地震反演技术.ppt

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1、,地震反演技术,基 本 内 容,一、地震反演技术,（二）反演技术及应用与限制,EPS软件,Geo-Office软件,Jason软件,二、叠后反演软件简介,三、叠前反演技术,（一）基本概况,（三）反演基本流程,基 本 内 容,一、地震反演技术,1、反演的提出,2、反演的概念,3、反演的发展,4、反演的分类,（一）基本概况,（二）反演技术及应用与限制,1、连续反演 2、递推反演 3、基于模型地震反演,4、随机反演,5、反演精度的影响因素,（一）基本概况,1、反演的提出,油藏的构造描述是对油藏的宏观特性进行描述，而油藏的储层描述是对储层进行微观的特征描述。早期人们是通过井间内插、小层对比来完成井间预

2、测。常规地震资料中包含着丰富的岩性、物性信息，是地层波阻抗差异的函数，反映了岩层界面的起伏变化，长期以来用于研究地层的几何形态，在构造油藏勘探中发挥了巨大作用。随着油气勘探开发难度的加大，一些隐蔽性很强的岩性油藏也随之投入勘探开发。要解决的关键问题是准确圈定砂体的空间分布范围。这就迫使人们充分利用地震资料包含的信息进行砂体预测，从而推动了地震技术从构造研究深入到油藏描述，由于反演直接指示地层细节和含油气的有利部位，且可靠性高，尤其在工区钻井较少的情况下，更具有其它方法无法比拟的优越性，因而反演成为油藏描述的核心内容。,（一）基本概况,2、反演的概念,地震反演是利用地表地震观测地震资料，以已知地

3、质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像（求解）的过程，也就是把常规界面型反射地震剖面转换成岩层型剖面，直接与钻井层位连接对比，以岩层为单元对储层进行横向预测。另一种看待反演的思路是用地震数据作输入以产生地下模型的一种技术，因此它可作为正演模型技术（基于地下模型产生合成地震剖面）的逆过程。广义的地震反演几乎涵盖了地震分析和解释的所有工作。波阻抗反演是指利用地震资料反演地层波阻抗（或速度）的地震特殊处理解释技术。与地震模式识别预测油气、神经网络预测地层参数、振幅拟合预测储层厚度等统计性方法相比，波阻抗反演具有明确的物理意义，是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法，在实

4、际应用中取得了显著的地质效果，因此，地震反演通常特指波阻抗反演。,（一）基本概况,3、反演的发展,上世纪70-80年代，亮点和碳氢检测（HCI）是热点，90年代以后，就被各种叠后反演处理技术所替代。国内外现已发展有许多成熟的反演方法：自适应滤波法波阻抗估计、地震资料的加权约束方法、约束模拟退火反演等等，在一定程度上解决了反演问题，随着地震反演技术研究的不断深入，在实践工作中遇到的一些不同反演方法得到的结果相差较多，以及参数影响反演的质量等等，影响到反演结果的应用。为此，提倡在地质模型约束下的地震反演技术相继发展起来，而且，由单一的波阻抗反演到储层属性反演，如电阻率反演、自然伽玛反演等等。从99

5、年至今，叠前反演技术迅速发展起来。,（一）基本概况,4、反演的分类 基于所考虑的域不同，分为叠前和叠后反演。针对叠后反演，按测井资料在其中所起作用的大小可分成四类：地震直接反演、测井控制下的地震反演、测井地震联合反演和地震控制下的测井内插外推，分别用于油气勘探开发的不同阶段；从实现方法上可分为：连续反演、递推反演、基于模型反演、随机反演和模拟退火反演。但概括起来，不外乎两大类：基于反射系数逆公式的直接反演和基于模型的迭代反演，迭代反演又可分为无井条件下的广义线性反演（GLI）和有井条件下的宽带约束反演（BCI）。,（一）基本概况,5、反演精度的影响因素概括讲有以下几点：1、保幅处理的优劣直接影

6、响反演精度，因为波阻抗反演是一个积分过程，道剔除不净造成的奇异值会给反演造成灾难性后果；2、信号增强（去噪）处理将会影响反演的波形和曲线特征；3、高频或低频信息的缺失使反演剖面上出现假的速度信息；因此为提高反演精度一定要做好以下几个方面的工作：1、认真做好地震资料的“三高”处理，尤其要做好地表一致性补偿、振幅恢复和道剔除工作；在拓宽高频成分的同时，努力保持地震资料原有的低频成分；在提高信噪比的同时注意保持振幅、频率、相位的相对关系；对那些破坏振幅、频率、相位相对关系的处理模块如脉冲反褶积、均衡、信号增强等不用或少用。2、着重开展在保持振幅、频率、相位相对关系前提下的提高分辨率和信噪比处理方法的

