储层地震反演PPT演示课件

储层地震反演,王守东,1,储层地震反演,一、反演的基本概念二、叠后波阻抗反演三、叠前AVO反演四、弹性阻抗反演,2,一、反演的基本概念,3,一、反演的基本概念,4,一、反演的基本概念,5,一、反演的基本概念,问题1的已知是问题2的未知问题1的未知是问题2的已知其中一个问题称为正问题，另一个问题称为反问题一般把物理上容易实现、数学上容易计算的问题作为正问题把物理上不容易实现、数学上不容易计算的问题作为反问题,6,一、反演的基本概念,正问题的演绎、推理、求解过程称为正演反问题的演绎、推理、求解过程称为反演波阻抗反演是指已知叠后地震资料求解波阻抗的过程对应的正演是已知波阻抗合成叠后地震资料的过程,7,一、反演的基本概念,正问题给定：模型参数的值或估算值确定：理论响应正演过程模型参数系统动力学的数值表示（正演理论）计算出的响应,8,一、反演的基本概念,反问题给定：现场观测数据（地球系统响应）确定：地球模型参数反演过程观测数据数学工具（反演理论）系统参数估算值,9,一、反演的基本概念,许多实际问题可以归结为反问题观测数据研究系统的物理特性每一个科学家只要从事与物理世界有关的数据分析，实际上都在使用反演理论，从简单的用一条线去拟合一组数据，到复杂的波动方程偏移,10,一、反演的基本概念,地震勘探中的反演地震勘探的目的是了解地球内部的构造与物性参数，寻找地下油气资源激发地震波，观测地震波地震勘探就是有从这些地震资料中提取地下构造的影像及物性参数，从而达到圈闭油气藏的目的叠后波阻抗反演，叠前AVO反演，弹性阻抗反演,11,地震反演,地震反演是利用地表地震观测地震资料,以己知地质规律和钻井、测井资料为约束,对地下岩层空间结构和物理性质进行成像(求解)的过程,广义的地震反演包含了地震处理解释的整个内容。,12,地震反演,波阻抗反演是指利用地层资料反演地层波阻抗(或速度)的地震特殊处理解释技术。与地震模式识别预测油气、神经网络预测地层参数、振幅拟合预测储层厚度等统计性方法相比,波阻扰反演具有明确的物理意义,是储层岩性预测、油藏特征描述的确定性方法,在实际应用中取得了显著的地质效果,因此地震反演通常特指波阻抗反演。李庆忠院士指出:波阻抗反演是高分辨率地震资料处理的最终表达方式,说明了波阻抗反演在地震技术中的特殊地位。,13,地震反演,地震反演通常分为叠前和叠后反演两大类。在叠后反演中,递推反演与基于模型的地震反演方法发展很快,已形成了多种成熟的技术和工业化软件,比较有名的递推软件系统有Seislog、Vlog、Glog、PIVT等,基于模型的反演软件系统有Strata、Jason、Slim、Farm、Rovim等。这些技术按测井资料在其中所起作用的大小又可分成四类：道积分、测井控制下的地震反演、测井地震联合反演和地震控制下的测井内插外推,分别用于油气勘探开发的不同阶段,14,地震反演,15,储层地震反演,一、反演的基本概念二、叠后波阻抗反演三、叠前AVO反演四、弹性阻抗反演,16,二、叠后波阻抗反演,叠后波阻抗反演已知叠加偏移后的地震资料，求取波阻抗剖面对应的正问题是已知波阻抗，求叠后地震记录,17,二、叠后波阻抗反演,波阻抗反演研究的意义叠后地震资料主要用于构造解释，研究地下反射界面的几何形态波阻抗反演可以利用叠后地震资料求取地下介质的波阻抗，进而对地下介质的速度、孔隙度、岩性等参数进行预测，实现岩性勘探。,18,二、叠后波阻抗反演,常规地震资料是地层波阻抗差异的函数,反映了岩层界面的起伏变化,长期以来用于研究地层的几何形态,在构造油藏勘探中发挥了巨大作用。随着油气勘探程度的不断深入和勘探、开发成本的急剧上升,推动了地震技术从构造研究深入到储层评价,由勘探初期延伸到开发阶段。实际上地震资料中包含着丰富的岩性、物性信息,经过地震反演,可以把界面型的地震资料转换成岩层型的测井资料,使其能与钻井、测井直接对比,以岩层为单元进行地质解释,充分发挥地震在横向上资料密集的优势,研究储层特征的空间变化。,19,二、叠后波阻抗反演,20,二、叠后波阻抗反演,21,二、叠后波阻抗反演,1、叠后地震资料正演2、道积分3、递推反演,22,叠后地震资料正演,叠后地震资料正演已知地下介质的波阻抗，来合成叠后地震资料,23,叠后地震资料正演,24,叠后地震资料正演,25,二、叠后波阻抗反演,1、叠后地震资料正演2、道积分3、递推反演,26,道积分,道积分是最简单的波阻抗反演方法，该方法可以由地震道直接计算出地层的相对波阻抗。,27,道积分,28,道积分,把地震记录变成近似的反射系数反褶积和相位校正利用公式计算波阻抗,29,道积分,优点道积分方法的优点是计算简单、递推积累误差小缺点道积分方法所计算出的波阻抗只能表征地层波阻抗的相对大小，不能反映地层绝对的波阻抗值，不能用于定量计算储层参数。