sraa軟件中遞歸反演的原理及實(shí)現(xiàn)

sraa軟件中遞歸反演的原理及實(shí)現(xiàn)

地震波場反演是儲(chǔ)層預(yù)測的有效手段之一。波阻抗對(duì)含油氣層的波容量和儲(chǔ)層的反應(yīng)不好。波阻抗反演技術(shù)在20世紀(jì)70年代開始出現(xiàn),80年代得到了蓬勃發(fā)展。1983年,Cooke介紹了地震資料廣義線性反演方法;在90年代初周竹生等人提出了綜合利用地質(zhì)、地震和測井資料進(jìn)行約束反演;90年代中期,李宏兵在國內(nèi)提出了遞推反演與寬帶約束反演結(jié)合的方法。在此基礎(chǔ)之上有人進(jìn)行了無井多道反演和有井多道反演的研究,使波阻抗反演方法更加完善。國外先后推出了各種各樣的地震波阻抗反演軟件,其中STRATA反演軟件易于使用,算法成熟可靠,運(yùn)算速度快,是比較理想的軟件之一,提供了遞歸反演、稀疏脈沖反演、基于模型反演以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多參數(shù)反演等多種反演方法。遞歸反演是根據(jù)反射系數(shù)進(jìn)行遞歸計(jì)算地層波阻抗或?qū)铀俣鹊姆囱莘椒?其關(guān)鍵在于由原始地震記錄估算反射系數(shù)和波阻抗。因很多地區(qū)測井資料稀缺,無法利用其它反演方法,而遞歸反演在井少甚至無井的情況下都可以,因此應(yīng)用更加廣泛。1低場波阻抗法t地震記錄s(t)是反射系數(shù)r(t)和地震子波w(t)的褶積:STRATA反演基本原理就是建立在此地震記錄褶積模型基礎(chǔ)上的。反演可以認(rèn)為是給定地震道s(t),求取其反射系數(shù)r(t)的處理過程。界面兩側(cè)的波阻抗決定界面的反射系數(shù):其中,ρi、ρi+1分別為界面上、下兩側(cè)介質(zhì)的密度;Vi、Vi+1分別為地震波在界面上、下兩側(cè)介質(zhì)的速度;Zi、Zi+1分別為界面上、下兩側(cè)介質(zhì)的波阻抗。因此聲阻抗可由(2)式反演出的反射系數(shù)得到:在STRATA中,遞歸反演即帶限反演結(jié)果通過下面三個(gè)步驟獲得:(1)用聲波和密度曲線導(dǎo)出一個(gè)低頻速度模型;(2)利用公式(3)反演地震道。其結(jié)果為聲阻抗的中頻帶數(shù)據(jù);(3)將(1)的低頻信息和(2)和中頻信息結(jié)合,計(jì)算帶限反演結(jié)果。2反演過程和關(guān)鍵技術(shù)2.1地震資料品質(zhì)的響應(yīng)面設(shè)計(jì)STRATA反演軟件利用疊加地震數(shù)據(jù)和測井曲線的速度、密度信息兩部分?jǐn)?shù)據(jù)建立一個(gè)低頻速度模型,然后對(duì)地震道反演,最后二者結(jié)合獲得遞歸反演結(jié)果。因?yàn)檫f歸反演對(duì)地震資料的品質(zhì)要求很高,所以首先要對(duì)地震資料進(jìn)行高分辨率、振幅補(bǔ)償?shù)忍幚?同時(shí)對(duì)測井資料進(jìn)行歸一化等處理;其次是利用處理過的地震資料和測井資料同時(shí)結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行提取子波、制作合成記錄及層位標(biāo)定等工作;第三步是建立一個(gè)低頻模型;最后在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行遞歸反演。2.2關(guān)鍵技術(shù)2.2.1合成記錄的標(biāo)定子波的選取對(duì)于波阻抗反演至關(guān)重要。