AVO处理技术(重要)

1、叠前反演叠前反演(AVO)处理技术处理技术印兴耀中国石油大学（华东）中国石油大学（华东） 叠前反演与叠前反演与AVO分析方法是利用反射振幅分析方法是利用反射振幅随炮检距变化特征来分析和反演岩性，进随炮检距变化特征来分析和反演岩性，进行油气检测和油藏描述。行油气检测和油藏描述。 任何与炮检距有关的错误的振幅信息都会任何与炮检距有关的错误的振幅信息都会引起岩性分析、反演和解释上的失败。引起岩性分析、反演和解释上的失败。 正确地恢复反射振幅、特别是与炮检距有正确地恢复反射振幅、特别是与炮检距有关的振幅损失是进行地震岩性分析和油藏关的振幅损失是进行地震岩性分析和油藏描述的关键。为了充分挖掘描述的关键。

2、为了充分挖掘AVO和叠前信和叠前信息的潜力，处理的目标是恢复叠前地震信息的潜力，处理的目标是恢复叠前地震信息。息。 叠前反演叠前反演(AVO)(AVO) 经常经常要将炮检距道集转要将炮检距道集转换成角道集的形式换成角道集的形式n（a a）为共中心点道）为共中心点道集，不同地震道，集，不同地震道，反射点相同，对于反射点相同，对于同一地震道，地震同一地震道，地震信息来自相同的激信息来自相同的激化和接收点；化和接收点；n（b b）为共角度道集）为共角度道集，不同地震道，入，不同地震道，入射角相同，对于同射角相同，对于同一地震道，地震信一地震道，地震信息来自不同的激化息来自不同的激化和接收点和接收点

3、反射振幅的恢复和保持反射振幅的恢复和保持 nAVO分析的基础是建立在采样数据的振幅与反分析的基础是建立在采样数据的振幅与反射系数成正比关系的基础之上，为了保证这种射系数成正比关系的基础之上，为了保证这种关系不受畸变，就必须消除其它因素对振幅的关系不受畸变，就必须消除其它因素对振幅的影响，恢复和保持采样数据的原始振幅值的相影响，恢复和保持采样数据的原始振幅值的相对关系，使其相对变化仅与反射系数单一因素对关系，使其相对变化仅与反射系数单一因素有关。有关。n影响地震数据振幅改变的因素大致来自三个方影响地震数据振幅改变的因素大致来自三个方面：面： 大地滤波系统大地滤波系统 数据采集系统数据采集系统 噪

4、声系统。噪声系统。 影响地震数据振幅改变的因素影响地震数据振幅改变的因素 -大地滤波系统大地滤波系统n球面扩散球面扩散n地层吸收地层吸收n界面透射损失界面透射损失n层间多次反射层间多次反射n薄层振幅调谐薄层振幅调谐n波的相位转换波的相位转换n介质各向异性介质各向异性n地质构造因素地质构造因素影响地震数据振幅改变的因素影响地震数据振幅改变的因素 -数据采集系统数据采集系统n激发与接收条件的变化激发与接收条件的变化n震源和检波器的耦合状况变化震源和检波器的耦合状况变化n风化层性质横向变化风化层性质横向变化n震源和检波器的组合响应震源和检波器的组合响应n仪器和检波器的灵敏度仪器和检波器的灵敏度n仪器

5、道的一致性性能仪器道的一致性性能n 影响地震数据振幅改变的因素影响地震数据振幅改变的因素 -噪声系统噪声系统n环境噪声环境噪声n源致噪声源致噪声n次生噪声次生噪声n相干噪声相干噪声n随机噪声随机噪声AVO振幅恢复方法与传统的振幅恢复方法的一振幅恢复方法与传统的振幅恢复方法的一个显著差别在于它考虑了炮检距的因素。个显著差别在于它考虑了炮检距的因素。n第一，注意了激发和接收信号的方向性第一，注意了激发和接收信号的方向性n第二，考虑了与炮检距有关的吸收衰减和球第二，考虑了与炮检距有关的吸收衰减和球面扩散面扩散n第三，重视地表一致性条件的处理，特别是第三，重视地表一致性条件的处理，特别是地表一致性振幅