,30,道积分,(a)波阻抗(b)合成地震记录(c)处理后的地震记录(d)道积分的结果,31,二、叠后波阻抗反演,1、叠后地震资料正演2、道积分3、递推反演,32,递推反演,基于反射系数递推计算地层波阻抗的地震反演方法称为递推反演递推反演首先要利用地震记录估算地层的反射系数序列，然后利用反射系数递推计算波阻抗,33,递推反演,34,递推反演,递推反演是对地震资料的转换处理过程，其结果的分辨率、信噪比以及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质，因此用于反演的地震资料应具有较宽的频带、较低的噪声、相对振幅保持和准确成像。,35,递推反演,(a)波阻抗(b)合成地震记录(c)处理后的地震记录(d)递推反演结果,36,储层地震反演,一、反演的基本概念二、叠后波阻抗反演三、叠前AVO反演四、弹性阻抗反演,37,叠前AVO反演,用多次覆盖方法采集的地震数据对地下的同一反射点都观测了多次，对同一反射点地震数据中包含了不同入射角的反射数据，不同的入射角对应着不同的偏移距。根据弹性波理论可以导出不同入射角的反射系数和透射系数公式，这就是Zoeppritz方程，该方程表明反射系数和透射系数是随入射角变化的。,38,叠前AVO反演,在不同偏移距上，反射振幅是变化的，不同偏移距上反射振幅的变化规律是和反射界面上下介质的岩性密切相关的，通过研究反射振幅随偏移距的变化规律，可以研究地下介质的岩性信息。地震反射波振幅与炮检距的关系简称AVO(AmplitudeversusOffset),利用地震反射波振幅与炮检距的关系寻找油气这项技术称为AVO技术,39,叠前AVO反演,已知叠前地震记录，求取反射振幅与偏移距的变化规律，进一步求解反射界面上下介质的物性参数信息，这一过程称为AVO反演。,40,叠前AVO反演,1、AVO正演2、AVO反演,41,AVO正演,AVO正演是指在水平层状介质的条件下，已知地下各层介质的密度、纵波速度、横波速度，计算共中心点道集反射波叠前地震记录。Zoeppritz方程近似式其中A、B、C可以由上下层介质的纵波速度横波速度和密度来计算代表入射角的角度,42,AVO正演,43,AVO正演,假设要计算叠前共中心点道集中的某一道地震记录，先根据该道记录的偏移距、反射界面的位置及其上面各地层的纵波速度，通过射线追踪技术求取入射角度和到达接收点的旅行时由反射界面上下两侧地层的纵波速度、横波速度和密度，计算参数A、B、C，再计算反射系数。,44,AVO正演,对于每个反射界面都进行上述处理就可得到一个反射系数序列。将已知的地震子波和反射系数序列进行褶积即可计算出该道的地震记录。,45,AVO正演,(a)纵波速度(b)横波速度(c)密度,46,AVO正演,47,AVO正演,48,AVO反演,AVO反演过程是上述正演过程的逆过程，已知叠前共中心点道集，求取反射界面两侧地层的纵波速度、横波速度和密度。最小二乘等方法,49,AVO反演,50,AVO反演,(a)CMP道集(b)反演的纵波、横波速度,51,储层地震反演,一、反演的基本概念二、叠后波阻抗反演三、叠前AVO反演四、弹性阻抗反演,52,弹性阻抗反演,和AVO反演相类似，弹性阻抗反演也是由叠前共中心点道集计算地下地层的物性参数，实际上是AVO反演的另一种实现方式，它的反演过程和叠后波阻抗反演过程完全一致，可以认为是在不同入射角的部分叠加剖面上做波阻抗反演。,53,弹性阻抗反演,弹性阻抗EI(elasticimpedance)是纵波速度、横波速度、密度的函数和入射角的函数，通过弹性阻抗反演可以求得不同入射角的弹性阻抗值，进一步分析弹性阻抗值随入射角的变化规律，相对于波阻抗，更有利于岩性分析。,54,弹性阻抗反演,振幅随入射角的变化规律可用如下Zoeppritz方程来描述要想用叠后波阻抗反演的方法来反演物性参数，就要把上式写成波阻抗与反射系数之间关系的形式,55,弹性阻抗反演,56,弹性阻抗反演,弹性阻抗是纵波速度、横波速度、密度和入射角的函数,57,弹性阻抗反演,某一入射角的地震记录可以通过角道集部分叠加得到。共中心点道集中通过射线追踪可以变换为角道集，即把时间-偏移距域的地震记录变换到时间-角度的地震记录，然后进行部分角道集叠加如将范围内的地震记录动校正后进行叠加作为角度的地震记录，在不同角度范围进行叠加就可得到不同角度的角道集叠加记录。有了角道集叠加记录就可以按波阻抗反演的方法进行反演得到不同角度的弹性阻抗。,58,弹性阻抗反演,弹性阻抗是对波阻抗的推广，它是入射角的函数，波阻抗是入射角为零时的弹性阻抗的特例，弹性阻抗反演使得波阻抗反演从叠后发展到叠前，角道集叠加剖面可保留地震波的许多AVO特征，弥补了从传统叠加资料里无法得到岩性参数这一缺点，结合弹性阻抗和波阻抗可以更好的解释地下介质的岩性及其含油气性。,59,弹性阻抗反演,测井得到的波阻抗、弹性阻抗比较图,60,弹性阻