jason地震反演软件培训

1、 第一章第一章 国内外研究现状国内外研究现状 第二章第二章 叠后约束地震反演原理及常用反演方法叠后约束地震反演原理及常用反演方法 第三章第三章 波阻抗反演影响因素波阻抗反演影响因素 第四章第四章 复杂岩性储层反演关键技术环节复杂岩性储层反演关键技术环节 第五章第五章 多种类型复杂岩性储层反演技术对策及应用多种类型复杂岩性储层反演技术对策及应用 第六章第六章 jason 软件结构软件结构 第七章第七章 geoframe 系统与系统与jason 系统数据交换系统数据交换 第八章第八章 反演数据的综合研究反演数据的综合研究 第九章第九章 叠前地震纵、横波阻抗（速度）约束反演叠前地震纵、横波阻抗（速度

2、）约束反演 目录目录 国内外研究现状国内外研究现状 隐蔽性油气藏已成为勘探开发重要目标，隐蔽性油气藏已成为勘探开发重要目标， 岩性油气藏占有其中很大的比重。对河道砂岩性油气藏占有其中很大的比重。对河道砂 体、三角洲浊积砂体、砂砾岩体等复杂岩性体、三角洲浊积砂体、砂砾岩体等复杂岩性 储层进行高精度预测和描述，成为重要的研储层进行高精度预测和描述，成为重要的研 究问题。究问题。 将具有高横向分辨能力的将具有高横向分辨能力的地震地震资料、高资料、高 垂向分辨能力的垂向分辨能力的测井测井资料与资料与地质地质结合起来进结合起来进 行地震反演，把界面反射型地震资料反演成行地震反演，把界面反射型地震资料反演

3、成 岩层单元型波阻抗等地层物性参数，以岩层岩层单元型波阻抗等地层物性参数，以岩层 为目标进行储层解释。为目标进行储层解释。 概述概述 融合多种资料和技术所长的约束地震反演处理融合多种资料和技术所长的约束地震反演处理 与解释应用技术是研究复杂岩性储层变化规律的十与解释应用技术是研究复杂岩性储层变化规律的十 分有效的储层描述新技术。分有效的储层描述新技术。 该项技术通过科学的数学算法和计算机软件，该项技术通过科学的数学算法和计算机软件， 综合应用地震、测井、地质等资料，并将它们有机综合应用地震、测井、地质等资料，并将它们有机 地结合为一体，把地震资料中包含的丰富岩性、物地结合为一体，把地震资料中包

4、含的丰富岩性、物 性、流体信息反演成岩层单元型性、流体信息反演成岩层单元型波阻抗数据波阻抗数据或地层或地层 层速度数据以及岩性和孔隙度等地层物性资料。使层速度数据以及岩性和孔隙度等地层物性资料。使 其能与钻井、测井资料直接对比分析，以岩层为目其能与钻井、测井资料直接对比分析，以岩层为目 标进行地质、储层解释，在研究储层的空间特征和标进行地质、储层解释，在研究储层的空间特征和 厚度变化规律方面具有独特的优势。厚度变化规律方面具有独特的优势。 反演技术的发展历程反演技术的发展历程 1 1、19791979年年 （lindsethlindseth ）把波阻抗改写为反射系数的积分或）把波阻抗改写为反射

5、系数的积分或 求和形式，也可以表达成相位谱求和形式，也可以表达成相位谱90900 0旋转的一种褶积滤波器即旋转的一种褶积滤波器即 递推反演。递推反演。 其商品化软件有其商品化软件有vlogvlog、dlogdlog、seislogseislog等。等。 2 2、cookecooke和和 schneiderschneider在在19831983年首次提出基于模型的反演。年首次提出基于模型的反演。 商品化软件有商品化软件有glogglog、slimslim等。等。 19901990年，年，debeyedebeye和和van van rielriel提出稀疏脉冲反演。提出稀疏脉冲反演。 上述方法在反

6、演过程中都没有利用测井资料的高频信息，上述方法在反演过程中都没有利用测井资料的高频信息， 因此分辨率较低。因此分辨率较低。 3 3、9090年代早中期，测井约束反演诞生和发展时期。年代早中期，测井约束反演诞生和发展时期。 突破传统地震频带的限制，具有比直接反演更高的分突破传统地震频带的限制，具有比直接反演更高的分 辨率。商品化的软件如辨率。商品化的软件如stratastrata、bcibci、jasonjason等。等。 4 4、9090年代中后期年代中后期 ，非线性反演理论为基础的各种反，非线性反演理论为基础的各种反 演算法出现和发展时期。如地震特征反演、随机反演、演算法出现和发展时期。如地

7、震特征反演、随机反演、 模拟退火反演、概率法神经网络反演、遗传算法、小模拟退火反演、概率法神经网络反演、遗传算法、小 波反演等。波反演等。 5 5、近几年，从叠后反演发展到叠前反演、近几年，从叠后反演发展到叠前反演 。 叠前同步反演能够反演出纵横波阻抗等，直接进行岩性叠前同步反演能够反演出纵横波阻抗等，直接进行岩性 和流体识别。和流体识别。 zoeppritzzoeppritz方程组是叠前反演的理论基础，但关系复杂方程组是叠前反演的理论基础，但关系复杂 难以直接求解。难以直接求解。shueyshuey和和akiaki、richardsrichards等在二十世纪等在二十世纪 八十年代对其进行了

