地震反演技术课件

基本内容

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Jason软件二、叠后反演软件简介

〔一〕根本概况〔三〕反演根本流程基本内容

1、反演的提出

2、反演的概念

3、反演的开展

4、反演的分类〔一〕根本概况1、连续反演2、递推反演3、基于模型地震反演4、随机反演

5、反演精度的影响因素〔一〕根本概况1、反演的提出

〔一〕根本概况2、反演的概念

〔一〕根本概况3、反演的开展

〔一〕根本概况

〔一〕根本概况

5、反演精度的影响因素概括讲有以下几点：1、保幅处理的优劣直接影响反演精度，因为波阻抗反演是一个积分过程，道剔除不净造成的奇异值会给反演造成灾难性后果；2、信号增强〔去噪〕处理将会影响反演的波形和曲线特征；3、高频或低频信息的缺失使反演剖面上出现假的速度信息；因此为提高反演精度一定要做好以下几个方面的工作：1、认真做好地震资料的“三高〞处理，尤其要做好地表一致性补偿、振幅恢复和道剔除工作；在拓宽高频成分的同时，努力保持地震资料原有的低频成分；在提高信噪比的同时注意保持振幅、频率、相位的相对关系；对那些破坏振幅、频率、相位相对关系的处理模块如脉冲反褶积、均衡、信号增强等不用或少用。2、着重开展在保持振幅、频率、相位相对关系前提下的提高分辨率和信噪比处理方法的研究工作。3、在解释中要掌握了解工区的地质资料，分析储层速度变化的原因，克服地震速度的多解性

1、连续反演是利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗〔速度〕的直接反演方法，也称为道积分。通过积分处理，就把反映岩层间速度差异的反射系数转换成了反映地层本身特征变化的波阻抗。连续反演方法无需钻井控制，在勘探初期即可推广应用，实用性强。其主要优点是计算简单、递推累计误差小。其结果直接反映了岩层的速度变化，可以岩层为单元进行地质解释。由于这种方法受地震固有频宽的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要。第二个缺点是无法求得地层的绝对波阻抗和绝对速度，不能用于定量计算储层参数。其次，这种方法在处理过程中不能用地质或测井资料对其进行约束控制，因而其结果比较粗略。

2、递推反演递推反演比较完整地保存了地震反射的根本特征，不存在基于模型方法的多解性问题，能够明显地反映岩相、岩性的空间变化、在岩性相对稳定的条件下，能较好地反映储层的物性变化。递推反演具有较宽的应用领域。在勘探初期只有很少钻井的条件下，通过反演资料进行岩相分析确定地层的沉积体系，根据钻井揭示的储层特征进行横向预测，确定评价井位。到开发前期，在储层较厚条件下，递推反演资料可为地质建模提供较可靠的构造、厚度和物性信息。但是由于地震频带宽度的限制，递推反演的分辨率相对较低，不能满足薄储层的研究需要。

2、递推反演

Inline440(gu704)波阻抗反演剖面过gu702—gu704波阻抗反演连井线剖面

3、基于模型地震反演在基于模型地震反演方法中，不适当的强调两个概念容易给人造成误解，其一是强调分辨率到达了几米，这样听起来觉得很高明，其实并无实际意义，因为这种反演本身以模型为起点和终点，理论上与测井分辨率相同，问题的实质在于怎么更好的减少多解性。其二是强调实际测井与井旁反演结果多么相似，以表现反演的可靠性，显然这很容易给人造成误导，实际上，建立初始模型过程中的第一步就是测井资料校正，然后提取子波，只有在合成记录与井旁道最相似之后，才用测井制作模型，实际运算中对井附近模型不可能有大的修改，因此这种比照并无实际意义。

3、基于模型地震反演

3、随机反演是以地质统计学理论为根底的针对非均质油气藏进行的反演，是随机模拟与地震反演相结合的结晶，将随机模拟的思想引入到地震反演中，用地震做约束，用随机模拟算法去实现储层预测。实现思路是寻求比较符合地质规律的地质统计学模型和方法，表征各种沉积类型的储层参数的变化规律，用这种的规律对井间未知地区的储层参数的空间分布作出预测估计。随机反演不仅忠实井资料和地质统计规律，也明确地忠实地震资料，因此它不仅适用于开发期的储层预测也适用于勘探期的储层预测。缺点是在物性与波阻抗的相关性不好的情况下，反演的效果不太理想，不确定性因素增大。有些地方虽然在井点吻合，但向外推却出现过渡不自然的现象。

