多尺度地震資料正反演方法研究.pdf

1、油藏地球物理是地球物理技術(shù)面向油氣藏開發(fā)生產(chǎn)綜合應(yīng)用的新型學(xué)科，油藏地球物理的內(nèi)涵包括油藏描述與油藏管理，利用地球物理方法進(jìn)行油藏圈定和描述，并在油藏開發(fā)開采過程中監(jiān)測油藏變化。油藏地球物理依托于高精度三維地震、井中地震、時(shí)延地震、多波多分量地震等多種地震技術(shù)的發(fā)展，其中高精度三維地震與其它技術(shù)的綜合應(yīng)用是油藏地球物理的核心技術(shù)。開展多尺度地震資料正反演方法研究，提高多尺度地震資料協(xié)同解決油藏地質(zhì)問題的能力;基于流變學(xué)理論研究高精度粘彈

2、性波動(dòng)方程正演模擬方法，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)地質(zhì)體在不同觀測系統(tǒng)下的多尺度地震響應(yīng)特征；利用貝葉斯反演理論建立多尺度地震資料聯(lián)合反演方法，減小地震反演多解性、提高反演分辨率，充分發(fā)揮地震資料為油田開發(fā)服務(wù)的作用。 地震波在實(shí)際介質(zhì)中的固有傳播衰減特征很復(fù)雜，導(dǎo)致在理論上出現(xiàn)了多種描述粘彈性介質(zhì)的衰減模型，但大部分用于粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程時(shí)間域正演模擬的衰減模型對(duì)其常Q特征都存在較大的近似?；诹髯儗W(xué)理論研究，開展了標(biāo)準(zhǔn)線性體、Kelvin等多

3、種衰減模型對(duì)粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程常Q正演模擬的適應(yīng)性研究，分析了能夠用于精確描述粘彈性介質(zhì)中地震波衰減規(guī)律的多種廣義流變學(xué)模型特征，并證明了廣義流變模型之間具有等價(jià)性。分析了不同階次廣義Maxwell流變模型對(duì)粘彈性介質(zhì)常Q衰減特征的擬合程度，完善了利用廣義流變模型開展時(shí)間域粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程常Q正演模擬的基礎(chǔ)，并將模型特征與常用的Futterman等衰減模型特征進(jìn)行比較。對(duì)多種衰減模型開展了一維平面波正演模擬分析，解釋了由于模型不同所引

4、起的地震波傳播衰減特征差異，指出了廣義流變模型在波動(dòng)方程時(shí)間域正演模擬中的優(yōu)勢。 將廣義流變模型引入到時(shí)間域粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程常Q正演模擬過程中，并分別針對(duì)廣義Maxwell流變模型和廣義標(biāo)準(zhǔn)線性體兩種模型特征進(jìn)行分析，對(duì)前者考慮了兩種非彈性函數(shù)定義方式來建立對(duì)應(yīng)的波動(dòng)方程，分別采用彈性模量和松弛模量來描述基于廣義標(biāo)準(zhǔn)線性體模型的波動(dòng)方程，重新定義記憶變量使得通過兩種廣義流變模型所建立的波動(dòng)方程表達(dá)式得到統(tǒng)一。完整的給出了基于兩

5、種模量表示的各種廣義流變模型所對(duì)應(yīng)的位移－應(yīng)力、位移、位移－速度－應(yīng)力和速度－應(yīng)力方程，指出了早期波動(dòng)方程由于采用松弛模量進(jìn)行表示所引起的誤解?；谖咫A廣義Maxwell流變模型建立了高精度粘彈性介質(zhì)高階交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分波動(dòng)方程常Q正演模擬表達(dá)式，采用PML邊界條件有效的消除人工邊界反射，討論了模擬過程中的穩(wěn)定性條件和震源問題，將有限差分正演模擬結(jié)果與二維均勻粘彈性介質(zhì)中的解析解進(jìn)行對(duì)比，分析了高精度粘彈性介質(zhì)波動(dòng)方程有限差分?jǐn)?shù)值模擬方

6、法的精度。 采用高精度粘彈性介質(zhì)常Q波動(dòng)方程正演模擬方法開展模型響應(yīng)特征分析認(rèn)識(shí)到地震波在粘彈性介質(zhì)中具有較強(qiáng)的衰減頻散特征，隨著Q值的減小和傳播距離的增大，地震波產(chǎn)生振幅衰減、相位改變、主頻降低等現(xiàn)象。針對(duì)不同的觀測系統(tǒng)開展正演模擬，通過波場、共炮集及偏移成像剖面特征進(jìn)行對(duì)比分析可知，地面地震、VSP和井間地震三種多尺度地震資料之間既有聯(lián)系也有差異，聯(lián)系在于多尺度地震資料是相同地下地質(zhì)體在相應(yīng)觀測方式下的地震波響應(yīng)特征；差異在

7、于資料所包含的波場信息豐富程度不一樣、反映地質(zhì)體信息的范圍不一樣、分辨地質(zhì)體細(xì)節(jié)特征的能力也不一樣。加入近地表強(qiáng)衰減層的影響表明，多尺度地震資料之間存在一定的相位差異，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了實(shí)際多尺度地震資料之間既具有一致性又存在一定差異的特征。 基于貝葉斯反演理論，通過似然函數(shù)有機(jī)的將地面地震、VSP和井間地震三種多尺度地震資料進(jìn)行整合，建立起基于修正柯西分布的多尺度地震資料聯(lián)合反演方法體系，并完善了聯(lián)合反演流程。利用一維模型驗(yàn)證了聯(lián)合

8、反演算法的正確性，加噪后通過卡方分布測試了聯(lián)合反演參數(shù)的合理選擇范圍，并采用二維多尺度正演模擬資料驗(yàn)證了聯(lián)合反演方法的有效性及對(duì)多尺度資料的適應(yīng)性。對(duì)聯(lián)合反演方法進(jìn)行退化建立了時(shí)間域單一尺度地震資料反演方法；針對(duì)連井井間地震剖面的特征重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了高精度深時(shí)轉(zhuǎn)換、井地時(shí)深關(guān)系一致性及加強(qiáng)橫向約束等改進(jìn)策略，完善了深度域井間地震資料的反演方法和流程。 將多尺度地震資料反演方法對(duì)勝利油田墾71區(qū)塊開展了應(yīng)用研究，利用深度域井間地震反演方