地震反演技术及应用-李玲.doc

地震反演技术及应用 东方地球物理公司研究院 物探技术研究中心 高级顾问 李 玲 前言 近十年来，地球物理勘探技术又有了许多新的发展，其中地震反演技术比以往有 了更明显的进步，应用的范围更加广泛，并见到更加良好的实际效果，这使我们对反 演技术的应用更加充满了信心。搞好反演是地震解释的有效深化。目前应用这些反演 技术研制的各种软件也很多，各种琳琅满目的反演软件，令解释人员应接不暇。如何 正确认识与应用这些软件，使其发挥应有的效应，是当务之急。 一、 什么是反演? 要想用好反演软件，首先要搞清楚反演的概念。说到反演，必然联系到正演。 在地球物理勘探范畴内： 正演：就是根据地下的地质模型，求解它的地震响应。说白了，就是已知地下的 地层沉积状态（即地质模型：包括构造、速度、密度等），看看通过地球物理的方法 能够得到什么样的测量数据（地震响应）。一维正演模型就是常说的合成记录；二维 正演模型就是常用的二维正演剖面；现在发展到三维正演模型。下图就是一个一维正 演过程的示意图: 低速泥岩 高速砂岩 低速泥岩 地质模型  反射系数  子波  一维地震响应 正演 反演 反演：是上边过程的逆过程，就是根据测量到的数据，去反推原始的地质模型。 也就是利用测量到的地震和测井数据，去反推出地下的地质沉积状况，帮助我们了解 地下的地质情况，以便人们利用地下的自然资源------这是我们工作的目标。 反演的范畴比较广： 利用地震数据进行构造解释，了解地下地层的沉积形态，这是一种反演------构 造反演。 1 利用地震数据进行地震相分析和层序识别，了解地下地层的沉积状况，这也是一 种反演------沉积反演。 反演的内容不同，方法也不同。 而目前我们常说的地震反演，实际上是具体针对地层的速度、密度与物性（孔、 渗、饱、压力……）反演而言的。这种反演结果被用来更精细的描述地下地层的沉积 状况，帮助我们直接找油找气。以下我们所讨论的反演是这种特定的地震反演。 二、 地震褶积模型： 地震褶积模型是地球物理最基本的原理，即：子波与反射系数褶积，得到地震 记录，如下图所示: 低速层 高速层  1 2 低速层 3 高 低速层 高速层 更高速层 4 5 6 地质模型  反射系数  分步褶积  地震响应 从上图看出：每个速度界面，对应一个反射系数界面，即声阻抗界面。图中有六 个界面；每个声阻抗界面的反射系数与子波褶积，得到每个界面的子波，每个子波 都有自己的延续长度；而这些界面的子波在时间域的叠加，得到总的时间域的地震响 应。 注意： 1、 2、 3、 4、 原始模型有六个声阻抗界面； 子波相位为 0 度，即波峰对应正反射系数； 子波与反射系数褶积，反射系数大，界面子波的振幅就大，反之就小； 由于子波不是尖脉冲，有一定的延续长度，因此叠加后地震响应有五 个波峰和六个波谷，而不是原始模型中的四个波峰和两个波谷，这里就有真解与假解； 5、 当地层厚度大于子波延续长度时，可以用波峰识别高速层顶面，用波 谷识别低速层顶面，如图中的界面 1、2、6，这是真解； 6、 当地层厚度小于子波延续长度时，各界面子波叠加时产生干扰，上个 界面子波的波峰与下个界面子波的波谷叠加，振幅抵消，如图中的界面 3、4、5，看 不到对应的两个波峰与一个波谷，而且是一段弱反射，与原始模型不符，这时简单用 地震数据的波峰与波谷来解释会产生假解； 7、 大多数的地层是属于薄互层沉积，因此地震数据给解释人员的工作带 来极大的困难。 由此得出结论： 2层 速层 层 速层 1、  地震数据的生成基于褶积原理，因此地震剖面绝不是地质剖面，简单 的把地震剖面当地质剖面解释会产生错误，特别是薄互层沉积时，错误会更多； 2、 由于地震反演基于地震数据，而地震数据的分辨率低，识别不了薄互 层沉积时，地震反演的结果也就识别不了薄互层； 3、 为了得到好的反演结果，仅仅用地震数据是完成不了的，因此许多新 技术应运而生，通过不同的数学方法，把地震数据与测井数据结合，试图得到高分辨 率的反演结果，识别薄互层，来指导直接找油找气。 基于以上的讨论，高分辨率的反演是解决以上难题的关键。而且油气勘探走到 今天，象岩性油藏、含气藏，如果还用传统的构造解释和方法是不能解决问题的。许 多复杂的地质问题需要通过高分辨率反演来解决。因此做好高分辨率的反演成了当今 勘探开发的重要课题之一。 三、  主要地震反演技术与软件简介： (一) 主要地震反演技术简介： 主要分三大类： 1、 基于地震数据的声波阻抗反演 (acoustic impedance----AI)： 其结果有两种：相对阻抗反演（常说的道积分）与绝对阻抗反演。主要算法有： 递归反演（早期的地震反演算法）与约束稀疏脉冲反演（优化的地震反演算法）。这 种反演受