CN103293551A - 一种基于模型约束的阻抗反演方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于模型约束的阻抗反演方法及系统，方法包括：采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵；从所述的地震数据中提取地震解释资料；根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型；根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波；根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数；根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体；对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。通过对模型正则化，把地震数据插值和地震波阻抗反演进行了有机的融合，达到了同时地震数据插值和阻抗反演的目的。

Description

一种基于模型约束的阻抗反演方法及系统

技术领域

本发明关于石油地球物理勘探技术领域，特别是关于地震、测井数据的反演技术，具体的讲是一种基于模型约束的阻抗反演方法及系统。

背景技术

在石油地球物理勘探技术领域里，地震数据插值是地震资料处理过程中一项必要的预处理环节，目前主要有两类方法可实现地震数据插值。一类是基于信号恢复的数学方法，该类方法从信号分析的角度出发，利用地震信号的特征，如同相轴的空间连续性，通过信号重建技术完成地震数据的插值。另一类方法是根据波场在地下介质传播的物理特征，通过对地下介质的某种假设来完成地震数据插值。

地震波阻抗反演多用于地震资料解释和储层预测。阻抗反演均涉及多种反演方法，包括广义线性反演、宽带约束反演、稀疏脉冲反演、模拟退火反演、神经网络反演和随机反演等。

现阶段，地震数据插值和地震波阻抗反演一般采用串联的方法进行，即先完成插值处理然后进行阻抗反演。常规的阻抗反演技术和基于反演的地震插值技术由于不适定问题，均需要选取正则化方法和试验正则化参数。且阻抗反演是对阻抗参数进行正则化，而地震数据插值是对地震数据进行正则化。因此，分开使用这两种技术进行最终的恢复阻抗经常会遭遇选取两套正则化策略和试验两套参数的问题。

因此，对于实际地震勘探工区，如何把地震数据插值和地震波阻抗反演进行有机的融合，进而进行油气预测，降低油气预测的风险是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于模型约束的阻抗反演方法及系统，通过对模型正则化，把地震数据插值和地震波阻抗反演进行了有机的融合，达到了同时插值和反演的目的，提高了计算效率，同时提升了计算精度。

本发明的目的之一是，提供一种基于模型约束的阻抗反演方法，包括：采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵；从所述的地震数据中提取地震解释资料；根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型；根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波；根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数；根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体；对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。

本发明的目的之一是，提供了一种基于模型约束的阻抗反演系统，包括：采集装置，用于采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵；提取装置，从所述的地震数据中提取地震解释资料；初始阻抗模型建立装置，用于根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型；地震子波估计装置，用于根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波；目标函数确定装置，用于根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数；阻抗确定装置，用于根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体；储层预测装置，用于对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。

本发明的有益效果在于，提出了将阻抗反演和地震数据插值进行融合的一种同步技术，正则化参数采用了井控的策略来进行选取，对地震数据插值而言，该方法由于可以对地下模型参数进行测井和地震解释的约束，可恢复地震资料缺失的低频成分；对地震阻抗反演而言，由于利用了数据的横向约束，可恢复缺失道对应的阻抗信息。且这些信息主要来自于横向的数据正则化。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1（a）为真实的推覆体阻抗模型图；

图1（b）为初始阻抗模型图；

图2为基于褶积模型合成的理论地震记录示意图；

图3为图2中的理论地震记录随机缺失200道后的地震记录示意图；

图4为基于图3的数据反演的阻抗示意图；

图5（a）为CDP408处的无噪数据单道真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗曲线对比图；

图5（b）为时间为200ms的无噪数据单道真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗曲线对比图；

图6（a）为重建的地震记录示意图；

图6（b）为记录残差示意图；

图7为含噪观测记录示意图；

图8为基于图7的数据反演的阻抗示意图；

图9（a）为CDP408处的含噪数据单道真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗曲线对比图；

图9（b）为时间为200ms的含噪数据单道真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗曲线对比图；