8、简化研究。八十年代对其进行了简化研究。ali turaali tura（19991999）、）、 david m dolbergdavid m dolberg（20002000）等）等avoavo反演、反演、avaava反演方反演方 法。法。jasonjason公司等推出了实用的叠前和叠后地震反演公司等推出了实用的叠前和叠后地震反演 软件系统。软件系统。 反演方法分类反演方法分类 1 1、基于原始地震资料、基于原始地震资料 叠前反演类、叠后反演类叠前反演类、叠后反演类 叠后地震反演使用叠后地震资料，反演叠后地震反演使用叠后地震资料，反演 的纵波阻抗能够在一定程度上反映储层的变的纵波阻抗能够在一

9、定程度上反映储层的变 化规律，但不能给出横波波阻抗。化规律，但不能给出横波波阻抗。 叠前地震反演使用叠前地震道集资料，叠前地震反演使用叠前地震道集资料， 具有良好的保真性和多信息性。能同时反演具有良好的保真性和多信息性。能同时反演 纵、横波阻抗等反映地层岩性、物性和流体纵、横波阻抗等反映地层岩性、物性和流体 特征的多种参数。特征的多种参数。 2 2、基于数学算法、基于数学算法 线性反演类、非线性反演类线性反演类、非线性反演类 3 3、基于实现方式、基于实现方式 基于反褶积的反演方法：包括基于地层反褶积的道积分、基于反褶积的反演方法：包括基于地层反褶积的道积分、 递归、广义线性等反演方法；基于最

10、大似然反褶积的稀疏脉冲递归、广义线性等反演方法；基于最大似然反褶积的稀疏脉冲 反演方法反演方法; ;基于最大后验概率准则算法反褶积的模拟退火等。基于最大后验概率准则算法反褶积的模拟退火等。 基于波动方程的反演：基于波动方程的反演：bornborn反散射。反散射。 基于随机过程的反演：随机反演、随机模拟等。基于随机过程的反演：随机反演、随机模拟等。 基于特征分析的反演：特征反演、神经网络反演等。基于特征分析的反演：特征反演、神经网络反演等。 其它：混沌反演等其它：混沌反演等 反演方法分类反演方法分类 4 4、基于地震和测井的相对作用、基于地震和测井的相对作用 带限反演：道积分、带限反演：道积分、

11、vlogvlog、seislogseislog和和verilogverilog* *、递归等、递归等 测井约束下的宽带反演：广义线性、宽带约束反演、稀测井约束下的宽带反演：广义线性、宽带约束反演、稀 疏脉冲反演等。疏脉冲反演等。 地震约束下的测井内插外推：随机模拟、随机反演等。地震约束下的测井内插外推：随机模拟、随机反演等。 测井测井地震联合反演地震联合反演 ：特征反演、神经网络反演等。：特征反演、神经网络反演等。 反演方法分类反演方法分类 第一章第一章 国内外研究现状国内外研究现状 第二章第二章 叠后约束地震反演原理及常用反演方法叠后约束地震反演原理及常用反演方法 第三章第三章 波阻抗反演影

12、响因素波阻抗反演影响因素 第四章第四章 复杂岩性储层反演关键技术环节复杂岩性储层反演关键技术环节 第五章第五章 多种类型复杂岩性储层反演技术对策及应用多种类型复杂岩性储层反演技术对策及应用 第六章第六章 jason 软件结构软件结构 第七章第七章 geoframe 系统与系统与jason 系统数据交换系统数据交换 第八章第八章 反演数据的综合研究反演数据的综合研究 第九章第九章 叠前地震纵、横波阻抗（速度）约束反演叠前地震纵、横波阻抗（速度）约束反演 目录目录 第一节第一节 稀疏脉冲地震波阻抗反演稀疏脉冲地震波阻抗反演 第二节第二节 随机模拟地震波阻抗反演随机模拟地震波阻抗反演 第三节第三节

13、协模拟岩性及孔隙度反演协模拟岩性及孔隙度反演 第四节第四节 常用反演流程常用反演流程 第二章第二章 叠后约束地震反演原理及常用反演方法叠后约束地震反演原理及常用反演方法 jasonjason environment earthmodel statmod invermodel largo wavelets invertrace rocktrace functionmod velmod functionmod （一）稀疏脉冲地震波阻抗约束反演方法（一）稀疏脉冲地震波阻抗约束反演方法 1、方法原理、方法原理 其中： lp(r )+lq(s-d)是是 l1(z) l1(z -zin)+l1(z-zx)

14、 稀疏脉冲反演方法是目前使用较多的一种稀疏脉冲反演方法是目前使用较多的一种重要重要的的 地震波阻抗反演方法。在地震波阻抗反演方法。在最大似然反褶积最大似然反褶积和和l1范数范数 反褶积反褶积研究的基础上，形成了稀疏脉冲地震波阻抗研究的基础上，形成了稀疏脉冲地震波阻抗 反演方法。反演方法。 其其基本假设基本假设是，地下地层的反射系数序列是由一是，地下地层的反射系数序列是由一 系列服从高斯分布的大反射系数和小反射系数背景系列服从高斯分布的大反射系数和小反射系数背景 迭合而成的。从地质意义上讲，大反射系数代表的迭合而成的。从地质意义上讲，大反射系数代表的 是地下不连续界面和岩性分界面。是地下不连续界

15、面和岩性分界面。 在反演过程中，通过计算地震脉冲的均方根值和在反演过程中，通过计算地震脉冲的均方根值和 噪音的均方根值，估算所给定的采样有反射的似然噪音的均方根值，估算所给定的采样有反射的似然 值，迭代优化求解稀疏脉冲反射系数模型所代表的值，迭代优化求解稀疏脉冲反射系数模型所代表的 地下波阻抗模型。地下波阻抗模型。 2、技术关键、技术关键 （1）硬约束和软约束条件硬约束和软约束条件建立建立。 （2）值等值等关键参数关键参数试验。试验。 （3）频带频带补偿补偿、拓宽、拓宽。 3、实际资料使用特点、实际资料使用特点 使用地震资料品质较好。可用测井速度使用地震资料品质较好。可用测井速度 或地震处理速