7、研究工作。3、在解释中要掌握了解工区的地质资料，分析储层速度变化的原因，克服地震速度的多解性,（二）不同反演技术及应用与限制,1、连续反演 是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，也称为道积分。通过积分处理，就把反映岩层间速度差异的反射系数转换成了反映地层本身特征变化的波阻抗。连续反演方法无需钻井控制，在勘探初期即可推广应用，实用性强。其主要优点是计算简单、递推累计误差小。其结果直接反映了岩层的速度变化，可以岩层为单元进行地质解释。由于这种方法受地震固有频宽的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要。第二个缺点是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。其

8、次，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，因而其结果比较粗略。,（二）反演技术及应用与限制,2、递推反演 基于反射系数递推计算地层波阻抗（速度）的地震反演方法称为递推反演，测井资料主要起标定和质量控制作用，因而又称为测井控制下的地震反演。递推反演是对地震资料的转换处理过程，其结果的分辨率、信噪比以及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质，因此用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。递推反演比较典型的实现方法有：基于地层反褶积方法、稀疏脉冲反演和基于频域反褶积与相位校正的反演。地层反褶积方法优点是在井点已有测井段范围内可获得与测井最吻合的反演结果

9、，局限性是完全忽略了测井误差和噪声；稀疏脉冲反演优点是无需钻井资料，直接由地震记录计算反射系数，实现递推反演，其缺陷在于很难得到与测井曲线相吻合的最终结果；基于频域反褶积与相位校正的反演优点是以井旁反演结果与实际测井曲线的吻合程度作为参数优选的基本依据，从而保证了反演资料的可信度可解释性，是递推反演的主导技术。,（二）反演技术及应用与限制,2、递推反演 递推反演比较完整地保留了地震反射的基本特征，不存在基于模型方法的多解性问题，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，能较好地反映储层的物性变化。递推反演具有较宽的应用领域。在勘探初期只有很少钻井的条件下，通过反演资料进行岩相

10、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。到开发前期，在储层较厚条件下，递推反演资料可为地质建模提供较可靠的构造、厚度和物性信息。但是由于地震频带宽度的限制，递推反演的分辨率相对较低，不能满足薄储层的研究需要。,（二）反演技术及应用与限制,2、递推反演,Inline440(gu704)波阻抗反演剖面,过gu702gu704波阻抗反演连井线剖面,（二）反演技术及应用与限制,3、基于模型地震反演 该方法从地质模型出发，采用模型优选迭代扰动算法，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最佳吻合，最终的模型数据便是反演结果。该方法以测井资料丰富的高频信

11、息和完整的低频成分补充地震有限带宽的不足，可获得高分辨率的地层波阻抗资料，理论上可得到与测井资料相同的分辨率，是薄层油藏精细描述的关键技术。多解是基于模型反演方法的固有特性，主要取决于初始模型与实际地质情况的附和程度，在同样的地质条件下，钻井越多，结果越可靠。地震资料在基于模型反演中主要起两方面作用，其一是提供层位和断层信息来指导测井资料的内插外推建立初始模型，其二是约束地震有效频带的地质模型向正确的方向收敛，地震资料分辨率越高，层位解释就有可能越细，初始模型就接近实际情况，同时，有效控制频带范围就越大，多解区域相应减少。因此提高地震资料自身分辨率是减少多解性的重要途径。,（二）反演技术及应用

12、与限制,3、基于模型地震反演 在基于模型地震反演方法中，不适当的强调两个概念容易给人造成误解，其一是强调分辨率达到了几米，这样听起来觉得很高明，其实并无实际意义，因为这种反演本身以模型为起点和终点，理论上与测井分辨率相同，问题的实质在于怎么更好的减少多解性。其二是强调实际测井与井旁反演结果多么相似，以表现反演的可靠性，显然这很容易给人造成误导，实际上，建立初始模型过程中的第一步就是测井资料校正，然后提取子波，只有在合成记录与井旁道最相似之后，才用测井制作模型，实际运算中对井附近模型不可能有大的修改，因此这种对比并无实际意义。,（二）反演技术及应用与限制,3、基于模型地震反演,（二）反演技术及应

