[发明专利]一种粘弹性介质中的球面PP波反射系数建模方法

说明书

技术领域

本发明属于石油地球物理勘探领域，具体涉及一种粘弹性介质中的球面PP波反射系数建模方法，从储层参数出发，基于White模型和球面波的平面波分解算法计算粘弹性介质中球面PP波反射系数的建模。

背景技术

传统的AVO(振幅随偏移距)或AVA(振幅随入射角变化)是基于平面波(几何地震学)的假设。然而，当震源或检波器离反射界面很近或者需要研究临界角附近的反射波场的时候，几何地震学近似就变得不准确。这是由于实际地震勘探中使用的是点源，激发的是球面波。(1961)最早提出了球面波反射系数的概念，并通过解析解的结果分析了球面波反射波场(1959；1960)以及临界角附近的反射波和首波的动力学特征(1962；1965)。基于球面波的平面波分解算法，Haase(2004)给出了层状均匀介质中球面波反射系数的计算方法，并讨论了第1类和第3类AVO对应的球面PP和PS波的反射系数振幅和相位特点。Ursenbach(2007)通过引入一种特殊形式的子波，使得在计算球面波反射系数过程中对频率的积分可以解析求得，大大提高了计算效率。Ayzenberg等人(2007，2009)给出了利用有效反射系数(ERCs)表示的球面波反射系数形式。

传统AVO(AVA)技术的另一个假设就是地下介质完全弹性假设。而VSP记录(Hauge，1981；Hedl in等，2001)、测井数据(Schmitt，1999)以及实验室中的岩石物理测量(Behura等，2007；Winkler和Nur，1982)均显示地震波在传播过程中会出现衰减和频散现象，尤其是对于含有碳氢化合物的地层，地震波的衰减更为明显。根据地震波传播理论，国外部分学者将其归因于地下介质强吸收的反射系数。White(1975)，De Hoop(1991)，Ursin(2002)等在关于如何计算吸收反射系数方面给出了一系列理论上的讨论，Innanen和Weglein(2007)将一般的吸收逆散射问题简化为反演单一界面处的反射系数，Innanen(2011)详细推导了地震波由弹性非衰减介质入射到吸收介质时反射及透射系数的表达式。实际上，完整描述或反演地下介质中吸收的反射系数，既需要考虑振幅随角度的变化(AVA)，同时也要考虑振幅随频率的变化关系(AVF)。

目前，国际上尚没有综合考虑了以上两种情况的关于粘弹性介质中球面波反射系数特征的研究。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种粘弹性介质中的球面PP波反射系数建模方法，以实现粘弹性介质中球面波反射系数建模为目标，将White模型和球面波的平面波分解算法有效结合，实现了粘弹性介质中球面PP波反射系数建模。该建模方法物理意义明确且更加忠于实际地震勘探情况，对于更加精确地描述含油气储层有一定的指导意义。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种粘弹性介质中的球面PP波反射系数建模方法，包括：

(1)基于White模型计算纵波相速度υ_p和品质因子Q^-1：

从储层参数出发，基于White模型计算得到纵波相速度υ_p和品质因子Q^-1；所述储层参数包括岩石骨架特性参数和孔隙流体特性参数；

(2)求取频散孔隙介质中平面PP波反射系数；

将第(1)步得到的纵波相速度υ_p和品质因子Q^-1代入到频散介质的Zoeppritz方程中，计算得到频散孔隙介质中的平面PP波的反射系数

(3)求取球面波反射系数；

在第(2)步中求得平面PP波反射系数之后，根据球面波的平面波分解算法对频散孔隙介质中的球面PP波反射系数进行建模，求得频散孔隙介质中的球面PP波反射系数

所述步骤(1)是利用公式(12)求得纵波相速度υ_p，利用公式(13)求得品质因子Q^-1的：