sraa软件中递归反演的原理及实现

sraa软件中递归反演的原理及实现

地震波场反演是储层预测的有效手段之一。波阻抗对含油气层的波容量和储层的反应不好。波阻抗反演技术在20世纪70年代开始出现,80年代得到了蓬勃发展。1983年,Cooke介绍了地震资料广义线性反演方法;在90年代初周竹生等人提出了综合利用地质、地震和测井资料进行约束反演;90年代中期,李宏兵在国内提出了递推反演与宽带约束反演结合的方法。在此基础之上有人进行了无井多道反演和有井多道反演的研究,使波阻抗反演方法更加完善。国外先后推出了各种各样的地震波阻抗反演软件,其中STRATA反演软件易于使用,算法成熟可靠,运算速度快,是比较理想的软件之一,提供了递归反演、稀疏脉冲反演、基于模型反演以及神经网络多参数反演等多种反演方法。递归反演是根据反射系数进行递归计算地层波阻抗或层速度的反演方法,其关键在于由原始地震记录估算反射系数和波阻抗。因很多地区测井资料稀缺,无法利用其它反演方法,而递归反演在井少甚至无井的情况下都可以,因此应用更加广泛。1低场波阻抗法t地震记录s(t)是反射系数r(t)和地震子波w(t)的褶积:STRATA反演基本原理就是建立在此地震记录褶积模型基础上的。反演可以认为是给定地震道s(t),求取其反射系数r(t)的处理过程。界面两侧的波阻抗决定界面的反射系数:其中,ρi、ρi+1分别为界面上、下两侧介质的密度;Vi、Vi+1分别为地震波在界面上、下两侧介质的速度;Zi、Zi+1分别为界面上、下两侧介质的波阻抗。因此声阻抗可由(2)式反演出的反射系数得到:在STRATA中,递归反演即带限反演结果通过下面三个步骤获得:(1)用声波和密度曲线导出一个低频速度模型;(2)利用公式(3)反演地震道。其结果为声阻抗的中频带数据;(3)将(1)的低频信息和(2)和中频信息结合,计算带限反演结果。2反演过程和关键技术2.1地震资料品质的响应面设计STRATA反演软件利用叠加地震数据和测井曲线的速度、密度信息两部分数据建立一个低频速度模型,然后对地震道反演,最后二者结合获得递归反演结果。因为递归反演对地震资料的品质要求很高,所以首先要对地震资料进行高分辨率、振幅补偿等处理,同时对测井资料进行归一化等处理;其次是利用处理过的地震资料和测井资料同时结合地质资料进行提取子波、制作合成记录及层位标定等工作;第三步是建立一个低频模型;最后在模型的基础上进行递归反演。2.2关键技术2.2.1合成记录的标定子波的选取对于波阻抗反演至关重要。子波提取是一个比较复杂的问题,在STRATA软件中有只利用地震数据的统计方法提取子波和利用测井曲线提取子波两类方法。STRATA软件中除了可以提取子波外,还可以选取合适的理论子波,如雷克子波等。合成记录的标定是联系测井资料和地震资料的重要桥梁。标定过程中,利用合适的子波与测井曲线的反射系数褶积生成合成记录,对测井曲线进行微小地拉伸或压缩来标定地震道,使合成记录上的同相轴和实际地震道上相应的同相轴对齐,合成记录与实际地震记录达到最佳匹配。用20Hz和30Hz的雷克子波合成的地震记录与地震道的标定结果(见图1,图2)。由图中箭头标示处可看出,30Hz的雷克子波合成的地震记录与地震道匹配更好。2.2.2低频速度模型STRATA软件的递归反演方法利用地震道的解释层位作为插值的指导,在测线上用测井曲线提供的详细的速度信息进行插值,得到要被反演的地震道的每个样点速度值,从而得到低频速度模型(见图3)。图3的低频模型是在STRATA软件中由3个解释层位作为插值指导、两口测井信息进行插值得到的。反演完成后,可更改色标使目标层更易分辨。色标要根据已知井钻遇储层的波阻抗高低、厚度大小和横向沉积展布特征以及要解释的重要储层的钻井、测井、录井资料情况调整,使储层的顶底界面和厚度变化在颜色上易于分辨解释。3strata软件的递归反演西部某地区海相碳酸盐岩地层厚度巨大,天然气资源丰富,但此地区的测井资料非常稀缺,无法利用其它反演方法或反演效果较差,而经数据处理后地震资料品质较好,因此针对此特点,应用STRATA软件进行递归反演。在图3所示的低频模型的基础上进行反演得到结果(见图4和图5)。图4和图5为不同色标的同一反演结果,从图中可看出递归反演的效果较好:图4中反演结果1红黄色色标表示高阻抗值,蓝绿色色标表示低阻抗值;图5中反演结果2蓝紫色色标表示高阻抗值,红黄色色标表示低阻抗值。可见递归反演结果能清晰地分辨出低阻抗储层(图中标示)。但是从储层的分辨清晰程度来看,图5比图4的色标使储层更易于分辨。4与地震资料进行反演(1)虽然波阻抗反演技术不断发展,但递归反演的应用仍然是非常广泛的,因为其在井少的情况甚至是无井的情况下都可用。(2)由于它是基于地震资料的反演方法,因此反演结果与地震资料匹配程度很高,可以将地下界面的基本形状完整的反演出来;递归反演结果的确定性较高,不会出现多解性的现象,因此可以将地层的物性特征很好的反映出来。(3)通过STRATA软件中递归反演技术在研究区的应用,可以看出递归反演能较清晰地展现有利储层,具有较好的应用效果。2.2.3滤波器频率的缺省设定递归反演一个主要参数是“constraintfilterfrequenc