石油物探中地震记录反演的研究现状和应用前景

介绍石油物探中地震记录反演问题的研究现状和应用前景．简要介绍子波（wavelet）反演研究的两个阶段的基本中心问题，即最小相位（minimum-phase）子波反演和非最小相位（mixed-phase）子波反演．最后简要介绍地震记录反演研究成果的可能应用，以及部分相关文献．     

最大熵反褶积初探(伯格反褶积)

最大熵反褶积(伯格反褶积)方法可以求取反射系数或提取地震子波进一步作最小平方反褶积,提高地震记录分辨率。 本文简述了此方法的原理和计算的递推公式,利用理论合成记录计算了当子波是不同相位性质时,伯格反射系数的提取。计算结果表明,对不同相位性质的子波,要取不同方向的预测误差,当子波是最小相位时,伯格反射系数应取正向预测误差e_t~(+),当子波是最大相位时,伯格反射系数取反向预测误差e_t~(-),当子波是混合相位时,伯格反射系数要取正、反向预测误差的线性组合 ζt=αe_t~(+)+(1-α)e_t~(-) α值在0～1之间并从理论上推导了最大相位和最小相位情况下的公式。进一步利用不同方向的预测误差输出与地震记录作互相关,求出不同相位的地震子波。     

基于高阶谱的地震子波估计

常规的地震子波估计是在假设子波为最小相位的基础上对地震记录进行处理.针对这一局限性,研究了基于地震记录高阶谱的地震子波估计方法.该方法无需对子波作任何假设,直接从地震记录的高阶谱中恢复地震子波的振幅谱和相位谱,进而重构地震子波,并对不同相位地震子波的理论模型和野外实际资料进行了处理,结果表明这一方法对于提高地震资料的分辨率具有可行性和应用潜力.     

交互地震子波提取技术

利用子波的最大相位和最小相位分解技术,在复赛谱域得到一组具有相同振幅谱、不同相位谱的子波集合。根据方差模最大等数学物理准则以及用户对地震资料的先验信息和处理要求,借助于交互处理工具,用户可以从子波集合中确定其希望并认可的地震子波,从而完成子波反褶积、子波零相位化等提高分辨率的处理工作,达到识别和追踪薄层反射的地质要求。对物理模型采集的地震记录和实际野外采集的地震记录进行了子波提取实验,并利用提取的地震子波对地震资料进行了提高分辨率处理。实验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

交互地震子波提取技术

利用子波的最大相位和最小相位分解技术，在复赛谱域得到一组具有相同振幅谱、不同相位谱的子波集合。根据方差模最大等数学物理准则以及用户对地震资料的先验信息和处理要求，借助于交互处理工具，用户可以从子波集合中确定其希望并认可的地震子波，从而完成子波反褶积、子波零相位化等提高分辨率的处理工作，达到识别和追踪薄层反射的地质要求。对物理模型采集的地震记录和实际野外采集的地震记录进行了子波提取实验，并利用提取的地震子波对地震资料进行了提高分辨率处理。实验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

保持信噪比的相位分解反褶积方法研究

反褶积是目前提高地震数据分辨率的主要方法,传统的反褶积大都建立在地震子波最小相位的假设之上,这 与实际情况下地震子波更接近混合相位的事实不符。由于地层的吸收作用,实际地震信号中的高频成分较弱,很容易 受到高频噪声的污染。地震记录经过常规反褶积处理之后,在提高分辨率的同时,降低了地震记录的信噪比,信噪比 与分辨率的矛盾在实际地震勘探中十分突出。为此,提出一种基于相位分解并能保持信噪比的混合相位子波反褶积 方法,实现混合相位子波反褶积,在提高地震记录分辨率的同时,能自动控制高频噪声对地震资料信噪比的影响,使得 分辨率和信噪比达到相对和谐,提高地震记录表征地下构造的能力。     

空变地震子波提取方法研究

提出了一种利用地震和测井资料、综合考虑子波相位特性、直流分量和截断效应的影响 ,提取井旁子波的方法。对于无井地区 ,则从地震记录中提取振幅谱信息 ,并根据同一地区同一时段子波展开相位谱的稳定性来求得相位谱信息 ,最终得到具有空变性质、却又相对稳定的子波剖面 ,这将有助于改进地震反演效果。文中详细介绍了该方法的具体实现步骤 ,并给出了应用实例     