13、用与限制,3、随机反演 是以地质统计学理论为基础的针对非均质油气藏进行的反演，是随机模拟与地震反演相结合的结晶，将随机模拟的思想引入到地震反演中，用地震做约束，用随机模拟算法去实现储层预测。实现思路是寻求比较符合地质规律的地质统计学模型和方法，表征各种沉积类型的储层参数的变化规律，用这种已知的规律对井间未知地区的储层参数的空间分布作出预测估计。随机反演不仅忠实井资料和地质统计规律，也明确地忠实地震资料，因此它不仅适用于开发期的储层预测也适用于勘探期的储层预测。缺点是在物性与波阻抗的相关性不好的情况下，反演的效果不太理想，不确定性因素增大。有些地方虽然在井点吻合，但向外推却出现过渡不自然的现象。

14、,（二）反演技术及应用与限制,3、随机反演,（三）反演基本流程,反演,基础资料分析处理,储层预测描述,地震、测井、地质资料的加载与质量控制。测井资料处理：归一化、泥质含量计算、孔隙度估算、岩性曲线的确定,子波估算、合成记录、层位标定,精细层位标定,岩性预测储层物性预测,基 本 内 容,一、地震反演技术,（二）反演技术及应用与限制,EPS软件,Geo-Office软件,Jason软件,二、叠后反演软件简介,三、叠前反演技术,（一）基本概况,（三）反演基本流程,二、叠后反演软件简介,目前我所拥有三个叠后反演软件，即：EPS、Geo-office和Jason.它们以各自的优势在我所的生产和科研中发挥

15、着积极作用.EPS是美国EPT公司开发研究的面向地质家的复杂油气储层预测与解释一体化的技术软件系统.Geo-office是美国金鹰公司的一套基于Microsoft Windows平台的石油地球物理资料分析软件.Jason是从荷兰引进的一套综合地质、地震、测井等信息开展油藏描述研究的系统软件。它不仅能完成勘探阶段的波阻抗反演，还可以完成开发阶段对地层、岩性及储层物性的精细描述.,EPS软件反演,该软件具有以下特色：1独特的拟声波时差构建技术；2实现了储层预测和岩性解释的一体化；3运用全局寻优的模拟退火方法及宽带约束反演方法，取得了高分辨率的反演结果。,EPS软件反演,宽带约束反演的基本思想是要寻

16、找一个最佳的地球物理模型，使得该模型的响应与观测数据（地震道）的残差在最小二乘意义下达到最小。宽带约束反演方法与以往的广义线性方法（GLI）方法有本质上的不同：首先，它是严格意义上的非线性反演；其次，在反演过程中，它受地质、测井先验知识的约束。,定义目标函数：,原理：,在目标函数表达式中：第一项表示记录残差，即要使反演结果的模型响应(F)尽可能逼近实际记录(D)；第二项表示先验约束，即反演解不能偏离先验值太远；第三项是要保证反演结果具有一定的横向连续性，使解更合理。EPS采用模拟退火方法解上述约束最优化问题，使EPS无论在勘探初期只有少量钻井，或在开发阶段有很多钻井的情况下，都可以得到高分辨率

17、反演结果。,EPS运用模拟退火和宽带约束反演的算法，具有运算速度快、分辨率高的特点。,二、EPS软件反演,EPS反演流程图,EPS反演方法,层位标定的好坏直接影响到子波反演结果，而子波的正确性又对层位的准确标定具有重大影响，正因为它们之间的相互制约，只有通过子波反演和层位标定交互迭代扫描技术获取最佳标定和最佳子波。,子波反演和层位标定自动迭代扫描技术,EPS反演方法,利用反映地层和岩性变化比较敏感的自然伽玛等测井曲线构建具有声波量纲的新曲线，结合声波的低频模型，合成拟声波曲线，使它既能反映地层速度和波阻抗的变化，又能反映岩性的细微差异。,拟声波曲线构建技术,EPS反演方法,用拟声波曲线构建的初

18、始模型及反演结果,用声波曲线构建的初始模型及反演结果,拟声波曲线构建技术,EPS反演方法,采用模拟退火全局寻优的非线性反演方法解决了地震反演所遇到的数据和模型之间高度非线性和目标函数具有多个极小值问题,充分利用高频信息,提高反演的精度和分辨率,使EPS反演结果不仅纵向分辨率高,而且横向分辨率也很高,克服了其他商业软件模型化严重的问题,满足了岩性(隐蔽)油气藏勘探的需要,模拟退火全局寻优的非线性反演技术,岩性体解释技术,先进的反演技术让地质家可以从反演结果剖面上看到储层横向非均质变化信息,怎样把地质家看到的感兴趣的信息有效的提取出来,是一个一直没解决的问题。如果把第一方面看成“播种”问题,那么第

