一種相控疊后聲波阻抗反演方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種相控疊后聲波阻抗反演方法，屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括：(1)進(jìn)行地震資料、地質(zhì)資料和測井資料分析，得到儲層的地震響應(yīng)特征、測井響應(yīng)特征以及構(gòu)造模型；(2)在所述構(gòu)造模型框架內(nèi)建立儲層的地震相和測井相；(3)將地震相、測井相轉(zhuǎn)化為沉積相；(4)建立相控儲層模型；(5)利用建立好的相控儲層模型進(jìn)行基于模型的地震聲波阻抗反演。本發(fā)明在進(jìn)行基于模型的反演之時(shí)，加入沉積相作為約束信息從而減少了反演結(jié)果的非唯一性，提高了反演結(jié)果的可靠程度。
【專利說明】一種相控疊后聲波阻抗反演方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種相控疊后聲波阻抗 反演方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著油氣勘探開發(fā)的需要，儲層預(yù)測和精細(xì)描述越來越受到重視。圍繞這個(gè)目的 而開展的探索和研究也越來越多，地震反演就是最重要的一點(diǎn)。當(dāng)反演的目標(biāo)是波阻抗時(shí)， 稱之為波阻抗反演。目前的地震波阻抗反演按照所使用的資料分為疊后反演和疊前反演兩 大類，按照反演方法又可以分為直接反演和間接反演。直接反演就是直接從地震資料出發(fā)， 進(jìn)行運(yùn)算得到波阻抗。間接反演是從一個(gè)初始模型出發(fā)，合成地震記錄，然后構(gòu)造目標(biāo)函 數(shù)，最后求得目標(biāo)函數(shù)在一定的范數(shù)意義下的極值。無論哪種反演，其實(shí)質(zhì)都是想去除子波 的影響，從而將地震剖面轉(zhuǎn)化為能與鉆井、地質(zhì)等資料直接對比的形式，因此反演在許多情 況下提高了常規(guī)地震的分辨率并提高了油藏參數(shù)研究的水平。
[0003] 疊后聲波阻抗反演概括起來不外乎有兩大類：基于反射系數(shù)逆公式的直接反演和 基于正演模型的迭代反演。
[0004] 基于反射系數(shù)逆公式的直接反演有道積分包括遞推反演。地震道積分近似等于對 數(shù)波阻抗，但是該方法無法求得地層絕對波阻抗，而且使用時(shí)無法用地質(zhì)或測井資料進(jìn)行 約束。以稀疏脈沖反演為代表的遞推反演雖然更加精確和穩(wěn)定，但是在實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用上都更 復(fù)雜。
[0005] 基于模型的反演需要由測井、地質(zhì)以及地震資料給出一個(gè)初始模型，然后迭代反 演，得到與地震資料最佳匹配的地震波阻抗模型。在現(xiàn)實(shí)的實(shí)際應(yīng)用中，這種基于模型的反 演其結(jié)果往往對初始模型具有一定的依賴性，并且反演結(jié)果具有非唯一性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種相控疊后聲波阻抗 反演方法，在進(jìn)行基于模型的反演之時(shí)，加入更加豐富的約束信息，這些約束信息綜合了沉 積相、測井相、以及地震相，從而進(jìn)一步減少反演結(jié)果的非唯一性，提高反演結(jié)果的可靠程 度。
[0007] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 本發(fā)明方法包括以下步驟：
[0009] (1)進(jìn)行地震資料、地質(zhì)資料和測井資料分析，得到儲層的地震響應(yīng)特征、測井響 應(yīng)特征以及構(gòu)造模型；
[0010] (2)在所述構(gòu)造模型框架內(nèi)建立儲層的地震相和測井相；
[0011] (3)將地震相、測井相轉(zhuǎn)化為沉積相；
[0012] (4)建立相控儲層模型；
[0013] (5)利用建立好的相控儲層模型進(jìn)行基于模型的地震聲波阻抗反演。
[0014] 所述步驟（1)中的所述構(gòu)造模型包括精細(xì)層位解釋結(jié)果，即在經(jīng)過測井標(biāo)定以后 的地震剖面上根據(jù)反射特征以及波組特征進(jìn)行相位對比和波組對比，并結(jié)合切片技術(shù)以及 屬性分析技術(shù)開展反射層追蹤和閉合解釋以及斷層解釋。
