[发明专利]一种衰减各向异性流体弹性阻抗反演方法

权利要求书

1.一种衰减各向异性流体弹性阻抗反演方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：获取考虑到背景岩石本征衰减及裂隙诱导衰减的线性滑动HTI模型；

步骤二：建立裂隙岩石的干弹性模量与饱和流体弹性模量间的关系方程；

步骤三：利用步骤一和步骤二中的公式得到饱和流体含孔隙裂隙介质复刚度实部；

步骤四：获取动态等效HTI衰减介质的PP波反射系数方程；

步骤五：获取纵波反射系数方程；

步骤六：由步骤五的纵波反射系数方程得到方位衰减弹性阻抗方程；

步骤七：由不同方位的衰减弹性阻抗差值对裂隙弱度参数与裂隙诱导衰减参数进行反演；

所述步骤七中，由不同方位的衰减弹性阻抗差值对裂隙弱度参数与裂隙诱导衰减参数进行反演的步骤如下：

步骤7-1：对对数域不同方位衰减弹性阻抗进行差值线性化处理，得到差值线性化表达式，如下式所示；

公式(15)中，M是入射角的数量，N是方位角差值的数量，L是反射界面的数量；是对数域不同方位的弹性阻抗差值，m_cQ是待反演的裂隙弱度及裂隙诱导衰减参数，ΔX是与不同方位反射系数权重差值算子矩阵ΔA相关的正演算子矩阵，其分别可以表示为

步骤7-2：对差值线性化表达式进行去相关和归一化处理，得到去相关后的正问题；

在对数域方位弹性阻抗差值反演中考虑模型参数间的去相关和归一化处理，其去相关后的核矩阵ΔX变为动态域模型参数矢量m_cQ变为去相关后的正问题可表示为

步骤7-3：将去相关后的正问题转化为目标函数；

使用柯西概率分布作为先验概率密度函数，使用高斯分布作为似然函数，则后验概率密度函数使用先验概率密度函数和似然函数的联合概率密度函数求解，即

公式(17)中，是噪音方差，是准静态域模型参数矢量的方差；对公式(17)取最大化后验概率密度函数，并结合初始模型低频信息正则化约束项，经过取对数变换，则目标函数可最终表示为

公式(18)中，是准静态域模型参数的正则化系数；

其中表示模型参数的初值；

步骤7-4：求解目标函数；

对目标函数式(18)求解，可得

式(18)中，

Q_Cauchy表示Cauchy稀疏矩阵，

表示反射系数；

步骤7-5：采用迭代重加权最小二乘最优化算法对式(19)进行迭代求解，得到动态域模型参数矢量，公式如下：

2.如权利要求1所示的一种衰减各向异性流体弹性阻抗反演方法，其特征是，所述步骤一中，所述线性滑动HTI模型中各向同性背景模量参数及裂隙参数均表示为复数形式，公式如下：

公式(1)中，和分别表示各向同性衰减背景岩石的复纵波模量、第一和第二拉梅常数，且

和表示复数形式的法向与切向裂隙弱度参数，其可用沿对称轴方向的裂隙诱导纵、横波衰减和简单表示为

在各向同性黏弹背景岩石的假设条件下，复数形式的模型参数和可表示为

公式(3)中，和分别表示背景纵、横波逆品质因子；

将公示(2)、(3)同时带入到到公式(1)中即获取考虑到背景岩石本征衰减及裂隙诱导衰减的线性滑动HTI模型。

3.如权利要求2所示的一种衰减各向异性流体弹性阻抗反演方法，其特征是，所述步骤二中，所述裂隙岩石的干弹性模量与饱和流体弹性模量间的关系方程如下：

公式(4)中，是复数表征的饱和流体裂隙岩石有效刚度弹性矩阵，是复数表征的干裂隙岩石有效刚度弹性矩阵；是复数表征的各向异性类Biot系数，其可表示为

其中，K_g表示组成岩石固体颗粒的有效体积模量；是复数表征的各向异性类Gassmann孔隙空间模量，其可表示为

式中，是复数表征的各向异性类干岩石体积模量；φ表示孔隙度；κ_f表示孔隙流体有效体积模量。