第四讲+AVO技术

1、第四讲：地震第四讲：地震AVO技术技术【思考题】【思考题】（1 1）何为）何为AVOAVO技术？技术？（2 2）AVOAVO技术在石油地震勘探中有技术在石油地震勘探中有哪些应用？哪些应用？ AVO(Amplitude Versus Offset)技术是继亮点技术技术是继亮点技术之后又一项利用振幅信息研究岩性，检测之后又一项利用振幅信息研究岩性，检测 油气的重要油气的重要技术，近几年发展迅速，国内外都有取得很多成功的实技术，近几年发展迅速，国内外都有取得很多成功的实例。例。 AVO技术，就是利用技术，就是利用CDP道集资料，分析反射波振道集资料，分析反射波振幅随炮检距幅随炮检距(也即入射角也即入

2、射角)的变化规律，的变化规律， 估算界面的弹性估算界面的弹性参数、分辨岩性及孔隙充填物，进一步推断地层的岩性参数、分辨岩性及孔隙充填物，进一步推断地层的岩性和含油气情况，直接寻找有用矿藏的一种方法和含油气情况，直接寻找有用矿藏的一种方法。AVOAVO研究的理论基础包括物理基础和地质基础。研究的理论基础包括物理基础和地质基础。（）（） AVOAVO研究的物理基础研究的物理基础AVO技术的理论基础是技术的理论基础是Zeoppritz方程及其简化的方程及其简化的公式公式 一、一、 基本思想基本思想AVOAVO研究的理论基础研究的理论基础由于由于zoeppritz方程十分繁杂（此处略）很难一目了然地看

3、出各量方程十分繁杂（此处略）很难一目了然地看出各量之间的相互关系。故不同学者提出了不同的简化近似式，之间的相互关系。故不同学者提出了不同的简化近似式，其中以其中以ShueyShuey（19851985）提出的简化式现在最为常用，即纵波反射系数为：）提出的简化式现在最为常用，即纵波反射系数为： 一般来说，介质一定，入射角越大，则透射角一般来说，介质一定，入射角越大，则透射角也越大，故也越大，故 可以看作是入射角的一可以看作是入射角的一个函数。个函数。此外，此外，Shuey近似式还将反射系数简洁地表示近似式还将反射系数简洁地表示为三个近似独立的项之和，清楚地说明了为三个近似独立的项之和，清楚地说明

4、了反射反射振幅随炮检距的变化与介质泊松比密切相关振幅随炮检距的变化与介质泊松比密切相关以以及及AVOAVO研究的范围，而且利用此式可以解析地研究的范围，而且利用此式可以解析地反演求解反演求解由反射振幅曲线求弹性参数，因由反射振幅曲线求弹性参数，因此，这一近似式得到了广泛的应用。此，这一近似式得到了广泛的应用。 进一步分析（进一步分析（7-2-17-2-1）式可知，对于反射系数）式可知，对于反射系数随入射角（或反射振幅随炮检距）的变化而言，随入射角（或反射振幅随炮检距）的变化而言，上、下介质的泊松比起着重要的作用。这就是上、下介质的泊松比起着重要的作用。这就是振幅随炮检距研究的振幅随炮检距研究的

5、物理基础物理基础。 )(R另外，其他学者也提出了简化式：另外，其他学者也提出了简化式：（二）（二）AVO研究的地质基础研究的地质基础 泊松比是一个物性常数，它与纵、横波速度比泊松比是一个物性常数，它与纵、横波速度比Vp/Vs有密切关系。在各向同性介质中，二者有密切关系。在各向同性介质中，二者的关系为的关系为 1)/(22)/(22VsVpVsVp不同岩石具有不同的泊松比，而岩石的固结不同岩石具有不同的泊松比，而岩石的固结程度、孔隙以及孔隙中的充填物都会严重影程度、孔隙以及孔隙中的充填物都会严重影响岩层的泊松比值。一般来说：响岩层的泊松比值。一般来说： 高孔隙度盐水饱和砂岩往往具有较高的泊松高孔