6、、相位补偿和地表一致性静地表一致性振幅、相位补偿和地表一致性静校正。校正。n第四，要考虑地层倾角的影响。第四，要考虑地层倾角的影响。一个共识一个共识n在在AVO振幅恢复中应减少单道的道均衡，以免振幅恢复中应减少单道的道均衡，以免引起虚假的引起虚假的AVO现象。现象。AVO处理和分析的关键处理和分析的关键是叠前信息的保持、提取、显示和解释。充分是叠前信息的保持、提取、显示和解释。充分考虑补偿与炮检距有关的振幅衰减，消除非岩考虑补偿与炮检距有关的振幅衰减，消除非岩性因素引起的振幅变化，这是进行性因素引起的振幅变化，这是进行AVO分析的分析的关键。关键。n处理的目的就是要最大限度地消除处理的目的就是

7、要最大限度地消除这些因素对振幅的影响，恢复和保这些因素对振幅的影响，恢复和保持振幅相对变化与反射系数大小单持振幅相对变化与反射系数大小单一因素的关系一因素的关系 反射振幅的恢复和保持常用的处理方法主要反射振幅的恢复和保持常用的处理方法主要n剔除不正常炮和道以及样点“野”值n几何球面扩散补偿 n地表一致性振幅补偿 n吸收衰减补偿 n剩余振幅补偿 几何球面扩散补偿n球面扩散补偿因子与炮检距密切相关，简单地用零炮球面扩散补偿因子与炮检距密切相关，简单地用零炮检距球面扩散补偿因子代替非零炮检距球面扩散补偿检距球面扩散补偿因子代替非零炮检距球面扩散补偿因子是不合适的因子是不合适的 nOstranderO

8、strander的研究表明：用零炮检距补偿因子代替非的研究表明：用零炮检距补偿因子代替非零炮检距补偿因子，当地表为低速层时，炮检距的振零炮检距补偿因子，当地表为低速层时，炮检距的振幅补偿量不足，而当地表为高速层时，炮检距的振幅幅补偿量不足，而当地表为高速层时，炮检距的振幅补偿量偏大。由于地震速度梯度一般随深度增加而增补偿量偏大。由于地震速度梯度一般随深度增加而增加，因此用零炮检距球面扩散补偿因子代替非零炮检加，因此用零炮检距球面扩散补偿因子代替非零炮检距球面扩散补偿因子，其补偿量不足。距球面扩散补偿因子，其补偿量不足。n吕牛顿的研究表明：对于中浅层，零炮检距和非零炮吕牛顿的研究表明：对于中浅层

9、，零炮检距和非零炮检距球面扩散补偿因子差别较大，而对深层反射，两检距球面扩散补偿因子差别较大，而对深层反射，两者差别很小。者差别很小。 地表一致性振幅补偿地表一致性振幅补偿 n地表一致性振幅补偿的目的是消除激发、接收条件以地表一致性振幅补偿的目的是消除激发、接收条件以及风化层特性横向变化对振幅的影响。方法模型有两及风化层特性横向变化对振幅的影响。方法模型有两种类型：一是从实际数据中分别对炮点、检波点、炮种类型：一是从实际数据中分别对炮点、检波点、炮检距进行统计平均，把各个道的振幅补偿到全工区各检距进行统计平均，把各个道的振幅补偿到全工区各道的一个平均水平上；二是最小平方误差法，对实测道的一个平

10、均水平上；二是最小平方误差法，对实测值与计算值在误差平方最小的意义下，建立方程组，值与计算值在误差平方最小的意义下，建立方程组，迭代求解。做法上与求剩余静校正量模型相似，因此迭代求解。做法上与求剩余静校正量模型相似，因此从某种意义上我们也可以理解为剩余振幅补偿，故一从某种意义上我们也可以理解为剩余振幅补偿，故一般在几何球面扩散补偿后进行。同时，也可以串起来般在几何球面扩散补偿后进行。同时，也可以串起来使用上述两种类型的地表一致性振幅补偿模型，先补使用上述两种类型的地表一致性振幅补偿模型，先补偿到一个平均水平上，再用平均值或几何平均值做模偿到一个平均水平上，再用平均值或几何平均值做模型，进行误差

