用于各向異性參數(shù)反演的敏感度矩陣的計(jì)算方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油地球物理勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種用于各向異性參數(shù)反演的敏感 度矩陣的計(jì)算方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 各向異性是指介質(zhì)的某種屬性不是定值，而是隨著方向發(fā)生變化的性質(zhì)。地震勘 探中的各向異性主要是指地震波在地下介質(zhì)中的傳播速度隨傳播方向的變化而變化的特 性。
[0003] 目前隨著勘探開發(fā)程度的逐漸深入，油氣地球物理勘探類型已經(jīng)從常規(guī)能源，煤、 石油W及天然氣延伸到非常規(guī)能源，煤層氣、油頁巖W及頁巖氣等領(lǐng)域，其勘探區(qū)域從內(nèi)陸 延伸到近海甚至深海，勘探深度從中層逐步向中深層方向發(fā)展。上述幾類油氣地球物理勘 探的發(fā)展都不可避免的遇到地震各向異性的問題，隨著勘探深度的增加，采集地震數(shù)據(jù)的 炮檢距逐步增大，各向異性現(xiàn)象尤其突出。近海W及深海沉積地層多為各向異性的。在非 常規(guī)能源中W油頁巖為例，其多發(fā)育為連續(xù)狀或不連續(xù)狀的水平層理結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)為細(xì)層呈 片狀分布，送些片狀礦物含量很高的頁巖W及油頁巖一般具有明顯的各向異性特征。
[0004] 研究表明，介質(zhì)的各向異性發(fā)生微小的變化將對(duì)地震波反射振幅產(chǎn)生很大影響。 為研究各向異性對(duì)地震波速度的影響，學(xué)者化omsen提出了表征介質(zhì)各向異性的參數(shù)e、 5和Y。其中e約等于縱波水平速度和垂直速度的相對(duì)差別，其大小反映了縱波的各向 異性程度；S表示縱波在橫向和垂向之間各向異性變化的快慢程度，是各向異性地震資料 處理中最重要的一個(gè)各向異性參數(shù)；Y表示快、慢橫波速度的差異程度，反映了裂縫的發(fā) 育強(qiáng)度，是裂縫型油藏確定井位的參考參數(shù)。
[0005] 在各向異性參數(shù)反演方面，A化halif址等人最早提出了利用P波NMO速度反 演傾斜TI介質(zhì)中的各向異性參數(shù)（A化halif址T, Tsvankin LVelocity analysis in t ransversely isotropicmedia. Geophysics, 1995, 60 巧）：1550 ~1566)，但對(duì)于各向異性參 數(shù)的反演工作，目前仍缺少有效的手段來提高反演結(jié)果的精度W及反演速度。
[0006] 綜上，亟需一種用于各向異性參數(shù)反演的輔助方法，W解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是需要提供一種用于各向異性參數(shù)反演的輔助 方法，具體是W解析解的形式給出了用于各向異性參數(shù)反演的敏感度矩陣。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于各向異性參數(shù)反演的敏感度矩陣 的計(jì)算方法，包括W下步驟；基于實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立縱波反射系數(shù)與縱波阻抗、橫波阻抗、 密度W及各向異性參數(shù)的泛函關(guān)系；基于權(quán)積原理，利用所建立的泛函關(guān)系與給定的地震 子波得到模擬疊前方位角度道集；根據(jù)實(shí)際疊前方位角度道集和模擬疊前方位角度道集建 立誤差函數(shù)；對(duì)誤差函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)得到用于各向異性參數(shù)反演的敏感度矩陣。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下表達(dá)式建立所述泛函關(guān)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個(gè)界面的縱波反射系數(shù)，j表示界面的個(gè)數(shù)；Zp，為第j個(gè)界面的 縱波阻抗，Zw為第j個(gè)界面的橫波阻抗，P，為第j個(gè)界面的密度；S，、e ,和Y ,分別為第 j個(gè)界面的各向異性參數(shù)；In表示取自然對(duì)數(shù)；系數(shù)Cl、C2、C3、C4、Cs W及Ce分別表示為：
