地球物理勘探技术新进展-4-地震资料反演与储层精细预测.pptVIP

地球物理勘探新进展 地震资料反演与储层精细预测 为什么要进行地震反演？ 可以看出，地震资料中明显缺少测井曲线中包含的低频及高频信息。低频成分提供了地层的基本速度结构，高频成分提供了地层的纵向分辨率。地震资料提供了稳定的中频信息和可靠的横向分辨能力。因此，需要通过测井约束的波阻抗反演来提高其分辨率。 李庆忠院士指出：“波阻抗反演是高分辨率地震资料处理的最终表达方式”，说明了波阻抗反演在地震技术中的特殊地位 反演概念 反演理论是从一个物理系统（或物理世界）上的控制观测值来恢复这个系统的有用信息的一套数学和统计技术（微积分、矩阵代数、统计估算和推断等）。有的学者将工程中的反问题分为四类：综合、控制、识别与联合输入、系统参数识别。也有学者分别从时间与空间的角度来界定反问题。 地球物理反演的研究对象 地球物理反演研究的是地球物理领域中反演问题共同的数学物理性质和解估计的构成和评价方法，即：利用地球表面观测到的物理现象推测地球内部介质物理状态的空间变化及物性结构。地震反演则是地球物理反演的一个分支。 地震反演的基本目的 利用地震波在地下介质中的传播规律，通过数据采集、处理与解释等流程，来推测地下岩层结构和物件参数的空间分布，为勘探开发提供重要依据。 地震反演的存在问题 实际地震勘探数据是不完全的、限带宽的。由这样不完整的并存在随机噪音的信息来求取地下介质物性参数的变化，其过程必然是不适定的、会造成病态方程。这类方程的解常常不连续依赖于观测数据。人们试图增加约束来降低个适定性。 地震数据量非常巨大，由此带来实际地震资料处理中的许多问题，在很大程度上妨碍了某些理论先进的算法的实用化。在有些情况下，把问题做大幅度简化并统合地质人员的经验可能反而更有效。在这样一种背景下，地震反演除了考虑方法的先进性外，应分外重视其合理性和实用性。 地震反演的方法分类 目前常用的反演手段是基于正演的反演，正演方法主要包括褶积模型法和反射率法两大类，计算手段包括射线追踪、高斯束法、有限差分法、有限单元法等等。反演问题所面临的两大难题：一是局部极值，二是计算成本。这是由反演的非线性和不适定性所引起的。为克服地球物理反演的局部极值，研究人员应用或发展了多种数学优化算法。目前国内外地震反演的方法根据利用地震资料的特点可以归纳为叠前反演与叠后反演两大类 波阻抗反演 由于波阻抗信息是联系地质和地球物理的一座桥梁，在叠后计算数据量相对要小，在实际生产中应用方便而且效果明显，因此波阻抗反演在地震反演中具有特殊的地位，狭义的地震反演概念指的就是波阻抗反演，而如何正确应用波阻抗反演结果显得更为重要。 地震反演技术发展概况 在50年代以前由于计算工具的限制，反演技术仅限于地震走时曲线或位场曲线的特征法（曲线斜率、特征点等）、与正演结果对比的选择法和量板法，以及用观测信号能量来推测场源参数的积分法等。 到60年代逐步实现借助于计算机的自动拟合或最优化选择法。该阶段反演理论的一个重要特点在于：地球物理数据被认为是无限的、完整的、精确的或者只含可忽略的噪音，在大多数情况下把它与根据假定模型正演计算取得的人工合成数据等同起来。 地震反演技术发展概况 1967～1970年期间出现了Backus－Gilbert反演理论，目前的大部分反演研究依然遵循着这种思路。BG反演理论的出现为建立统一的地球物理反演理论和方法奠定了基础，其贡献在于： （1）指出地球物理数据集是有限的、不精确的，由此带来反演问题的高度非唯一性，即古典解一般不存在； （2）将反演问题归结为泛函极值点，可用优化方法迭代求出满足一定准则的广义解。对解估计的评价应是在分辨率和精度之间权衡，而非实测值和计算值之间拟合差的最小。BG反演理论针对的是连续模型的情况。 地震反演技术发展概况 Wiggins和Jackson等于1972年先后提出了离散模型的反演，即广义反演。BG反演理论的一个不足之处在于未能直接从运动方程和本构方程出发来研究反问题。随着偏微分方程理论的进展，引起了对变系数波动方程中系数项或源项的反问题的重视，以CT层析成像理论的兴起为代表。当前对偏微分方程反问题的研究多着眼于解的存在性、数值解法以及数值解法的稳定性与收敛性等方面。 地震反演技术发展概况 近期发展：80年代非线性反演研究日益广泛，从Tarantola给出的声波波动方程反演的一般方法到P.Mora的2D非线性弹性波反演和非线性迭代反演理论，成果不可谓不丰。 地震反演的研究在80年代取得了突破性进展，从反褶积跃进为广义线性和非线性反演和波动方程系数项反演问题的研究。线性和拟线性地震反演的理论已经接近成熟，以非线性最优化为基础的非线性波动方程反演方法也取得一定进展，但离实际应用尚有相当距离。 波阻抗反演技术发展概况 波阻抗（Acousti