11、最小平方分解，把补偿工作做得更加细型，进行误差最小平方分解，把补偿工作做得更加细致。致。 地表一致性振幅补偿地表一致性振幅补偿 n有些处理手段可以大大改善数据有些处理手段可以大大改善数据的面貌，从视觉上给人以良好的的面貌，从视觉上给人以良好的感觉，但是它较大的改变了原始感觉，但是它较大的改变了原始数据的相对振幅变化，不宜在数据的相对振幅变化，不宜在AVOAVO分析数据处理流程中使用。分析数据处理流程中使用。图图5-205-20展示的是同一展示的是同一CMPCMP道集两道集两种振幅处理方式所得到的结果，种振幅处理方式所得到的结果，左边是正常流程处理的，在左边是正常流程处理的，在1.35s1.35

12、s处的反射振幅随炮检距增处的反射振幅随炮检距增大并没有增大；如果在这个基础大并没有增大；如果在这个基础上用上用2s2s长的时窗对它进行自动增长的时窗对它进行自动增益控制（益控制（AGCAGC处理），就得到图处理），就得到图右边的结果，显然在右边的结果，显然在1.35s1.35s处的处的反射振幅有随炮检距增大而增大反射振幅有随炮检距增大而增大的现象（在这炮检距道时窗内的的现象（在这炮检距道时窗内的许多样点数据被切除，自动增益许多样点数据被切除，自动增益必然抬升振幅）。如果时窗变短必然抬升振幅）。如果时窗变短（经常采用（经常采用300300500ms500ms），改变），改变振幅相对变化关系现象将

13、更加明振幅相对变化关系现象将更加明显。显。吸收衰减补偿n对于常数对于常数Q Q值假设，无论是非零炮检距还是零炮检距值假设，无论是非零炮检距还是零炮检距的记录，同一时刻的反射振幅由的记录，同一时刻的反射振幅由Q Q值引起的衰减是相值引起的衰减是相同的，但是，实际地层在整个地层序列中并非常数同的，但是，实际地层在整个地层序列中并非常数Q Q值，一种更为接近实际情况的模型是连续介质或水平值，一种更为接近实际情况的模型是连续介质或水平层状介质，考虑非常数层状介质，考虑非常数Q Q值模型值模型( (VSPVSP资料），资料），n同一时刻的反射振幅，由于炮检距不同，同一时刻的反射振幅，由于炮检距不同，Q

14、Q值引起的值引起的吸收衰减效应是不同的。因为，地震波经历的介质有吸收衰减效应是不同的。因为，地震波经历的介质有差别。这意味着我们在研究吸收补偿时也应该考虑炮差别。这意味着我们在研究吸收补偿时也应该考虑炮检距的因素，为简化处理，可用考虑炮检距的吸收系检距的因素，为简化处理，可用考虑炮检距的吸收系数代替数代替Q Q值表达，采用统计平均的方式，对共炮检距值表达，采用统计平均的方式，对共炮检距叠加的模型道计算每个炮检距的平均的吸收系数，然叠加的模型道计算每个炮检距的平均的吸收系数，然后进行吸收补偿校正后进行吸收补偿校正 剩余振幅补偿剩余振幅补偿 n在某些情况下，尽管已进行了各种振幅恢复处在某些情况下，

15、尽管已进行了各种振幅恢复处理，由于存在未知的振幅衰减机制，炮检距振理，由于存在未知的振幅衰减机制，炮检距振幅补偿不足，需进一步做剩余振幅补偿。其基幅补偿不足，需进一步做剩余振幅补偿。其基本思想如下：本思想如下： 分析某个目的层的分析某个目的层的AVO，选取参考层，通过统，选取参考层，通过统计方法计算参考层的振幅随炮检距的衰减率，计方法计算参考层的振幅随炮检距的衰减率，然后计算使参考层振幅达到某一已知或合理的然后计算使参考层振幅达到某一已知或合理的振幅级别所需的加权系数，对振幅级别所需的加权系数，对AVO进行加权处进行加权处理，实现剩余炮检距振幅补偿。理，实现剩余炮检距振幅补偿。数据信噪比质量的

