[发明专利]一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法

说明书

本发明公开了一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，包括：获取研究工区的叠前地震道集数据；利用获取的道集数据，建立目标参数刚度参数的初始模型；基于初始模型，利用VTI等效介质反射系数精确式模拟合成记录；基于测井初始模型的参数值，计算VTI介质精确方程正演算子的偏导数；建立反演目标泛函，同时计算目标函数对模型参数；基于正演算子偏导数和目标函数一阶导数，计算模型更新梯度，并更新模型；重复进行反演迭代，直到模型误差降到预设范围，迭代停止，输出参数的反演结果；利用反演结果向量，通过数学关系换算各向异性参数。

技术领域

本发明属于非常规储层地震勘探技术领域，属于地震资料多参数反演范畴，具体是一种VTI介质的各向异性参数分步反演方法，用于提高各向异性参数的反演精度。

背景技术

随着对地下介质认知的深入，地质勘探人员开始意识到地下介质并不是各向同性的，而往往是各向异性的。在多种各向异性类型中，具有垂直对称轴的横向各向同性介质(Transverse isotropy with vertical axis of symmetry,VTI)是地下介质中存在最普遍的各向异性。常见的VTI介质包括有：薄的层状结构引起的结构各向异性VTI储层，以及矿物颗粒定向排列引起的岩石各向异性VTI储层。页岩等非常规储层为强VTI(垂直各向同性)各向异性特征。因此，开展适用于VTI介质的反演方法研究，用以挖掘页岩等非常规储层的弹性及各向异性信息来准确表征储层特征非常重要。

虽然，针对VTI介质的正演研究较多(如文献1～4公开的现有技术)，但是针对VTI介质的反演研究起步较晚。目前已存在的VTI介质反演主要是基于Rüger近似表达式开展研究(如文献5、6公开的现有技术)。侯栋甲等(2014)将Rüger近似式作为反演的正演算子，并采用贝叶斯方法建立目标函数开展了五参数的多波联合各向异性同时反演(如文献7公开的现有技术)。Zhang等(2019)基于Rüger近似式提出了两部反演策略(如文献8公开的现有技术)。虽然近似表达式数学形式简单物理意义明确，其在中大角度存在误差，而各向异性参数主要对中大角度数据敏感，因此选用近似式会增加各向异性参数估算的误差。此外，近似式还受到其弱反射假设的限制。VTI等效介质反射系数精确表达式已经被多位学者推导给出(如文献9、10公开的现有技术)，虽然数学表达式复杂，但是基于波动方程的精确解析解，可以精确模拟VTI介质的反射情况。正演方法还是各类反演算法的基础，反演算法中选用的正演算子模拟程度越高，越能获得准确的反演结果。因此，开展基于反射系数精确式的反演方法研究，以提高参数估计的精度，对页岩等非常规储层的参数估算和属性预测至关重要。

上述引用非专利文献如下：

[1]Wright J.The effect of transverse isotropy on reflection amplitudeversus offset[J].Geophysics,1987,52(4):564-567.

[2]Hron F,Daley PF.Reflection and transmission coefficients fortransversely isotropic media[J].Bulletin of the Seismological Society ofAmerica,1977,67(3):661-675.

[3]Daley P F,Hron F.Reflection and transmission coefficients forseismic waves in ellipsoidally anisotropic media[J].Geophysics,1979,44(1):27-38.

[4]Thomsen L A.Weak anisotropic reflections,Offset-DependentReflectivity:Theory and Practice of AVO Analysis[M].Library.seg.org,1993:103–114