19、二个方面就是“收割”问题,第二个环节做不好的话,就好象“农民辛辛苦苦种了庄稼而不去收割一样”,岩性体解释技术首次解决了“收割”问题。岩性体解释技术对于岩性(隐蔽)油气藏勘探的作用就象构造解释技术对于构造油气藏勘探的作用一样重要,基 本 内 容,一、地震反演技术,（二）反演技术及应用与限制,EPS软件,Geo-Office软件,Jason软件,二、叠后反演软件简介,三、叠前反演技术,（一）基本概况,（三）反演基本流程,Geo-Office反演方法,Geo-Office随机地震反演回避了变差函数的求取，而是通过对测井资料概率密度函数的求取来实现的，概率密度函数的求取是非常容易的事情，同时也是比较稳

20、定的，通常情况下，在井多，和井少的情况下，概率密度函数基本是稳定的；另一方面，在分层的基础上通过窗口移动的办法，求取分段的方差，即波阻抗可能的分布范围，在井资料较多的情况下，可以直接采用分层统计的极值作为空间约束分布,然后采用该软件核心算法“随机爬山法”求取满足以上随机特征又满足地震响应的波阻抗序列。,Geo-Office反演,PDF,波阻抗,波阻抗,约束,采样获得一个实现,对于一特定的工区，地层波阻抗除了通过统计得到的概率密度函数是一定的以外，同时通过统计，还可以确定波阻抗的空间分布范围。在概率密度函数以及空间分布的约束下，如果能寻找到一定的AI序列使AI既满足统计分布规律，又满足地震响应，

21、那么这种波阻抗分布即为反演解。另一方面，只要一个波阻抗序列分布在此约束之间，可以认为是概率密度函数的一个实现，通过一定的扰动，可以使其分布接近预先给定的概率密度函数又满足地震响应,Geo-Office反演,采样获得一个实现,约束,对于相关参数反演，需要找到该参数与波阻抗的相关关系，从而获得对应AI的PDF，对AI的采样，同时满足地震响应，则这样的该参数序列即为参数反演解，同理可以实现对地质体、岩性的反演。其原理可以用左图来说明。由于此过程没有采用目标函数加约束的办法，因此，如何满足概率密度函数，条件概率密度函数，值空间分布约束，其关键就是扰动算法。,Geo-Office反演,GSINV随机地震

22、反演算法及收敛条件：随机爬山法是1993年由Huang 和Kelkar提出并用于地质统计领域，并作了适当的修改 应用于地震反演。随机爬山法用于地震资料反演分以下几个步骤：第一步，在给定概率密度函数的情况下,通过采样或其它方法获得一个实现。,第二步，一方面通过对满足测井统计特征的波阻抗序列“点点”交换可以快速使波阻抗序列接近真实地层波阻抗，同时受到空间约束分布的约束下，这个过程绝对不会破坏地层波阻抗的概率密度函数。此时转入下一阶段调整，即，波阻抗序列在空间约束分布的约束下随机调整。如果相关性足够大或接收率足够低，或调整次数达到设定值则认为目标函数收敛，扰动结束，地震反演过程结束。这样，此过程既受

23、空间分布的约束，会对具体的概率分布作出一定的漂移，或者说修正。同时还最大限度地满足地震响应的随机特性，由于最终的结果是满足地震响应，因此这种漂移的方向是更接近真实的概率分布。因此该方法为一有效、科学的地震反演技术。,Geo-Office反演流程,Geo-Office反演,分辨率较高分辨薄层能力较强。,从计算方法、约束角度分析，在井附近变化较客观；具有一定的地质规律,基 本 内 容,一、地震反演技术,（二）反演技术及应用与限制,EPS软件,Geo-Office软件,Jason软件,二、叠后反演软件简介,三、叠前反演技术,（一）基本概况,（三）反演基本流程,JASON简介,从软件的技术水平和模块功

24、能来看，JASON软件系统应该说处于石油行业领先位置，具有适应性强、功能涵概面广的特点。它将地质、地震、测井等多方面信息有机地结合起来，互相补充、验证，通过采用多种储层参数多信息综合（如伽玛、电阻率、孔隙度、渗透率等）进行联合反演，有效解决了波阻抗反演的多解性和不稳定性，最终得到趋近真实的储层预测和油藏描述结果。,Jason主要反演功能模块,WaveLets,InverMod,EarthModBody CheckEnvironMentPlus,StadMod,InverTrace,VelMod,FunctionMod,Reservoir Sim,Jason工作流程,Jason关键技术,Jaso