图10（a）为重建的地震记录示意图；

图10（b）为记录残差示意图；

图11（a）为实际模型资料示意图；

图11（b）为随机缺失200道后的地震记录示意图；

图12（a）为初始阻抗示意图；

图12（b）为反演阻抗示意图；

图13为CDP171处井阻抗曲线、初始阻抗曲线和反演阻抗曲线对比图；

图14（a）为重建的地震记录示意图；

图14（b）为记录残差示意图；

图15为本发明实施例提供的一种基于模型约束的阻抗反演方法的流程图；

图16为图15中的步骤S105的具体流程图；

图17为本发明实施例提供的一种基于模型约束的阻抗反演系统的结构框图；

图18为本发明实施例提供的一种基于模型约束的阻抗反演系统中目标函数确定装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

地震数据插值和地震波阻抗反演分属于地震资料处理和解释两个范畴，这两个步骤是相互独立、串联进行的。由于反演的不适定问题，现阶段常规的地震数据插值方法和常规的阻抗反演方法都需要加入正则化约束。独立实现地震数据插值和阻抗反演需要同时考虑两套正则化策略（地震数据插值需要对数据进行正则化，而地震波阻抗反演需要对模型参数进行正则化）并选取两套正则化参数，而本发明把这两项工作有机融合在一起，实现了阻抗反演，并且由于仅需要选取一套正则化策略和一套正则化参数，因此可提高计算效率，提升计算精度。此外，除了对模型在变换域进行稀疏正则化约束外，该发明还能通过加入测井资料和地震解释资料等约束来改善地震数据的插值精度。在褶积模型前提下，尽管地震道之间是相互解耦的，但通过本发明的模型正则化约束可以有效补偿地震道缺失处的阻抗信息（注：恢复的这些信息不是来自于初始模型和地震数据），达到了提高纵、横向分辨率的目的。

图15为本发明实施例提供的一种基于模型约束的阻抗反演方法的流程图，由图15可知，该方法具体包括：

S101：采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵。在实际的使用过程中，测井数据由测井仪器来采集，地震数据由野外观测系统中的检波器采集，根据野外观测系统中检波器的不同位置的配置关系，可得到唯一确定的采集矩阵。

S102：从所述的地震数据中提取地震解释资料；

S103：根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型。该步骤可通过现有技术中的公知技术来实现，诸如克里金插值。

S104：根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波。该步骤可通过现有技术中的公知技术来实现，诸如基于井震最佳匹配的子波提取方法。

S105：根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数。图16为该步骤的具体流程图，由图16可知，该步骤具体包括：

S201：根据声波阻抗以及反射系数建立反射系数-阻抗微分近似方程。在具体的实施方式中，可选取一地下介质模型，获取所述的地下介质模型对应的声波阻抗以及反射系数，假设地下介质的声波阻抗是时间的连续函数，且反射系数的大小小于0.3时（一般实际的反射系数大小都小于这个值），则声波阻抗以及反射系数满足：

$r\left(t\right)=\frac{Z\left(t_{i+1}\right)-Z\left(t_i\right)}{Z\left(t_{i+1}\right)+Z\left(t_i\right)}\≈\frac{\mathrm{dZ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}\frac{1}{2Z\left(t\right)}---\left(1\right)$

其中，t表示时间，r表示反射系数，Z表示声波阻抗。

如果将公式（1）转化为阻抗对数求导形式，则有

$r\left(t\right)\≈\frac{1}{2}\frac{d\ln Z\left(t\right)}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

S202：将所述的反射系数-阻抗微分近似方程转化为离散形式得到反射系数-对数阻抗线性方程，即对公式（2）取离散形式，可展开成

$\left[\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ \·\·\·\\ r_{N-1}\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& & & \\ & -1& 1& & \\ & & \·\·\·& \·\·\·& \\ & & & -1& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\ln \left(Z_1\right)\\ \ln \left(Z_2\right)\\ \ln \left(Z_3\right)\\ \·\·\·\\ \ln \left(Z_N\right)\end{array}\right]---\left(3\right)$

写成矩阵向量形式，有

r=Dx    (4)

