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地震反演原理及其应用 引言： 地震波阻抗反演是地震数字处理的终结结果之一，是油气藏勘探、开发中储层横向预测的重要手段。而且随着勘探、开发程度的提高，对反演资料的精度要求也越来越高。但是，由于现有的地震资料受地震波激发和采集系统本身条件的限制，就决定了所记录的地震波仅有相似的振幅信息，分辨率有限且包含各种干扰。因此，波阻抗反演无疑是一个多解的非线性问题。 油气田开发的工作多是针对储层进行的。而地震勘探长期以来只是利用岩层的声学特征确定岩性的分界面。这就使地震资料与油田地质的结合发生困难。为了使地震资料能与钻井资料直接连接对比，就要把界面型的反射剖面转换成岩层型的测井剖面，把地震资料变成可与钻井直接对比的形式。实现这种转换的处理过程就是地震反演技术。 地震反演原理及其在油田开发中的应用 所谓反演就是正演模型处理的逆过程。 反演处理的数学算法实际上只能和正演模型相同。 正演模型是比较简单的。当前关于正演模型的处理技术没有争议，对于任一给定的地质模型只能有一个地震响应与之对应。 反演过程要复杂得多：某些正演模型的过程可能没有逆。对于一个给定的地震响应也可能会有多个地质模型与之对应。 地震反演概述 所谓正演过程就是人工模拟地震记录的形成。即 而反演过程则是估算一个子波的逆——反子波，用反子波和地震道进行褶积运算，得到反射系数 r(t),然后由上式导出的递推公式逐层递推计算出每一层的波阻抗，即 用Gardner公式从波阻抗中分离出速度和密度。 地震反演概述 所有的反演方法都不可避免地带有“非唯一性”的问题。这意味着对于一特定的地震响应，可能有多个地质模型与之相对应。 在各种可能的地质模型之间来决定那一个与实际地质模型相符合的唯一途径是使用其他信息（且是不包含在地震数据中的）。这种附加信息通常是由下面两种途径来提供的： 初始猜测模型 最终结果偏离初始猜测程度的约束条件。 这意味最终反演结果除地震资料之外还要依赖于这种“附加信息”。 与地震反演技术相关的几个概念 褶积模型 反射系数 地震子波 分辨率与地层反褶积的应用 剩余相位校正 反演可认为是，给定地震道 s(t) ，确定其反射系数的处理过程。在方程(1)中，反射系数与地层阻抗有关，其关系可用下式表示 （3） 这里 反演的目的是为了从地震道本身估算地层速度。显然，首先需要从褶积模型中提取反射系数的一个估算值，因此，我们可进行反褶积的相关处理。在讨论反褶积和反演之前，让我们更详细地讨论一下褶积模型的两个主要组成部分： 反射系数和地震子波。 反射系数 无论是炸药震源还是一个与地面接触的平板的突然撞击（可控震源），当地震震源的能量被释放时，能量被作为弹性波通过地球传播。 我们知道的最简单类型的波是压缩波（即纵波或P波）。一种岩石允许声波通过的能力由它的声阻抗决定，它是压缩波速度和岩石密度的乘积。正如我们期望的，岩石越致密，它的声阻抗就越高；如压实砂岩的声阻抗通常比泥岩的声阻抗高；另外，孔隙度对速度也有影响，孔隙度越高，速度、密度越低。 层状介质中，每当声阻抗有变化时，就会在具有不同阻抗的两层之间的界面处产生一个地震反射。假如声波传播到两个具有不同声阻抗层之间界面，反射系数可被写为方程（3）。 方程（3）表明，反射系数可以为正或负，取决于I(j-1)或I(j)哪一个较大，且其绝对值不能大于1。前面做的分析是针对一个下行波而言的，它从上方传播到界面。上行波的反射系数将被简单地作为下行波反射系数的负数。 显而易见，不是所有的入射能量都能被反射（只有海上的记录在空气与水的界面处几乎全被反射，它的反射系数接近于1）。透射能量的值为入射振幅与反射能量的差，或是 （4） 注意：方程（3）和方程（4）只适用于P波垂直入射一个界面的情况。对于非垂直入射，将发生类型转换，产生反射和透射横波。在进行地震岩性精确测量时，了解这些影响是很重要的。对于叠后情况，我们将假设方程（3）能准确地预测反射系数。 在多数反演算法中对地层反射系数做如下假设： 反射系数是平稳随机的白噪序列 有了这个统计学假设，许多反褶积方法才得以实现。 但事实上，地层反射系数不可能是白噪的。地层沉积总是具有旋回性，一个岩层的顶界反射系数的后面通常