子波提取是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,在STRATA軟件中有只利用地震數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法提取子波和利用測井曲線提取子波兩類方法。STRATA軟件中除了可以提取子波外,還可以選取合適的理論子波,如雷克子波等。合成記錄的標(biāo)定是聯(lián)系測井資料和地震資料的重要橋梁。標(biāo)定過程中,利用合適的子波與測井曲線的反射系數(shù)褶積生成合成記錄,對(duì)測井曲線進(jìn)行微小地拉伸或壓縮來標(biāo)定地震道,使合成記錄上的同相軸和實(shí)際地震道上相應(yīng)的同相軸對(duì)齊,合成記錄與實(shí)際地震記錄達(dá)到最佳匹配。用20Hz和30Hz的雷克子波合成的地震記錄與地震道的標(biāo)定結(jié)果(見圖1,圖2)。由圖中箭頭標(biāo)示處可看出,30Hz的雷克子波合成的地震記錄與地震道匹配更好。2.2.2低頻速度模型STRATA軟件的遞歸反演方法利用地震道的解釋層位作為插值的指導(dǎo),在測線上用測井曲線提供的詳細(xì)的速度信息進(jìn)行插值,得到要被反演的地震道的每個(gè)樣點(diǎn)速度值,從而得到低頻速度模型(見圖3)。圖3的低頻模型是在STRATA軟件中由3個(gè)解釋層位作為插值指導(dǎo)、兩口測井信息進(jìn)行插值得到的。反演完成后,可更改色標(biāo)使目標(biāo)層更易分辨。色標(biāo)要根據(jù)已知井鉆遇儲(chǔ)層的波阻抗高低、厚度大小和橫向沉積展布特征以及要解釋的重要儲(chǔ)層的鉆井、測井、錄井資料情況調(diào)整,使儲(chǔ)層的頂?shù)捉缑婧秃穸茸兓陬伾弦子诜直娼忉尅?strata軟件的遞歸反演西部某地區(qū)海相碳酸鹽巖地層厚度巨大,天然氣資源豐富,但此地區(qū)的測井資料非常稀缺,無法利用其它反演方法或反演效果較差,而經(jīng)數(shù)據(jù)處理后地震資料品質(zhì)較好,因此針對(duì)此特點(diǎn),應(yīng)用STRATA軟件進(jìn)行遞歸反演。在圖3所示的低頻模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行反演得到結(jié)果(見圖4和圖5)。圖4和圖5為不同色標(biāo)的同一反演結(jié)果,從圖中可看出遞歸反演的效果較好:圖4中反演結(jié)果1紅黃色色標(biāo)表示高阻抗值,藍(lán)綠色色標(biāo)表示低阻抗值;圖5中反演結(jié)果2藍(lán)紫色色標(biāo)表示高阻抗值,紅黃色色標(biāo)表示低阻抗值。可見遞歸反演結(jié)果能清晰地分辨出低阻抗儲(chǔ)層(圖中標(biāo)示)。但是從儲(chǔ)層的分辨清晰程度來看,圖5比圖4的色標(biāo)使儲(chǔ)層更易于分辨。4與地震資料進(jìn)行反演(1)雖然波阻抗反演技術(shù)不斷發(fā)展,但遞歸反演的應(yīng)用仍然是非常廣泛的,因?yàn)槠湓诰俚那闆r甚至是無井的情況下都可用。(2)由于它是基于地震資料的反演方法,因此反演結(jié)果與地震資料匹配程度很高,可以將地下界面的基本形狀完整的反演出來;遞歸反演結(jié)果的確定性較高,不會(huì)出現(xiàn)多解性的現(xiàn)象,因此可以將地層的物性特征很好的反映出來。(3)通過STRATA軟件中遞歸反演技術(shù)在研究區(qū)的應(yīng)用,可以看出遞歸反演能較清晰地展現(xiàn)有利儲(chǔ)層,具有較好的應(yīng)用效果。2.2.3濾波器頻率的缺省設(shè)定遞歸反演一個(gè)主要參數(shù)是“constraintfilterfrequenc