其中，N表示阻抗的离散采样点数，r=[r₁ r₂ ...r_N-1]^T表示反射系数向量， $D=\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& & & \\ & -1& 1& & \\ & & \·\·\·& \·\·\·& \\ & & & -1& 1\end{array}\right]$ 表示差分矩阵， $x=\frac{1}{2}{[\ln \left(Z_1\right)\ln \left(Z_2\right)...\ln \left(Z_N\right)]}^T$ 表示对数阻抗向量。

S203：将所述的反射系数-对数阻抗线性方程带入褶积模型得到地震记录；

即将公式（4）的反射系数序列与地震子波褶积，可得到地震记录

s=WDx  (5)

其中，W表示子波矩阵，s为地震记录。

S204：根据多道情况以及所述的地震记录得到地震资料按道构成的向量。即考虑多道情况，则有：

$\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ s_2\\ \·\·\·\\ s_M\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & & \\ & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & \\ & & \·\·\·& \\ & & & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ \·\·\·\\ r_M\end{array}\right]---\left(6\right)$

写成矩阵向量形式：

Gm=y     (7)

其中，M表示总的道数， $G=\left[\begin{array}{cccc}{\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & & \\ & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & \\ & & \·\·\·& \\ & & & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1\end{array}\right]$ 是一个对角矩阵，m=[r₁ r₂ ...r_M]^T是阻抗剖面按道构成的一个向量，y=[s₁ s₂ ...s_M]^T是地震资料按道构成的一个向量。

S205：结合地震道缺失情况，根据采样关系，确定缺失地震数据-对数阻抗线性方程；

当地震道缺失时，根据采样关系，有

Py=PGm=d  (8)

其中，P表示采样算子，d表示实际缺失的地震道数据按道构成的向量。

S206：对所述的缺失地震数据-对数阻抗线性方程进行带有空间约束的正则化，得到目标函数。

由于P和G的作用，公式（8）是一个不适定问题。为了稳定求解m，需要加入正则化项进行约束求解。此外，由于横向道的缺失，仅使用时间方向的正则化难以达到补偿横向信息缺失的目的。因此，这里考虑使用带有空间约束的正则化项，则公式（8）的求解就变为以下一个优化问题的求解

${\left|\right|\mathrm{PGm}-d\left|\right|}_2^2+\mathrm{\λ}{\left|\right|\mathrm{Cm}\left|\right|}_1---\left(9\right)$

其中，λ是一个正则化参数，主要用于调节资料的匹配度和模型在变换域的稀疏性。C是一个变换域算子，这里可以取频率-波数的FK变换算子，也可取尺度-方向-角度的Curvelet变换算子。针对横向变化不十分剧烈的地质模型，也可采用FK变换算子，否则，选Curvelet变换算子。根据需要和实际情况，公式（9）可以容易地加入测井资料和地震解释等资料的约束。

该方法还包括：

S106：根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体。根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波求解公式（9）时，目前有多种算法，例如基追踪降噪算法、共轭梯度法和拟牛顿法等，下面仅选用共轭梯度法为例进行求解。具体的求解过程如下：

1）、计算搜索方向。

2）、采用线性搜索方法计算更新步长。

3）、对数阻抗模型更新。

4）、判断公式（9）是否达到最大迭代次数？目标函数的梯度是否达到阈值？上下两次目标函数值的差是否达到阈值？

当上述的三个判断的判断结果均为否时，转到1），否则，停止迭代，转到5）；

5）、采用指数形式将对数阻抗转化为阻抗剖面或阻抗体。

S107：对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。由于本发明通过对模型正则化，把地震数据插值和地震波阻抗反演进行了有机的融合，达到了同时插值和反演的目的，因此根据本发明的阻抗剖面或阻抗体的综合解释，进行储层预测可提高计算效率，同时提升计算精度。