3、随机反演

〔三〕反演根本流程

反演根底资料分析处理储层预测描述地震、测井、地质资料的加载与质量控制。测井资料处理：归一化、泥质含量计算、孔隙度估算、岩性曲线确实定子波估算、合成记录、层位标定精细层位标定岩性预测储层物性预测声波数据产生新时深对地震数据解释数据Rick子波估算子波修正子波合成记录合成记录合成记录初始波阻抗模型反射系数时深关系地质分层直接标定满足精度?满足精度?满足精度?满足精度?输出标定结果否否否否是是是是精细层位标定流程（三）反演基本流程基本内容

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〔一〕根本概况〔三〕反演根本流程二、叠后反演软件简介EPS软件反演

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宽带约束反演的根本思想是要寻找一个最正确的地球物理模型，使得该模型的响应与观测数据〔地震道〕的残差在最小二乘意义下到达最小。宽带约束反演方法与以往的广义线性方法〔GLI〕方法有本质上的不同：首先，它是严格意义上的非线性反演；其次，在反演过程中，它受地质、测井先验知识的约束。定义目标函数：

原理：二、EPS软件反演

地震剖面子波反演(拟)声波曲线建模层位、断层解释反演初始模型沉积模式合成记录高分辨率波阻抗剖面高分辨率波阻抗模型全局寻优反演模型方差约束测井数据记录残差EPS反演流程图EPS反演方法

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利用反映地层和岩性变化比较敏感的自然伽玛等测井曲线构建具有声波量纲的新曲线，结合声波的低频模型，合成拟声波曲线，使它既能反映地层速度和波阻抗的变化，又能反映岩性的细微差异。EPS反演方法

用拟声波曲线构建的初始模型及反演结果用声波曲线构建的初始模型及反演结果EPS反演方法

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〔一〕根本概况〔三〕反演根本流程Geo-Office反演方法Geo-Office随机地震反演回避了变差函数的求取，而是通过对测井资料概率密度函数的求取来实现的，概率密度函数的求取是非常容易的事情，同时也是比较稳定的，通常情况下，在井多，和井少的情况下，概率密度函数根本是稳定的；另一方面，在分层的根底上通过窗口移动的方法，求取分段的方差，即波阻抗可能的分布范围，在井资料较多的情况下，可以直接采用分层统计的极值作为空间约束分布,然后采用该软件核心算法——“随机爬山法〞求取满足以上随机特征又满足地震响应的波阻抗序列。

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空间分布扰动满足PDF地震响应空间分布约束反演结束GSINV波阻抗反演原理PDF波阻抗波阻抗约束采样获得一个实现对于一特定的工区，地层波阻抗除了通过统计得到的概率密度函数是一定的以外，同时通过统计，还可以确定波阻抗的空间分布范围。在概率密度函数以及空间分布的约束下，如果能寻找到一定的AI序列使AI既满足统计分布规律，又满足地震响应，那么这种波阻抗分布即为反演解。另一方面，只要一个波阻抗序列分布在此约束之间，可以认为是概率密度函数的一个实现，通过一定的扰动，可以使其分布接近预先给定的概率密度函数又满足地震响应

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空间分布扰动参数满足PDF地震响应空间分布约束条件概率

GSINV波阻抗相关参数反演原理采样波阻抗PDF参数参数采样获得一个实现约束对于相关参数反演，需要找到该参数与波阻抗的相关关系，从而获得对应AI的PDF，对AI的采样，同时满足地震响应，那么这样的该参数序列即为参数反演解，同理可以实现对地质体、岩性的反演。其原理可以用左图来说明。由于此过程没有采用目标函数加约束的方法，因此，如何满足概率密度函数，条件概率密度函数，值空间分布约束，其关键就是扰动算法。Geo-Office反演GSINV随机地震反演算法及收敛条件：随机爬山法是1993年由Huang和Kelkar提出并用于地质统计领域，并作了适当的修改应用于地震反演。随机爬山法用于地震资料反演分以下几个步骤：第一步

