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1、STRATA STRATA 地震反演培训地震反演培训理论和练习理论和练习2STRATA 培训STRATA 课程大纲地震反演基础地震反演基础- 3 - 3 练习练习1 1：楔型模型简单练习（递推、模型）：楔型模型简单练习（递推、模型）- 6161练习练习2 2：Erskine 3DErskine 3D 数据加载数据加载- 99- 99测井曲线时深对比-118练习3：Erskine 3D 测井曲线时深对比-131测井曲线层间插值建模-156子波提取子波提取-174-174练习练习4 4：BlackfootBlackfoot 子波提取子波提取-198-198基于模型反演参数基于模型反演参数-225-
2、225练习练习5 5：BlackfootBlackfoot 基于模型反演基于模型反演-241-241其它反演参数其它反演参数-256-256练习练习6 6：BlackfootBlackfoot 其它反演方法其它反演方法-271-2713STRATA 培训地震反演基础反演：从地震数据中提取它所包含的潜在地质信息的过程.传统上，反演是在叠后地震数据上进行,目的是提取声波阻抗体.近年来，反演已经被扩展到叠前数据体,目的是既提取声波阻抗又 提取横波阻抗体，从而可以推得孔隙流体。另外，最新的发展认为可以利用反演结果直接预测岩性参数如孔 隙度和含水饱和度。4STRATA 培训几种不同反演方法递归法: 传统
3、带限反演颜色反演: 递归反演的改进稀疏脉冲法(两个不同算法): 约束以获得尽可能少的同相轴基于模型法: 迭代更新层状初始模型弹性波阻抗: 对AVO数据的改进LMR: 对AVO数据的改进联合反演： 对AVO数据的改进在STRATA软件中提供以下这些反演方法(六种方法七个模块):5STRATA 培训阻 抗纵波 横波 弹性波反射系数子波地震道所有反演方法中共同的正演模型:反演中的一般正演模型6STRATA 培训波阻抗反射系数反演 子波地震道反演试图反推得到这个正演模型:反演模型纵波、横波、弹性阻抗7STRATA 培训纵波阻抗 或 横波阻抗 或 弹性阻抗阻抗 反射系数纵 波 阻 抗 =横 波 阻 抗
4、=弹 性 阻 抗 = 复杂公式 (后面介绍)8STRATA 培训反射系数 地震道地震道 = 子波与反射系数的褶积+噪音.注释(1) 不存在模型化的多次波. (2) 没考虑传播损失和几何扩散. (3) 没考虑频率吸收. (4) 子波可能是时变的.9STRATA 培训反射系数与子波褶积 的结果是移除了大量 高频细节:10STRATA 培训在时间域中的褶积就是频率 域中的乘积.从这些图中可以看出,子波的 作用是将地震频谱中高频和 低频都消除了.理论上讲,反演就是试图将这 些失去的频率区域进行恢复.11STRATA 培训反演中“多解性”问题所有反演算法都有多解性问题.存在多于一种地质模型可以与地震数据
5、 相一致，要在这些可能的模型中决定一 个模型，就需要去选择地震数据以外的 的一些信息。通常用以下两种方法来使用地震以外的 信息： 初始猜测模型的建立 对最终结果与初始猜测模型背离幅 度进行约束最后反演结果既依赖于 “其它信息”也取 决于地震数据.12STRATA 培训带限 (递归) 反演递归反演, 也称为带限反演是最简单和最早一种反演方法.从第一层开始, 可以用这个公式递推后续 每层的阻抗. :ith +1 层的阻抗可以从上一层 ith 确定:从定义反射系数开始:13STRATA 培训在这个简单的实例中可知:(a) 告诉我们如果给出一个脉冲， 那么我们就可以恢复阻抗的真实值 , 但是(b) 中
6、看到如果我们用一个子波与 脉冲进行褶积，那就无法恢复阻抗 的真实值。Z2 = 818Z2 = 1500Z1 = 1000Z3 = 1227Z4 = 1004Z1 = 1000带限反演14STRATA 培训输入地震数据递归反演数据递归反演获得 的结果与输入 的地震数据频 带一样.从图中可以看 出,与测井比较 反演结果损失 了高频细节.15STRATA 培训步骤1:递归反演 的初始背景模型是通过对井阻抗滤 波获得:10-Hz 高截滤波16STRATA 培训步骤 2:对地震道运用递归运算. (注释: 这几乎等同于在相位域进 行-90 度转换):17STRATA 培训步骤 3:滤波后的模型加上比例化反
7、演道集就得到了最终结果:+=18STRATA 培训递归反演中几个要点:(1) 不考虑子波. 这意味输入的地震数据必须是零相位. 如果有提取子波可行Strata 软件可以自动地对地震数据 “去相位”.(2) 即使地震数据是零相位, 实际子波的旁瓣在递归算法中也会被解释为岩性的变化.(3) 反演的结果其频带与地震数据频带一样.(4) 对地震数据的加权值(与反射系数匹配)决定了递归反演的结果阻抗值范围是否合适.19STRATA 培训基于模型的反演基于模型反演 是从褶积模型方程式开始的:假定地震道S,和子波 W, 是已知的.假定噪音是随机的并与地震信号不相关.求解反射系数, R, 以满足这个等式. 这