16、提高数据信噪比质量的提高 n提高信噪比，改善数据质量，是所有处理的宗旨。叠提高信噪比，改善数据质量，是所有处理的宗旨。叠加是提高信噪比最有效的手段，但在这里却不能使用加是提高信噪比最有效的手段，但在这里却不能使用，因为我们需要的是叠前道集数据，而不是叠加数据，因为我们需要的是叠前道集数据，而不是叠加数据。n叠前压噪的方法很多，在这里要强调的是，要提高数叠前压噪的方法很多，在这里要强调的是，要提高数据的信噪比，但又不能损害数据振幅的相对关系，这据的信噪比，但又不能损害数据振幅的相对关系，这种要求，对于叠前数据处理在很多情况下，表面看起种要求，对于叠前数据处理在很多情况下，表面看起来是矛盾的，要处

17、理好这个矛盾，首先要弄明白方法来是矛盾的，要处理好这个矛盾，首先要弄明白方法对数据所产生的影响是什么，是如何作用的，然后针对数据所产生的影响是什么，是如何作用的，然后针对对AVO分析的要求设计方法去进行补救。分析的要求设计方法去进行补救。 如何检测数据处理质量是否满足如何检测数据处理质量是否满足AVO分析的要求，是分析的要求，是目前需要解决而还未解决好的一个问题。目前需要解决而还未解决好的一个问题。n超道集的处理效果超道集的处理效果，如果我们在一定，如果我们在一定范围内，将相邻的范围内，将相邻的几个几个CMP道集按炮道集按炮检距分布对应增加检距分布对应增加，就可以得到一个，就可以得到一个包含所

18、有炮检距道包含所有炮检距道的道集和经过部分的道集和经过部分道叠加后的道集，道叠加后的道集，部分叠加可以改善部分叠加可以改善数据的信噪比，如数据的信噪比，如果处理得当，一般果处理得当，一般也不会改变原始振也不会改变原始振幅的相对关系幅的相对关系 道集数据的叠前偏移道集数据的叠前偏移 nAVO分析应当采用偏移后的道集数据，分析应当采用偏移后的道集数据，即使我们确定的分析目标地层相对平即使我们确定的分析目标地层相对平坦，目标面积又比较大时，采用偏移坦，目标面积又比较大时，采用偏移后的数据也是有其好处的。不言而喻后的数据也是有其好处的。不言而喻，叠前偏移在整个，叠前偏移在整个AVO处理中，是一个处理中

19、，是一个不可缺少的组成部分不可缺少的组成部分，应当给予应有应当给予应有的重视。的重视。n当测线方向与构造的倾向接近时，偏移使得沿当测线方向与构造的倾向接近时，偏移使得沿测线方向的菲涅耳半径减小，使目标深处的横测线方向的菲涅耳半径减小，使目标深处的横向分辨率有所提高，同时使产生向分辨率有所提高，同时使产生AVO响应目标响应目标位置更加准确。位置更加准确。 n偏移可使由于断层、地层尖灭等现象产生的绕偏移可使由于断层、地层尖灭等现象产生的绕射波能量得到收敛。否则，这些绕射能量也将射波能量得到收敛。否则，这些绕射能量也将被认为是噪声，它与目的层得反射振幅将相互被认为是噪声，它与目的层得反射振幅将相互干

20、涉，从而掩盖了反射波的正确振幅，使干涉，从而掩盖了反射波的正确振幅，使AVO效应特征不清楚效应特征不清楚 角度道和角道集的形成角度道和角道集的形成 n从数据采集到处理，反射振幅都是作为炮检距从数据采集到处理，反射振幅都是作为炮检距的函数来描述的，而的函数来描述的，而Zoeppritz方程及其近似表方程及其近似表达式则均是以入射角作为变量进行描述的。因达式则均是以入射角作为变量进行描述的。因此，我们在很多情况下，需要将振幅与炮检距此，我们在很多情况下，需要将振幅与炮检距的关系（的关系（AVO），转换成振幅与入射角角度的），转换成振幅与入射角角度的关系（关系（AVA），并形成角度道道集。），并形成