运用地震反演方法勘探岩性油藏

地震反演是地震油藏描述中常用的也是较重要的一种方法。近年来,采用地震反演技术在孤东采油厂勘探岩性油藏368×104t。完成一个反演工作,一般要完成三维地震资料的选取、速度分析及子波提取、制作合成地震记录、建立地质模型及地震反演。为解决反演的多解性和低分辨率的问题,要求反演地震资料达到高信噪比、高分辨率、保振幅处理、零相位。对地震剖面进行层位对比解释是反演处理的基础工作。     

基于褶积理论的深度域地震资料反演

近年来随着深度域地震资料的普及,为更好地利用这些地震资料来解决地下地质问题,提出了基于褶积理论的深度域地震资料反演。基于褶积理论的地震资料反演,子波与低频模型对反演结果具有十分重要的影响。通过制作人工合成记录与数值模拟研究,得到了深度域子波与时间域子波的关系,为基于褶积理论的深度域反演奠定了基础。将深度域反演应用于南海西部某油田,通过与该区的时间域地震资料反演对比,发现两种反演方法子波与低频模型都有差异。当时间域地震资料的采样间隔约为深度域地震资料采样间隔与层速度之比的两倍时,深度域地震资料的反演结果将优于时间域地震资料反演结果。     

基于相位扫描的地震子波提取方法研究

以常相位假设为基础,通过计算随信号相位发生变化的目标函数值来对地震记录进行相位扫描,以寻求最能逼近子波真实形态的常相位值,并应用此相位及地震记录的振幅谱合成地震子波,达到地震子波提取的目的。在以往通用目标函数的基础上,增加了对信号相位特征反映更为敏感的绝对峰度准则目标函数,并在统计平均意义下,采用多目标联合扫描的方式求取信号相位,使其更能准确、真实地反映子波的相位特征,同时也能提高抗干扰能力。模拟试验证实了该方法的可行性和有效性,进一步通过对实际资料的子波估计以及应用估计的子波进行反褶积处理的结果论证了该方法的实用价值。     

空变地震子波提取方法研究

提出了一种利用地震和测井资料、综合考虑了波相位特性、直流分量和截断效应的影响,提取井旁子波的方法。对于无井地区,则从地震记录中提取振幅谱信息,并根据同一地区同一时段子波展开相位谱的稳定性来求得相位谱信息,最终得人有空变性质、却又相对稳定的子波剖面,这将有助于改进地震反演效果。文中详细介绍了该方法的具体实现步骤,并给出应用实例。     

地震子波外推方法研究

根据离散反演理论,综合测井和地震资料,充分考虑了地震子波的振幅特点和相位特点,给出了精确计算井旁地震子波的方法。在此基础上,针对测井与地震资料及地层的地质特点,提出了3种无井地震道处地震子波的外推方法,即反距离内插法、相位内插法和虚拟井法。其中反距离内插法是直接按照距离内插井旁子波;相位内插法则只内插井旁子波的相位,无井地震道处的振幅谱通过邻近的地震资料求出;虚拟井法是通过地震层序分析方法,由小波时频分析求出无井地震道处的虚拟反射系数后,进而得到无井地震道处的地震子波。介绍了各种方法的实现步骤,并给出了应用实例。结果表明,尽管各种方法计算的子波不同,但子波的变化是连续的。     

基于高阶累积量的地震子波提取

在地震勘探中,子波处理是提高地震资料分辨率的一个重要手段,而该技术的关键是地震子波的估计.由于影响地震波的因素太多且复杂,使得子波的提取始终是一个十分困难的问题.传统的提取子波的方法主要利用地震记录的二阶统计信息,然而由于二阶统计量并不包含相位信息,因而无法解决非最小相位的物理问题.鉴于信号高阶累积量的性质和特点,利用高阶累积量来达到提取地震子波的目的.     

地震子波外推方法研究

根据离散反演理论,综合测井和地震资料,充分考虑了地震子波的振幅特点和相位特点,给出了精确计算井旁地震子波的方法.在此基础上,针对测井与地震资料及地层的地质特点,提出了3种无井地震道处地震子波的外推方法,即反距离内插法、相位内插法和虚拟井法.其中反距离内插法是直接按照距离内插井旁子波;相位内插法则只内插井旁子波的相位,无井地震道处的振幅谱通过邻近的地震资料求出;虚拟井法是通过地震层序分析方法,由小波时频分析求出无井地震道处的虚拟反射系数后,进而得到无井地震道处的地震子波.介绍了各种方法的实现步骤,并给出了应用实例.结果表明,尽管各种方法计算的子波不同,但子波的变化是连续的.     

