一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法，從測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)提取背景場(chǎng)因子來(lái)控制反演波阻抗的整體趨勢(shì)；將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的低頻成分與地震數(shù)據(jù)的有效頻段成分進(jìn)行頻譜融合；并在地震數(shù)據(jù)的約束下將井中波阻抗曲線擴(kuò)展到整個(gè)地震剖面。通過(guò)對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜融合，并引入背景場(chǎng)因子控制反演波阻抗的整體趨勢(shì)，在地震數(shù)據(jù)的約束下將井中波阻抗曲線擴(kuò)展到整個(gè)地震剖面。本發(fā)明比較完整的保留了地震反射的基本特征（斷層、產(chǎn)狀），不存在常規(guī)基于模型反演算法的多解性問(wèn)題，能夠明顯的反映巖相、巖性的空間變化，具有計(jì)算速度快、穩(wěn)定性好、計(jì)算精度高以及抗噪能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地涉及基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地震勘探技術(shù)是油氣勘探中應(yīng)用最為廣泛的一種地球物理學(xué)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(lái)分析、預(yù)測(cè)油氣儲(chǔ)層分布范圍及儲(chǔ)層物性特征。隨勘探開(kāi)發(fā)程度逐漸深入，地震勘探已經(jīng)從認(rèn)識(shí)地下構(gòu)造形態(tài)的構(gòu)造勘探，逐漸發(fā)展成直接應(yīng)用地震信息判斷巖性、分析巖相、定量計(jì)算巖層物性參數(shù)的巖性勘探。這些復(fù)雜沉積環(huán)境下的儲(chǔ)層通常表現(xiàn)為具有厚度薄、物性高度非均質(zhì)、有效儲(chǔ)層規(guī)模小、分布分散、巖石物理關(guān)系復(fù)雜、儲(chǔ)層巖性差異小等特征。波阻抗是反映儲(chǔ)集巖儲(chǔ)層特征的一種重要物性參數(shù)，與振幅等反映界面性質(zhì)的參數(shù)相比，波阻抗具有更高的儲(chǔ)層橫向預(yù)測(cè)能力，因而地震波阻抗反演技術(shù)是巖性油氣勘探的重要技術(shù)手段。近幾十年來(lái)地震波阻抗反演技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，如道積分法、模型法、隨機(jī)反演、譜反演等。這些方法均存在一定適用條件，無(wú)法適應(yīng)薄儲(chǔ)層等復(fù)雜巖性儲(chǔ)層的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作。
[0003]道積分反演方法的特點(diǎn)是無(wú)需鉆井控制，反演結(jié)果直接反應(yīng)了地層波阻抗的相對(duì)變化，但是該方法在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中不能使用地質(zhì)或測(cè)井資料進(jìn)行約束控制，并且受地震數(shù)據(jù)固有頻帶的限制，分辨率低，無(wú)法適于薄層解釋的需要。求取的相對(duì)波阻抗和絕對(duì)波阻抗不能用于儲(chǔ)層參數(shù)的定量計(jì)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(jìn)而將反射系數(shù)剖面轉(zhuǎn)換為波阻抗剖面，在巖性相對(duì)穩(wěn)定條件下能較好的反應(yīng)儲(chǔ)層的物性變化。在利用反褶積從地震數(shù)據(jù)求取反射系數(shù)時(shí)，選擇有效的反摺積方法是遞推反演的關(guān)鍵，如頻域反褶積、LI模反褶積、最大似然反褶積、最小熵反褶積等。但是反褶積后得到的地震道振幅實(shí)際上還不是反射系數(shù)，而是相當(dāng)于反射系數(shù)再褶積一個(gè)剩余子波，這個(gè)剩余子波在淺部主頻較高，在深部較低。主頻低的在積分得到的波阻抗數(shù)值偏大，會(huì)導(dǎo)致深層產(chǎn)生偏大的波阻抗。
[0005]基于模型的波阻抗反演技術(shù)將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，反演的波阻抗分辨率高，適于薄層油氣藏的的精細(xì)描述。主要取決于初始模型與實(shí)際地質(zhì)情況的符合程度，在鉆井資料較多的情況下應(yīng)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(zhǔn)的情況下通常導(dǎo)致反演結(jié)果的錯(cuò)誤。