[0015] 所述步驟（2)中建立儲層的地震相具體如下：
[0016] 根據(jù)地震剖面波組的反射結(jié)構(gòu)、外形、連續(xù)性這些特點(diǎn)以及這些特點(diǎn)在平面上的 組合關(guān)系，結(jié)合反演得到的層速度、巖性這些參數(shù)來識別和劃分出地震相單元；
[0017] 所述步驟（2)中建立測井相具體如下：根據(jù)各種測井曲線的響應(yīng)參數(shù)，即曲線的 幅度、形態(tài)、頂?shù)捉佑|關(guān)系、光滑程度、齒形、齒中線及這些響應(yīng)參數(shù)的組合特征在垂向上劃 分出若干相單元。
[0018] 所述步驟⑶具體如下：
[0019] 首先進(jìn)行巖心觀察和分析獲得原生沉積構(gòu)造和沉積相標(biāo)識，然后進(jìn)行巖心標(biāo)定測 井、測井標(biāo)定地震，從而將測井相以及地震相轉(zhuǎn)化為沉積相。
[0020] 所述步驟（4)具體包括：
[0021] (41)將構(gòu)造模型框架內(nèi)的沉積相模型網(wǎng)格化，并在每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上對各個(gè)沉積相給 定一個(gè)標(biāo)識；
[0022] (42)利用該標(biāo)識作為控制進(jìn)行儲層建模，即在沉積相控制下進(jìn)行儲層物性建模： 根據(jù)每一種沉積相的標(biāo)識，只在與該沉積相的標(biāo)識一致的范圍內(nèi)填充物性彈性參數(shù)。
[0023] 所述步驟（41)中的將構(gòu)造模型框架內(nèi)的沉積相模型網(wǎng)格化具體如下：將空間上 不規(guī)則分布的沉積相模型數(shù)據(jù)，用插值的方法將其轉(zhuǎn)化為規(guī)則分布的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
[0024] 所述步驟（5)具體如下：
[0025] 對所述相控儲層模型進(jìn)行正演計(jì)算得到合成地震數(shù)據(jù)，然后將合成地震數(shù)據(jù)與實(shí) 際疊后地震數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以求取聲波阻抗模型的修改量，然后利用該修改量對初始聲波 阻抗模型進(jìn)行修改更新，再利用更新后的聲波阻抗模型進(jìn)行正演計(jì)算合成地震數(shù)據(jù)并求取 聲波阻抗模型的修改量，直到合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)在最小平方意義下最接近 時(shí)，將得到的聲波阻抗模型作為最終的反演結(jié)果。
[0026] 所述合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)在最小平方意義下最接近時(shí)是指：
[0027] 求解使得函數(shù)0(m) = IID-FIU達(dá)到最小的聲波阻抗模型，其中m表示聲波阻抗 模型，D表示實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)，F(xiàn)表示利用聲波阻抗模型合成的合成地震數(shù)據(jù)。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在進(jìn)行基于模型的反演之時(shí)，加入 沉積相作為約束信息從而減少了反演結(jié)果的非唯一性，提高了反演結(jié)果的可靠程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明相控疊后聲波阻抗反演方法的步驟框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0031] 本發(fā)明提出了一種相控聲波阻抗反演方法。即在進(jìn)行基于模型的反演之時(shí)，加入 更加豐富的約束信息，這些約束信息綜合了沉積相、巖相、測井相、以及地震相，從而進(jìn)一步 減少反演結(jié)果的非唯一性，提高反演結(jié)果的可靠程度。
[0032] 本發(fā)明以沉積相為指導(dǎo)、以精細(xì)標(biāo)定和模型正演為基礎(chǔ)、以地震相分析、相控多參 數(shù)儲層反演為核心，通過綜合預(yù)測精細(xì)描述有效儲層展布特征。
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明方法包括以下步驟：
