[发明专利]一种基于高精度非线性反演算法的高分辨分频联合反演方法

说明书

本发明首先利用测井数据正演分析确定频段划分原则，然后基于划分原则对实际数据进行分频处理，将其变换为不同频段对应的角道集数据，然后将这些角道集数据作为输入进行分频联合反演，并合理提升高频地震信息的权重，将最终的反演结果与基于原始角道集数据的反演结果对比可以发现，本发明提出的方法能够进一步有效的提升反演结果的分辨率，提升反演结果对薄层的刻画能力。

技术领域

本发明涉及油气田、页岩气地震勘探和储层参数预测方法，特别是一种基于高精度非线性反演算法的高分辨分频联合反演方法。

背景技术

页岩气作为全球重要接替资源，其勘探开发技术成为目前人们的研究热点和难点。随着页岩储层勘探的不断深入，其对叠前AVA反演结果的分辨率要求也是越来越高，从储层结构上看，以页岩为主的非常规储层大多呈现互层结构，比如盐间页岩油储层，这类互层沉积特征使得有限带宽的地震数据不能很好的对其进行分辨。针对，这一问题，相关学者开展大量研究，杜炳毅等基于Rüger及崔杰的近似反射系数公式，选取多角度纵波和转换横波叠前道集，以岩石物理模型和测井资料作为约束实现了VTI介质纵横波联合反演。侯栋甲等基于Rüger近似公式实现了基于贝叶斯理论的VTI介质多波叠前联合反演。Zhang等基于改进的Rüger近似公式，实现了AVO梯度和截距以及各向异性纵波速度的同时反演，并提出了VTI介质的两步各向异性AVO反演方法，先反演出各向异性纵波速度，然后再利用远偏移距数据估计出Thomsen参数。雍杨等推导了VTI介质的多波AVA方程，并实现了基于该方程的多波联合弹性参数和各向异性参数反演。Zhang和Li推导得到了包含各向异性参数二阶项的VTI介质反射系数近似表达式并实现了同时反演，并测试了VTI介质弹性参数和各向异性参数同时反演方法在富含粘土的页岩地层的应用效果。但这些近似公式推导过程中的假设条件使得它们在强阻抗、强各向异性以及大角度等条件下，存在较大的误差，极大地限制了AVA反演的精度。钟峙等利用差分法实现了基于精确VTI反射系数方程的叠前AVA岩性参数反演。Amit和Subhashis利用遗传算法实现了基于VTI精确反射系数方程多波叠前联合反演。但这些方法效率低，目前难以应用于实际生产。大量学者研究指出，通过谱分解技术分离得到的地震数据中的高频信息可以对这类较薄的互层结构进行有效识别，但常规反演方法对这部分高频地震信息的利用并不充分。现有生产中的分频联合反演方法只是简单的将不同频段的地震数据与常规线性反演相结合，由于受到线性反演方法的精度和分辨率的影响，使得最终结合的效果远不能满足现阶段页岩储层勘探开发的高分辨率需求。此外，现阶段虽然有学者实现了基于近似公式的分频联合反演，如张繁昌等基于Aki-Richards近似方程实现了叠前AVA多频信息同时反演，但没有对具体的频段划分原则，以及高频地震信息的权重因子调节方法进行系统的研究和阐述。不合理的频段划分和权重因子选择会是反演结果的失真，从而导致最终的反演结果失去参考价值。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种基于高精度非线性反演算法的高分辨分频联合反演方法，以提高现有叠前AVA反演方法的分辨率，满足叠前地震反演识别油气储层，特别是具有互层结构特征的盐间页岩储层表征的要求。所述方法包括以下步骤：

S101，利用工区测井数据正演分析确定工区地震数据的频段划分原则，并基于该原则对工区地震数据进行分频处理，以获得不同频段的实际地震角道集数据；

S102，利用不同频段的实际地震角道集数据提取角度依赖与频率依赖的地震子波；

S103，基于工区测井数据确定工区模型参数及其均值，并工区模型参数及其均值基于计算包含地层参数统计相关性的协方差矩阵，以形成该工区的模型参数先验分布函数；

S104，利用工区地震构造解释资料和测井数据，建立时间域的初始地层弹性参数模型；

S105，基于时间域的初始地层弹性参数模型和角度依赖与频率依赖的地震子波正演模拟不同频段的多波地震叠前角道集，以获得不同频段的模拟地震角道集数据，通过比较不同频段的模拟地震角道集数据与不同频段的实际地震角道集数据来确定叠前反演残差；