[发明专利]基于岩石物理关系约束的叠前稀疏层反演方法及系统

说明书

公开了一种基于岩石物理关系约束的叠前稀疏层反演方法及系统。该方法可以包括：步骤1：读取角度叠加数据和角度子波，建立角度子波褶积矩阵；步骤2：根据测井数据，建立岩石物理关系；步骤3：建立基于岩石物理关系约束的AVO近似公式；步骤4：建立AVO正演方程组；步骤5：构建反射系数奇偶分解矩阵；步骤6：根据AVO正演方程组与反射系数奇偶分解矩阵，建立反演目标函数；步骤7：计算弹性参数反演结果并进行低频补偿，获得最终的弹性参数反演结果。本发明通过计算纵波速度反射率、纵横波速度比反射率以及密度反射率，结合岩石物理关系约束与反射系数奇偶分解理论，实现了关于纵横波速度比的稀疏层反演。

技术领域

本发明涉及油气勘探领域，更具体地，涉及一种基于岩石物理关系约束的叠前稀疏层反演方法及系统。

背景技术

叠前地震数据中包含了丰富的偏移距信息，振幅随偏移距/入射角的变化揭示了地下介质的岩性变化和孔隙内流体成分变化。因此利用叠前AVA同步反演可以从角度部分叠加地震数据中提取多种岩石弹性参数，其中纵横波速度比对储层岩性及孔隙内流体的变化更为敏感，是地震解释人员较常应用的“烃类指示因子”。然而常规叠前AVA同步反演无法直接获取纵横波速度比，弹性参数的间接转换通常会引入累计误差，另外纵横波速度比相对纵波阻抗\纵波速度有更大的不确定性，其反演精度对道集质量以及入射角范围也更为敏感。常规叠前AVA同步反演，其本质还是稀疏脉冲反演，因此垂向分辨率较低。

前人对叠前地震反演问题进行了深入的研究。叠前AVA反演最早可追溯至Smith提出的加权叠加方法，该方法属于带限反演，未考虑到子波的带限效应，并且反演结果依然是弹性参数反射率。将贝叶斯理论引入到叠前地震反演中，通过假设地震数据的似然函数和模型参数的先验分布均服从多变量高斯分布，给出了模型参数后验分布的均值和方差的解析解，并指出了确定性反演的解为模型参数后验分布的期望；而随机反演的解，可以通过MCMC等技术从后验概率中抽样实现。提出“长尾巴”分布相对高斯分布可以进一步提高反演的垂向分辨率，并借助于参数协方差矩阵的去相关技术去除三参数的相关性，提高了叠前反演的不适定性，针对长尾巴分布中的Lp范数分布、单变量柯西分布和Huber分布分别实现了叠前二项和三项反演。通过引入岩石物理经验公式作为约束，进一步提高了叠前反演的稳定性，实现了基于角道集的叠前三参数同步反演算法，该算法为HRS软件的叠前反演模块的核心算法。进一步发展贝叶斯叠前反演，通过引入岩石物理关系约束以及点约束，提高了反演结果的鲁棒性。为了进一步提高反演结果的垂向分辨率，提出基于基追踪优化算法的稀疏层反演，并将稀疏层反演从叠后反演扩展至叠前反演，然而该方法并未考虑到由弹性参数相关而引入的不适定性。上述叠前反演算法并未考虑到由弹性参数间接转换而造成纵横波速度比存在累计误差，以及纵横波速度比反演的垂向分辨率较低等问题。因此，有必要开发一种基于岩石物理关系约束的叠前稀疏层反演方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种基于岩石物理关系约束的叠前稀疏层反演方法及系统，其能够通过计算纵波速度反射率、纵横波速度比反射率以及密度反射率，结合岩石物理关系约束与反射系数奇偶分解理论，实现了关于纵横波速度比的稀疏层反演。

根据本发明的一方面，提出了一种基于岩石物理关系约束的叠前稀疏层反演方法。所述方法可以包括：步骤1：读取角度叠加数据和角度子波，并根据所述角度子波建立角度子波褶积矩阵；步骤2：根据测井数据，建立岩石物理关系；步骤3：根据所述岩石物理关系与Aki-Richards近似式，建立基于岩石物理关系约束的AVO近似公式；步骤4：根据所述角度叠加数据、所述角度子波褶积矩阵以及所述AVO近似公式，建立AVO正演方程组；步骤5：确定目的层段的薄层最大时间厚度，根据反射系数奇偶分解理论，构建反射系数奇偶分解矩阵；步骤6：根据所述AVO正演方程组与所述反射系数奇偶分解矩阵，并在最小化弹性参数奇偶分量系数的1范数的约束下，建立反演目标函数；步骤7：根据所述反演目标函数，计算弹性参数反演结果并进行低频补偿，获得最终的弹性参数反演结果。