[发明专利]用于各向异性参数反演的敏感度矩阵的计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探领域，尤其涉及一种用于各向异性参数反演的敏感度矩阵的计算方法及系统。

背景技术

各向异性是指介质的某种属性不是定值，而是随着方向发生变化的性质。地震勘探中的各向异性主要是指地震波在地下介质中的传播速度随传播方向的变化而变化的特性。

目前随着勘探开发程度的逐渐深入，油气地球物理勘探类型已经从常规能源，煤、石油以及天然气延伸到非常规能源，煤层气、油页岩以及页岩气等领域，其勘探区域从内陆延伸到近海甚至深海，勘探深度从中层逐步向中深层方向发展。上述几类油气地球物理勘探的发展都不可避免的遇到地震各向异性的问题，随着勘探深度的增加，采集地震数据的炮检距逐步增大，各向异性现象尤其突出。近海以及深海沉积地层多为各向异性的。在非常规能源中以油页岩为例，其多发育为连续状或不连续状的水平层理结构，特点为细层呈片状分布，这些片状矿物含量很高的页岩以及油页岩一般具有明显的各向异性特征。

研究表明，介质的各向异性发生微小的变化将对地震波反射振幅产生很大影响。为研究各向异性对地震波速度的影响，学者Thomsen提出了表征介质各向异性的参数ε、δ和γ。其中ε约等于纵波水平速度和垂直速度的相对差别，其大小反映了纵波的各向异性程度；δ表示纵波在横向和垂向之间各向异性变化的快慢程度，是各向异性地震资料处理中最重要的一个各向异性参数；γ表示快、慢横波速度的差异程度，反映了裂缝的发育强度，是裂缝型油藏确定井位的参考参数。

在各向异性参数反演方面，Alkhalifah等人最早提出了利用P波NMO速度反演倾斜TI介质中的各向异性参数(AlkhalifahT,Tsvankin I.Velocity analysis in t ransversely isotropicmedia.Geophysics,1995,60(5):1550～1566)，但对于各向异性参数的反演工作，目前仍缺少有效的手段来提高反演结果的精度以及反演速度。

综上，亟需一种用于各向异性参数反演的辅助方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于各向异性参数反演的辅助方法，具体是以解析解的形式给出了用于各向异性参数反演的敏感度矩阵。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于各向异性参数反演的敏感度矩阵的计算方法，包括以下步骤：基于实际测井数据建立纵波反射系数与纵波阻抗、横波阻抗、密度以及各向异性参数的泛函关系；基于褶积原理，利用所建立的泛函关系与给定的地震子波得到模拟叠前方位角度道集；根据实际叠前方位角度道集和模拟叠前方位角度道集建立误差函数；对误差函数求偏导数得到用于各向异性参数反演的敏感度矩阵。

在一个实施例中，根据以下表达式建立所述泛函关系：

r_pj＝c₁(ln Z_pj+1-lnZ_pj)+c₂(ln Z_sj+1-ln Z_sj)+c₃(lnρ_j+1-lnρ_j)+c₄(δ_j+1-δ_j)+c₅(ε_j+1-ε_j)+c₆(γ_j+1-γ_j)

式中，r_pj表示第j个界面的纵波反射系数，j表示界面的个数；Z_pj为第j个界面的纵波阻抗，Z_sj为第j个界面的横波阻抗，ρ_j为第j个界面的密度；δ_j、ε_j和γ_j分别为第j个界面的各向异性参数；ln表示取自然对数；系数c₁、c₂、c₃、c₄、c₅以及c₆分别表示为：

c₁＝(1+tan²θ)/2

c₂＝-4(k sinθ)²

c₃＝tan²θ/2-2(ks inθ)²