16、度进行约束。或地震处理速度进行约束。 4、反演结果特点、反演结果特点 体现地震资料振幅、频率、相位特征，体现地震资料振幅、频率、相位特征， 适用范围较广适用范围较广 。但反演结果分辨率不太高。但反演结果分辨率不太高。 y 8 4 y118- 1 y118- 1 y 8 4 10m reservoir delineation 稀疏脉冲反演波阻抗剖面与对应的地震剖面对比稀疏脉冲反演波阻抗剖面与对应的地震剖面对比 （一）（一） 稀疏脉冲地震波阻抗约束反演方法稀疏脉冲地震波阻抗约束反演方法 稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演趋势控制趋势控制 稀疏脉冲反演参数选择及质量检查稀疏脉冲反演参数选择及质量检查 地震记录

17、与合成记录相关性 讯噪比 误差 入 稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演质量控制参数质量控制参数 数据道合并滤波器显示数据道合并滤波器显示 稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演频带补偿频带补偿(道合并道合并) 补充地震缺少 的低频成份 从算法上，稀疏脉冲反演的计算流程可分为三步：从算法上，稀疏脉冲反演的计算流程可分为三步： 、反射系数反演、反射系数反演 采用最大似然反褶积进行反射系数的反演，最大似然反褶积对地层采用最大似然反褶积进行反射系数的反演，最大似然反褶积对地层 的假设认为：地层的反射系数是由较大的反射界面的反射和具有高斯的假设认为：地层的反射系数是由较大的反射界面的反射和具有高斯 背景的小反射叠加组合而成，导

18、出一个最小目标函数：背景的小反射叠加组合而成，导出一个最小目标函数： 式中，式中，r2和和n2分别为反射系数和噪音的均方值，分别为反射系数和噪音的均方值，r(k) 和和n(k)表示第表示第k 个采样点的反射系数和噪音，个采样点的反射系数和噪音，m表示反射层数，表示反射层数，l表示采样总数，表示采样总数，表表 示给定反射系数的似然值。示给定反射系数的似然值。 通过多次迭代，求取反射系数。通过多次迭代，求取反射系数。 )1ln()(2)ln(2)( 1 )( 1 1 2 2 1 2 2 mlmkkj l k l k n n r r 、根据反射系数的反演结果结合阻抗趋势计算一个、根据反射系数的反演结

19、果结合阻抗趋势计算一个 初始的波阻抗初始的波阻抗 根据最大似然反褶积计算得到的反射系数，结合初始阻抗模型，根据最大似然反褶积计算得到的反射系数，结合初始阻抗模型， 采用递推算法，反演得到初始的波阻抗模型：采用递推算法，反演得到初始的波阻抗模型： 式中，式中，z（i）为第）为第i层的波阻抗值，层的波阻抗值，r(i)为第为第i层的反射系数。层的反射系数。 )(1 )(1 ) 1()( ir ir iziz 、结合井的约束条件进行波阻抗反演、结合井的约束条件进行波阻抗反演 约束稀疏脉冲反演对每一道依据目标函数对计算出的初始波阻抗进行约束稀疏脉冲反演对每一道依据目标函数对计算出的初始波阻抗进行 调整，

20、包括对反射系数的调整。目标优化函数为：调整，包括对反射系数的调整。目标优化函数为： 式中，式中，r为反射系数序列，为反射系数序列，z为与阻抗趋势的差序列，为与阻抗趋势的差序列，d为地震道序列为地震道序列 ，s为合成地震道序列，为合成地震道序列，为残差权重因子，为残差权重因子，为趋势权重因子，为趋势权重因子，p、q为为l 模因子。具体的，右式第一项反映了反射系数的绝对值和，第二项反映模因子。具体的，右式第一项反映了反射系数的绝对值和，第二项反映 了合成声波记录与原始地震数据的差值，第三项为趋势约束项。了合成声波记录与原始地震数据的差值，第三项为趋势约束项。 zldslrlf qp 1 1 )()

21、( 约束稀疏脉冲反演是基于道的反演，它的实质就是在阻抗趋势的约束约束稀疏脉冲反演是基于道的反演，它的实质就是在阻抗趋势的约束 下，用最少数目的反射系数脉冲达到合成记录与地震道的最佳匹配。下，用最少数目的反射系数脉冲达到合成记录与地震道的最佳匹配。 稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演 处理流程处理流程 数据加载数据加载 初始模型初始模型 分析和预处理、极性分析分析和预处理、极性分析 井旁子波井旁子波 初标定初标定 相关性分析相关性分析 综合标定综合标定 选择反演井、范围、子波等选择反演井、范围、子波等 qcqc控制选择参数控制选择参数 设置趋势和边界等约束条件设置趋势和边界等约束条件 残差分析残差分析 生

22、成相对阻抗体生成相对阻抗体 设置滤波器设置滤波器 高频补偿高频补偿低频补偿低频补偿输出反演成果输出反演成果色标色标 子波优选子波优选 校正校正 层位解释层位解释 断层解释及趋势面分析断层解释及趋势面分析 地层结构分析地层结构分析 框架模型框架模型 earth modelearth model constraint sparseconstraint sparse trace mergetrace merge 约束稀疏脉冲波阻抗反演中关键的处理环节约束稀疏脉冲波阻抗反演中关键的处理环节 (1)(1)、做好地层、构造解释、建好初始模型、做好地层、构造解释、建好初始模型 a)合成记录标定；合成记录标定

