频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法技术

本发明专利技术公开了频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，包括：获得相对弹性阻抗表达式和弹性阻抗低频趋势模型；基于相对弹性阻抗表达式和弹性阻抗低频趋势模型，获得无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式和地震子波能量校正因子；基于无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式和地震子波能量校正因子，获得基于低频趋势模型能量校正的频域高分辨率弹性阻抗直接反演计算式。本发明专利技术构建出基于低频趋势模型能量校正的频域高分辨率弹性阻抗直接反演计算公式，获得的弹性阻抗精度高，适用于勘探早期无井或少井的探区，计算简洁，避免了测井约束地震反演对井信息的强依赖性以及传统直接反演稳定性差、精度低的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法


[0001]本专利技术属于地震勘探领域的地震反演技术。本专利技术涉及一种频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法。

技术介绍

[0002]地震反演能够从地震资料中求取与地层岩性识别、岩相分析、储层描述密切相关的弹性参数。常用的叠后声波阻抗反演在反演精度和稳定性具有先天优势，但由于缺少角度域AVO信息的利用，对含油气信息的挖掘能力有限。尽管叠前AVO反演能够在理论上直接求取纵横波速度、密度等与岩性乃至含油气性密切相关的多个弹性参数，但受到叠前地震资料近中远覆盖次数不均、品质差异大、大角度反射信息缺少或失真以及Zoepritz方程系数矩阵求取精度等因素的影响，叠前三参数同时反演结果在复杂岩性油气藏勘探中的应用效果常常与理论效果差距较远。
[0003]为了契合叠合声波反演在计算实用性与叠前AVO反演在信息挖掘方面的优势，Connolly(1999)提出了弹性(波)阻抗定义(简称EI)，即是纵波速度、横波速度、密度及入射角的函数，它的数值会随入射角θ变化，反映了非零偏移距(入射角θ非零)的反射波振幅与界面两侧地层的弹性阻抗的变化有关，其数学形式与声波阻抗具有一致性，声波阻抗是弹性阻抗在法向入射时的特例。由于弹性阻抗反演可以灵活优选角度域叠加数据开展，自然能抽取到地震AVO信息，常常能获得突出地层岩性或流体异常的弹性阻抗信息(王保丽等，2005)。这一定义使弹性阻抗反演可以依据叠后地震反演的思路与方法进行，通过优选不同角度的角度域叠加数据反演弹性阻抗后，再由不同角度的弹性阻抗换算出所需的弹性参数(如纵、横波速度，纵、横波阻抗，密度，拉梅常数，剪切模量和泊松比等)(曹孟起等，2006)。因此，弹性参数求取精度依赖于弹性阻抗反演结果的精度(稳定性与分辨率)。
[0004]弹性阻抗反演主要分为直接反演和基于模型的迭代反演两大类。直接反演主要分为道积分和递推反演，前者受地震有效频宽的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要，无法求得地层的绝对波阻抗，难以直接用于岩性识别，后者受反射系数递推时累计误差大的影响，反演结果的可靠性难以保证；基于模型的迭代反演需要利用大量测井和地质资料建立较为准确的初始模型(包含地震资料本身缺失的部分高频和低频信息)，对于井少的工区，应用效果难以保证，且当反演参数和初始模型设置不理想时，容易陷入局部最优，反演结果难以反映地下真实的地质情况。
[0005]Ivan等(2012)提出了一步法地震声波阻抗直接反演，这一地震反演框架克服了传统直接反演的弊端，从理论上提出了地震数据直接求取高分辨率声波阻抗的方法。但由于没有考虑到实际地震资料失真的低频和高频信号对反演结果的影响(即没有考虑对叠后地震数据中有效高频和低频信息的优选利用来获得稳健的高分辨率波阻抗)，导致反演结果出现低频和高频异常噪声，反演结果的稳健性及可解释性大大降低，同时也没有考虑在无法井震标定开展子波能量校正时，如何求取高分辨率绝对波阻抗的问题。因此，直接使用Ivan提出的反演框架推广到弹性阻抗反演同样存在诸多问题。
[0006]众所周知，勘探早期井少或无井的工区，是很难实现井震标定来校正统计法估计的子波能量与建立高精度的初始模型。因此，如何有效开展无井约束高分辨率弹性阻抗直接反演求取较高精度的弹性阻抗具有重要现实意义。
[0007]因此，特别需要一种无井约束高分辨率弹性阻抗直接反演方法能获得较高精度的弹性阻抗。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提出无井约束高分辨率弹性阻抗直接反演方法能获得较高精度的弹性阻抗。
[0009]有鉴于此，本专利技术提供了一种频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，至少解决现有技术针对井少或无井的工区进行弹性阻抗直接反演不能获得较高精度弹性阻抗的问题。
[0010]本专利技术提供一种频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，包括：获得相对弹性阻抗表达式和弹性阻抗低频趋势模型；基于所述相对弹性阻抗表达式和弹性阻抗低频趋势模型，获得无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式和地震子波能量校正因子；基于所述无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式和地震子波能量校正因子，获得基于低频趋势模型能量校正的频域高分辨率弹性阻抗直接反演计算式。