[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和輯分別為入射角和方位角；k為橫波速度與縱波速度的比值。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，在建立所述誤差函數(shù)的步驟中，
[0020] 先由模擬疊前方位角度道集中的第i個(gè)樣點(diǎn)值和實(shí)際疊前方位角度道集中的第i 個(gè)樣點(diǎn)值建立方位角為伊，入射角為0時(shí)的模擬疊前方位角度道集和實(shí)際疊前方位角度道 集的誤差函數(shù)；再按照先入射角后方位角的順序?qū)?duì)應(yīng)不同方位角和入射角的誤差函數(shù)逐 一累加得到實(shí)際疊前方位角度道集和模擬疊前方位角度道集的誤差函數(shù)。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下表達(dá)式建立實(shí)際疊前方位角度道集和模擬疊前方位角 度道集的誤差函數(shù)F :
[0022]
[0023] 式中，W為給定的地震子波；如;:是實(shí)際疊前方位角度道集的第i個(gè)樣點(diǎn)值；m為界 面數(shù)，n為樣點(diǎn)數(shù)；Pl和P2為方位角的起始值和終止值，Ql和Q2為入射角的起始值和終止 值；扣、。為方位角為妒入射角為0時(shí)的模擬疊前方位角度道集和實(shí)際疊前方位角度道集的 誤差函數(shù)，.PtW的表達(dá)式為
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下表達(dá)式得到所述敏感度矩陣G :
[0026] J?[|||，6巧碼;，6?馬'aF鄙/，6巧蹲，6/??W及孩燃讀分別為所述誤差函數(shù)F 對(duì)Zpj, Zsj, P j，6 j，e j W及Y j的偏導(dǎo)數(shù)，具體形式如下：
[0027]
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)W下表達(dá)式求.約0對(duì)Zp.j, Zsj, P j, S j, e j W及Y j的偏導(dǎo)數(shù)；
[0029]
[0030] 式中，^表示模擬疊前方位角度道集中第i個(gè)樣點(diǎn)值與實(shí)際疊前方位角度道集 中第i個(gè)樣點(diǎn)值的差值，/w$的表達(dá)式為：.(*==^|/。'Ww-<、。；當(dāng)X依次取Zpi，Zw，Pi，5i， e j W及Y j時(shí)，璋咬報(bào)Y表示躬域分別對(duì)Zpj, Zsj, P j，6 j，e j W及Y j求偏導(dǎo)；W為給定的地 震子波；n為樣點(diǎn)數(shù)；A和B均為系數(shù)，其中，當(dāng)X依次為Zpj, Zy, P j，S j，e j W及Y j時(shí)，A 依次取gp.,，gw，1/P .，，1，1 W及1，其中g(shù)p.，，gs.，分別為縱波導(dǎo)納和橫波導(dǎo)納；B是由入射角和 方位角決定的系數(shù)，當(dāng)X依次為Zpj, Zsi, P i，6 i，e j W及Y j時(shí)，B依次取Cl、C2、C3、C4、Cs W 及 Cg。
[0031] 另一方面，還提供了一種用于各向異性參數(shù)反演的敏感度矩陣的計(jì)算系統(tǒng)，包括 W下模塊：第一模塊，其基于實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立縱波反射系數(shù)與縱波阻抗、橫波阻抗、密度 W及各向異性參數(shù)的泛函關(guān)系；第二模塊，其基于權(quán)積原理，利用所建立的泛函關(guān)系與給定 的地震子波得到模擬疊前方位角度道集；第H模塊，其根據(jù)實(shí)際疊前方位角度道集和模擬 疊前方位角度道集建立誤差函數(shù)；第四模塊，其其對(duì)誤差函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)得到用于各向異性 參數(shù)反演的敏感度矩陣。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一模塊根據(jù)W下表達(dá)式建立所述泛函關(guān)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個(gè)界面的縱波反射系數(shù)，j表示界面的個(gè)數(shù)；Zp,為第j個(gè)界面的 縱波阻抗，Zw為第j個(gè)界面的橫波阻抗，P，為第j個(gè)界面的密度；S，、e ,和Y ,分別為第 j個(gè)界面的各向異性參數(shù)；In表示