23、； b) 完成精细的地层和构造解释，要求除了包括顶底完成精细的地层和构造解释，要求除了包括顶底 反演控制层外，对地层结构和接触关系存在差异的层反演控制层外，对地层结构和接触关系存在差异的层 系必须进行加密层控解释，系必须进行加密层控解释， c)要求断层解释完全闭合；要求断层解释完全闭合； d)根据地震反射特征建立准确的地层接触关系，建立根据地震反射特征建立准确的地层接触关系，建立 框架模型框架模型 c) 根据测井信息、断层面和地层框架模型建立准确根据测井信息、断层面和地层框架模型建立准确 的初始波阻抗模型的初始波阻抗模型. . t4中1 中2 中3 中4 中5 中6 中7 t6 t6 中8 中

24、中5 中中6 中4 中中4 中中3 深入研究三角洲的九期次深入研究三角洲的九期次 沉积，解释九套地质层位。沉积，解释九套地质层位。 精细地质层位解释精细地质层位解释 t1 t1 t2 t2 综合标定综合标定 反演的迭代次数参数对反演效果的影响反演的迭代次数参数对反演效果的影响 最大反射系数反演迭代次数最大反射系数反演迭代次数 max.#iteration reflectivity inversion 波阻抗反演迭代次数波阻抗反演迭代次数 max.#iterations p-impedance inversion 稀疏迭代稀疏迭代 次数次数sparsity 目标函数优化迭代次数目标函数优化迭代次

25、数 objective function minization 稀疏迭代稀疏迭代 次数次数sparsity 目标函数优化迭代次数目标函数优化迭代次数 objective function minization 做好质量控制做好质量控制 合理使用井的约束作用合理使用井的约束作用 反演过程中井的约束控制反演过程中井的约束控制 约束强度：约束强度： 1、无约束或宽松的约束 2 2、强的井约束、强的井约束 )()()( 1 1 ztrendldslrlf qp 约束方法：约束方法： 无约束（ disable any constraintdisable any constraint ） 软约束（soft

26、 constraint）：1， 硬约束（hard constraint）：趋势边界条件 趋势约束方式趋势约束方式： 1、固定值constant 2、沿层变化 lateral 3、模型约束 model 滨南地区沙三段多井约束稀疏脉冲反演波阻抗剖面滨南地区沙三段多井约束稀疏脉冲反演波阻抗剖面 高速火成岩高速火成岩 wash fan y118-53y118-53y132-5y132-5 断层清楚断层清楚 河道砂体横截面河道砂体横截面 y132-5y132-5 y941y941 y942 y942 河道砂体纵切面河道砂体纵切面 渤南地区沙三段稀疏脉冲反演波阻抗剖面渤南地区沙三段稀疏脉冲反演波阻抗剖面

27、过牛110井的反演剖面 xin154xin154-1 xin154-2 niu109-45 反演效果分析反演效果分析预测井效果分析预测井效果分析 辛辛154-2辛辛154 第一节第一节 稀疏脉冲地震波阻抗反演稀疏脉冲地震波阻抗反演 第二节第二节 随机模拟地震波阻抗反演随机模拟地震波阻抗反演 第三节第三节 协模拟岩性及孔隙度反演协模拟岩性及孔隙度反演 第四节第四节 常用反演流程常用反演流程 第二章第二章 叠后约束地震反演原理及常用反演方法叠后约束地震反演原理及常用反演方法 （二）、随机模拟地震波阻抗反演方法（二）、随机模拟地震波阻抗反演方法 1、方法原理、方法原理 将地质统计模拟与地震反演紧密结

28、合在一将地质统计模拟与地震反演紧密结合在一 起。起。 2、技术关键、技术关键 变差函数分析拟合变差函数分析拟合 约束模型精细建立约束模型精细建立 等概率反演结果筛选等概率反演结果筛选 3、实际资料使用特点、实际资料使用特点 适用于钻井资料丰富的三维工区：适用于钻井资料丰富的三维工区： 变差函数与储层空间变化特征结合：变差函数与储层空间变化特征结合： 与其它反演成果相互结合与其它反演成果相互结合 4、反演结果特点、反演结果特点 反演结果分辨率高。反演结果分辨率高。在钻井较少地区，在钻井较少地区， 会因统计规律不强而产生假象。会因统计规律不强而产生假象。 statmod menu display

29、. 随机模拟、随机反演的基本原理随机模拟、随机反演的基本原理: : 以地质框架模型、测井和地震资料为基础，以层为单位，利用储层以地质框架模型、测井和地震资料为基础，以层为单位，利用储层/ /油气藏油气藏 参数的空间分布规律和空间相关性进行随机模拟参数的空间分布规律和空间相关性进行随机模拟/ /随机反演，获得一组等概率随机反演，获得一组等概率 的储层的储层/ /油气藏参数模型。油气藏参数模型。 目的：目的： 生成既满足测井资料和地质统计特性，又满足地震资料的储层生成既满足测井资料和地质统计特性，又满足地震资料的储层/ /油气藏参油气藏参 数模型。数模型。 更准确地估算各种参数的不确定性，提供参数

30、模拟的可靠性评价。更准确地估算各种参数的不确定性，提供参数模拟的可靠性评价。 模块及功能模块及功能: : statmodstatmod-analysis-analysis 利用已知资料分析确定储层利用已知资料分析确定储层/ /油气藏参数的空间分布规律（直方图）和空油气藏参数的空间分布规律（直方图）和空 间相关性间相关性( (变异函数变异函数) )。 statmod-modellingstatmod-modelling 用不同的地质统计模拟技术实现储层用不同的地质统计模拟技术实现储层/ /油气藏参数的随机模拟油气藏参数的随机模拟 随机反演。随机反演。 在三维空间，可以通过储层变量的一系列数值，在

