一種基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域。本發(fā)明方法利用地震記錄、測井數(shù)據(jù)及地震解釋層位數(shù)據(jù)建立用于波阻抗反演的初始模型，并通過引入尺度因子加速算法的計算速度和降低反演的多解性。本發(fā)明將地面地震數(shù)據(jù)、測井數(shù)據(jù)及解釋層位數(shù)據(jù)進行有機結(jié)合，對斷層、楔狀地層及薄層的反演具有一定的適應性，具有計算速度快、穩(wěn)定性好、計算精度高以及抗噪能力強的特點。
【專利說明】一種基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及ー種基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地震勘探技術(shù)是油氣勘探中應用最為廣泛的ー種地球物理學方法，利用地震波在不同介質(zhì)中傳播的速度、振幅、頻率、相位、波形等參數(shù)的變化來分析、預測油氣儲層分布范圍及儲層物性特征。隨油氣勘探開發(fā)的不斷推進，常規(guī)油氣勘探已由原來的尋找構(gòu)造油氣藏轉(zhuǎn)向?qū)ふ規(guī)r性油氣藏和隱蔽油氣藏，非常規(guī)(煤層氣、頁巖氣和致密砂巖氣等)油氣勘探開發(fā)逐漸受到人們的重視，而地震反演是儲層預測的有效技術(shù)之一，地震波阻抗反演是實現(xiàn)巖性油氣藏儲層預測和隱蔽油氣藏識別的有效技術(shù)手段。目前波阻抗反演方法較為豐富，從地震波阻抗反演所使用的反演算法類型，可以將地震反演分為確定性反演和隨機反演兩大類。依反演所基于的理論(物理模型)類型，地震波阻抗反演可分為道積分法、遞推法、模型法、地質(zhì)統(tǒng)計法等。目前商用軟件中主要采用道積分法、遞推反演及基于模型的波阻抗反演方法。這些方法均存在一定適用條件，無法適應薄儲層等復雜巖性儲層的儲層預測工作，具體如下:
[0003]道積分反演是在假設地層波阻抗連續(xù)可微條件下，從平面波法線入射反射系數(shù)公式出發(fā)對反射系數(shù)(或經(jīng)振幅標定后的地震記錄)求積分，得到地層的相對波阻杭。該方法的特點是無需鉆井控制，反演結(jié)果直接反應了地層波阻抗的相對變化，但是該方法受地震數(shù)據(jù)固有頻帶的限制，分辨率低，無法適于薄層解釋的需要。求取的相對波阻抗和絕對波阻抗不能用于儲層參數(shù)的定量計算。
[0004]遞推反演是利用反摺積從地震剖面求取反射系數(shù)剖面，進而將反射系數(shù)剖面轉(zhuǎn)換為波阻抗剖面的一種轉(zhuǎn)換方法，由于該方法直接將地震信息從ー種形式轉(zhuǎn)換到另ー種形式，在很大程度上保留了疊后地震剖面的基本地質(zhì)特征(斷層、產(chǎn)狀等)，能夠反應巖相、巖性的空間變化，在巖性相對穩(wěn)定條件下能較好的反應儲層的物性變化。該方法的核心是從地震記錄求取反射系數(shù)，通常由反摺積求取，選擇有效的反摺積方法是遞推反演的關(guān)鍵。由于受到地震資料頻帶的限制，遞推反演的分辨率相對較低，不能滿足薄儲層的研究。
[0005]基于模型的波阻抗反演技術(shù)將測井數(shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)有機結(jié)合，反演的波阻抗分辨率高，適于薄層油氣藏的的精細描述。主要取決于初始模型與實際地質(zhì)情況的符合程度，在鉆井資料較多的情況下應用效果較好，多解性是基于模型反演的固有特性，在初始模型建立不準的情況下通常導致反演結(jié)果的錯誤。
[0006]在勘探開發(fā)前期，通常使用道積分和遞推反演來定性的進行巖相分析確定地層的沉積體系，結(jié)合鉆井資料掲示的儲層特征進行橫向預測，確定評價井位。在油田開發(fā)階段，由于鉆井資料較為豐富，可以結(jié)合地震數(shù)據(jù)建立用于反演的初始模型，利用基于模型的波阻抗反演來進行定量的反演，實現(xiàn)儲層精細描述。