专利名称：波阻抗反演数据可靠性评价方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地震勘探中的油气储层预测技术领域，尤其涉及波阻抗反演数据可靠性评价方法及装置。
背景技术：
地震勘探是通过人工激发地震波对地下结构进行勘探的方法，随着石油勘探开发工作的不断深入，常规的地震勘探数据不能满足探测小尺度地下结构的地质需求，借助于测井资料和地质认识，利用波阻抗反演方法在一定程度上可以增强地震勘探探测小尺度地质结构的能力。在波阻抗反演技术提出之初，许多专家和学者就对其多解性问题进行了深入讨论。李庆忠院士(1998)对带限子波的多解性问题进行了十分经典的讨论，指出地震数据本 身无法保证地震资料有效频带之外反演结果的正确性。马劲风(1999)研究了初始波阻抗模型对反演结果的影响，得出“尽管有测井与地质资料的约束，仍然无法避免反演多解性”的基本结论。姚逢昌(2000)在对基于模型的反演方法进行分析后指出，多解性是反演方法的固有特征，主要取决于初始模型和实际地质情况的符合程度，不要过分强调分辨率，不要过分强调实际测井与井旁反演结果的一致性。陈广军(2003)对反演的误区进行了讨论，强调“波阻抗反演虽然是一种储集层描述的好方法，但地质家不能对其产生依赖心理，决策者更不能对其做硬性规定”。张明振(2007)在对济阳拗陷多口测井数据及其反演结果进行统计之后，发现“只有弱化高频约束才能保证反演数据体的真实性”。国外学者Francis(1997)、Juve (1997)、Ghost (2000)和Cerney (2007)也从不同的角度对波阻抗反演的多解性以及由此产生的解释“陷阱”进行了分析和讨论。尽管地球物理学家对波阻抗反演的多解性有着比较深刻的认识和理解，但勘探开发的现实需求与地震资料分辨率的矛盾使得波阻抗反演技术依然并将继续成为薄储层预测不可或缺的技术手段。就某一个具体的反演成果而言，如何评价和判断其反演成果的多解性和可靠性，是利用地震反演数据对油气储层进行预测工作中亟待解决的问题。地质信息和测井数据是波阻抗反演的约束条件，合成地震数据与实际地震数据误差最小是波阻抗反演的收敛条件。现有对反演结果可靠性进行评价的方法或者使用了波阻抗反演的约束条件，或者使用了波阻抗反演的收敛条件，很显然，这种“利用条件产生结果，再利用条件评判结果”的评价方法不可能保证反演结果的真实性。由于意识到此类评价方法存在的问题，实际工作中往往根据地质专家和油藏专家的意见对波阻抗反演结果进行评价，虽然这种评价方式参考了地质专家和油藏专家的知识和经验，但评价结果有失客观，存在很大的主观性和盲目性。李国发等(2011)在对反演产生的多解性和解释陷阱系统分析的基础上，给出了一种比较客观的评价方法，但该评价方法只是一种定性评价准则，很难适应复杂地下结构和沉积特征的反演评价
发明内容
本发明实施例提供一种波阻抗反演数据可靠性评价方法，用以提高利用波阻抗反演数据进行油气预测的可靠性，该方法包括确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征；确定反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征；确定地震数据均方根振幅在空间上的变化特征与反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征的相似性；根据所述相似性，对波阻抗反演数据的可靠性进行评价。本发明实施例还提供一种波阻抗反演数据可靠性评价装置，用以提高利用波阻抗反演数据进行油气预测的可靠性，该装置包括第一特征确定模块，用于确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征； 第二特征确定模块，用于确定反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征；相似性确定模块，用于确定地震数据均方根振幅在空间上的变化特征与反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征的相似性；可靠性评价模块，用于根据所述相似性，对波阻抗反演数据的可靠性进行评价。本发明实施例的波阻抗反演数据可靠性评价方法及装置，为波阻抗反演提供了一种简洁实用、客观有效的定量评价体系，提高了利用波阻抗反演数据进行油气预测的可靠性，能够适应复杂地下结构和沉积特征的反演评价。