25、n 反 演,一、井曲线分析,二、精细层位标定,三、Jason反演方法,井约束地震反演（Invertrace）,地震约束测井反演（Invermod）,随机反演（Statmod),建立初始地质模型（Earthmod）,一、井曲线分析,井曲线分析主要是分析曲线是否是地下地质体的真实响应（与岩性柱状图对照）、是否有异常值、是否有基线漂移。不同井、不同井曲线存在着测井年度不同、使用仪器不同、资料来源不同等客观因素，导致不同井读数差异较大的问题，这些因素作为一种系统误差将会造成储层横向的不可比性，影响到个别曲线对储层物理特性反映的真实性，进而严重影响反演质量，因而必须对工区内的测井资料进行归一化处理。通常

26、采用三种方法对井曲线进行分析和归一化处理，以达到相互补充、相互验证，使得最大程度地保证归一、分析结果的正确性。1、井曲线叠合显示分析2、井曲线频率直方图显示分析3、井曲线交汇图显示分析,一、井曲线分析,1、单井曲线显示分析,gu702原始伽玛与gu704叠合显示,gu702伽玛处理后与gu704叠合显示,一、井曲线分析,1、单井曲线显示分析,g65原始电阻率曲线,g65电阻率处理后曲线,一、井曲线分析,1、单井曲线分析,经过综合分析现有的岩性柱状图，利用归一化后的井曲线确定砂岩门槛值制作砂泥曲线，通常采用2种物性曲线制作以确保砂泥曲线的正确。,一、井曲线分析,2、井曲线频率直方图对比显示,gu

27、703与gu704伽玛曲线对比图,gu709与gu704伽玛曲线对比图,一、井曲线分析,多井声波测井曲线叠合直方图,2、井曲线频率直方图显示分析,一、井曲线分析,一、井曲线分析,4、井曲线交汇图显示分析,砂泥曲线交汇图,电阻率与波阻抗曲线交汇图,Jason 反 演,一、井曲线分析,二、精细层位标定,三、Jason反演方法,井约束地震反演（Invertrace）,地震约束测井反演（Invermod）,随机反演（Statmod),建立初始地质模型（Earthmod）,这部分主要包含三项内容：一是精细层位标定；二是子波提取；三是合成记录制作。标定时首先创建雷克子波，通过调整子波主频可以得到子波振幅谱

28、与井旁地震道振幅谱达到最大相关时的子波主频和最大频率，进而开始精细层位标定。合成记录制作和子波提取一定要在层位标定完成之后进行。并且这两者在处理过程中是一个循环反馈的过程，这两者的品质有相互制约、相互促进的作用。地震子波的好坏直接影响地震反演的质量，因此在反演中必须要重视子波问题。,精细层位标定,地震子波提取,子波是基于模型反演中的关键因素。子波与模型反射系数褶积产生合成地震数据，合成地震数据与实际地震资料的误差最小是终止迭代的约束条件。迭后地震子波提取常用两种方法，其一是根据已有测井资料与井旁地震记录，用最小平方法求解，是一种确定性的方法，理论上可得到精确的结果，但这种方法受地震噪声和测井误

29、差的双重影响，尤其是声波测井不准而引起的速度误差会导致子波振幅畸变和相位谱扭曲。同时，方法本身对地震噪声以及估算时窗长度的变化非常敏感，使子波估算结果的稳定性变差。目前比较实用有效的方法是多道地震统计法，即用多道记录自相关统计的方法提取子波振幅谱信息，进而求取零相位、最小相位或常相位子波，用这种方法求取的子波，合成记录与实际记录频带一致，与实际地震记录波组关系对应关系良好。,gu702 使用雷克子波的精细层位标定,精细层位标定,gu702 使用地震子波的合成记录制作,精细层位标定,地震子波自相关,地震频谱与子波频谱对比,地震子波,地震与合成地震记录相关系数,信噪比,工区地震子波,精细层位标定,

30、井旁道的合成地震道,井旁道的残差剖面,Jason 反 演,一、井曲线分析,二、精细层位标定,三、Jason反演方法,井约束地震反演（Invertrace）,地震约束测井反演（Invermod）,随机反演（Statmod),建立初始地质模型（Earthmod）,建立初始地质模型（Earthmod）,建立尽可能接近实际地层情况的波阻抗模型，是减少其最终结果多解性的根本途径，测井资料在纵向上详细揭示了岩层的波阻抗变化细节，地震资料则连续记录了波阻抗界面的深度变化，二者的结合，为我们精确地建立空间波阻抗模型提供了必要的条件。建立波阻抗模型的过程实际上就是把地震界面信息与测井波阻抗正确结合起来的过程，对

