一种叠后声波阻抗反演方法
【专利摘要】本发明提供了一种叠后声波阻抗反演方法，属于油气及煤层气地震勘探与开发领域。本方法包括：(1)对叠后地震数据进行处理，使得叠后地震数据的频谱与由测井数据得到的声波阻抗的频谱相匹配，从而获得相对声波阻抗数据；(2)构建用于基于模型反演的初始声波阻抗模型或者变差函数；(3)对步骤(2)得到的初始声波阻抗模型进行正演计算得到合成地震数据；(4)将合成地震数据与实际叠后地震数据进行比较，求得声波阻抗模型的修改量，利用该修改量对初始声波阻抗模型进行修改更新得到更新后的声波阻抗模型，再对更新后的声波阻抗模型进行正演计算得到合成地震数据；将其作为初始声波阻抗模型，重复步骤(4)得到最终的反演结果。
【专利说明】一种叠后声波阻抗反演方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气及煤层气地震勘探与开发领域，具体涉及一种叠后声波阻抗反演 方法。
【背景技术】
[0002] 随着油气勘探开发的需要，储层预测和精细描述越来越引起重视。围绕这个目的 而开展的探索和研究也越来越多，地震反演就是最重要的一点。当反演的目标是波阻抗时， 称之为波阻抗反演。目前的地震波阻抗反演按照所使用的资料分为叠后反演和叠前反演两 大类，按照反演方法又可以分为直接反演和间接反演。直接反演就是直接从地震资料出发， 进行运算得到声波阻抗。间接反演是从一个初始模型出发，合成地震记录，然后构造目标函 数，最后求得目标函数在一定的范数意义下极值。无论哪种反演，其实质都是想去除子波的 影响，从而将地震剖面转化为能与钻井、地质等资料直接对比的形式，因此反演在许多情况 下提高了常规地震的分辨率并提高了油藏参数研究的水平。
[0003] 叠后声波阻抗反演概括起来不外乎有两大类：基于反射系数逆公式的直接反演和 基于正演模型的迭代反演。
[0004] 基于反射系数逆公式的直接反演有道积分和递推反演。地震道积分近似等于对数 波阻抗，但是该方法无法求得地层绝对波阻抗，而且使用时无法用地质或测井资料进行约 束。以稀疏脉冲反演为代表的递推反演虽然更加精确和稳定，但是在实现和应用上都更复 杂。
[0005] 基于模型的反演可以分为确定性反演和随机反演两种。前者通常都是由测井、地 质以及地震资料给出一个确定性的初始模型，然后迭代反演，得到与地震资料最佳匹配的 地震波阻抗模型。这种反演方法，在井越多并且地震资料品质越好的情况下，给出的初始模 型更接近实际，其结果也就越可靠。但是直接由叠后地震资料解释层位，一方面分辨率低， 另一方面也受地震资料品质的影响。虽然目前广泛使用的随机反演可以通过地质统计的手 段提供多个符合统计参数要求的模型，但是其横向变差函数还是受叠后地震资料品质的影 响，即用于计算纵向变差函数的测井以及地质资料的分辨率与用于计算横向变差函数的地 震资料的分辨率不匹配。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种叠后声波阻抗反演 方法，在进行基于模型的反演之前，对地震资料进行处理，能快速而稳健地得到分辨率更高 的剖面，从而在进行初始模型的建立或者变差函数的计算时，能生成一个既满足测井和地 质资料分辨率又满足地震资料的模型，然后再进行基于模型的反演。
[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0008] -种叠后声波阻抗反演方法，包括以下步骤：
[0009] (1)对叠后地震数据进行处理，使得叠后地震数据的频谱与由测井数据得到的声 波阻抗的频谱相匹配，从而获得相对声波阻抗数据；
[0010] (2)基于步骤（1)得到的相对声波阻抗数据进行构造解释，以构建用于基于模型 反演的初始声波阻抗模型或者变差函数，如果构建的是变差函数，则再由变差函数进行随 机模拟得到初始声波阻抗模型；
[0011] (3)对步骤（2)得到的初始声波阻抗模型进行正演计算得到合成地震数据；
[0012] (4)将合成地震数据与实际叠后地震数据进行比较，求得声波阻抗模型的修改量， 利用该修改量对初始声波阻抗模型进行修改更新得到更新后的声波阻抗模型，再对更新后 的声波阻抗模型进行正演计算得到合成地震数据；然后将更新后的声波阻抗模型作为初始 声波阻抗模型，重复步骤（4)直到合成地震数据与实际叠后地震数据在最小平方意义下最 接近时，此时的声波阻抗模型即为最终的反演结果。
[0013] 所述步骤（1)具体包括：
[0014] (11)由测井数据计算得到所有井上的声波阻抗：将声波测井数据与密度测井数 据相乘；
