用于各向异性参数反演的敏感度矩阵的计算方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油地球物理勘探领域，尤其涉及一种用于各向异性参数反演的敏感 度矩阵的计算方法及系统。
【背景技术】
[0002] 各向异性是指介质的某种属性不是定值，而是随着方向发生变化的性质。地震勘 探中的各向异性主要是指地震波在地下介质中的传播速度随传播方向的变化而变化的特 性。
[0003] 目前随着勘探开发程度的逐渐深入，油气地球物理勘探类型已经从常规能源，煤、 石油W及天然气延伸到非常规能源，煤层气、油页岩W及页岩气等领域，其勘探区域从内陆 延伸到近海甚至深海，勘探深度从中层逐步向中深层方向发展。上述几类油气地球物理勘 探的发展都不可避免的遇到地震各向异性的问题，随着勘探深度的增加，采集地震数据的 炮检距逐步增大，各向异性现象尤其突出。近海W及深海沉积地层多为各向异性的。在非 常规能源中W油页岩为例，其多发育为连续状或不连续状的水平层理结构，特点为细层呈 片状分布，送些片状矿物含量很高的页岩W及油页岩一般具有明显的各向异性特征。
[0004] 研究表明，介质的各向异性发生微小的变化将对地震波反射振幅产生很大影响。 为研究各向异性对地震波速度的影响，学者化omsen提出了表征介质各向异性的参数e、 5和Y。其中e约等于纵波水平速度和垂直速度的相对差别，其大小反映了纵波的各向 异性程度；S表示纵波在横向和垂向之间各向异性变化的快慢程度，是各向异性地震资料 处理中最重要的一个各向异性参数；Y表示快、慢横波速度的差异程度，反映了裂缝的发 育强度，是裂缝型油藏确定井位的参考参数。
[0005] 在各向异性参数反演方面，A化halif址等人最早提出了利用P波NMO速度反 演倾斜TI介质中的各向异性参数（A化halif址T, Tsvankin LVelocity analysis in t ransversely isotropicmedia. Geophysics, 1995, 60 巧）：1550 ~1566)，但对于各向异性参 数的反演工作，目前仍缺少有效的手段来提高反演结果的精度W及反演速度。
[0006] 综上，亟需一种用于各向异性参数反演的辅助方法，W解决上述问题。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于各向异性参数反演的辅助 方法，具体是W解析解的形式给出了用于各向异性参数反演的敏感度矩阵。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于各向异性参数反演的敏感度矩阵 的计算方法，包括W下步骤；基于实际测井数据建立纵波反射系数与纵波阻抗、横波阻抗、 密度W及各向异性参数的泛函关系；基于權积原理，利用所建立的泛函关系与给定的地震 子波得到模拟叠前方位角度道集；根据实际叠前方位角度道集和模拟叠前方位角度道集建 立误差函数；对误差函数求偏导数得到用于各向异性参数反演的敏感度矩阵。
[0009] 在一个实施例中，根据W下表达式建立所述泛函关系：
[0010] Tpj = CiQn Zpj"-lnZpj)+C2(ln Zsw-ln Zsj)+C3(lnp w-lnp j)+C4( 5 j"-6 j)+c5( e w- e .j) +Ce ( Y w- Y .j)
[0011] 式中，rp，表示第j个界面的纵波反射系数，j表示界面的个数；Zp，为第j个界面的 纵波阻抗，Zw为第j个界面的横波阻抗，P，为第j个界面的密度；S，、e ,和Y ,分别为第 j个界面的各向异性参数；In表示取自然对数；系数Cl、C2、C3、C4、Cs W及Ce分别表示为：
[0012] Cl = (l+tan2 日）/2 [001 引。2 = -4化 sin0)2
[0014] C3 = tan2 白/2-2 化S in 白）2
[0015]
[0016]
[0017]
[0018] 其中，0和辑分别为入射角和方位角；k为横波速度与纵波速度的比值。
[0019] 在一个实施例中，在建立所述误差函数的步骤中，
[0020] 先由模拟叠前方位角度道集中的第i个样点值和实际叠前方位角度道集中的第i 个样点值建立方位角为伊，入射角为0时的模拟叠前方位角度道集和实际叠前方位角度道 集的误差函数；再按照先入射角后方位角的顺序将对应不同方位角和入射角的误差函数逐 一累加得到实际叠前方位角度道集和模拟叠前方位角度道集的误差函数。
[0021] 在一个实施例中，根据W下表达式建立实际叠前方位角度道集和模拟叠前方位角 度道集的误差函数F :
[0022]
[0023] 式中，W为给定的地震子波；如;:是实际叠前方位角度道集的第i个样点值；m为界 面数，n为样点数；Pl和P2为方位角的起始值和终止值，Ql和Q2为入射角的起始值和终止 值；扣、。为方位角为妒入射角为0时的模拟叠前方位角度道集和实际叠前方位角度道集的 误差函数，.PtW的表达式为
[0024] 在一个实施例中，根据W下表达式得到所述敏感度矩阵G :
[0026] J?[|||，6巧碼;，6?馬'aF鄙/，6巧蹲，6/??W及孩燃讀分别为所述误差函数F 对Zpj, Zsj, P j，6 j，e j W及Y j的偏导数，具体形式如下：
[0027]
[0028] 在一个实施例中，根据W下表达式求.約0对Zp.j, Zsj, P j, S j, e j W及Y j的偏导数；
[0029]
[0030] 式中，^表示模拟叠前方位角度道集中第i个样点值与实际叠前方位角度道集 中第i个样点值的差值，/w$的表达式为：.(*==^|/。'Ww-<、。；当X依次取Zpi，Zw，Pi，5i， e j W及Y j时，璋咬报Y表示躬域分别对Zpj, Zsj, P j，6 j，e j W及Y j求偏导；W为给定的地 震子波；n为样点数；A和B均为系数，其中，当X依次为Zpj, Zy, P j，S j，e j W及Y j时，A 依次取gp.,，gw，1/P .，，1，1 W及1，其中gp.，，gs.，分别为纵波导纳和横波导纳；B是由入射角和 方位角决定的系数，当X依次为Zpj, Zsi, P i，6 i，e j W及Y j时，B依次取Cl、C2、C3、C4、Cs W 及 Cg。
[0031] 另一方面，还提供了一种用于各向异性参数反演的敏感度矩阵的计算系统，包括 W下模块：第一模块，其基于实际测井数据建立纵波反射系数与纵波阻抗、横波阻抗、密度 W及各向异性参数的泛函关系；第二模块，其基于權积原理，利用所建立的泛函关系与给定 的地震子波得到模拟叠前方位角度道集；第H模块，其根据实际叠前方位角度道集和模拟 叠前方位角度道集建立误差函数；第四模块，其其对误差函数求偏导数得到用于各向异性 参数反演的敏感度矩阵。
[0032] 在一个实施例中，第一模块根据W下表达式建立所述泛函关系：
[003引 Tpj = Cl QnZp j"-ln Zpj) +C2 (In Zsw-ln Z") +C3 (In P j"-ln P j) +C4 ( 5 j"- 6 j) +Cs ( e w- e .j) +Ce ( Y w- Y .j)
[0034] 式中，rp,表示第j个界面的纵波反射系数，j表示界面的个数；Zp,为第j个界面的 纵波阻抗，Zw为第j个界面的横波阻抗，P，为第j个界面的密度；S，、e ,和Y ,分别为第 j个界面的各向异性参数；In表示