31、三维空间，可以通过储层变量的一系列数值， 模拟得到其它未知空间点所具有的可能的储层参模拟得到其它未知空间点所具有的可能的储层参 数值。数值。克里金方法克里金方法( (krigingkriging) )是一种很好的地质统是一种很好的地质统 计模拟方法。应用变差函数模型所提供的空间结计模拟方法。应用变差函数模型所提供的空间结 构信息，通过求解克里金方程组计算局部估计的构信息，通过求解克里金方程组计算局部估计的 加权因子即克里金系数进行加权线性估计，充分加权因子即克里金系数进行加权线性估计，充分 考虑了空间数据的结构性和随机性。考虑了空间数据的结构性和随机性。 大量的随机模拟过程实现所得到的空间储层

32、参大量的随机模拟过程实现所得到的空间储层参 数体在统计特性上具有相同的概率可能性，并且数体在统计特性上具有相同的概率可能性，并且 与已有的实测数据结果具有同样的吻合程度。与已有的实测数据结果具有同样的吻合程度。 假定仅用井中测量值通过随机模拟能勾画出声假定仅用井中测量值通过随机模拟能勾画出声 阻抗曲线。在理论上我们可通过对比模型的地阻抗曲线。在理论上我们可通过对比模型的地 震响应和声阻抗反演结果来验证模拟结果与震响应和声阻抗反演结果来验证模拟结果与3d 地震数据的一致性。地震数据的一致性。 随机模拟地震反演方法正是基于这种思想，以随机模拟地震反演方法正是基于这种思想，以 测井、地震、地质资料为

33、基础，将测井、地震、地质资料为基础，将地质统计模地质统计模 拟与地震反演紧密结合拟与地震反演紧密结合在一起，反演得到高分在一起，反演得到高分 辨能力的波阻抗结果。随机地震反演从随机建辨能力的波阻抗结果。随机地震反演从随机建 模产生的一系列储层模型中，优选出与地震数模产生的一系列储层模型中，优选出与地震数 据最佳匹配的储层模型，是通过波阻抗将储层据最佳匹配的储层模型，是通过波阻抗将储层 特性和地震记录相联系来直接估计储层参数特特性和地震记录相联系来直接估计储层参数特 征的一个完整的反演过程。征的一个完整的反演过程。 反演前资料预处理 子波估算地震、地质标定精细构造解释 精细模型建立 随机地震反演

34、处理 储层综合描述 随机地震反演方法处理流程随机地震反演方法处理流程 f50-1 f50-2 f8-1 f8-2 f50-1 f50-2 樊东地区随机地震反演波阻抗连井剖面樊东地区随机地震反演波阻抗连井剖面 煤层煤层 砂层砂层 泥岩泥岩 随机地震波阻抗反演剖面随机地震波阻抗反演剖面 （过大（过大11、大、大13井）井） 反演阻抗与测井阻抗有良好的对应关系 奥陶 灰岩 太2段海相 灰岩 精细波阻抗反演精细波阻抗反演 反演优点：反演优点： 反演分辨率高，纵向与测井波阻 抗有很好的吻合，横向变化自然， 与三维地震的变化相匹配。可以 清楚的分清低速煤层和高速灰岩。 横向尖 灭点 2 2、随机地震反演、

35、随机地震反演 随机模拟的基本原理和计算方法 基础概念基础概念: : （1 1）、地质统计学）、地质统计学 （2 2）、数据分析与概率密度函数）、数据分析与概率密度函数 （3 3）、空间结构分析与变差函数）、空间结构分析与变差函数 （4 4）、变差函数与克里金插值）、变差函数与克里金插值 地质统计学：地质统计学：以区域化变量理论为以区域化变量理论为 基础，以变差函数为基本工具，研究基础，以变差函数为基本工具，研究 那些在空间上即具有随机性又具有结那些在空间上即具有随机性又具有结 构性的自然现象的科学。构性的自然现象的科学。 随机模拟的实现方法建立在地质统随机模拟的实现方法建立在地质统 计学之上的

36、，所以又称地质统计模拟。计学之上的，所以又称地质统计模拟。 随机模拟的基本原理和计算方法 基础概念基础概念: : （1 1）、地质统计学）、地质统计学 （2 2）、数据分析与概率密度函数）、数据分析与概率密度函数 （3 3）、空间结构分析与变差函数）、空间结构分析与变差函数 （4 4）、变差函数与克里金插值）、变差函数与克里金插值 数据分析采用直方图和散点图等 形式分析变量的分布特征 不同的分布具有不同概率密度ccdf，知道了方差和数学期望 就可以明确一个随机变量的概率密度特征。 正态分布: 标准正态分布: 对数正态分布: )(0)()( 2 1 exp 2 1 )( 2 2 xxxp 0)1

37、)()(x( 2 x exp 2 1 p(x) 2 2 )(0)(0() ln ( 2 1 exp 2 1 )( 2 2 x x xp 不同分布的概率密度公式 随机模拟的基本原理和计算方法 基础概念基础概念: : （1 1）、地质统计学）、地质统计学 （2 2）、数据分析与概率密度函数）、数据分析与概率密度函数 （3 3）、空间结构分析与变差函数）、空间结构分析与变差函数 （4 4）、变差函数与克里金插值）、变差函数与克里金插值 空间结构分析与变差函数 空间结构分析就是分析观测数据的性质及其所空间结构分析就是分析观测数据的性质及其所 表征的变量的空间分布特征表征的变量的空间分布特征 （空间的连