但是常規(guī)疊后波阻抗反演技術(shù)存在以下缺點:分辨率低，反演結(jié)果具有多解性，抗噪能力差，不適于儲層參數(shù)定量計算及薄儲層預測，應用受到限制等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，提高反演方法的抗噪能力，在約束范圍內(nèi)反演得到具有地質(zhì)意義的高分辨率波阻抗信息，用于地震資料的巖性參數(shù)解釋，便于精細儲層描述，為尋找?guī)r性(和地層)圈閉油氣藏和非常規(guī)油氣藏(煤層氣、頁巖氣等)提供可靠的資料。[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一種基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，所述方法利用地震記錄、測井數(shù)據(jù)及地震解釋層位數(shù)據(jù)建立用于波阻抗反演的初始模型，并通過引入尺度因子加速算法的計算速度和降低反演的多解性。
[0010]所述方法包括以下步驟:
[0011](I)輸入疊后地震數(shù)據(jù)，從所述疊后地震數(shù)據(jù)得到地震記錄的采樣率At和時間長度T，則樣點個數(shù)M = T/At，對所述疊后地震數(shù)據(jù)進行歸ー化處理后得到經(jīng)過歸ー化處理后的疊后地震數(shù)據(jù)Data ；
[0012](2)由測井數(shù)據(jù)及地震解釋層位數(shù)據(jù)建立反演的初始模型L[i]，i = 1，M+1 ;
[0013](3)設反演參數(shù)個數(shù)為P，尺度因子為nX At，n為正整數(shù)，計算能夠整除尺度因子且大于地震記錄時間長度T的最小整數(shù)T'，則反演參數(shù)個數(shù)P = T' /nAT;設經(jīng)尺度擴展后的波阻抗L用向量Lp[i]，i = 1，T' /AT表示，Lp中的數(shù)值由以下公式確定:
【權(quán)利要求】
1.一種基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，其特征在于:所述方法利用地震記錄、測井數(shù)據(jù)及地震解釋層位數(shù)據(jù)建立用于波阻抗反演的初始模型，并通過引入尺度因子加速算法的計算速度和降低反演的多解性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (D)輸入疊后地震數(shù)據(jù)，從所述疊后地震數(shù)據(jù)得到地震記錄的采樣率為At，地震記錄的時間長度為T，則樣點個數(shù)M = T/At ;對所述疊后地震數(shù)據(jù)進行歸ー化處理后得到經(jīng)過歸ー化處理后的疊后地震數(shù)據(jù)Data ； (2)由測井數(shù)據(jù)及地震解釋層位數(shù)據(jù)建立反演的初始模型L[i]，i= I, M+1 ； (3)設反演參數(shù)個數(shù)為P，尺度因子為nXAt，n為正整數(shù)，計算能夠整除尺度因子且大于地震記錄時間長度T的最小整數(shù)T'，則反演參數(shù)個數(shù)P = T' /n AT;設經(jīng)尺度擴展后的波阻抗L用向量Lp [i]，i = I，T' / A T表示，Lp中的數(shù)值由以下公式確定:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，其特征在于:所述步驟(2)具體如下:所述測井數(shù)據(jù)包括聲波時差測井數(shù)據(jù)和密度測井數(shù)據(jù)Den，首先由所述聲波時差測井數(shù)據(jù)計算得到地層速度Vp，然后根據(jù)地層速度Vp和密度測井數(shù)據(jù)Den利用波阻抗公式Z = Vp*Den計算得到井中波阻抗曲線，再對所述井中波阻抗曲線進行進行帶通濾波得到反演的初始模型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模型約束的多分辨率波阻抗反演方法，其特征在于:所述步驟(9)中，所述具有全局優(yōu)化能力的優(yōu)化算法采用共軛梯度法或阻尼最小二乗法。
【文檔編號】G01V1/28GK103487835SQ201210193075
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】白俊雨, 岳承琪, 宋志翔, 蘇凌, 肖云飛 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院