走向精确勘探的道路__12第十二章_其它地震反演方法材料.doc

第十二章 其它地震反演方法 地震反射波法的基础是由于地下不同地层存在着波阻抗的差别，从而形成了反射波。所以从本质上来说，地震反演的目标就是根据已经获得的地震反射波形，反推出波阻抗的分布情况。 在波阻抗反演技术中，除了上面几个章节所讲的用递推公式或道积分方法来获得波阻抗剖面之外，尚有众多的方法[36]。现在想在这一章中对它们作一个简单的评述。 第一节 各种地震反演方法的特点 一、最大似然法波阻抗反演技术（Delog） Delog是由西北工业大学戴冠中教授与大庆油田研究院吴永刚、赵强积等，在美国南加州大学Mendel 1983年提出的最大似然反褶积方法的基础上发展起来的一种反演技术。它包括五个模块，主要由两部分组成，第一步是实施最大似然反褶积求得反射系数与子波；第二步是反推层速度及作岩性推断。最大似然反褶积（Maximum Likelihood Decon简写MLD）是利用一套概率论的算法。它对子波相位特性不需加任何假设条件。此方法用ARMA模型描述子波，用状态空间模型求解反射系数序列。用卡尔曼滤波方法实现子波和反射系数的分离。在检测反射系数的过程中，实际上作了一种反射系数是稀疏的假设。即假定地下的反射系数仅仅分布在少数深度点上。认为反射系数的出现服从于伯努利（Bernoulli）分布（即为1或者为0的一组数列）。并且在有反射系数的位置上，其反射系数的大小服从于高斯（Gauss）分布（即反射系数小的为多）。在这两个假设基础上，Delog从上到下推测反射系数的位置在哪些深度点上，然后判断反射系数的幅度有多大。如此，反复迭代修改每个反射系数的位置与幅度，直到最后修改误差小到一定程度，就算完成一道的反褶积。得到反射系数分布后，再反推波阻抗。 由于迭代计算的工作量极大，在Cyber855机上1000个CDP的剖面要花4个多小时。彩图1是大庆油田一条彩色的Delog的输出剖面。其分辨率可以达到5ms，即可以划分厚度达8m的砂层。 图102是大庆的另外一个Delog例子。图102（a）是Delog检测所得之反射系数剖面，图102（b）是转换成波阻扰的剖面，注意此图中波阻抗大多呈现为方波波形，很形象地可以划分成一个个砂层，因此这种剖面也深得某些地质家的青睐。其实这是反射系数“稀疏假设”所造成的。 控制Delog输出剖面的详细程度的一个门限参数λ，它是反射系数序列中有反射系数的“频次”。当λ值较小时，反射稀疏。而当λ值取得很大时，反射层就密集，视分辨率就愈高，但多解性也就愈严重。 图102（c）是井下声波曲线与Seislog及Delog三者的比较，最左方是Seislog波阻抗曲线，它是比较圆滑的粗眉大眼的东西，中间一条是井中的声波测井曲线。右边一条是Delog结果，可以看到它的分辨率是介乎Sislog及声波测井之间。比Seislog细致一些。 二、地震岩性模拟（SLIM） 西方地球物理公司的SLIM （地震岩性模拟）程序也可以把地震剖面反演成很详情的波阻抗剖面。它基本上是通过模型正演的方法与实际地震记录作比较，然后根据比较结果，反复修改地下波阻抗模型的速度、密度及深度数值（同时也修改子波）。从而不断地通过迭代修改，找到一个详情的地下波阻抗模型。 该方法避免了一般反褶积方法对子波的最小相位假设，也不需假设反射系数是白噪，这是其优点。并且，该方法还可以使随机干扰不参与反演。这是因为该方法要求处理人员在一条剖面上选择少数“控制道”。迭代修改厚度、速度、密度及子波等参数只是在这些“控制道”上进行。有了控制道参数之后，模型就在这些“控制道”之间作内插，再用内插结果去作正演。这样一方面加快了运算速度，另一方面更重要的是：程序并不要求每一个道都与正演结果完全吻合，而只要求整个段上的正演结果与实际地震叠偏资料数据的均方误差最小（或绝对值误差最小）。如此一来，最终的正演结果减去叠偏剖面所得到的仅仅是一些随机噪声。 彩图2是冀中一条剖面的SLIM成果。图上同时绘出了黑色的叠偏剖面的波形，可以看出SLIM的分层比叠偏的波形细致得多。 SLIM所花的计算机时间也相当可观。148个CDP点420ms时窗，在IBM3081机上迭代修改8次，所花CPU时间50分钟，分辨率达到5m。 其实这个分辨率完全由采祥率及迭代次数所决定，如果你采用1ms采样率，增加迭代次数，那么想分辨出2m的砂层来也是完全可能的。但它只是一种可能的解答，不一定真实。所以我也把这种分辨率称作“视分辨率”。 三、L1模反褶积 Ll模反褶积（L1 Norm Deconvolution）最早由Barrodale于1973年提出，后经Taylor 1979年及Oldenburg 1983年的研究，改进成为一种独特的反褶积方法。它的特点是对子波的各种相位特性有较好的适应性。 常规的脉冲反褶积及预测反褶积都要假定子波