[发明专利]一种精确反演杨氏模量和泊松比的方法

说明书

技术领域

本发明属于勘探地球物理研究领域，涉及一种地层岩石物性常数的测定，具体涉及一种精确反演杨氏模量和泊松比的方法。

背景技术

地层岩石的物性常数杨氏模量、泊松比是描述储层特征和流体识别的重要参数。杨氏模量是表征岩石正向应力与正向应变之比的量纲，其大小反映岩石的脆性，与岩石的岩性、孔隙度、构造等相关；泊松比是表示岩石正向应变与切向应变之比的量纲，是一种常用的流体因子。

近年来，随着勘探难度的逐渐增大，对地震勘探的要求也越来越严格，叠前反演作为能够精确得到地下储层的弹性参数的有效手段也越来越受到人们的重视。杨氏模量和泊松比一般通过AVO/AVA反演从叠前地震数据中提取，理论基础为Zoeppritz方程。由于方程的复杂性，一般方法使用各种近似式来进行AVO/AVA反演。宗兆云等[杨氏模量和泊松比反射系数近似方程及叠前地震反演，地球物理学报,2012,11:3786-3794.]针对页岩气储层建立了杨氏模量和泊松比的叠前地震反演方法。桂金咏等基于弹性阻抗理论使用Shuey近似式建立了泊松比的直接反演方法。侯栋甲等[基于贝叶斯理论的叠前多波联合反演弹性模量方法,地球物理学报,2014,04:1251-1264.]基于贝叶斯理论建立了杨氏模量联合反演方法。张广智等[页岩气储层纵横波叠前联合反演方法.地球物理学报,2014,12:4141-4149.]针对页岩气提出了基于弹性阻抗反演方法直接求取杨氏模量和密度的乘积以及泊松比的方法，以上方法均使用Zoeppritz方程的近似式进行AVO反演，因此都会带来近似式所导致误差。

弹性参数是判断储层特征和流体识别的重要依据，传统的基于精确Zoeppritz方程的反演方法都为直接反演纵横波速度和密度然后间接计算各项弹性参数，这样势必会带来累积误差，而Zoeppritz方程的复杂性也使得直接反演弹性参数显得尤为困难。

发明内容

本发明的任务在于提供一种精确反演杨氏模量和泊松比的方法，该方法在Zoeppritz方程基础上提出了反演杨氏模量比值均方根以及密度比值均方根的方法，不对Zoeppritz方程做近似，过程稳定，数值可靠，有利于后续研究和方法的改进。

其技术解决方案包括：

一种精确反演杨氏模量和泊松比的方法，依次包括以下步骤：

步骤一、对原始叠前地震数据进行常规的预处理，并对预处理后的叠前地震数据进行分角度叠加；

步骤二、对原始测井数据进行标准化处理，求得杨氏模量、泊松比反演参数，并对该计算结果进行低通滤波，构建反演初始模型；

步骤三、求取经预处理后的叠前地震数据反射系数和根据杨氏模量Zeoppritz方程计算得到的反射系数之间的差值，构建反演方程组的右边常数项；

步骤四、求解杨氏模量Zeoppritz方程中各项的一阶泰勒展开式，并根据反演初始模型求解各泰勒展开式构建反演方程组左边常数项；

步骤五、通过求解反演方程组可得到三参数反演的扰动量和与初始模型相加即可得到新的反演结果和

反演方程组如式(1)所示：

上述式(1)中，各项左下标表示反演中使用的角度域共成像点道集的角度；

左边系数矩阵中表示由初始模型求得的PP波反射系数在第n个角度处对于的一阶偏导数；

表示由初始模型求得的PS波反射系数在第n个角度处对于的一阶偏导数，其它各项亦是如此；

右边常数项中_n△R_pp表示第n个角度的地震PP波反射系数和根据模型计算得到的PP波反射系数的残差，_n△R_ps表示第n个角度的地震PS波反射系数和根据模型计算得到的PS波反射系数的残差；

步骤六、将反演结果转化为反射系数然后结合初始低频模型进行低频补偿，即可得到最终的反演结果

作为本发明的一个优选方案，步骤一所述的原始叠前地震数据主要包括精细的波前扩散补偿、震源组合与检波器组合效应的校正、反Q滤波、地表一致性处理、叠前去噪处理、去除多次波和脉冲反褶积。

作为本发明的另一个优选方案，所述的杨氏模量Zeoppritz方程如式(2)所示：