引入誤差；
[0004] 此外在角度域的Zoeppritz方程當(dāng)中，AVA現(xiàn)象只和巖性參數(shù)（速度，密度）變 化的相對(duì)值相關(guān)，與巖性參數(shù)的絕對(duì)值無關(guān)。例如，在只考慮速度變化的情況下，在速度為 2000m/s和2500m/s的間斷面產(chǎn)生的AVA現(xiàn)象與速度為4000m/s和5000m/s的間斷面產(chǎn)生 的AVA現(xiàn)象是一致的。這就造成了一個(gè)多解問題，使得反演無法求取得到參數(shù)的絕對(duì)值信 息，只能反演出彈性參數(shù)的相對(duì)變化信息。在實(shí)際生產(chǎn)中，要得到彈性參數(shù)的絕對(duì)值信息， 則需要通過其他的約束條件去進(jìn)行處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)常規(guī)角度域反演所存在的問題，包括從地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到角度域過程中 對(duì)地層速度信息的依賴，以及在反演中只能得到速度參數(shù)的相對(duì)變化信息等，提供一種射 線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，在轉(zhuǎn)換到射線域中可以直接從地震數(shù)據(jù)出發(fā)，無需速 度信息，避免速度信息不準(zhǔn)確導(dǎo)致給反演帶來的誤差；同時(shí)在反演過程中無需約束可以直 接得到縱波速度，橫波速度等彈性參數(shù)信息，從而減小反演的多解性問題，使得反演結(jié)果更 加精確有效。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，將偏移距域下的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到射線 域中，通過構(gòu)建射線域下振幅變化的關(guān)系并進(jìn)行模型迭代反演，得到縱波速度、橫波速度以 及密度。
[0008] 所述方法包括以下步驟：
[0009] (1)創(chuàng)建射線域下振幅變化的關(guān)系，即Zoeppritz方程；
[0010] (2)將偏移距下的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到射線域形成射線域地震數(shù)據(jù)；
[0011] (3)對(duì)于每個(gè)射線域下的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行子波估算；
[0012] (4)根據(jù)測(cè)井資料建立初始模型；
[0013] (5)對(duì)步驟⑵得到的射線域地震數(shù)據(jù)在所述初始模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行模型迭代反 演，當(dāng)前后兩次結(jié)果收斂時(shí)，或者迭代次數(shù)超過預(yù)先設(shè)定次數(shù)后停止迭代反演，最終得到的 模型值即為反演結(jié)果，包括縱波速度、橫波速度以及密度；
[0014] (6)輸出縱波速度、橫波速度以及密度。
[0015] 所述步驟（1)中的Zoeppritz方程如下：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述方法將偏移距域下的 地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到射線域中，通過構(gòu)建射線域下振幅變化的關(guān)系并進(jìn)行模型迭代反演，得到 縱波速度、橫波速度以及密度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述方 法包括以下步驟： (1) 創(chuàng)建射線域下振幅變化的關(guān)系，即Zoeppritz方程； (2) 將偏移距下的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到射線域形成射線域地震數(shù)據(jù)； (3) 對(duì)于每個(gè)射線域下的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行子波估算； (4) 根據(jù)測(cè)井資料建立初始模型； (5) 對(duì)步驟（2)得到的射線域地震數(shù)據(jù)在所述初始模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行模型迭代反演， 當(dāng)前后兩次結(jié)果收斂時(shí)，或者迭代次數(shù)超過預(yù)先設(shè)定次數(shù)后停止迭代反演，最終得到的模 型值即為反演結(jié)果，包括縱波速度、橫波速度以及密度； (6) 輸出縱波速度、橫波速度以及密度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述步 驟（1)中的Zoeppritz方程如下：
其中P代表射線參數(shù)，Y p Y 2，Y 3和Y 4的定義如下： γ 1 = ρ 2/ ρ 1
(2) 其中Vpl、Vsl、Pl、Vp2、Vs2、0 1和P2分別是速度和密度，下標(biāo)1代表上層，2代表下層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述步 驟⑵是這樣實(shí)現(xiàn)的： 假設(shè)射線參數(shù)P和偏移距X之間的關(guān)系滿足：
P = A · Χ2+Β · X 根據(jù)射線參數(shù)P的定義 建立起時(shí)距曲線之間的關(guān)系： t = A/3 · X3+B/2 · X2+t0 (4) 利用公式（4)，在疊前地震資料之上進(jìn)行參數(shù)掃描，使得計(jì)算出的走時(shí)t和實(shí)際資料的 走時(shí)t得到匹配，求解出參數(shù)A，B以及在得到參數(shù)A和B之后，根據(jù)公式（3)將偏移距 轉(zhuǎn)換成射線參數(shù)P。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述步 驟（3)是采用確定性子波求取方法進(jìn)行子波估算的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述步 驟（4)中的初始模型為均值模型，其數(shù)值為速度的算術(shù)平均值和密度的算術(shù)平均值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射線參數(shù)域無約束彈性參數(shù)反演方法，其特征在于：所述步 驟（5)是采用貝葉斯反演進(jìn)行模型迭代反演的。
【文檔編號(hào)】G01V1/28GK104297781SQ201310298394
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】魏修成, 劉韜, 陳天勝, 季玉新, 劉春園, 劉炯, 陳冬 申請(qǐng)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勘探開發(fā)研究院