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STRATA地震反演培训理论和练习2STRATA培训STRATA课程大纲地震反演基础-----------------------------------------------------3练习1：楔型模型简单练习（递推、模型）--------------------61练习2：Erskine3D–数据加载----------------------------99测井曲线时深对比-----------------------------------------------118练习3：Erskine3D–测井曲线时深对比-------------------131测井曲线层间插值建模---------------------------------------------156子波提取----------------------------------------------------174练习4：Blackfoot–子波提取---------------------------198基于模型反演参数--------------------------------------------225练习5：Blackfoot–基于模型反演----------------------241其它反演参数------------------------------------------------256练习6：Blackfoot–其它反演方法----------------------271一二3STRATA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11iiiiiIIRIII阻抗反射系数纵波阻抗=横波阻抗=弹性阻抗=PVSV复杂公式(后面介绍)8STRATA培训反射系数地震道*SWRNoise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.11-iiiiiZZrZZ1*11-iiiirZZr1*11-inirZZr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):1*11-iiiirZZr17STRATA培训步骤3:滤波后的模型加上比例化反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*SWRNoise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LancasterandWhitcombe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:*IOS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222tansinsinCBAR弹性阻抗概念最初由Connolly先生提出(TheLeadingEdge,18,no.4,438-452(1999)).他利用Aki-Richards方程,将反射震幅与入射角联系起来:,21:PPVVAwhere222421PSSSPSPPVVVVVVVVB.21:PPVVCand注释:在常规反演理论中假定B=C=0,而没有考虑VP/VS的变化.39STRATA培训11022PPVAIRAVAI注意,对于零偏移距:通过类推,Connolly定义了一种新阻抗类型:EIEIEIRln2121222(1tan)(8sin)(14sin)()KKPSEIVV22PSVVK其中通过数学处理,最终:40STRATA培训这张图重叠显示了同一口井位置弹性阻抗与声波阻抗.在碳氢聚集区域弹性阻抗值显示异常低值.41STRATA培训道集AVO分析近角度叠加stackat1远角度叠加stackat2反演成弹性阻抗EI(1)反演成弹性阻抗EI(2)这种反演的工作流程是从迭前道集开始，首先产生两组角度叠加剖面,分别对其进行反演.42STRATA培训这就获得两种反演结果:远角度反演近角度反演43STRATA培训近角度反演与远角度反演进行交绘显示.远角度反演异常低值区可被解释为潜在含有碳氢聚合物.近角度反演远角度反演44STRATA培训将交绘图中的异常低值点从交绘图中成像到原始地震数据剖面上以进行解释.45STRATA培训Lambda-Mu-Rho(LMR)2S2P2P2P2S2SSPZ2Z:so)2()V(Z:and)V(Z:thereforeVand2VLMR方法运用了VP,VS,之间的关系式及拉梅常数和:注意：最终结果表达式是和，可以通过纵波、横波阻抗ZP和ZS的关系式来表示。LMR方法最初是由Goodwayetal(SEGE