在本发明的其他实施方式中，该方法还包括：

S108：根据估计的地震子波确定子波矩阵；

S109：根据所述的阻抗剖面或阻抗体、采样矩阵、子波矩阵重建地震记录。当求解出m后，通过计算PGm即获得重建的地震记录。

S110：对所述重建的地震记录进行地震解释。此处的地震解释为精细地震解释，其用途可为层位解释、断层解释和河道解释等。

图17为本发明实施例提供的一种基于模型约束的阻抗反演系统的结构框图，由图17可知，该系统具体包括：

采集装置100，用于采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵，在实际的使用过程中，测井数据由测井仪器来采集，地震数据由野外观测系统中的检波器采集，根据野外观测系统中检波器的不同位置的配置关系，可得到唯一确定的采集矩阵。

提取装置200，从所述的地震数据中提取地震解释资料；

初始阻抗模型建立装置300，用于根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型。该装置可通过现有技术中的公知技术来实现，诸如克里金插值。

地震子波估计装置400，用于根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波。该装置可通过现有技术中的公知技术来实现，诸如基于井震最佳匹配的子波提取方法。

目标函数确定装置500，用于根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数，图18为目标函数确定装置的具体结构框图，由图18可知，目标函数确定装置具体包括：

反射系数-阻抗微分近似方程建立单元501，用于根据所述的声波阻抗以及反射系数建立反射系数-阻抗微分近似方程。在具体的实施方式中，可选取一地下介质模型，获取所述的地下介质模型对应的声波阻抗以及反射系数，假设地下介质的声波阻抗是时间的连续函数，且反射系数的大小小于0.3时（一般实际的反射系数大小都小于这个值），则声波阻抗以及反射系数满足公式（1），如果将公式（1）转化为阻抗对数求导形式，则有公式（2）。

反射系数-对数阻抗线性方程建立单元502，用于将所述的反射系数-阻抗微分近似方程转化为离散形式得到反射系数-对数阻抗线性方程，即对公式（2）取离散形式，可展开成公式（3），写成矩阵向量形式即为公式（4）。

地震记录确定单元503，用于将所述的反射系数-对数阻抗线性方程带入褶积模型得到地震记录，即将公式（4）的反射系数序列与地震子波褶积，可得到地震记录为公式（5）所示。

向量构成单元504，用于根据多道情况，得到地震资料按道构成的向量。即考虑多道情况，则有公式（6），写成矩阵向量形式即为公式（7）。

缺失地震数据-对数阻抗线性方程确定单元505，用于结合地震道缺失情况，根据采样关系，确定缺失地震数据-对数阻抗线性方程。当地震道缺失时，根据采样关系，有公式（8）。

正则化单元506，用于对所述的缺失地震数据-对数阻抗线性方程进行带有空间约束的正则化，得到目标函数。由于P和G的作用，公式（8）是一个不适定问题。为了稳定求解m，需要加入正则化项进行约束求解。此外，由于横向道的缺失，仅使用时间方向的正则化难以达到补偿横向信息缺失的目的。因此，这里考虑使用带有空间约束的正则化项，则公式（8）的求解就变为以下一个优化问题的求解

${\left|\right|\mathrm{PGm}-d\left|\right|}_2^2+\mathrm{\λ}{\left|\right|\mathrm{Cm}\left|\right|}_1---\left(9\right)$

其中，λ是一个正则化参数，主要用于调节资料的匹配度和模型在变换域的稀疏性。C是一个变换域算子，这里可以取频率-波数的FK变换算子，也可取尺度-方向-角度的Curvelet变换算子。针对横向变化不十分剧烈的地质模型，也可采用FK变换算子，否则，选Curvelet变换算子。根据需要和实际情况，公式（9）可以容易地加入测井资料和地震解释等资料的约束。

该系统还包括：

阻抗确定装置600，用于根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体。根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波求解公式（9）时，目前有多种算法，例如基追踪降噪算法、共轭梯度法和拟牛顿法等，下面仅选用共轭梯度法为例进行求解。具体的求解过程如下：