，在给定概率密度函数的情况下,通过采样或其它方法获得一个实现。Geo-Office反演流程Geo-Office反演分辨率较高分辨薄层能力较强。从计算方法、约束角度分析，在井附近变化较客观；具有一定的地质规律基本内容

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〔一〕根本概况〔三〕反演根本流程JASON简介Jason主要反演功能模块

WaveLetsInverModEarthModBodyCheckEnvironMentPlusStadModInverTraceVelModFunctionModReservoirSimJason工作流程资料准备、质量分析地震反演（Invertrace)地质统计模拟（Statmod）子波估算合成记录层位标定初始地质模型测井曲线反演（Invermod）储层/油气藏的空间追踪（Bodychecking）参数计算及分析（Functionmod）构造解释、层位追踪Jason反演一、井曲线分析二、精细层位标定三、Jason反演方法井约束地震反演〔Invertrace〕地震约束测井反演〔Invermod〕随机反演〔Statmod)建立初始地质模型〔Earthmod〕一、井曲线分析井曲线分析主要是分析曲线是否是地下地质体的真实响应〔与岩性柱状图对照〕、是否有异常值、是否有基线漂移。不同井、不同井曲线存在着测井年度不同、使用仪器不同、资料来源不同等客观因素，导致不同井读数差异较大的问题，这些因素作为一种系统误差将会造成储层横向的不可比性，影响到个别曲线对储层物理特性反映的真实性，进而严重影响反演质量，因而必须对工区内的测井资料进行归一化处理。通常采用三种方法对井曲线进行分析和归一化处理，以到达相互补充、相互验证，使得最大程度地保证归一、分析结果的正确性。1、井曲线叠合显示分析2、井曲线频率直方图显示分析3、井曲线交汇图显示分析一、井曲线分析1、单井曲线显示分析gu702原始伽玛与gu704叠合显示gu702伽玛处理后与gu704叠合显示一、井曲线分析1、单井曲线显示分析g65原始电阻率曲线g65电阻率处理后曲线一、井曲线分析1、单井曲线分析

经过综合分析现有的岩性柱状图，利用归一化后的井曲线确定砂岩门槛值制作砂泥曲线，通常采用2种物性曲线制作以确保砂泥曲线的正确。一、井曲线分析2、井曲线频率直方图比照显示gu703与gu704伽玛曲线比照图gu709与gu704伽玛曲线比照图一、井曲线分析多井声波测井曲线叠合直方图2、井曲线频率直方图显示分析一、井曲线分析3、井曲线频率直方图显示分析砂岩泥岩泥岩砂岩频率直方图可以研究砂泥岩波阻抗的分布，以确定是否可以用地层波阻抗预测储层。只有确定砂岩与泥岩在波阻抗轴上明确分开时，进一步的研究才有意义。一、井曲线分析4、井曲线交汇图显示分析

砂泥曲线交汇图电阻率与波阻抗曲线交汇图Jason反演一、井曲线分析二、精细层位标定三、Jason反演方法井约束地震反演〔Invertrace〕地震约束测井反演〔Invermod〕随机反演〔Statmod)建立初始地质模型〔Earthmod〕

这局部主要包含三项内容：一是精细层位标定；二是子波提取；三是合成记录制作。标定时首先创立雷克子波，通过调整子波主频可以得到子波振幅谱与井旁地震道振幅谱到达最大相关时的子波主频和最大频率，进而开始精细层位标定。合成记录制作和子波提取一定要在层位标定完成之后进行。并且这两者在处理过程中是一个循环反响的过程，这两者的品质有相互制约、相互促进的作用。地震子波的好坏直接影响地震反演的质量，因此在反演中必须要重视子波问题。精细层位标定