31、地震而言，即是正确解释起控制作用的波阻抗界面，对测井来说，即是为波阻抗界面间的地层赋予合适的波阻抗信息。初始模型的横向分辨率取决于地震层位解释的精细程度，纵向分辨率受地震采样分辨率的限制，为了能较多地保留测井的高频信息，反映薄层的变化细节，通常要对地震数据进行加密采样。,建立初始地质模型（Earthmod）,1、建立初始模型地层描述表,按照地层沉积的顺序从下向上依次建表；层位可以通过定义truncation,来切断其它层；通过定义T.F.I,可以改变局部的地层内部结构。通过定义S.F.I,来控制局部断层或层位（如：超覆层）的外推。,建立初始地质模型（Earthmod）,建立初始地质模型（Ear

32、thmod）,建立初始地质模型（Earthmod）,用细致合理的地质模型控制地层大结构，细分模拟单元,生成初始地质模型,井约束地震波阻抗反演（Invertace）,它是基于反褶积的一种传统反演方法，采用多井约束，仅限于声波曲线反演地震波阻抗剖面。主要方法是约束稀疏脉冲反演(CSSI)。该方法的基本出发点是认为地下的反射系不是连续分布而是稀疏分布的。具体做法是从地震道中根据稀疏的原则抽取反射系数，与子波褶积生成合成地震记录道，利用合成地震记录与原始地震道的残差修改反射系数，得到新的反射系数序列，再做合成记录，如此迭代，得到一个能最佳逼近原始地震道的反射序列。然后求得相对波阻抗。并与各井绝对波阻抗

33、曲线拟合的阻抗趋势（低频背景）相加，就得到了绝对波阻抗。该反演结果的应用主要是利用各套地层波阻抗存在的差异进行地层对比以及根据储层横向变化引起的阻抗差来识别其突出特征的储层。该方法基于地震资料，而较少地依赖初始估计模型，较适合勘探阶段井少条件下地震资料的反演。,原理：,地震资料,测井资料,合成地震记录,地质分析,约束稀疏脉冲反演,地质模型,提取子波,反演结果,滤波,地震标定,道合并,相对波阻抗,低频成分,Invertace反演工作流程,井插值方式为了使测井数据合理地沿控制层横向分布，必须选择合适的插值方式。,值（残差权重因子）和（趋势权重因子）的选取如此例中选择：=17、=1.5,Invert

34、race（质量控制图）,反演方法,Invertrace（质量控制图）,地震与合成地震记录的相关系数,合成地震记录的信噪比,反演方法,Invertrace（质量控制图）,波阻抗趋势分析,波阻抗包络,反演方法,Invertrace（质量控制图）,合成地震道与地震剖面对比图,反演方法,Invertrace（质量控制图）,合成地震道与地震剖面残差图,波阻抗反演剖面(Invertrace),波阻抗反演剖面(Invertrace),从反演剖面上看，Invertrace反演的优点是横向变化自然，地质信息丰富，缺点是纵向分辨率较低，能反演到砂层组的横向变化。,Invertrace反演结果,反演方法,地震约束测

35、井曲线反演（InverMod）,InverMod是一种基于模型的反演方法，着重于薄层预测及精细储层描述。其原理是：地震数据体中的每一道都可以表示为其相邻几道的线性组合，反映这个线性组合关系的系数矩阵，就反映了地下地质体从一点到另一点的变化规律。而这一规律是唯一的，将其应用于测井数据体，就得到地震约束测井反演。InverMod特点之一是不仅能反演得到波阻抗数据体，还能得到与波阻抗有关的其它参数体（如孔隙度、声波、密度、速度等）以及SP、Rt、GR等电测曲线。InverMod特点之二是反演结果的纵向和横向分辨率都比较高。InverMod特点之三是反演结果既可在时间域，也可在深度域。,地震约束测井曲

36、线反演（InverMod）,该反演是一种基于模型的反演方法，着重于薄层预测及精细储层描述。将测井资料与地震资料紧密结合，二者相互约束，在时间、深度域上通过声波曲线建立正确的时深关系，从而对整个地震数据体进行各类测井曲线反演。其原理如下：地震记录（S）=反射系数（R）子波(W)S=F(R,W)=F(Sonic,Den,W)=F(Sonic,Den,Poro,Per,W)其中PCA为主分量，Weight为权重因子。所以：反演地震道=主分量1权重因子1+主分量2权重因子2+主分量2 权重因子i+主分量n权重因子n。另外，反演过程中主要有四个严格的约束条件，即（1）原始测井曲线与反演出的测井曲线闭合差