38、续性、各向（空间的连续性、各向 异性等）。异性等）。 手段：手段：协方差函数、相关函数、变差函数协方差函数、相关函数、变差函数等；等； 变差函数（变异函数变差函数（变异函数variogramvariogram function function 、结、结 构函数构函数structure function structure function ）是最能够反映区域化）是最能够反映区域化 变量的空间结构的函数。一般用变差曲线来表示。变量的空间结构的函数。一般用变差曲线来表示。 变差函数的定义： 设设z(x)z(x)是一个随机函数是一个随机函数 ， z(x+h)z(x+h)为沿为沿a a方向上方向上h

39、 h距离距离 的随机函数值。的随机函数值。 变差函数的定义：变差函数是在任一方向变差函数的定义：变差函数是在任一方向a a 相距相距h h的的 两个区域化变量两个区域化变量z(x)z(x)及及z(x+h)z(x+h)增量的方差，它是增量的方差，它是h h和和a a 的函数：的函数： 2 )()()()(),(2xzhxzehxzxzvarah 离散的情况下：离散的情况下： 2 )( 1 )()( )( 1 ),(2 hii hn i xzxz hn ah 变差函数图 变程：变程：指区域化变量在空间上具有相关性的范围。在变程范围之内，数据指区域化变量在空间上具有相关性的范围。在变程范围之内，数据

40、 具有相关性；而在变程之外，数据之间互不相关，即在变程以外的观测值不具有相关性；而在变程之外，数据之间互不相关，即在变程以外的观测值不 对估计结果产生影响。变程的大小反映了变量空间相关性的大小，变程相对对估计结果产生影响。变程的大小反映了变量空间相关性的大小，变程相对 较大意味着该方向的观测数据在较大范围内相关，反之，则相关性较小较大意味着该方向的观测数据在较大范围内相关，反之，则相关性较小 。 具有不同变程的克里金插值图像（变程越大，变量的空间相关性越大） 不同的地质体由于连续性不同，变程差异是很大的 块金值：块金值：变差函数如果在原点间断，这在地质统计学中被称为变差函数如果在原点间断，这在

41、地质统计学中被称为“块金效块金效 应应”，表现为在很短的距离内有较大的空间变异性，它可以由测量误差引，表现为在很短的距离内有较大的空间变异性，它可以由测量误差引 起，也可以来自矿化现象的微观变异性。在取得有效数据的尺度上，这种起，也可以来自矿化现象的微观变异性。在取得有效数据的尺度上，这种 微观变异性是不可得到的。在数学上块金值相当于变量纯随机性的部分。微观变异性是不可得到的。在数学上块金值相当于变量纯随机性的部分。 如果无论多么小，两个随机变量都不相关，这种情况称为纯块金效应。如果无论多么小，两个随机变量都不相关，这种情况称为纯块金效应。 基台值：基台值：代表变量在空间上的总变异性大小代表变

42、量在空间上的总变异性大小, ,其为块金值和拱高之和。所其为块金值和拱高之和。所 谓拱高，为在取得有效数据的尺度上，可观测得到的变异性幅度大小。当谓拱高，为在取得有效数据的尺度上，可观测得到的变异性幅度大小。当 块金值等于块金值等于0 0时，基台值即为拱高。时，基台值即为拱高。 变差函数的拟合变差函数的拟合 h 变差 理论变差函数模型理论变差函数模型 球状模型：球状模型：由一个真实变程由一个真实变程“和正的方差贡献或基台值和正的方差贡献或基台值c c来确定。来确定。 式中式中 c c基台值；基台值；a a变程；变程；h h 滞后距。滞后距。 ahc ahahahc a h sphch , ,)/

43、(5 . 0/5 . 1. )(.)( 3 指数模型：指数模型：由一个真实变程由一个真实变程o(o(有效变程有效变程a a3)3)和正的方差贡献和正的方差贡献c c来确定。来确定。 变差函数渐近地逼近基台值。在实际变程变差函数渐近地逼近基台值。在实际变程“处，变差函数为处，变差函数为0.95c0.95c。模型在原点。模型在原点 处为直线。处为直线。 )/3exp(1.)/exp(.)(ahcahch 高斯模型：高斯模型：由一个真实变程。和正的方差贡献由一个真实变程。和正的方差贡献c c来确定。来确定。 变差函数惭近地逼近基台值。在实际变程变差函数惭近地逼近基台值。在实际变程a a处，变差函数为

44、处，变差函数为0.95c0.95c。模。模 型在原点处为抛物线。为一种连续性较好但稳定性较差的模型。型在原点处为抛物线。为一种连续性较好但稳定性较差的模型。 )/3(exp(1.)( 2 ahch 幂模型：幂模型：由一个幂值和正的斜率由一个幂值和正的斜率c c 来确定。来确定。 幂模型为一种无基台值的变差函数模型幂模型为一种无基台值的变差函数模型 。这是一种特殊的模型。当参数。这是一种特殊的模型。当参数w w改变时，改变时， 它可以表示原点附近的各种形状。它可以表示原点附近的各种形状。 hch.)( 当当w w1 1时，变差函数为一直线，即为线性时，变差函数为一直线，即为线性 模型，这一模型即

45、为著名的布朗运动模型，这一模型即为著名的布朗运动( (其其 随机函数的理论模型为随机行走过程随机函数的理论模型为随机行走过程) )的的 变差函数模型；当变差函数模型；当 时，变差函数为抛物时，变差函数为抛物 线形状，为分数布朗运动线形状，为分数布朗运动( (fbmfbm) )的变差函的变差函 数模型。数模型。 三维变差分析三维变差分析 随机模拟的基本原理和计算方法 基础概念基础概念: : （1 1）、地质统计学）、地质统计学 （2 2）、数据分析与概率密度函数）、数据分析与概率密度函数 （3 3）、空间结构分析与变差函数）、空间结构分析与变差函数 （4 4）、变差函数与克里金插值）、变差函数与