6、隙度盐水饱和砂岩往往具有较高的泊松比（比（0.30.4）。）。 未固结的浅层盐水饱和沉积往往具有非常高未固结的浅层盐水饱和沉积往往具有非常高的泊松比（的泊松比（0.4以上）。以上）。 气饱和高孔隙砂岩往往具有低的泊松比（气饱和高孔隙砂岩往往具有低的泊松比（0.1或更低）。或更低）。 而泊松比的变化将导致反射系数随入射角（或而泊松比的变化将导致反射系数随入射角（或振幅随炮检距）变化而发生变化。这就是研究振幅随炮检距）变化而发生变化。这就是研究振幅随炮检距变化的地质基础，振幅随炮检距变化的地质基础，说明利用说明利用AVO特征可以寻找气、盐藏等。特征可以寻找气、盐藏等。二、二、AVO研究技术中特殊的

7、资料处研究技术中特殊的资料处理方法理方法分析振幅随炮检距变化所用的资料是分析振幅随炮检距变化所用的资料是常规反射地震勘探中叠前道集记录。原常规反射地震勘探中叠前道集记录。原始道集上的振幅受到各种因素影响，无始道集上的振幅受到各种因素影响，无法直接用来分析，除了采用常规的各种法直接用来分析，除了采用常规的各种处理方法外，还必须对之作一系列的特处理方法外，还必须对之作一系列的特殊处理后才能加以利用。这些处理包括殊处理后才能加以利用。这些处理包括：（一）入射角分析和“角度道”为了正确选择参与分析的为了正确选择参与分析的CMP道集上道集上记录道，对入射角应有一个估计，使参记录道，对入射角应有一个估计，

8、使参与分析的道保证在合适的入射角范围内。与分析的道保证在合适的入射角范围内。另外，为了便于观察和分析振幅的变化，另外，为了便于观察和分析振幅的变化，往往将固定炮检距的往往将固定炮检距的CMP道集上道转换道集上道转换为固定入射角的道，称之为为固定入射角的道，称之为“角度道角度道”。为了做好这一转换工作，也需要进行入为了做好这一转换工作，也需要进行入射角分析。因此入射角分析是射角分析。因此入射角分析是AVO资料资料处理中首先要进行的一项工作。处理中首先要进行的一项工作。（二）提高信噪比（二）提高信噪比（S/N）的特殊处理）的特殊处理在在AVO处理中除常规提高处理中除常规提高S/N的方法的方法（如滤

9、波等）外，还采用部分叠加和部（如滤波等）外，还采用部分叠加和部分道求和等方法来提高分道求和等方法来提高S/N。部分叠加是。部分叠加是将将CMP道集中属于一定炮检距道集中属于一定炮检距/深度比的深度比的部分进行叠加，相当限定角度范围叠加。部分进行叠加，相当限定角度范围叠加。这种方法既利用了多次叠加提高信噪比这种方法既利用了多次叠加提高信噪比的优点，又保留了叠加道之间的优点，又保留了叠加道之间炮检距或炮检距或角度的差异。角度的差异。（三）振幅补偿（三）振幅补偿 为了获得供为了获得供AVO分析之用的、仅与反射系数有分析之用的、仅与反射系数有关的振幅信息。必须对影响地震波振幅的许多关的振幅信息。必须对

10、影响地震波振幅的许多因素（如波前扩散、吸收、激发与接收条件变因素（如波前扩散、吸收、激发与接收条件变化、组合、浅层透射损失、散射、各向异性、化、组合、浅层透射损失、散射、各向异性、薄层调谐效应等）进行补偿。使补偿后的反射薄层调谐效应等）进行补偿。使补偿后的反射波振幅只与反射系数大小有关。由于影响振幅波振幅只与反射系数大小有关。由于影响振幅的干扰因素很多，有的易于补偿，有的目前还的干扰因素很多，有的易于补偿，有的目前还难于补偿，一般来说，目前采用补偿的方法主难于补偿，一般来说，目前采用补偿的方法主要有：要有： （1）统计方法。主要对扩散、吸收等各）统计方法。主要对扩散、吸收等各种与炮检距有关的因