37、达最小；（2）反演出的第i道与i+1道闭合差达最小；（3）实际地震记录与合成地震记录闭合差达最小；（4）反演出的地震厚度与钻井厚度闭合差达最小。,地震剖面,多井子波,初始模型,最优匹配,合成地震剖面,NO,模型摄动,反演成果,Yes,储层精细解释,最终反演成果,油藏描述,Invermod处理流程,Invermod反演结果,从反演剖面上看，Invermod反演的优点是纵向分辨率高，接近单砂体；缺点横向上受井约束过多，地震信息相对较少，横向变化不够自然。,StatMod是一个集多种随机模拟技术的软件包，是以概率论为其理论基础的。其目的是提供一个或多个在某种概率条件下的，既满足数据的地质统计学特征又

38、满足地质、测井和地震信息的三维储层参数概率模型。这些模型不仅忠实井资料和地质统计规律，也明确地忠实地震资料，从而推断油藏属性空间分布特征。数据的地质统计学特征由数据的概率分布图和变异函数描述。由于地质统计模拟是基于概率意义上的随机模拟，为满足概率条件必须有足够多的井资料，因此，该反演方法适用于勘探程度较高或开发地区。常用的随机模拟为序贯高斯模拟技术。由于地质统计模拟是基于概率意义上的随机模拟。为满足概率条件必须有足够多的井资料。软件要求的已知井数不少于6口。,随机反演（Statmod),随机反演（Statmod),序贯高斯模拟方法是一种产生来自高斯场模型实现的方法。它基于序贯模拟思想。该方法首

39、先是将研究区域离散为网格系统，然后序贯地处理每一个网格节点。由于每个节点处随机变量是服从条件化的正态分布，因此，网格节点值完全由均值和方差两个参数确定。通过求解克里金方程组就可给出该网格节点处的均值和方差，从而将节点处的正态分布确定下来，并采用相应的抽样方法得到该网格节点处的一个样本。直至全部网格节点计算完毕。需要指出的是：求解克里金方程组时的条件数据包括原始数据，先前已模拟的、落在模拟邻域内所有被模拟的网格节点处的值。序贯高斯模拟方法是一种条件模拟，它保证原始数据和直方图及变异函数都被条件化。在地震储层预测中，每一道就是一个网格节点。,Statmod关键技术,一、确定统计特征参数1变量统计参

40、数（直方图分析）大多数地质数据并非是对称高斯分布，因此在实际应用中，首先将区域化变量（如电阻率）进行正态得分变换成高斯分布，模拟后，再将模拟结果反变换为区域化变量。2变差函数分析 不同方向上的空间连续性通常用变差函数表示。它一方面定量地概括了地质变量的结构信息，另一方面也为估计与模拟奠定了基础。如果提供的变差函数模型不符合实际情况，那么无论模拟算法本身有多么准确，最后得到的结果都不会准确，因此可以说它是随机模拟技术的关键。二、确定相关系数 如果用波阻抗协模拟电阻率曲线，是将地震反演波阻抗与电阻率的相关关系作为约束条件，因此要确定二者的相关性。而只有相关性达到70%以上才有意义。,反演方法,St

41、atmod直方图分析,直方图分析的正确结果,直方图分析的错误结果,反演方法,Statmod变差函数分析,变差参数,变差函数,电阻率反演连井线剖面(Statmod),结果分析,从反演剖面上看，Statmod反演的优点较为明显,它充分利用地震数据体的横向分辨率，约束地层的空间展布,纵向分辨率比Invertrace高；横向变化比Invermod自然。,伽玛反演连井线剖面(Statmod),油层 油层 油气层,差油层,油层 油层 油气层,差油层,结果应用,平均阻抗沿层切片,结果应用,结果应用,基 本 内 容,一、地震反演技术,（二）反演技术及应用与限制,EPS软件,Geo-Office软件,Jason

42、软件,二、叠后反演软件简介,三、叠前反演技术,（一）基本概况,（三）反演基本流程,叠前反演技术,1、叠前反演技术是指利用叠前道集数据所记录的振幅、频率、相位等信息进行地层岩性及含油气性解释的一种技术。2、叠前反演技术目前主要有两个研究方向，即AVO和叠前弹性阻抗反演，3、其发展分为两个阶段，即1982年到1999年，主要是AVO分析技术，4、从1999年至今，叠前反演技术迅速发展。,叠前反演技术,AVO技术即是研究叠前振幅随炮检距变化的一种叠前属性分析技术，其特点是以叠前地震道集所包含的振幅信息为主，受井约束影响小，所产生的截距和梯度参数有多种变换，其中的截距剖面为真正的零偏剖面，梯度剖面则与