46、克里金插值 克里金估计克里金估计 克里金估计是一种进行局部估计的方法。它所提供的克里金估计是一种进行局部估计的方法。它所提供的 是区域化变量在一个局部区域的平均值的最佳估计量，即是区域化变量在一个局部区域的平均值的最佳估计量，即 最优（估计方差最小）、无偏最优（估计方差最小）、无偏( (估计误差的数学期望为估计误差的数学期望为0)0) 的估计。的估计。 克里金估计所利用的信息，通常为一组实测数据及其克里金估计所利用的信息，通常为一组实测数据及其 相应的空间结构信息。应用变差函数模型所提供的空间结相应的空间结构信息。应用变差函数模型所提供的空间结 构信息，通过求解克里金方程组计算局部估计的加权因

47、子构信息，通过求解克里金方程组计算局部估计的加权因子 即克里金系数，然后进行加权线性估计。这样，采用克里即克里金系数，然后进行加权线性估计。这样，采用克里 金系数进行的局部估计就充分考虑了空间数据的结构性和金系数进行的局部估计就充分考虑了空间数据的结构性和 随机性，从而使克里金方法优越于其它的一些传统的统计随机性，从而使克里金方法优越于其它的一些传统的统计 方法如距离平方反比加权和三次样条等插值方法。方法如距离平方反比加权和三次样条等插值方法。 设设 ， 为区域上的一系列观测点，为区域上的一系列观测点， ， 为相为相 应观测点处的随机变量。区域化变量应观测点处的随机变量。区域化变量z(z(x

48、x) )在在 处的随处的随 机变量机变量 可采用一个线性组合来估计：可采用一个线性组合来估计： 式中，式中， 为权系数。为权系数。 从上式可知，求取的关键是利用统计模型确定的值从上式可知，求取的关键是利用统计模型确定的值 。无偏性和估计方差最小被作为选取。无偏性和估计方差最小被作为选取 的标准，即的标准，即 从这两个关系式可推导出求取的克里金方程组。从这两个关系式可推导出求取的克里金方程组。 1 x n x)( 1 xz )( n xz 0 x n i ii xzxz 1 0 * )()( i )( 0 * xz 0)()( 00 * xzxze min)()()()()()( 2 00 *2

49、 00 * 00 * xzxeexzxzexzxze i 普通克里金估计普通克里金估计 为变差函数，通过求解上述方程，得到为变差函数，通过求解上述方程，得到的解，计的解，计 算出差值。算出差值。 同时可以计算出方差值：同时可以计算出方差值： 利用拉格朗日乘数法利用拉格朗日乘数法 1 ,.1),()( 1 1 0 n i i n i jiji njxxxx )()( 0 1 0 2 xxxx i n i iik 克里金估计方法克里金估计方法 随机模拟技术建立在克立金差值方法的基础之上的，不同的随机模拟技术往往 采用了不同的克立金技术。需要了解各种克立金技术的特点。 1、简单克里金、简单克里金(s

50、imple kriging) 为已知常数为已知常数 2、普通克立金、普通克立金(ordinary kriging) 普通克里金是简单克里金普通克里金是简单克里金(sk)(sk)的最常用的变化形式。与简单克里金的最常用的变化形式。与简单克里金 不同的是，普通不同的是，普通 克里金的为未知常数。通过限制所有的克里金的为未知常数。通过限制所有的 权值之和为权值之和为l l，它将均值从估计值中过滤掉了，因而无需考虑平稳均，它将均值从估计值中过滤掉了，因而无需考虑平稳均 值的先验知识。普通克里金随机函数值的先验知识。普通克里金随机函数 服从二阶平稳假设。服从二阶平稳假设。 mxze)( mxze)( )

51、(xz 3、协克里金、协克里金(co-kriging) 协同克里金的估计方法利用几个变量之间的空间相关性，对其中的协同克里金的估计方法利用几个变量之间的空间相关性，对其中的 一个或几个变量进行空间估计，可以提高估计的精度。采样点的数目不一个或几个变量进行空间估计，可以提高估计的精度。采样点的数目不 足的情况在油藏描述中是经常遇到的，井比较少，资料不全不准都是造足的情况在油藏描述中是经常遇到的，井比较少，资料不全不准都是造 成这种情况的原因。在被估计变量的观察数据较少的情况下，可利用协成这种情况的原因。在被估计变量的观察数据较少的情况下，可利用协 同克里金的方法用其相关变量的信息进行弥补，以保证

52、其估计精度。同克里金的方法用其相关变量的信息进行弥补，以保证其估计精度。 如孔隙度渗透率。如孔隙度渗透率。 协同克里金估计的初始变量和二级变量的线性组合形式如下：协同克里金估计的初始变量和二级变量的线性组合形式如下： j m j ji n i i yxz 11 * 0 式中式中 为随机变量为随机变量z z在位置在位置0 0处的估计值；处的估计值； 分别为初分别为初 始变量的始变量的n n个样本数据；个样本数据； 分别为二级变量的分别为二级变量的m m个样本数据；个样本数据； 和和 为需要确定的协同克里金加权系数。为需要确定的协同克里金加权系数。 * 0 z n xx, 1 m yy, 1 n