1）、计算搜索方向。

2）、采用线性搜索方法计算更新步长。

3）、对数阻抗模型更新。

4）、判断公式（9）是否达到最大迭代次数？目标函数的梯度是否达到阈值？上下两次目标函数值的差是否达到阈值？

当上述的三个判断的判断结果均为否时，转到1），否则，停止迭代，转到5）；

5）、采用指数形式将对数阻抗转化为阻抗剖面或阻抗体。

储层预测装置700，用于对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。由于本发明通过对模型正则化，把地震数据插值和地震波阻抗反演进行了有机的融合，达到了同时插值和反演的目的，因此根据本发明的阻抗剖面或阻抗体的综合解释，进行储层预测可提高计算效率，同时提升计算精度。

在本发明的其他实施方式中，该系统还包括：

子波矩阵确定装置800，用于根据估计的地震子波确定子波矩阵；

地震记录重建装置900，用于根据所述的阻抗剖面或阻抗体、采样矩阵、子波矩阵重建地震记录。当求解出m后，通过计算PGm即获得重建的地震记录。

地震解释装置1000，用于对所述重建的地震记录进行地震解释。此处的地震解释为精细地震解释，其用途可为层位解释、断层解释和河道解释等。

下面结合具体的实施例，详细介绍本发明提供的基于模型约束的阻抗反演方法以及系统的可行性。

图1（a）为真实的推覆体阻抗模型图，图1（b）为初始阻抗模型。从图1（a）和图1（b）可看出，初始模型相对于真实模型非常模糊，并缺失很多细节成分。

图2为基于褶积模型合成的理论地震记录示意图。图3为图2中的理论地震记录随机缺失200道后的地震记录示意图。该记录被使用作为反演的观测记录。图4为基于图3数据反演的阻抗示意图。图5为真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗（无噪数据反演结果）曲线对比。其中，图5（a）为CDP408处的单道真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗曲线对比；图5（b）为时间为200ms的单道真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗曲线对比。由上述附图可知，观测的地震数据有25%的缺失（图3），但反演的阻抗结果（图4和图5）与真实结果相当，几乎恢复了所有的地质细节。

图6（a）为重建的地震记录，图6（b）为记录残差。其中，记录残差是用重建的地震记录减去理论记录（图2）得到的。由图6可知，本发明完美地重建了地震数据（图6）。

图7为含噪观测记录。该记录是在图3基础上加入5%的随机噪声后的结果（5%表示噪声的能量与信号能量的比值是5%）。图8为基于图7数据反演的阻抗。图9为真实阻抗、初始阻抗和反演阻抗（含噪数据反演结果）曲线对比。图9（a）和图9（b）的含义分别对应图5（a）和图5（b）。图10为重建的地震记录（a）和记录残差（b）。由上述附图可知，即使在地震资料含噪的情况下（图7），该方法仍能较好地恢复阻抗的细节，包括缺失道位置对应的阻抗细节（图8和图9）。此外，也较完美地重建了地震数据（图10）。

进一步地，将本发明应用于实际模型资料。图11为实际模型资料（a）和随机缺失200道后的地震记录（b）。该缺失地震道记录被使用作为反演的观测记录。图12为初始阻抗（a）和反演阻抗（b）。图13为CDP171处井阻抗曲线、初始阻抗曲线和反演阻抗曲线对比。图14为重建的地震记录（a）和记录残差（b）。由上述附图可知，同样地，该方法恢复了初始模型中缺失的细节成分，包括缺失道位置对应的阻抗细节（图12和图13）。此外，也较完美地重建了地震数据（图14）。

综上所述，本发明的有益成果是：

本发明首先提出了一种阻抗反演的思想和方法。该发明仅需一套正则化策略和一套正则化参数，加快了现阶段先做地震数据插值再进行阻抗反演的计算效率，也提升了阻抗反演的计算精度。

其次，本发明除了对模型施加约束外，还能通过加入测井资料和地震解释资料的约束来改善地震数据的插值精度。

最后，本发明仅靠地震资料不能补偿地震道缺失处的阻抗信息，但本发明的模型约束能够去补偿初始模型没有提供的纵向和横向阻抗细节，进而可达到提高纵、横向分辨率的目的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一般计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (18)