炸药震源和可控震源资料相位差异校正方法

在山前带或城区等复杂地表的地震勘探中,为提高地震资料采集的质量,经常选用炸药震源和可控震源联合激发的工作方式.但两种震源采集的地震资料在相位方面存在明显差异.常规的地表一致性反褶积,基本上没有考虑子波的相位特性,其主要目标是校正子波的振幅谱,由此降低了地震资料处理的质量.提出了基于多道自相关函数统计平均的两步法统计子波反褶积方法,并用估算的最小相位子波得出的反褶积算子对地震数据进行了反褶积处理.研究表明,该方法估算出来的最小相位子波受反射系数影响小,在复杂地表地震资料处理中,可达到压缩地震子波、消除子波相位差异的目的,使资料真正实现同相叠加,有效提高了地震资料的信噪比和分辨率,并在一定程度上实现了相对振幅保持.     

炸药震源和可控震源资料相位差异校正方法

在山前带或城区等复杂地表的地震勘探中，为提高地震资料采集的质量，经常选用炸药震源和可控震源联合激发的工作方式。但两种震源采集的地震资料在相位方面存在明显差异。常规的地表一致性反褶积，基本上没有考虑子波的相位特性，其主要目标是校正子波的振幅谱，由此降低了地震资料处理的质量。提出了基于多道自相关函数统计平均的两步法统计子波反褶积方法，并用估算的最小相位子波得出的反褶积算子对地震数据进行了反褶积处理。研究表明，该方法估算出来的最小相位子波受反射系数影响小，在复杂地表地震资料处理中，可达到压缩地震子波、消除子波相位差异的目的，使资料真正实现同相叠加，有效提高了地震资料的信噪比和分辨率，并在一定程度上实现了相对振幅保持。     

混合相位反褶积在地震资料处理中的应用

实际地震资料处理中的子波是混合相位,对此提出一种改进的混合相位反褶积流程。在地震道中抽取一个标准道,利用谱模拟的方法求出地震子波的自相关;利用计算子波的自相关,设计了一个最小相位的滤波器,增加一个延迟量于自相关函数主对角线上,将最小相位滤波器分解为一个长度很短的滤波器和一个长度较长滤波器的褶积,得到一系列混和相位的子波和混和相位滤波器;将这些混和相位滤波器与原始地震道进行褶积,选出最佳的混和相位滤波器。通过理论模型与实际地震资料对比,证明混和相位反褶积优于最小相位反褶积。     

涠西南地区地震数据叠前同步反演

针对涠西南地区复杂的地质条件,以及基于地震资料预测储层需要纵、横波阻抗及速度、密度等弹性参数,对涠西南地区开展了地震数据叠前同步反演.该反演方法使用改进的Fatti方程,可以同时获得各种弹性参数,应用预白化处理来控制反演的噪音水平,使反演结果更稳定.使用不同子波来均衡不同角度部分叠加数据体之间振幅、频率和相位差异,使反演结果更准确.实际地震资料处理结果表明,随着角度增大,子波主频减小.精度验证结果表明,叠前同步反演精度达到了要求,其中纵波阻抗和横波阻抗反演结果精度都比较高,密度反演结果精度相对较差.     

应用神经网络技术提高地震资料分辨率

通过神经网络技术以井数据和井旁地震数据作为输入,学习它们之间的褶积关系,利用这种关系可以求出地震子波通过求取子波的逆即得到反子波,使建立在褶积模型基础上的地震数据可以与反子波褶积得到波形压缩提高资料的分辨率。该方法和传统的反褶积方法的区别在于对子波没有最小相位假设,而地震子波一般是混合相位的．同时有井数据的参与使得对目的层的子注求取更为准确,通过反褶积使地震波形得到很好的压缩,提高了分辨率     

l_p范数波阻抗约束反演

以模型为基础的反演技术较直接，对地震资料进行反演有较高的分辨率，它将地震资料，测井资料和其他已知信息有机地统一在一起，将多解性降低到最小程度．ｌｐ范数反演较最小二乘反演可更加有效地消除噪音特别是较大偏差数据的影响．本文采用有约束的共轭梯度法求解ｌｐ范数的最优化问题．测井资料在本文的算例和实际资料的反演中得到充分的利用，主要表现在子波反演，初值估计和速度约束上．