[0011]可选的，所述获得相对弹性阻抗表达式包括：获取频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式；在所述频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式中引入正则化项；在引入正则化项后的频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式中加入滤波器，获得滤波后的频域相对弹性阻抗表达式；对所述滤波后的频域相对阻抗表达式进行傅里叶反变换，获得相对弹性阻抗表达式。
[0012]可选的，所述频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式为：
[0013][0014]其中，EI(t,θ)为绝对弹性阻抗，InEI(t,θ)为EI(t,θ)取自然对数，为相对弹性阻抗，t为入射角为θ的地震反射波在地层的传播时间，t∈[T1，T2]，[T1，T2]为待反演地层弹性阻抗的所在时间段，θ为入射角，S(f，θ)是入射角为θ的角度域叠加地震道s(t，θ)的频谱，R(f，θ)为地层角度域反射系数r(t，θ)的频谱，W(f，θ)是角度域叠加地震道s(t，θ)的地震子波w(t，θ)的频谱，f为频率，i为虚数单位，FT(
·
)为傅里叶变换。
[0015]可选的，所述引入正则化项后的频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式为：
[0016][0017]其中，W(f，θ)
*
为W(f，θ)的复共轭，I(f)为正则化项，μ为正则化因子。
[0018]可选的，所述滤波后的频域相对弹性阻抗表达式为：
[0019][0020]其中，FT
b
[In EI(t,θ)]为滤波后的频域相对弹性阻抗，滤波器b(f)为：
[0021][0022]f
l
和f
h
为频率参数，λ1,λ2∈(0,1)为滤波器余弦镶边长度所在滤波器长度的比例，B为频带范围。
[0023]可选的，所述相对弹性阻抗表达式为：
[0024][0025]其中，FT
‑1为傅里叶反变换。
[0026]可选的，所述弹性阻抗低频趋势模型为：
[0027][0028]其中，V
p0
为纵波速度低频趋势模型V
p
(t)的平均值，为横波速度低频趋势模型V
s
(t)的平均值，ρ0为密度低频趋势模型ρ(t)的平均值，K＝(Vs1+Vs2)/(Vp1+Vp2)为地层时间界面上下相邻地层纵横波速度比例因子，Vs1为上层横波速度，Vs2为下层横波速度，Vp1为上层纵波速度，Vp2为下层纵波速度，θ为入射角。
[0029]可选的，所述无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式为：
[0030][0031]其中，EI'(t,θ)为地震子波w(t，θ)能量未校正的绝对弹性阻抗。
[0032]可选的，采用下述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，其特征在于，包括：获得相对弹性阻抗表达式和弹性阻抗低频趋势模型；基于所述相对弹性阻抗表达式和弹性阻抗低频趋势模型，获得无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式和地震子波能量校正因子；基于所述无井约束的频率域绝对弹性阻抗直接反演计算式和地震子波能量校正因子，获得基于低频趋势模型能量校正的频域高分辨率弹性阻抗直接反演计算式。2.根据权利要求1所述的频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，其特征在于，所述获得相对弹性阻抗表达式包括：获取频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式；在所述频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式中引入正则化项；在引入正则化项后的频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式中加入滤波器，获得滤波后的频域相对弹性阻抗表达式；对所述滤波后的频域相对弹性阻抗表达式进行傅里叶反变换，获得相对弹性阻抗表达式。3.根据权利要求2所述的频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，其特征在于，所述频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式为：其中，EI(t,θ)为绝对弹性阻抗，InEI(t,θ)为EI(t,θ)取自然对数，为相对弹性阻抗，t为入射角为θ的地震反射波在地层的传播时间，t∈[T1，T2]，[T1，T2]为待反演地层弹性阻抗的所在时间段，θ为入射角，S(f，θ)是入射角为θ的角度域叠加地震道s(t，θ)的频谱，R(f，θ)为地层角度域反射系数r(t，θ)的频谱，W(f，θ)是角度域叠加地震道s(t，θ)的地震子波w(t，θ)的频谱，f为频率，i为虚数单位，FT(
·
)为傅里叶变换。4.根据权利要求3所述的频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，其特征在于，所述引入正则化项后的频率域地震道与相对弹性阻抗基本关系式为：其中，W(f，θ)
*
为W(f，θ)的复共轭，I(f)为正则化项，μ为正则化因子。5.根据权利要求4所述的频率域无井约束的高分辨率弹性阻抗直接反演方法，其特征在于，所述滤波后的频域相对弹性阻抗表达式为：其中，FT
b
[InEI(t,θ)]为滤波后的频域相对弹性阻抗，滤波器b(f)为：
f
l
和f
h
为频率参数，λ1,λ2∈(0,1)为滤波器余弦镶边长度所在滤波器长度的比例，B为频...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，敬朋贵，肖亮，李彦奇，李苏光，蒋福友，申小平，刘勇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司勘探分公司，
类型：发明
国别省市：