[0015] (12)在以对数频率为横坐标、声波阻抗为纵坐标的坐标轴的图上进行线性拟合， 得到声波阻抗频谱；
[0016] (13)利用所述声波阻抗频谱对地震数据的频谱进行整形：设计一个滤波器，滤波 器的脉冲响应为声波阻抗频谱，利用该滤波器对地震数据进行滤波处理；
[0017] (14)对经过整形后的地震数据进行-90度相位旋转，获得相对声波阻抗数据。
[0018] 所述步骤（2)中进行构造解释是指解释地质层位与断层。
[0019] 所述步骤（2)中构建用于基于模型反演的初始模型是这样实现的：以构造解释结 果为框架进行约束，然后在该框架内填入所述相对声波阻抗数据，最后进行网格化，形成网 格化的初始声波阻抗模型。
[0020] 所述步骤（2)中构建变差函数是这样实现的：
[0021] 对于每一个网格点，首先根据储层的平面展布以及厚度分别确定横向变程范围和 垂向变程范围，然后分别在横向和垂向上将此范围内的所述相对声波阻抗值数据进行统 计，获得该点纵向和垂向实验变差函数曲线，最后利用变差函数模型对该曲线进行拟合，以 确定变差函数模型中的参数，从而最终得到该点的变差函数。
[0022] 所述步骤（3)是这样实现的：
[0023] 对步骤⑵得到的初始声波阻抗模型，由公式⑴得到反射系数模型，然后由公式 (2)进行正演计算得到合成地震数据：
【权利要求】
1. 一种叠后声波阻抗反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： (1) 对叠后地震数据进行处理，使得叠后地震数据的频谱与由测井数据得到的声波阻 抗的频谱相匹配，从而获得相对声波阻抗数据； (2) 基于步骤（1)得到的相对声波阻抗数据进行构造解释，以构建用于基于模型反演的 初始声波阻抗模型或者变差函数，如果构建的是变差函数，则再由变差函数进行随机模拟 得到初始声波阻抗模型； (3) 对步骤（2)得到的初始声波阻抗模型进行正演计算得到合成地震数据； (4) 将合成地震数据与实际叠后地震数据进行比较，求得声波阻抗模型的修改量，利用 该修改量对初始声波阻抗模型进行修改更新得到更新后的声波阻抗模型，再对更新后的声 波阻抗模型进行正演计算得到合成地震数据；然后将更新后的声波阻抗模型作为初始声波 阻抗模型，重复步骤（4)直到合成地震数据与实际叠后地震数据在最小平方意义下最接近 时，此时的声波阻抗模型即为最终的反演结果。
2. 根据权利要求1所述的叠后声波阻抗反演方法，其特征在于：所述步骤（1)具体包 括： (11) 由测井数据计算得到所有井上的声波阻抗：将声波测井数据与密度测井数据相 乘； (12) 在以对数频率为横坐标、声波阻抗为纵坐标的坐标轴的图上进行线性拟合，得到 声波阻抗频谱； (13) 利用所述声波阻抗频谱对地震数据的频谱进行整形：设计一个滤波器，滤波器的 脉冲响应为声波阻抗频谱，利用该滤波器对地震数据进行滤波处理； (14) 对经过整形后的地震数据进行-90度相位旋转，获得相对声波阻抗数据。
3. 根据权利要求2所述的叠后声波阻抗反演方法，其特征在于：所述步骤（2)中进行构 造解释是指解释地质层位与断层。
4. 根据权利要求3所述的叠后声波阻抗反演方法，其特征在于：所述步骤（2)中构建用 于基于模型反演的初始模型是这样实现的：以构造解释结果为框架进行约束，然后在该框 架内填入所述相对声波阻抗数据，最后进行网格化，形成网格化的初始声波阻抗模型。
5. 根据权利要求4所述的叠后声波阻抗反演方法，其特征在于：所述步骤（2)中构建变 差函数是这样实现的： 对于每一个网格点，首先根据储层的平面展布以及厚度分别确定横向变程范围和垂向 变程范围，然后分别在横向和垂向上将此范围内的所述相对声波阻抗值数据进行统计，获 得该点纵向和垂向实验变差函数曲线，最后利用变差函数模型对该曲线进行拟合，以确定 变差函数模型中的参数，从而最终得到该点的变差函数。
6. 根据权利要求5所述的叠后声波阻抗反演方法，其特征在于：所述步骤（3)是这样实 现的： 对步骤（2)得到的初始声波阻抗模型，由公式（1)得到反射系数模型，然后由公式（2) 进行正演计算得到合成地震数据：
【文档编号】G01V1/28GK104122581SQ201310155533
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】刘百红, 岳承琪, 任跃华, 郑四连 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院