11、素进行补偿。种与炮检距有关的因素进行补偿。 （2）归一化处理（或称道均衡）。即求）归一化处理（或称道均衡）。即求各道的总平均能量，能量大的道乘以一各道的总平均能量，能量大的道乘以一个小常数，能量小的道乘以一个大常数，个小常数，能量小的道乘以一个大常数，来消除非一致因素（如：激发、接收条来消除非一致因素（如：激发、接收条件变化）的影响件变化）的影响。 （3）模型模拟法。）模型模拟法。这是这是AVO处理中对复杂干处理中对复杂干扰因素难以直接用反演进行补偿时应用较多的扰因素难以直接用反演进行补偿时应用较多的一种正演补偿方法。它是首先通过地震资料，一种正演补偿方法。它是首先通过地震资料，测井资料得到关

12、于地下界面的形状，速度、密测井资料得到关于地下界面的形状，速度、密度参数的初步估计值，设计出模型、正演计算度参数的初步估计值，设计出模型、正演计算出要补偿的因素的影响大小，最后从道集上消出要补偿的因素的影响大小，最后从道集上消除它们。主要用于浅层透射，界面曲率、薄层除它们。主要用于浅层透射，界面曲率、薄层调谐等因素的补偿。调谐等因素的补偿。 （4）组合响应反演。）组合响应反演。主要用于补偿组合各参数主要用于补偿组合各参数对反射波振幅的影响。对反射波振幅的影响。总之在总之在AVO处理工作中，应尽最大的努力处理工作中，应尽最大的努力去将各种干扰因素补偿掉，但是由于技术水平去将各种干扰因素补偿掉，但

13、是由于技术水平有限，补偿的仍然还是初步的和不完善的。有限，补偿的仍然还是初步的和不完善的。（四）高保真处理（四）高保真处理与亮点技术一样为了得到高质量的与亮点技术一样为了得到高质量的AVO资料，除了进行特殊处理之外，也资料，除了进行特殊处理之外，也要进行常规处理。要进行常规处理。AVO技术对资料的质技术对资料的质量（特别是振幅信息）要求很高，故必量（特别是振幅信息）要求很高，故必须采用高保真处理，即在常规处理中一须采用高保真处理，即在常规处理中一切涉及到振幅变化的步骤都应当特别慎切涉及到振幅变化的步骤都应当特别慎重。重。三、AVO资料的分析和应用 （一）（一）AVO资料的显示资料的显示经过处理

14、后的高质量经过处理后的高质量AVO资料可以采用不资料可以采用不同的方法显示。同的方法显示。 单个道集显示。单个道集显示。 AVO叠加剖面显示，它是将显示叠加剖面显示，它是将显示AVO三维数三维数据体的垂直切片和水平切片以及滚动入射角叠据体的垂直切片和水平切片以及滚动入射角叠加剖面。从而分析振幅随入射角变化的情况。加剖面。从而分析振幅随入射角变化的情况。AVOAVO显示方式显示方式 立体显示，由于立体显示，由于AVO叠加剖面显示只能给出叠加剖面显示只能给出一条测线上的变化情况，而立体显示可给出整一条测线上的变化情况，而立体显示可给出整个工区上的个工区上的AVO变化。图（变化。图（7-2-3）中所

15、有高出）中所有高出图版的值都代表那些振幅比随炮检距增加而增图版的值都代表那些振幅比随炮检距增加而增加的区域。若这些振幅增强是因目标层的泊松加的区域。若这些振幅增强是因目标层的泊松比低于标准层的泊松比造成的，比低于标准层的泊松比造成的，则可能暗示有则可能暗示有气的存在。气的存在。（二）、（二）、AVOAVO属性叠加属性叠加（三）（三）AVO资料的分析和应用资料的分析和应用 AVO资料的分析解释主要集中在资料的分析解释主要集中在识别真、识别真、假亮点，估求弹性参数，进而分辨岩性假亮点，估求弹性参数，进而分辨岩性和预测气藏等几个方面和预测气藏等几个方面 (1)亮点识别亮点识别 “亮点亮点”可能是存在