43、含油气性横向变化有关，包括AVO正演及反演两大步骤。AVO为振幅随炮检距变化(Amplitude Variation with Offset)或(Amplitude Versus Offset)的缩写。AVA为振幅随入射角变化(Amplitude Variation with incident Angle)的缩写。若用炮检距和反射深度来等价的表示地震波的入射角，因此，AVO和AVA是等价的概念。,叠前反演技术,Patrick A Connolly于1999年发表了关于弹性阻抗（Elastic impedance,EI）技术的论文，掀起了弹性波阻抗反演的热潮。弹性阻抗实际是声阻抗概念的推广。众所

44、周知，叠后地震反演所用的声阻抗公式，是基于垂直入射的反射系数公式，每个反射系数被看成是以零角度入射到两个岩层分界面上的结果，因此，其近似表达或反应的是界面上下岩层纵波阻抗、密度对反射系的贡献，忽略中、远角度反射系数的变化，与野外实际预测系统不符。叠前弹性阻抗反演则改进了反射系数垂直入射假设的错误，巧妙地将AVO问题与地震道反演相结合，利用地震道集资料能够保留和突出识别地层流体和岩性方面的AVO(AVA)特征，以及测井资料的纵波、横波、密度资料，进行联合反演，获得纵、横波阻抗、纵横波速度、速度比、密度泊松比、拉梅常数等多种参数，比叠后反演利用更多的信息取得更丰富的参数，可减少声阻抗反演产生的多解

45、性。,叠前反演技术,不论是AVO，还是叠前弹性反演技术，两者均有共性：1、基础理论公式均来自于Zeoppritz方程矩阵形式2、均能计算P波阻抗系数和S波阻抗系数及泊松比 3、都利用叠前地震道集所记录的振辐随炮检距变化信息 4、要求高保真、高分辨率、高信噪比地震资料,不同点：1、AVO仅仅以地震资料为基础，叠前弹性反演是井震结合；2、AVO以定性分析为主，叠前弹性反演以半定量到定量化分析为主；3、AVO主要主要受地震信息影响，而叠前弹性反演易受井资料影响；4、AVO中假设条件为纵横波速度比等于2；叠前弹性反演无此条件；,叠前反演理论基础,AVO及叠前弹性阻抗反演技术理论基础是地震波在弹性分界面

46、上的反射和透射理论。反射和透射服从斯奈尔定律；岩石由骨架、基质、孔隙流体组成；应力与应变服从虎克定律；反射界面的反射系数与界面上、下岩石的纵波、横波速度、密度及地震波入射角有关；其经典公式为Zoeppritz方程的矩阵表达式。,叠前弹性反演优点,1、叠前反演考虑了入射角与反射系数的关系，得到了真实的阻抗信息。叠后反演是垂直入射的特例2、叠前反演较叠后反演更多地利用了叠前道集所记录的AVO信息，与采集情况更符合。3、叠前反演较叠后反演利用了更多的测井资料包含的岩性及油气信息，特别是横波测井资料。4、弹性阻抗较声阻抗对油气更为敏感，既可以区分岩性，也可以预测流体5、叠前反演较叠后反演产生更多的弹性

47、常数，减少由于纵波受流体影响而产生的多解性,井数据的分析与准备,不同入射角提取地震子波,叠前时间偏移道集处理,限角叠加,叠前纵横波联合反演,弹性参数综合分析,叠前弹性反演流程,叠前纵横波联合反演,结束语,地震反演是油藏描述的核心技术，在油田勘探开发中占据着极为重要的位置。在油田开发前期，通过精细油藏描述来优化开发方案，提高钻井成功率和单井产能；在滚动开发阶段，通过利用更多的钻井进行约束，提高地震反演的分辨率和精度，深化对油藏的认识，优化调整井位。钻井资料的特点是纵向精细、横向稀疏，地震资料的特点是纵向粗略、横向密集，地震反演技术把二者的优势有机的结合起来，因而具有广阔的发展前景。最后，借我国开发地质学家裘亦楠先生的一句话作为结束语：“以3D地震为基础的储层地震的兴起，为储层描述提供了一项重要的新的间接资料。对其发展前途，人们寄予厚望”。,结束,