地震子波提取子波是基于模型反演中的关键因素。子波与模型反射系数褶积产生合成地震数据，合成地震数据与实际地震资料的误差最小是终止迭代的约束条件。迭后地震子波提取常用两种方法，其一是根据已有测井资料与井旁地震记录，用最小平方法求解，是一种确定性的方法，理论上可得到精确的结果，但这种方法受地震噪声和测井误差的双重影响，尤其是声波测井不准而引起的速度误差会导致子波振幅畸变和相位谱扭曲。同时，方法本身对地震噪声以及估算时窗长度的变化非常敏感，使子波估算结果的稳定性变差。目前比较实用有效的方法是多道地震统计法，即用多道记录自相关统计的方法提取子波振幅谱信息，进而求取零相位、最小相位或常相位子波，用这种方法求取的子波，合成记录与实际记录频带一致，与实际地震记录波组关系对应关系良好。gu702使用雷克子波的精细层位标定精细层位标定gu702使用地震子波的合成记录制作精细层位标定地震子波自相关地震频谱与子波频谱比照地震子波地震与合成地震记录相关系数信噪比工区地震子波精细层位标定井旁道的合成地震道井旁道的残差剖面Jason反演一、井曲线分析二、精细层位标定三、Jason反演方法井约束地震反演〔Invertrace〕地震约束测井反演〔Invermod〕随机反演〔Statmod)建立初始地质模型〔Earthmod〕建立初始地质模型〔Earthmod〕建立尽可能接近实际地层情况的波阻抗模型，是减少其最终结果多解性的根本途径，测井资料在纵向上详细揭示了岩层的波阻抗变化细节，地震资料那么连续记录了波阻抗界面的深度变化，二者的结合，为我们精确地建立空间波阻抗模型提供了必要的条件。建立波阻抗模型的过程实际上就是把地震界面信息与测井波阻抗正确结合起来的过程，对地震而言，即是正确解释起控制作用的波阻抗界面，对测井来说，即是为波阻抗界面间的地层赋予适宜的波阻抗信息。初始模型的横向分辨率取决于地震层位解释的精细程度，纵向分辨率受地震采样分辨率的限制，为了能较多地保存测井的高频信息，反映薄层的变化细节，通常要对地震数据进行加密采样。建立初始地质模型〔Earthmod〕1、建立初始模型地层描述表按照地层沉积的顺序从下向上依次建表；层位可以通过定义truncation,来切断其它层；通过定义T.F.I,可以改变局部的地层内部结构。通过定义S.F.I,来控制局部断层或层位〔如：超覆层〕的外推。建立初始地质模型〔Earthmod〕未定义第二拟合面的地层描述表

地层缺失模型上述地层描述表生成的地质模型----------------------------------------------建立初始地质模型〔Earthmod〕定义第二拟合面的地层描述表上述地层描述表生成的地质模型---------------------------------------------------------------------------建立初始地质模型〔Earthmod〕用细致合理的地质模型控制地层大结构，细分模拟单元

生成初始地质模型井约束地震波阻抗反演〔Invertace〕它是基于反褶积的一种传统反演方法，采用多井约束，仅限于声波曲线反演地震波阻抗剖面。主要方法是约束稀疏脉冲反演(CSSI)。该方法的根本出发点是认为地下的反射系不是连续分布而是稀疏分布的。具体做法是从地震道中根据稀疏的原那么抽取反射系数，与子波褶积生成合成地震记录道，利用合成地震记录与原始地震道的残差修改反射系数，得到新的反射系数序列，再做合成记录，如此迭代，得到一个能最正确逼近原始地震道的反射序列。然后求得相对波阻抗。并与各井绝对波阻抗曲线拟合的阻抗趋势〔低频背景〕相加，就得到了绝对波阻抗。该反演结果的应用主要是利用各套地层波阻抗存在的差异进行地层比照以及根据储层横向变化引起的阻抗差来识别其突出特征的储层。该方法基于地震资料，而较少地依赖初始估计模型，较适合勘探阶段井少条件下地震资料的反演。