21、角度道道集。 处理可能产生的问题n我们强调了我们强调了AVO分析叠前数据处理的重要性，分析叠前数据处理的重要性，处理不好会造成整个分析工作的失败，甚至产处理不好会造成整个分析工作的失败，甚至产生误导。生误导。n在这里要说的是，即使分析前数据处理工作执在这里要说的是，即使分析前数据处理工作执行比较完好，行比较完好，CMP道集上的采样点振幅相对关道集上的采样点振幅相对关系得到了恢复与保持，但在系得到了恢复与保持，但在AVO分析处理中也分析处理中也会出现某些问题，这是我们必须注意的会出现某些问题，这是我们必须注意的 n一一CMP位置一个道集，在位置一个道集，在2.15s处的振幅异常被处的振幅异常被钻

22、井证实是一个新的气层。角道集钻井证实是一个新的气层。角道集(a)是通过对是通过对CMP常规道集常规道集(b)切除，然后部分道相加而成的切除，然后部分道相加而成的。由于混波的作用，振幅变化十分平缓，信噪。由于混波的作用，振幅变化十分平缓，信噪比要高，而原始的比要高，而原始的CMP道集却没有这一特点，道集却没有这一特点，AVO响应异常不十分清楚响应异常不十分清楚n在角道集上箭头所示处，几乎所有的反在角道集上箭头所示处，几乎所有的反射其振幅都有随入射角增大而平缓增大射其振幅都有随入射角增大而平缓增大的现象，呈现出明显的的现象，呈现出明显的AVO响应异常，而响应异常，而在常规在常规CMP道集道集 (b

23、)上显然没有这一现象上显然没有这一现象，后被钻井证实，这一现象是虚假的，后被钻井证实，这一现象是虚假的，纯属由于生成角度道集的混波作用产生纯属由于生成角度道集的混波作用产生 n数据处理与数据处理与AVO分析效果之间的关系，有好的分析效果之间的关系，有好的积极的一面，也有负的消极的一面，这完全取积极的一面，也有负的消极的一面，这完全取决于决于AVO分析数据的前期处理是否得当，当数分析数据的前期处理是否得当，当数据信噪比很低时，是不能用于据信噪比很低时，是不能用于AVO分析处理的分析处理的；这时只有进行叠前压噪处理，提高叠前数据；这时只有进行叠前压噪处理，提高叠前数据的信噪比以后，才能用于的信噪比

24、以后，才能用于AVO分析。分析。n应用的叠前压噪手段必须保持有效信号的原始应用的叠前压噪手段必须保持有效信号的原始振幅相对关系，如果破坏了这种关系，即使信振幅相对关系，如果破坏了这种关系，即使信噪比提高了，对于噪比提高了，对于AVO分析而言也是失败的。分析而言也是失败的。因此，叠前压噪方法必须是高保真的。我们知因此，叠前压噪方法必须是高保真的。我们知道，信号的保真涉及三个重要参数，即振幅、道，信号的保真涉及三个重要参数，即振幅、频率和相位，在这里我们更加注重的是振幅相频率和相位，在这里我们更加注重的是振幅相对关系的保真对关系的保真 AVO分析的基本方法分析的基本方法 建立在叠前地震资料基础上的

25、地震属性和建立在叠前地震资料基础上的地震属性和地震振幅分析方法，其理论基础是非垂直入地震振幅分析方法，其理论基础是非垂直入射理论。射理论。 结合地质、岩石物理、测井和叠前地震资结合地质、岩石物理、测井和叠前地震资料，分析叠前地震信息随炮检距变化与岩性料，分析叠前地震信息随炮检距变化与岩性和油气的关系，通过叠前正演模拟和叠前地和油气的关系，通过叠前正演模拟和叠前地震反演，对油藏进行定性和（或）定量描述震反演，对油藏进行定性和（或）定量描述，即广义，即广义AVO分析。分析。 广义广义AVO分析的关键是分析地震属性和振分析的关键是分析地震属性和振幅随炮检距变化的地质含义。幅随炮检距变化的地质含义。 AVO分析的基本方法可分为正演方法和反分析的基本方法可分为正演方法和反演方法两类。演方法两类。 AVO正演方法n 正演方法是利用模型正演模拟正演方法是利用模型正演模拟AVO现象，现象，结合本区的油藏特征，分析不同地质条件下结合本区的油藏特征，分析不同地质条件下油、气、水及特殊岩性体的油、气、水及特殊岩性体的AVO特征，建立特征，建立相