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中图I为本发明实施例中波阻抗反演数据可靠性评价方法的处理流程图；图2为本发明实施例中测井约束波阻抗反演的基本流程图；图3为本发明实施例中为实验本发明实施例所设计的模型数据示意图；图4为本发明实施例中平滑后的平均振幅谱示意图；图5为本发明实施例中波阻抗反演数据的示意图；图6为本发明实施例中由波阻抗计算的反射系数序列示意图；图7为本发明实施例中地震数据最高有效频率之上的反射系数高频分量示意图；图8为本发明实施例中归一化之后的地震数据的均方根振幅曲线示意图；图9为本发明实施例中归一化之后的反射系数高频分量均分根振幅曲线示意图；图10为本发明实施例中某油田A区块原始地震数据的示意图；图11为本发明实施例中某油田A区块波阻抗反演结果的示意图；图12为本发明实施例中某油田A区块反射系数剖面示意图；图13为本发明实施例中某油田A区块地震数据最高有效频率之上的反射系数高频分量的示意图；图14为本发明实施例中某油田A区块归一化之后的实际地震数据的均方根振幅曲线示意图；图15为本发明实施例中某油田A区块归一化之后的反射系数高频分量的均方根振幅曲线意图；图16为本发明实施例中某油田B区块原始地震数据的示意图；图17为本发明实施例中某油田B区块波阻抗反演结果的示意图；图18为本发明实施例中某油田B区块地震数据最高有效频率之上的反射系数高频分量的示意图；图19为本发明实施例中某油田B区块归一化之后的实际地震数据的均方根振幅曲线的示意图； 图20为本发明实施例中某油田B区块归一化之后的反射系数高频分量的均方根振幅曲线的示意图；图21为本发明实施例中波阻抗反演数据可靠性评价装置的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。如前所述，尽管测井约束波阻抗反演的多解性在理论上和应用上都得到了广泛认同，但是就某一具体的反演成果而言，如何判断和评价其多解性和可靠性，现有技术中还没有操作性较强的方案。基于上述研究现状和现实需求，本发明实施例提供一种波阻抗反演数据可靠性评价方法。具体的，发明人考虑到波阻抗反演的目的是揭示地下结构的小尺度变化，因此，波阻抗反演的频率要高于地震数据的频率。从波阻抗反演的算法可以看出，地震数据有效频带之内的波阻抗分量是可靠的，波阻抗反演的多解性来源于地震数据有效频带之外的高频分量。高频分量在空间上的振幅变化特征受制于实际地层结构，应该与实际地震数据具有类似的变化规律，两者的振幅曲线是相同地下结构的反映，它们之间应该具有很大的相似性，可以利用两者的相似性对反演数据的可靠性进行定量评价。图I为本发明实施例的波阻抗反演数据可靠性评价方法的处理流程图。如图I所示，本发明实施例的波阻抗反演数据可靠性评价方法可以包括步骤101、确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征；步骤102、确定反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征；步骤103、确定地震数据均方根振幅在空间上的变化特征与反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征的相似性；步骤104、根据所述相似性，对波阻抗反演数据的可靠性进行评价。由图I所示流程可以得知，本发明实施例的波阻抗反演数据可靠性评价方法中，分别确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征和反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征，根据两者的相似性对波阻抗反演数据的可靠性进行定量评价，为波阻抗反演提供了客观有效的评价方法和实施流程，提高了利用波阻抗反演数据进行储层预测和储层描述的精度，能够适应复杂地下结构和沉积特征的反演评价。在具体介绍图I所示流程之前，为了更好地说明本发明实施例的内容和实施步骤，首先对波阻抗反演的基本原理和背景知识进行简要介绍。波阻抗反演的基本原理波阻抗反演的目标是将界面型地震数据转化为地层型波阻抗记录，在赋予地震数据更加明确的地层信息和岩性信息的同时，提高地震数据反映薄层结构和沉积特征的能力。基本思路和做法是通过迭代方式寻找地下模型，要求该模型的合成地震数据与实际地震数据最为接近，当合成地震数据与实际地震数据存在误差时，通过误差反传播数学方法不断更新模型，直至两者之间的误差满足设定的收敛条件。由于波阻抗反演的主要目标是识别和确定地震数据不能分辨的小尺度地质构造，因此，要求波阻抗反演的分辨率要高于地震数据本身的分辨率，其高频分量部分来自于测井信息，部分来自于稀疏脉冲反演模型，高频分量具有较强的多解性，很容易导致波阻抗反演的“解释陷阱”。图2给出了测井约束波阻抗反演的基本流程。如图2所示，测井约束波阻抗反演的基本流程包括首先利用地震数据、测井数据、地质数据沿地质层位内插建立波阻抗反演的初始模型；利用地震数据、测井数据、地质数据提取地震子波；采用褶积算法由初始模型和地震子波产生合成地震数据；计算合成地震数据与实际地震数据的误差；通过误差反传播不断修改和更新模型；当合成地震数据与实际地震数据的误差小于给定的门槛值即该误差符合精度要求时，输出波阻抗反演的最终模型。由图2所示测井约束波阻抗反演的基本流程可以看出，测井约束波阻抗反演是对波阻抗模型不断迭代修改并使其合成地震数据与实际地震数据不断逼近的过程。下面介绍图I所示流程的具体实施。具体实施时，步骤101中确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征，可以包括读取地震数据Xi(t)，i = 1，2，…n，其中，n为地震道数，t是时间，单位为秒或毫秒；计算地震数据Xi (t), i = I, 2,…n的均方根振幅曲线C(i), i = I, 2，…n
