[发明专利]一种基于Rytov-WKBJ近似的叠前地震反演方法

说明书

本发明公开了一种基于Rytov‑WKBJ近似的叠前地震反演方法。包括以下步骤：步骤1：获取储层的共中心点叠前地震数据、叠前角道集数据、叠后地震数据和测井数据；步骤2：获得深度域地震数据；步骤3：利用地震层位数据和储层的测井数据构建深度域低频模型；步骤四：构建目标函数；步骤5：利用高斯‑牛顿法求解目标函数获得模型更新量，并更新模型扰动量；步骤6：若叠前地震角道集数据和合成地震数据两者的误差水平达到预设残差阈值，输出反演结果，反之进入步骤7；步骤7：更新迭代次数，返回步骤4进入下一次迭代，直至迭代终止。本发明应用于叠前地震反演中，可有效且快速的模拟强非均质性、复杂地质构造储层的复杂地震波场。

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及一种基于Rytov-WKBJ近似的叠前地震反演方法。

背景技术

随着全球范围内对石油和天然气需求的不断增长，油气勘探方向逐步由传统的简单构造油气储层转向复杂地质构造油气储层^[1]。这些复杂地质构造油气储层往往具有较强的非均匀性及横向不连续性。目前常规地震反演算法仍主要针对地质构造相对简单的储层开展研究，因此如果将该类算法用于预测地质构造相对复杂的储层时，则会引起构造和岩性预测的偏差。对于构造较为复杂的储层而言，由于可能存在断层、裂缝、以及特殊地质体等原因，对储层的准确定位和描述提出了更好的要求^[2-3]。因此，针对目前复杂地质构造油气储层反演预测的技术瓶颈，需要开展针对性理论研究，以提高该类储层地震反演的预测精度，为后期的精准开发提供可靠的数据支撑。

不同于构造较为简单、地层平缓的地层，复杂构造储层常发育有断层、裂缝以及特殊地质体。而正是这些非均质体的存在，地震波场表现出较强的散射特征^[4-5]。在传统的地震储层弹性参数预测中，通常基于Zoeppritz及其近似式的AVO/AVA反演是目前应用最为广泛的技术方法。然而这种基于半空间无限介质、单一界面假设条件的方法，并不能用于模拟非均匀性较强的复杂地质构造储层的地震波场。而基于一维波动方程的反射率法反演，也无法克服这一缺陷。因此，基于散射积分方程求解的正演模拟方法被提出应用于地震反演算法当中。原则上讲，Green函数只能用于描述均一介质条件下点源所产生的波场，而对于复杂背景条件下Green函数是没有解析波场的^[6]。WKBJ近似的提出使得复杂构造条件下，求解散射积分方程成为可能，进而提出了Lippmann-Schiwinger方程^[7]。然而求解Lippmann-Schiwinger方程，需要消耗大量的计算量。因此Born近似的引入使得该方法得以在工业生产中得到应用。然而Born近似是通过对波场振幅的泰勒展开并省去高阶项得到的线性化公式，其地震波场模拟精度不高^[8-10]。因此基于Born-WKBJ近似的地震波正演模拟，很难用于准确模拟强扰动所引起的波场^[11-13]。不准确的波场模拟也会导致最终反演结果出现偏差。

模拟地震波在非均匀性强的复杂地质构造介质传播是影响地震反演结果质量的重要因素。在Lippman-Schwinger方程的基础上，引入更为精确的近似替代一阶Born近似是提高地震波模拟精度的关键因素。

[1]Sen,M.K.,and I.G.Roy,2003,Computation of differential seismogramsand iteration adaptive regularization in prestack waveform inversion:Geophysics,68,2026-2039.

[2]Abubakar,A.,P.M.van den Berg,and S.Y.Semenov,2004,A robustiterative method for born inversion:IEEE Transactions on Geoscience andRemote Sensing,42,342-354.