储层地球物理学5-高分辨率地震反演剖析.ppt

高分辨率地震反演 油气资源与勘探教育部重点实验室(长江大学) 2007-05-08 目 录 一、序 反演的概念 反演的目的及研究内容 反演的限制条件 二、高分辨率地震反演 地震反射层精细解释 高分辨率地震子波的提取及模型的建立 波阻抗反演及应用实例 三、小结 反演的概念 自从石油行业行业诞生以来，地球物理学家就一直致力于求解反演问题。在地球物理勘探中，解释人员总是基于地面观测数据如地震记录或势场记录来推断地下特性。他们事先在头脑中形成一个粗糙的反映地面记录形成过程的模型，解释时通过这个粗糙的模型根据实际观测到的地面记录重构地下特性。按现代的说法，这种根据观测数据推断地下特性的工作就是求解所谓的“反演问题”。 相反，“正演问题”就是在给定地下特征和特定的物理定律成立的前提下确定所能记录到的数据。 反演就是根据地面观测到的数据来推导出地下的模型参数。实现这一过程必须要确定观测数据和地球物理模型参数之间的函数关系，然后根据观测数据来求取地球物理模型参数。反演分线性反演和非线性反演两种，线性反演是观测数据和模型参数之间的函数关系可以用一个简单的数学关系式表示出来，而非线性反演其间的关系是不能用显式的关系表示的。 反演可以定义为一种方法，借助于这种方法，人们可以获得精确描述所观测到的数据集的地下模型。以地球物理数据为例，我们的观测结果包括那些可称之为地下构造的物理特征信号，即由地震震源或电磁源激发产生的构造反射（或散射）波场，或构造异常重力场或磁场等。 反演处理与正演模拟密切相关。正演模拟利用数学关系如波动方程来合成地层模型的激发响应，例如地震能量脉冲。地层模型是由一组参数如层速度和层密度等来定义的。这里，如何选择能精确描述观测结果的正演模拟方法肯定是十分重要的。 在地震勘探中，正演模拟是用一种生成合成地震记录的算法来实现的，这些算法有地震射线追踪法、有限差分法或有限元波动方程解法等。在重力勘探中，正演模拟方法包括根据假定的地下密度分布计算重力场的规则。除了选择合适的数学模型外，了解应该使用多少模型参数和哪些参数最有效也是很重要的。“正确”模型的选择取决于所面对的勘探问题。 反演目的 油气田的勘探、开发离不开钻井、测井、测试、采油、地震、油藏工程等方面。通常钻井、测井、测试、采油只能提供井点附近的信息（地层、岩性、物性、构造、含油气性等）,而这些信息很难满足油藏研究的需要，在油藏的勘探开发中如何设计探井井位、建立开发井网？如何进行储层预测、油藏描述？如何进行开发方案的调整、油藏的动态监测？这些是勘探中所关注的问题。 地震资料信息是联系油藏由点到面的纽带，是进行油藏定量化研究的重要信息来源，通过与已知井点信息相结合的地震资料反演技术可以为油田工作者提供大量的地下地质信息，建立油藏的概念模型、静态模型、预测模型，提高油田的采收率。 反演理论必须研究的四大问题是： 解的存在性问题：即给定一组观测数据后，是否一定存在一个能拟合观测数据的解或模型。 模型的构制问题：如果存在性是肯定的，如何求得或构制能拟合观测数据的模型。 非唯一性问题：就是要讨论能拟合观测数据的模型是唯一的，还是非唯一的？答案是解是非唯一的，而且非唯一性很严重。原因是观测数据在空间域和时间域上都是有限的，观测数据有误差。 结果的评价：如果解是唯一的，如何才能从构制的模型中提取关于真实模型的地球物理信息，也就是求出它们的共同信息。 反演的限制条件 地震资料反演结果的精度从反演的方法上来看不难想象 ，不论是带限反演、稀疏脉冲反演、基于模型的反演，还是 目前还未广泛推广的波动方程反演大致主要受以下几个方面 的限制： （1）地震资料本身的限制，用于反演的地震资料必须是高保 真度资料，如果资料本身不是保持振幅处理的，那么在进行 反演时，所得到的波阻抗就反映不了地下地层的信息，也就 根本就不能用于储层预测和油藏描述。此外，地震资料还应 尽量高信噪比、高分辨率、准确成像，这些都将影响反演的 分辨率，一句话，地震资料的品质将最终影响反演的分辨率 。 （2）用于反演的测井资料品质，在进行反演前必须对工区内 参加反演的测井曲线进行环境校正，进行全区曲线的归一化 处理。如果测井曲线没有进行环境校正，归一化处理，在反 演时同样也反映不了地下地层的地质信息。 （3）子波的提取，以褶积模型为基础的反演方法需要子波来 进行反射系数的提取，如何估算子波？怎样提取的子波才更 适合于反演？才能得到准确的反射系数？目前提取子波的方 法主要是从地震、测井或两者综合。 （4）合成记录的标定。子波提取的好坏、地震资料极性的判 别都需要用合成记录来