权利要求
1.一种波阻抗反演数据可靠性评价方法，其特征在于，包括 确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征； 确定反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征； 确定地震数据均方根振幅在空间上的变化特征与反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征的相似性； 根据所述相似性，对波阻抗反演数据的可靠性进行评价。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征，包括 读取地震数据Xi(t)，i = 1, 2，…n，其中，η为地震道数，t是时间，单位为秒或毫秒； 计算地震数据Xi (t), i = l,2,…η的均方根振幅曲线C(i), i = 1，2，…η
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述由波阻抗数据Zi(t), i = l,2, 计算反射系数序列的高频分量:TiU), i = 1,2，…η,包括 计算反射系数序列ξ i(t), i = 1，2，…η :
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对反射系数序列=做高通滤波之前，还包括 确定地震数据xjt)，i = I, 2，-η的最高有效频率fm。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定地震数据Xi(t)，i = I, 2，-η的最高有效频率fm，包括 对地震数据Xi (t)，i = I, 2，一η做傅立叶变换，得到频率域的地震数据Xi (f)及其振幅if Ai (f) Xi (f) = I Xi (t) e-12 jlfMt,Ai (f) = Xi (f)； 计算平均振幅谱
6.一种波阻抗反演数据可靠性评价装置，其特征在于，包括 第一特征确定模块，用于确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征； 第二特征确定模块，用于确定反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征；相似性确定模块，用于确定地震数据均方根振幅在空间上的变化特征与反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征的相似性； 可靠性评价模块，用于根据所述相似性，对波阻抗反演数据的可靠性进行评价。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一特征确定模块具体用于 读取地震数据Xi(t)，i = I, 2，…n，其中，η为地震道数，t是时间，单位为秒或毫秒； 计算地震数据Xi (t), i = l,2,…η的均方根振幅曲线C(i), i = 1，2，…η
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二特征确定模块具体用于计算反射系数序列= 1，2，…η:
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括 频率确定模块，用于确定地震数据xjt)，i = I, 2，-η的最高有效频率fm。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述频率确定模块具体用于对地震数据Xi (t)，i = I, 2，···!!做傅立叶变换，得到频率域的地震数据Xi (f)及其振幅if Ai (f) Xi (f) = / Xi (t) e-12 jlfMt,Ai (f) = Xi (f)； 计算平均振幅谱2(/):
全文摘要
本发明公开了一种波阻抗反演数据可靠性评价方法及装置，其中波阻抗反演数据可靠性评价方法包括确定地震数据的均方根振幅在空间上的变化特征；确定反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征；确定地震数据均方根振幅在空间上的变化特征与反射系数高频分量的均方根振幅在空间上的变化特征的相似性；根据所述相似性，对波阻抗反演数据的可靠性进行评价。本发明为波阻抗反演提供了一种简洁实用、客观有效的定量评价体系，提高了利用波阻抗反演数据进行油气预测的可靠性，能够适应复杂地下结构和沉积特征的反演评价。
文档编号G01V1/30GK102967884SQ20121045524
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者李国发, 马彦彦, 岳英, 付立新, 翟桐立, 国春香, 李皓, 刘昭, 秦德海 申请人:中国石油大学(北京)