一种同时提高解析式稳定性和精度的射线弹性参数反演方法

摘要

本发明预测和油气检测中同时提高解析式稳定性和精度的射线弹性参数反演方法，通过提取子波，用纵波速度、地层密度制作合成地震记录，确定地震剖面上地震反射层位；在地震反射层位的约束下，由测井数据分别建立三个射线弹性阻抗模型，滤波得到低频模型；由三个入射角的叠加剖面递推反演得到三个相对弹性阻抗剖面；在已知井的射线弹性阻抗约束下，将射线弹性阻抗低频模型和对应入射角的相对弹性阻抗剖面相加获得三个角度的射线弹性阻抗剖面；并由此反演得到纵横波速度比、纵波阻抗、横波阻抗，然后求出其他储层弹性参数。本发明略去射线弹性阻抗公式的高次项，提高了解析式稳定性，提高了入射角大于25°的弹性反演的精度。

主权项

一种同时提高解析式稳定性和精度的射线弹性参数反演方法，特点是通过以下步骤实现：1）在探区采集地震资料，处理得到地震剖面；2）在探区井中激发地震纵波和横波，得到纵波速度、横波速度数据；3）在探区测井得到地层密度；4）选择标准地震子波或者从井旁地震剖面提取子波，用纵波速度、地层密度合成地震记录；5）用合成地震记录对步骤1）地震剖面进行层位标定，确定目的层段，并拾取地震反射层位；6）采用下式计算随入射角变化的射线弹性阻抗合成记录模型，确定射线弹性阻抗随入射角变化的类型；$\mathrm{REI}\left(\theta \right)=\frac{\mathrm{\alpha \rho }}{\cos \theta }(1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2\theta +m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4\theta );$公式中：θ为入射角;α为纵波速度；β为横波速度；ρ为密度；m为调节系数；REI（θ）为入射角为θ的射线弹性阻抗；调节系数m取2～6；7）由步骤5）层位标定得到的时深关系，用均匀采样或者非均匀采样把测井数据由深度域转换为时间域；8）在时间域采用下式由测井数据计算三个入射角对应的射线弹性阻抗；$\mathrm{REI}\left(\theta \right)=\frac{\mathrm{\alpha \rho }}{\cos \theta }(1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2\theta +m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4\theta );$公式中：θ为入射角；α为纵波速度；β为横波速度；ρ为密度；m为调节系数；REI（θ）为入射角为θ的射线弹性阻抗；9）在地震反射层位的约束下，由三个入射角的射线弹性阻抗值分别建立三个射线弹性阻抗模型；10）用数字低通滤波器对三个射线弹性阻抗模型进行滤波，得到三个射线弹性阻抗低频模型，根据地震剖面的频谱中低频缺失的范围确定数字低通滤波器的低通频率；11）从地震叠前道集数据提取模型对应的三个入射角的角度道集叠加剖面，根据叠前道集数据信噪比的大小选择每个角度叠加的范围；12）对三个入射角的角度道集叠加剖面进行时差、振幅的一致性校正，通过时差调整消除三个剖面上主要目的层段反射同相轴的时差，通过振幅匹配方法使三个剖面上主要目的层段的总能量一致，进一步消除球面扩散等因素的影响；13）对三个入射角的角度道集叠加剖面采用脉冲反褶积算法压缩地震子波，获得反射系数剖面，在此基础上采用递推反演算法得到三个相对弹性阻抗剖面；14）在已知井的射线弹性阻抗约束下，将射线弹性阻抗低频模型和对应入射角的相对弹性阻抗剖面相加；获得三个角度的射线弹性阻抗剖面；15）在已知三个角度的射线弹性阻抗的情况下，由下式计算β/α横纵波速度比；由1/β/α计算纵横波速度比α/β：$\left\{\begin{array}{c}{\sigma }_{\min }^1={(\frac{\mathrm{REI}\left({\theta }_1\right)}{\mathrm{REI}\left({\theta }_2\right)}-\frac{\cos {\theta }_2}{\cos {\theta }_1}\frac{[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_1+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_1}{[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_2+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_2})}^2\\ {\sigma }_{\min }^2={(\frac{\mathrm{REI}\left({\theta }_3\right)}{\mathrm{REI}\left({\theta }_2\right)}-\frac{\cos {\theta }_2}{\cos {\theta }_3}\frac{[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_3+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_3}{[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_2+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_2})}^2\end{array}\right.$公式中：θ₁、θ₂、θ₃为入射角；α为纵波速度；β为横波速度；ρ为密度；m为调节系数；REI（θ₁）、REI（θ₂）、REI（θ₃）分别为入射角θ₁、θ₂、θ₃对应的射线弹性阻抗,为入射角θ₁、θ₂时的目标函数，为入射角θ₂、θ₃时的目标函数，使和同时达到最小值时的横纵波速度比β/α即为该方程组的解；16）将横纵波速度比β/α带入下式中的任意一个公式，求解纵波阻抗αρ；$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{REI}\left({\theta }_1\right)=\frac{\mathrm{\rho \alpha }}{\cos {\theta }_1}[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_1+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_1]\\ \mathrm{REI}\left({\theta }_2\right)=\frac{\mathrm{\rho \alpha }}{\cos {\theta }_2}[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_2+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_2]\\ \mathrm{REI}\left({\theta }_3\right)=\frac{\mathrm{\rho \alpha }}{\cos {\theta }_3}[1-4\frac{{\beta }^2}{{\alpha }^2}{\sin }^2{\theta }_3+m\frac{{\beta }^4}{{\alpha }^4}{\sin }^4{\theta }_3]\end{array}\right.$公式中：θ₁、θ₂、θ₃为入射角；α为纵波速度；β为横波速度；ρ为密度；REI（θ₁）、REI（θ₂）、REI（θ₃）分别为入射角θ₁、θ₂、θ₃对应的射线弹性阻抗；17）将横纵波速度比β/α和纵波阻抗αρ带入下式求出横波阻抗βρ；βρ=αρ*βρ/αρ=αρ*β/α公式中：α为纵波速度；β为横波速度；ρ为密度；18）由纵横波速度比、纵波阻抗、横纵波阻抗求出其他储层弹性参数，完成射线弹性参数反演。