[0034] (1)進(jìn)行地震資料、地質(zhì)資料、測井資料分析，得到儲層的地震響應(yīng)特征、測井響應(yīng) 特征以及構(gòu)造模型；
[0035] 所述構(gòu)造模型包括精細(xì)層位解釋結(jié)果；
[0036] 具體來說，在經(jīng)過測井標(biāo)定以后的地震剖面上根據(jù)反射特征以及波組特征進(jìn)行相 位對比和波組對比，并結(jié)合切片技術(shù)以及相干等屬性分析技術(shù)開展反射層追蹤和閉合解釋 以及斷層解釋。
[0037] (2)在所述構(gòu)造模型框架內(nèi)建立儲層的地震相和測井相模式；
[0038] 建立儲層的地震相具體如下：
[0039] 根據(jù)地震剖面波組的反射結(jié)構(gòu)、外形、連續(xù)性這些特點(diǎn)以及這些參數(shù)在平面上的 組合關(guān)系，結(jié)合反演得到的層速度、巖性這些參數(shù)來識別和劃分出地震相單元。
[0040] 建立測井相模式具體如下：根據(jù)各種測井曲線的響應(yīng)參數(shù)，包括曲線的幅度、形 態(tài)、頂?shù)捉佑|關(guān)系、光滑程度、齒形、齒中線及其上述響應(yīng)參數(shù)的組合特征在垂向上劃分出 若干相單元。
[0041] (3)將地震相、測井相轉(zhuǎn)化為沉積相（即圖1中的沉積相模型）：
[0042] 首先進(jìn)行巖心觀察和分析獲得原生沉積構(gòu)造、沉積相標(biāo)識，然后進(jìn)行巖心標(biāo)定測 井、測井標(biāo)定地震，從而將測井相以及地震相轉(zhuǎn)化為沉積相。
[0043] (4)進(jìn)行相控儲層建模，具體包括：
[0044] (41)將構(gòu)造模型框架內(nèi)的沉積相模型網(wǎng)格化，并在每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上對各個(gè)沉積相給 定一個(gè)標(biāo)識。
[0045] 將構(gòu)造模型框架內(nèi)的沉積相模型網(wǎng)格化具體如下：將空間上不規(guī)則分布的沉積相 模型數(shù)據(jù)，用插值的方法將其轉(zhuǎn)化為規(guī)則分布的網(wǎng)格數(shù)據(jù)；
[0046] (42)利用該標(biāo)識作為控制進(jìn)行儲層建模，即在沉積相控制下進(jìn)行儲層物性建模： 根據(jù)每一種沉積相標(biāo)識，只在與該沉積相標(biāo)識一致的范圍內(nèi)填充物性彈性參數(shù)。
[0047] (5)利用建立好的相控儲層模型進(jìn)行基于模型的地震聲波阻抗反演：
[0048] 得到初始模型（即上面得到的相控儲層模型）以后，對初始模型進(jìn)行正演計(jì)算得 到合成地震數(shù)據(jù)，然后將合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以求取聲波波阻抗 模型的修改量，從而對初始聲波阻抗模型進(jìn)行修改更新，再利用更新后的聲波阻抗模型進(jìn) 行正演計(jì)算合成地震數(shù)據(jù)并求取聲波波阻抗模型的修改量，直到合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際疊后 地震數(shù)據(jù)在最小平方意義下最接近時(shí)，得到的聲波阻抗模型作為最終的反演結(jié)果。
[0049] 上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本 發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本 發(fā)明上述【具體實(shí)施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制 性的意義。
【權(quán)利要求】
1. 一種相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： (1) 進(jìn)行地震資料、地質(zhì)資料和測井資料分析，得到儲層的地震響應(yīng)特征、測井響應(yīng)特 征以及構(gòu)造模型； (2) 在所述構(gòu)造模型框架內(nèi)建立儲層的地震相和測井相； (3) 將地震相、測井相轉(zhuǎn)化為沉積相； (4) 建立相控儲層模型； (5) 利用建立好的相控儲層模型進(jìn)行基于模型的地震聲波阻抗反演。