原理：地震资料测井资料合成地震记录地质分析约束稀疏脉冲反演地质模型提取子波反演结果滤波地震标定道合并相对波阻抗低频成分Invertace反演工作流程井插值方式为了使测井数据合理地沿控制层横向分布，必须选择适宜的插值方式。值〔残差权重因子〕和α〔趋势权重因子〕的选取如此例中选择：=17、α=1.5Invertrace〔质量控制图〕反演方法Invertrace〔质量控制图〕地震与合成地震记录的相关系数合成地震记录的信噪比反演方法Invertrace〔质量控制图〕波阻抗趋势分析波阻抗包络反演方法Invertrace〔质量控制图〕合成地震道与地震剖面比照图反演方法Invertrace〔质量控制图〕合成地震道与地震剖面残差图波阻抗反演剖面(Invertrace)波阻抗反演剖面(Invertrace)从反演剖面上看，Invertrace反演的优点是横向变化自然，地质信息丰富，缺点是纵向分辨率较低，能反演到砂层组的横向变化。Invertrace反演结果反演方法地震约束测井曲线反演〔InverMod〕InverMod是一种基于模型的反演方法，着重于薄层预测及精细储层描述。其原理是：地震数据体中的每一道都可以表示为其相邻几道的线性组合，反映这个线性组合关系的系数矩阵，就反映了地下地质体从一点到另一点的变化规律。而这一规律是唯一的，将其应用于测井数据体，就得到地震约束测井反演。InverMod特点之一是不仅能反演得到波阻抗数据体，还能得到与波阻抗有关的其它参数体〔如孔隙度、声波、密度、速度等〕以及SP、Rt、GR等电测曲线。InverMod特点之二是反演结果的纵向和横向分辨率都比较高。InverMod特点之三是反演结果既可在时间域，也可在深度域。地震约束测井曲线反演〔InverMod〕该反演是一种基于模型的反演方法，着重于薄层预测及精细储层描述。将测井资料与地震资料紧密结合，二者相互约束，在时间、深度域上通过声波曲线建立正确的时深关系，从而对整个地震数据体进行各类测井曲线反演。其原理如下：地震记录〔S〕=反射系数〔R〕﹡子波(W)S=F(R,W)=F(Sonic,Den,W)=F(Sonic,Den,Poro,Per,…,W)

其中PCA为主分量，Weight为权重因子。所以：反演地震道=主分量1×权重因子1+主分量2×权重因子2+主分量2×权重因子i+…主分量n×权重因子n。另外，反演过程中主要有四个严格的约束条件，即〔1〕原始测井曲线与反演出的测井曲线闭合差达最小；〔2〕反演出的第i道与i+1道闭合差达最小；〔3〕实际地震记录与合成地震记录闭合差达最小；〔4〕反演出的地震厚度与钻井厚度闭合差达最小。地震剖面多井子波初始模型最优匹配合成地震剖面NO模型摄动反演成果Yes储层精细解释最终反演成果油藏描述Invermod处理流程

Invermod反演结果从反演剖面上看，Invermod反演的优点是纵向分辨率高，接近单砂体；缺点横向上受井约束过多，地震信息相对较少，横向变化不够自然。

随机反演〔Statmod)

随机反演〔Statmod)序贯高斯模拟方法是一种产生来自高斯场模型实现的方法。它基于序贯模拟思想。该方法首先是将研究区域离散为网格系统，然后序贯地处理每一个网格节点。由于每个节点处随机变量是服从条件化的正态分布，因此，网格节点值完全由均值和方差两个参数确定。通过求解克里金方程组就可给出该网格节点处的均值和方差，从而将节点处的正态分布确定下来，并采用相应的抽样方法得到该网格节点处的一个样本。直至全部网格节点计算完毕。需要指出的是：求解克里金方程组时的条件数据包括原始数据，先前已模拟的、落在模拟邻域内所有被模拟的网格节点处的值。序贯高斯模拟方法是一种条件模拟，它保证原始数据和直方图及变异函数都被条件化。在地震储层预测中，每一道就是一个网格节点。反演方法Statmod直方图分析直方图分析的正确结果直方图分析的错误结果反演方法Statmod变差函数分析变差参数变差函数电阻率反演连井线剖面(Statmod)结果分析从反演剖面上看，Statmod反演的优点较为明显,它充分利用地震数据体的横向分辨率，约束地层的空间展布,纵向分辨率比Invertrace高；横向变化比Invermod自然。伽玛反演连井线剖面(Statmod)油层油层油气层差油层油层油层油气层差油层结果应用砂体的变化结果应用平均阻抗沿层切片结果应用结果应用结果应用Bodycheck可以从复杂地层剖面中将具有一定规模的单砂层检测出来，并清楚地表明了砂层的连通关系，同时得到单