1.一种基于模型约束的阻抗反演方法，其特征是，所述的方法包括：

采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵；

从所述的地震数据中提取地震解释资料；

根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型；

根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波；

根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数；

根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体；

对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数具体包括：

根据声波阻抗以及反射系数建立反射系数-阻抗微分近似方程；

将所述的反射系数-阻抗微分近似方程转化为离散形式得到反射系数-对数阻抗线性方程；

将所述的反射系数-对数阻抗线性方程带入褶积模型得到地震记录；

根据多道情况以及所述的地震记录得到地震资料按道构成的向量；

结合地震道缺失情况，根据采样关系，确定缺失地震数据-对数阻抗线性方程；

对所述的缺失地震数据-对数阻抗线性方程进行带有空间约束的正则化，得到目标函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，根据所述的声波阻抗以及反射系数建立的反射系数-阻抗微分近似方程为：

$r\left(t\right)=\frac{Z\left(t_{i+1}\right)-Z\left(t_i\right)}{Z\left(t_{i+1}\right)+Z\left(t_i\right)}\≈\frac{\mathrm{dZ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}\frac{1}{2Z\left(t\right)}$

其中，t为时间，r为反射系数，Z为声波阻抗。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述的反射系数-对数阻抗线性方程转化的离散形式为：

$\left[\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ \·\·\·\\ r_{N-1}\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& & & \\ & -1& 1& & \\ & & \·\·\·& \·\·\·& \\ & & & -1& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\ln \left(Z_1\right)\\ \ln \left(Z_2\right)\\ \ln \left(Z_3\right)\\ \·\·\·\\ \ln \left(Z_N\right)\end{array}\right]$

得到的反射系数-对数阻抗线性方程为：r=Dx。

其中，N为声波阻抗的离散采样点数，r=[r₁ r₂ ...r_N-1]^T为反射系数对应的向量， $D=\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& & & \\ & -1& 1& & \\ & & \·\·\·& \·\·\·& \\ & & & -1& 1\end{array}\right]$ 为差分矩阵， $x=\frac{1}{2}{[\ln \left(Z_1\right)\ln \left(Z_2\right)...\ln \left(Z_N\right)]}^T$ 为声波阻抗对应的对数阻抗向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，将所述的反射系数-对数阻抗线性方程带入褶积模型得到的地震记录为：

s=WDx

其中，W为子波矩阵，s为地震记录。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，地震资料按道构成的向量为：

Gm=y

其中， $G=\left[\begin{array}{cccc}{\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & & \\ & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & \\ & & \·\·\·& \\ & & & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1\end{array}\right]$ 为一个对角矩阵，m=[r₁ r₂ ...r_M]^T为阻抗剖面按道构成的一个向量，M为总的道数，y=[s₁ s₂ ...s_M]^T是地震资料按道构成的一个向量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，结合地震道缺失情况，根据采样关系，确定的缺失地震数据-对数阻抗线性方程为：

Py=PGm=d

其中，P为当前地层对应的采样矩阵，d为实际缺失的地震道数据按道构成的向量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，对所述的缺失地震数据-对数阻抗线性方程进行带有空间约束的正则化，得到的目标函数为：

${\left|\right|\mathrm{PGm}-d\left|\right|}_2^2+\mathrm{\λ}{\left|\right|\mathrm{Cm}\left|\right|}_1$

其中，λ为一正则化参数，C为一变换域算子。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述方法还包括：

根据估计的地震子波确定子波矩阵；

根据所述的阻抗剖面或阻抗体、采样矩阵、子波矩阵重建地震记录；

对所述重建的地震记录进行地震解释。

10.一种基于模型约束的阻抗反演系统，其特征是，所述的系统包括：

采集装置，用于采集当前地层的测井数据、地震数据以及采集矩阵；

提取装置，从所述的地震数据中提取地震解释资料；

初始阻抗模型建立装置，用于根据所述的测井数据以及所述的地震解释资料建立初始阻抗模型；

地震子波估计装置，用于根据所述的测井数据以及地震数据估计地震子波；

目标函数确定装置，用于根据声波阻抗与反射系数的关系以及地震道缺失时的采样关系确定目标函数；

阻抗确定装置，用于根据所述的初始阻抗模型、估计的地震子波以及目标函数确定当前地层的阻抗剖面或阻抗体；

储层预测装置，用于对所述的阻抗剖面或阻抗体进行综合解释，得到当前地层的储层预测结果。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征是，所述的目标函数确定装置具体包括：