8、是一个非线性问题,所 以求解过程是迭代进行的.20STRATA 培训步骤 1:基于模型反演 的初始背景模型是通过对井阻抗分段形 成的:用户用毫秒(MS)来定义层分块大小.所有的层分段开始时都被设成一样 大小(用毫秒).21STRATA 培训步骤 2:利用层状模型和已知的子波计算人工合成地震道.这是与实际地震道的比较.通过分析人工合成地震记录 与实际地震道的误差，每层( 分段)的厚度和震幅值都进行 修改以减少误差.这个步骤通过一系列递归不 断重复.SyntheticSeismic22STRATA 培训输入地震数据基于模型反演基于模型反演 获得了宽频的结 果.问题是高频成分 可能来自于初始 猜测模
9、型而不是 来自地震数据.23STRATA 培训递归反演基于模型反演这是递归反演和基 于模型反演的比较.通常基于模型反演 可以获得更细致信 息,但这个结果实际 上相当类似.24STRATA 培训基于模型反演的几个要点:(1) 由于已经知道子波,在计算过程中它的影响从地震数据中排除了.也就是说地震数据没有必要是零相位,而只要子波与地震数据等相位就可以.(2) 估算的子波若有误差,将导致反演结果出差错.(3) 地震有效分辨率得到提高.(4) 反演结果可能在很大程度上依赖原始猜测初始模型.解决的方法是对初始模型进行滤波.(5) 与其它反演方法一样,存在多解性问题.25STRATA 培训稀疏脉冲反演稀疏
10、脉冲反演 假定实际 反射可以认为是由一系列 大脉冲里夹杂有小脉冲背 景.稀疏脉冲反演假定 只有 大脉冲有意义.该方法通 过检查地震道来寻找大脉 冲的位置.26STRATA 培训稀疏脉冲反演 每次建 立一个脉冲反射序列， 通过增加脉冲直到地震 道被足够准确地反演完 成。阻抗块的振幅值是由基 于模型反演算法来确定27STRATA 培训输入地震稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演 生成一个宽带 高频反演结果.28STRATA 培训基于模型反演稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演 结果与基于模 型反演结果类 似.主要区别是缺 少非常薄层的 细节.29STRATA 培训稀疏脉冲反演几个要点:(1) 只有当地震数据有脉冲，稀疏脉
11、冲反演才得到同相轴；(2) 它试图利用地震数据获得最简单的可能模型；(3) 通常得到的结果比地质本身实际的同相轴少；(4) 它比基于模型反演更少的依赖于初始猜测模型。30STRATA 培训颜色反演颜色反演 是对递归反演的修改, 最早是由BP公司的 Lancaster and Whitcombe 在2000 年SEG年会上提出来的.这种反演过程, 寻找一个简单操作因子 O, 对地震道进行直接转换求得反演 结果:作者在频率域确定简单操作因子, O . 通过比较地震数据和实际反演结果，认为简单操作因子的相位是-90度。31STRATA 培训简单操作因子震幅谱用这种方式来求取:利用工区的一组井, 所有
12、 井的声阻抗的振幅谱做 交汇图.通过理论预测,我们可以 拟合一条直线来 代表“ 理想” 输出阻抗谱.Log(Frequency)Log(Impedance)声阻抗震幅谱32STRATA 培训然后, 利用井旁一组地震道, 求 取平均地震谱.地震谱Frequency (Hz)操作因子谱从以上两个频谱,求取操作因子谱. 使得地震谱形状在地震频带内转换 为阻抗谱.33STRATA 培训颜色反演操作因子Time (ms)将获得的震幅谱做-90 度相移就生成了颜色反 演操作因子.将它与所有地震道褶积.34STRATA 培训输入地震颜色反演颜色反演 结果非常类似 于递归反演.其中一个区别是颜色反 演的结果是
13、相对声阻抗, 既有正值也有负值.-30000+300035STRATA 培训递归反演颜色反演-30000+30004600830012000相对 AI绝对 AI36STRATA 培训颜色反演几点小结(1) 除了定义整体阻抗趋势外,与初始模型基本无关. (2) 运算非常快. (3) 用户所需要定义的参数非常少. (4) 假定地震数据是零相位的. (5) 在最初实施中，该方法可以获得相对阻抗体，虽然我们可 以选择添加低频阻抗背景趋势。37STRATA 培训AVO 反演基本褶积模型反演假定的是零偏移距地震数据.褶积反演法不能运用到带有AVO响应的地震数据, 因为褶积反演法没有明 确地考虑 VP/VS 的变化.将反演方法延伸到叠前AVO 地震数据的处理, 目前这些算法主要运用于:(1) 弹性阻抗反演 (2) Lambda-Mu-Rho (LMR)反演 (3) 联合反演38STRATA 培训弹性阻抗弹性阻抗概念最初由Connolly 先生提出(The