[0006]在勘探開(kāi)發(fā)前期，通常使用道積分和遞推反演來(lái)定性的進(jìn)行巖相分析確定地層的沉積體系，結(jié)合鉆井資料揭示的儲(chǔ)層特征進(jìn)行橫向預(yù)測(cè)，確定評(píng)價(jià)井位。在油田開(kāi)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(lái)進(jìn)行定量的反演，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層精細(xì)描述。但是常規(guī)疊后波阻抗反演技術(shù)存在以下缺點(diǎn):分辨率低，反演結(jié)果具有多解性，抗噪能力差，不適于儲(chǔ)層參數(shù)定量計(jì)算及薄儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，計(jì)算速度慢不適于實(shí)時(shí)解釋，應(yīng)用受到限制等缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有地震反演技術(shù)在儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中存在的不足，圍繞地震數(shù)據(jù)的有限帶寬及地震反演中存在的多解性、反演計(jì)算速度慢、無(wú)法處理大數(shù)據(jù)體的實(shí)時(shí)解釋等問(wèn)題，提供一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法，充分利用地震數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的有效頻帶，提高反演方法的抗噪能力，將得到的波阻抗信息用于地震資料的巖性參數(shù)解釋，便于精細(xì)儲(chǔ)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(yè)巖氣等)提供可靠的資料。
[0008]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法，所述方法從測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)提取背景場(chǎng)因子來(lái)控制反演波阻抗的整體趨勢(shì)，將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的低頻成分與地震數(shù)據(jù)的有效頻段成分進(jìn)行頻譜融合。并在地震數(shù)據(jù)的約束下將井中波阻抗曲線擴(kuò)展到整個(gè)地震剖面。
[0010]所述方法包括以下步驟:
[0011]8)對(duì)井中波阻抗曲線Al在最小二乘意義下進(jìn)行線性擬合，得到背景場(chǎng)因子LAI ；
[0012]所述的井中波阻抗曲線Al通過(guò)下面公式得到:
[0013]AI=Vp.P(I)
[0014]上式中，vp為縱波速度，P為密度。vp和P由常規(guī)聲波測(cè)井和密度測(cè)井資料得到。
[0015]設(shè)變量y與變量t之間的函數(shù)關(guān)系滿足下式:
[0016]y = a+b.t(2)
[0017]求出a，b使得以下公式達(dá)到最小值:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法，其特征在于，從測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)提取背景場(chǎng)因子來(lái)控制反演波阻抗的整體趨勢(shì)；將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的低頻成分與地震數(shù)據(jù)的有效頻段成分進(jìn)行頻譜融合；并在地震數(shù)據(jù)的約束下將井中波阻抗曲線擴(kuò)展到整個(gè)地震剖面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)對(duì)井中波阻抗曲線Al在最小二乘意義下進(jìn)行線性擬合，得到背景場(chǎng)因子LAI； 所述的井中波阻抗曲線Al通過(guò)下面公式得到: AI=Vp.P(I) 上式中，VP為縱波速度，P為密度；VP和P由常規(guī)聲波測(cè)井和密度測(cè)井資料得到； 設(shè)變量I與變量t之間的函數(shù)關(guān)系滿足下式: y=a+b.t(2) 求出a，b使得以下公式達(dá)到最小值:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于頻譜融合的地震波阻抗反演方法，其特征在于，所述的步驟I)中所述的采用常`規(guī)最優(yōu)化算法，包括牛頓法、共軛梯度法。
【文檔編號(hào)】G01V1/28GK103792573SQ201210418887
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】白俊雨, 岳承琪, 宋志翔, 肖云飛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院