反射系数-阻抗微分近似方程建立单元，用于根据所述的声波阻抗以及反射系数建立反射系数-阻抗微分近似方程；

反射系数-对数阻抗线性方程建立单元，用于将所述的反射系数-阻抗微分近似方程转化为离散形式得到反射系数-对数阻抗线性方程；

地震记录确定单元，用于将所述的反射系数-对数阻抗线性方程带入褶积模型得到地震记录；

向量构成单元，用于根据多道情况以及所述的地震记录得到地震资料按道构成的向量；

缺失地震数据-对数阻抗线性方程确定单元，用于结合地震道缺失情况，根据采样关系，确定缺失地震数据-对数阻抗线性方程；

正则化单元，用于对所述的缺失地震数据-对数阻抗线性方程进行带有空间约束的正则化，得到目标函数。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征是，所述的反射系数-阻抗微分近似方程建立单元建立的反射系数-阻抗微分近似方程为：

$r\left(t\right)=\frac{Z\left(t_{i+1}\right)-Z\left(t_i\right)}{Z\left(t_{i+1}\right)+Z\left(t_i\right)}\≈\frac{\mathrm{dZ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}\frac{1}{2Z\left(t\right)}$

其中，t为时间，r为反射系数，Z为声波阻抗。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征是，所述的反射系数-阻抗微分近似方程转化的离散形式为：

$\left[\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ \·\·\·\\ r_{N-1}\end{array}\right]=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& & & \\ & -1& 1& & \\ & & \·\·\·& \·\·\·& \\ & & & -1& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\ln \left(Z_1\right)\\ \ln \left(Z_2\right)\\ \ln \left(Z_3\right)\\ \·\·\·\\ \ln \left(Z_N\right)\end{array}\right]$

得到的反射系数-对数阻抗线性方程为：r=Dx。

其中，N为声波阻抗的离散采样点数，r=[r ₁r₂ ...r_N-1]^T为反射系数对应的向量， $D=\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& & & \\ & -1& 1& & \\ & & \·\·\·& \·\·\·& \\ & & & -1& 1\end{array}\right]$ 为差分矩阵， $x=\frac{1}{2}{[\ln \left(Z_1\right)\ln \left(Z_2\right)...\ln \left(Z_N\right)]}^T$ 为声波阻抗对应的对数阻抗向量。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征是，所述的地震记录确定单元得到的地震记录为：

s=WDx

其中，W为子波矩阵，s为地震记录。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征是，所述的向量构成单元构成的向量为：

Gm=y

其中， $G=\left[\begin{array}{cccc}{\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & & \\ & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1& & \\ & & \·\·\·& \\ & & & {\left(\mathrm{WD}\right)}_1\end{array}\right]$ 为一个对角矩阵，m=[r₁ r₂ ...r_M]^T为阻抗剖面按道构成的一个向量，M为总的道数，y=[s₁ s₂ ...s_M]^T是地震资料按道构成的一个向量。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征是，所述的缺失地震数据-对数阻抗线性方程确定单元确定的缺失地震数据-对数阻抗线性方程为：

Py=PGm=d

其中，P为当前地层对应的采样矩阵，d为实际缺失的地震道数据按道构成的向量。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征是，所述的正则化单元得到的目标函数为：

${\left|\right|\mathrm{PGm}-d\left|\right|}_2^2+\mathrm{\λ}{\left|\right|\mathrm{Cm}\left|\right|}_1$

其中，λ为一正则化参数，C为一变换域算子。

18.根据权利要求10所述的系统，其特征是，所述的系统还包括：

子波矩阵确定装置，用于根据估计的地震子波确定子波矩阵；

地震记录重建装置，用于根据所述的阻抗剖面或阻抗体、采样矩阵、子波矩阵重建地震记录；

地震解释装置，用于对所述重建的地震记录进行地震解释。

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