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述步驟（1)中 的所述構(gòu)造模型包括精細(xì)層位解釋結(jié)果，即在經(jīng)過測井標(biāo)定以后的地震剖面上根據(jù)反射特 征以及波組特征進(jìn)行相位對比和波組對比，并結(jié)合切片技術(shù)以及屬性分析技術(shù)開展反射層 追蹤和閉合解釋以及斷層解釋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述步驟（2)中 建立儲層的地震相具體如下： 根據(jù)地震剖面波組的反射結(jié)構(gòu)、外形、連續(xù)性這些特點(diǎn)以及這些特點(diǎn)在平面上的組合 關(guān)系，結(jié)合反演得到的層速度、巖性這些參數(shù)來識別和劃分出地震相單元； 所述步驟（2)中建立測井相具體如下：根據(jù)各種測井曲線的響應(yīng)參數(shù)，即曲線的幅度、 形態(tài)、頂?shù)捉佑|關(guān)系、光滑程度、齒形、齒中線及這些響應(yīng)參數(shù)的組合特征在垂向上劃分出 若干相單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述步驟（3)具 體如下： 首先進(jìn)行巖心觀察和分析獲得原生沉積構(gòu)造和沉積相標(biāo)識，然后進(jìn)行巖心標(biāo)定測井、 測井標(biāo)定地震，從而將測井相以及地震相轉(zhuǎn)化為沉積相。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述步驟（4)具 體包括： (41) 將構(gòu)造模型框架內(nèi)的沉積相模型網(wǎng)格化，并在每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上對各個(gè)沉積相給定一 個(gè)標(biāo)識； (42) 利用該標(biāo)識作為控制進(jìn)行儲層建模，即在沉積相控制下進(jìn)行儲層物性建模：根據(jù) 每一種沉積相的標(biāo)識，只在與該沉積相的標(biāo)識一致的范圍內(nèi)填充物性彈性參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述步驟（41)中 的將構(gòu)造模型框架內(nèi)的沉積相模型網(wǎng)格化具體如下：將空間上不規(guī)則分布的沉積相模型數(shù) 據(jù)，用插值的方法將其轉(zhuǎn)化為規(guī)則分布的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述步驟（5)具 體如下： 對所述相控儲層模型進(jìn)行正演計(jì)算得到合成地震數(shù)據(jù)，然后將合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際疊 后地震數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以求取聲波波阻抗模型的修改量，然后利用該修改量對初始聲波阻 抗模型進(jìn)行修改更新，再利用更新后的聲波阻抗模型進(jìn)行正演計(jì)算合成地震數(shù)據(jù)并求取聲 波波阻抗模型的修改量，直到合成地震數(shù)據(jù)與實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)在最小平方意義下最接近 時(shí)，將得到的聲波阻抗模型作為最終的反演結(jié)果。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的相控疊后聲波阻抗反演方法，其特征在于：所述合成地震數(shù) 據(jù)與實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)在最小平方意義下最接近時(shí)是指： 求解使得函數(shù)〇(m) = II D-F||2達(dá)到最小的聲波阻抗模型，其中m表示聲波阻抗模型， D表示實(shí)際疊后地震數(shù)據(jù)，F(xiàn)表示利用聲波阻抗模型合成的合成地震數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01V1/28GK104155687SQ201310179770
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】劉百紅, 岳承琪, 任躍華, 孫成龍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院