53、, 1 m , 1 协克里金估计系统的建立和其它克里金系统的建立方法是大同小异协克里金估计系统的建立和其它克里金系统的建立方法是大同小异 的。利用克里金估计的无偏性和最小二乘法可推导出传统的普通协的。利用克里金估计的无偏性和最小二乘法可推导出传统的普通协 同克里金估计的方程组如下：同克里金估计的方程组如下： m j j n i i n i m i jjiiiii n i m i jjiijii xxcovyycovyxcov xxcovxycovxxcov 1 1 11 02 11 01 0 1 )()()( )()()( 式中，式中， 和和 为拉格朗日因子；为拉格朗日因子； 为协方差。为协方

54、差。 1 2 )(cov 4、同位协克里金、同位协克里金(collocated co-kriging) 同位协同克里金是协同克里金的一种简化形式，即如果二级变量密同位协同克里金是协同克里金的一种简化形式，即如果二级变量密 集取样时，只保留与估计点同位的二级变量。如二级变量为地震属性。集取样时，只保留与估计点同位的二级变量。如二级变量为地震属性。 同位协同克里金的估计值为：同位协同克里金的估计值为： 对应的协同克里金方程组只要求知道对应的协同克里金方程组只要求知道z z协方差函数协方差函数 和和z zy y互协方差函，互协方差函， 后者可以通过以下的模型来近后者可以通过以下的模型来近 似：似：

55、其中其中 和和 是是z z和和y y的方差函数，的方差函数， 是同位的是同位的z zx x数据的线性相关系数。数据的线性相关系数。 )()()()()( 1 uyuuzuuz j n ii )(hcz )(hczy )(hcc zzy ),0()0()0( zyzy pcc )0( z c )0( y c )0( zy p 5、指示克里金、指示克里金(-kriging) 将变量值表示成将变量值表示成0 0或或1 1的形式（如砂岩的形式（如砂岩1 1、泥岩、泥岩0 0），进行类型变量的），进行类型变量的 内插；是可以剔除高的特异值的方法，如电阻率。内插；是可以剔除高的特异值的方法，如电阻率。 随

56、机建模的基本原理随机建模的基本原理 随机模拟是指以已知的信息为基础，以随机函数为理论，应用随机随机模拟是指以已知的信息为基础，以随机函数为理论，应用随机 模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。 随机函数由一个区域化变量的分布函数和协方差函数随机函数由一个区域化变量的分布函数和协方差函数( (或变差函数或变差函数) ) 来表征。来表征。 随机模拟的基本思想是从一个随机函数随机模拟的基本思想是从一个随机函数z(u)z(u)中抽取多个可能的实现，中抽取多个可能的实现， 即人工合成反映即人工合成反映z(u)z(u)空间分布的可供选择的、等概率的高分

57、辨率实现，空间分布的可供选择的、等概率的高分辨率实现， 记为记为 代表变量代表变量z(u)z(u)在非均质场在非均质场a a中空间分布的中空间分布的l l个可能的实现。若用观测的实个可能的实现。若用观测的实 验数据对模拟过程进行条件限制，使得采样点的模拟值与实测值相同验数据对模拟过程进行条件限制，使得采样点的模拟值与实测值相同 ( (即忠实于硬数据即忠实于硬数据) )，就称为条件模拟；否则为非条件模拟。，就称为条件模拟；否则为非条件模拟。 llauuz l ,.2 , 1,),( )( 插值与模拟插值与模拟 克里金插值为局部估计方法，对估计值的整体空间相关性考虑不够，克里金插值为局部估计方法，

58、对估计值的整体空间相关性考虑不够， 它保证了数据的估计局部最优，却不能保证数据的总体最优。它保证了数据的估计局部最优，却不能保证数据的总体最优。 克里金插值法为光滑内插方法，为减少估计方差而对真实观测数据克里金插值法为光滑内插方法，为减少估计方差而对真实观测数据 的离散性进行了平滑处理，但有一些有意义的异常也被光滑作用而光滑的离散性进行了平滑处理，但有一些有意义的异常也被光滑作用而光滑 掉了。掉了。 克里金插值法得到的是确定性的解克里金插值法得到的是确定性的解 模拟是全局最优估计方法，在保证全区最优的情况下，做到局部最模拟是全局最优估计方法，在保证全区最优的情况下，做到局部最 优，也就是能够准

59、从全局的分布特征和空间结构特征。优，也就是能够准从全局的分布特征和空间结构特征。 模拟得到的是不确定性的解模拟得到的是不确定性的解 随机模拟的计算流程 序贯模拟（序贯模拟（si）的）的 计算步骤计算步骤： （1 1）数据统计分析，统计分布特征；）数据统计分析，统计分布特征； （2 2）空间结构分析，确定变差函数；）空间结构分析，确定变差函数； （3 3）划分模拟网格；）划分模拟网格； （4 4）随机地选择一个待模拟的网格节点；）随机地选择一个待模拟的网格节点； （5 5）根据变差函数和分布特征估计该节点的累积条件分布函数）根据变差函数和分布特征估计该节点的累积条件分布函数( (ccdfccdf

60、) )； （6 6）随机地从）随机地从ccdfccdf中提取一个分位数作为该节点的模拟值；中提取一个分位数作为该节点的模拟值； （7 7）将该新模拟值加到条件数据组中；）将该新模拟值加到条件数据组中； （8 8）重复）重复4 47 7步，直到所有节点都被模拟到为止，从而得到一个模拟实现。步，直到所有节点都被模拟到为止，从而得到一个模拟实现。 （9 9）重复上述步骤，得到多个模拟实现以供选择。）重复上述步骤，得到多个模拟实现以供选择。 jason包含的随机模拟技术 (1)(1)序贯法：一步一步进行模拟；根据条件处理资序贯法：一步一步进行模拟；根据条件处理资 料和前步料和前步( (次次) )模拟的