16、油气的标志，这种可能是存在油气的标志，这种亮点称为亮点称为“真亮点真亮点”，但有些亮点并不，但有些亮点并不是是 油气聚集造成的，一些非含气的高速油气聚集造成的，一些非含气的高速或低速层或低速层(如灰岩、火成岩或煤等如灰岩、火成岩或煤等)也会造也会造成强振幅异常成强振幅异常 ，在剖面上成为，在剖面上成为“亮点亮点”，这些亮点称为这些亮点称为“假亮点假亮点”。识别真假亮。识别真假亮点具有十分重要的意义。点具有十分重要的意义。 含气砂岩的泊松比很低，含气砂岩的泊松比很低，造成造成AVO正异常正异常，即，即振幅随炮检距的增大而变强振幅随炮检距的增大而变强。其它一些高速或。其它一些高速或 低速低速岩层没

17、有这种特性，如煤、石灰岩、白云岩等的泊岩层没有这种特性，如煤、石灰岩、白云岩等的泊松比都相当高，不会出现松比都相当高，不会出现AVO正异常正异常 。利用。利用AVO来来判别亮点真假可以用在出现明显地震亮点的勘探区，判别亮点真假可以用在出现明显地震亮点的勘探区，减小勘探风险，节约费用减小勘探风险，节约费用 。 振幅强振幅强振幅强振幅弱振幅强振幅强振幅强振幅强取自国外某大气取自国外某大气田上的田上的24次叠加次叠加地震剖面地震剖面砂岩储集层在砂岩储集层在2042.16m深处，对应深处，对应的强振幅在的强振幅在1.75s 储集层为白垩纪深海储集层为白垩纪深海扇沉积，具有扇沉积，具有2.8956m的净

18、产层的净产层 C位置位置 处的振幅随炮处的振幅随炮检距的增加而减少，检距的增加而减少，表明表明C附近无气附近无气 具有振幅随炮检具有振幅随炮检距增加而明显增距增加而明显增强的特征强的特征具有振幅随炮检距增具有振幅随炮检距增加而明显增强的特征加而明显增强的特征 (2)弹性参数的估求弹性参数的估求 采用正演模拟和广义反演求解技术，由采用正演模拟和广义反演求解技术，由AVO资料中估求出弹性参数资料中估求出弹性参数(主要是泊松主要是泊松比或纵横波速比或纵横波速 度比度比)是是AVO资料解释的重资料解释的重要内容。要内容。 (2)弹性参数的估求（续）弹性参数的估求（续） 其基本原理是根据解释结果设计模型

19、，应用某其基本原理是根据解释结果设计模型，应用某一正演方法计算该模型上包含炮检距因素的合一正演方法计算该模型上包含炮检距因素的合成记录道集或剖面，分别定量提取合成记录上成记录道集或剖面，分别定量提取合成记录上及实际记录及实际记录 上振幅随炮检距变化量并进行比较，上振幅随炮检距变化量并进行比较，修改模型参数反复进行计算、比较，直至达到修改模型参数反复进行计算、比较，直至达到数据拟合数据拟合 精度为止，此时的模型参数即为要求精度为止，此时的模型参数即为要求的弹性参数。一种比较简单而常用的方法是利的弹性参数。一种比较简单而常用的方法是利用用Shuey 近似式进行计算、比较。近似式进行计算、比较。 (3) 分辨岩性分辨岩性 一旦估求出了弹性参数，分辨岩性也就比较容一旦估求出了弹性参数，分辨岩性也就比较容易了。由于岩性与弹性参数并不是简单的一一易了。由于岩性与弹性参数并不是简单的一一 对应关系。因此，单纯依靠哪一种弹性参数来对应关系。因此，单纯依靠哪一种弹性参数来确定岩性都是很不可靠的，只有利用多种弹性确定岩性都是很不可靠的，只有利用多种弹性参数综合分析才能得到较为正确的结果。参数综合分析才能得到较为正确的结果。 一个简便的方法是根据估求出的弹性参数给出一个简便的方法是根据估求出的弹性参数给出几种几种 参数的交互图，在交互图上可以清楚地划