CN113740910B - 一种vti等效介质裂缝弱度参数地震反演方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法及系统，获取待研究工区的地震数据；获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数。该方法能够合理可靠地从叠前地震数据中获取储层弹性模量和裂缝弱度参数，以实现页岩气储层特征的精细描述与刻画。
Description
技术领域
本发明涉及地震反演技术领域，特别是涉及一种VTI(Vertically TransverseIsotropy，具有垂直对称轴的横向各向同性)等效介质裂缝弱度参数地震反演方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
页岩气储层的水平薄互层构造或各向异性特征明显的水平层理可等效为VTI介质。大量学者研究表明，页岩气储层的水平层理缝诱导的各向异性将严重影响地震反射响应，裂缝弱度参数作为非常规页岩气储层水平层理缝描述的特征参数，有助于指导页岩气储层各向异性特征的识别与描述，因此建立裂缝弱度参数与地震响应之间的关系尤为重要。
贝叶斯反演理论通常用于稳定准确地求解目标函数。从目前的研究来看，地震反演研究主要涉及基于Zoeppritz方程的AVO反演方法和全波形反演方法。基于精确Zoeppritz方程和全波形反演方法能够利用丰富的叠前地震信息预测模型参数，但其计算量巨大，在反演尺度和计算效率上不能满足实际油藏储层精细表征要求，尤其是针对实际三维地震数据。针对VTI等效介质模型，传统基于Zoeppritz方程的近似反射系数方程是一个包含弹性参数和各向异性参数的五项模型参数表达式，其造成的病态反演问题限制了方法的应用。解决此问题的传统方法是近似改写原始方程以减少未知参数的数量，但对于裂缝诱导的各向异性效应未考虑其中。另外，常规反演获得的弹性参数难以直接对页岩气储层裂缝发育特征进行刻画，而间接计算的其他储层特征参数则会引入累积误差。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法及系统；借助于波恩积分的方法，推导了页岩气储层VTI等效介质纵波反射系数近似方程，建立了储层介质弹性模量、裂缝弱度参数与纵波地震反射之间的量化关系。
第一方面，本发明提供了一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法；
一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法，包括：
获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；
获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；
对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；
根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；其中，所述待估计新属性参数，包含四个新属性参数；
根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数。
第二方面，本发明提供了一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演系统；
一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演系统，包括：
第一获取模块，其被配置为：获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；
第二获取模块，其被配置为：获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；
平滑处理模块，其被配置为：对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；
参数计算模块，其被配置为：根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；其中，所述待估计新属性参数，包含四个新属性参数；
地震反演模块，其被配置为：根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于非暂时性存储计算机可读指令；以及
处理器，用于运行所述计算机可读指令，
其中，所述计算机可读指令被所述处理器运行时，执行上述第一方面所述的方法。
第四方面，本发明还提供了一种存储介质，非暂时性地存储计算机可读指令，其中，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行第一方面所述方法的指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在VTI等效介质地震反演过程中，基于反射系数近似方程的叠前AVA反演方法由于存在五个以上的未知参数而出现病态问题，从而影响储层参数反演的精度与可靠性。为实现面向页岩气储层的叠前多参数稳定、可靠反演，提出了一种稳健的基于VTI等效介质AVA反演的储层弹性模量与裂缝弱度参数评价方法。该方法以新构建的四项模型参数表征的VTI等效介质反射系数方程为基础，基于贝叶斯反演理论框架获得储层弹性模量和裂缝弱度等4个参数，以表征页岩气储层的弹性特征和裂缝发育特征。测井和实际资料的测试与应用表明，反演结果与测井解释结果一致，且反演结果稳定性好，因此，该方法能够合理可靠地从叠前地震数据中获取储层弹性模量和裂缝弱度参数，以实现页岩气储层特征的精细描述与刻画。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为第一个实施例的方法流程图；
图2(a)～图2(e)为第一个实施例的测井曲线示意图；图2(a)为纵波速度(km/s)；图2(b)为横波速度(km/s)；图2(c)为密度(g/cm3)；图2(d)为法向弱度参数δN；图2(e)为切向弱度参数δT；
图3(a)～图3(d)为第一个实施例的四项新属性组合参数测井曲线；图3(a)为A属性；图3(b)为B属性；图3(c)为C属性；图3(d)为D属性；
图4(a)～图4(b)为第一个实施例的合成角道集；图4(a)为信噪比等于5的合成角道集；图4(b)为信噪比等于2的合成角道集；
图5(a)～图5(d)为第一个实施例的信噪比为5的反演结果真实曲线和反演曲线之间的比较；图5(a)为A属性；图5(b)为B属性；图5(c)为C属性；图5(d)为D属性；
图5(e)～图5(h)为第一个实施例的信噪比为2的反演结果真实曲线和反演曲线之间的比较；图5(e)为A属性；图5(f)为B属性；图5(g)为C属性；图5(h)为D属性；
图6为第一个实施例的工区的叠后地震剖面，位于CDP 2122处的一口井穿过目标储层；
图7(a)～图7(e)为第一个实施例的位于CDP 2122的测井曲线；图7(a)为纵波速度；图7(b)为横波速度；图7(c)为密度；图7(d)为法向裂缝弱度参数；图7(e)为切向裂缝弱度参数；
图8(a)～图8(d)为第一个实施例的新组合参数属性反演剖面；图8(a)为A属性；图8(b)为B属性；图8(c)为C属性；图8(d)为D属性；
图9(a)～图9(d)为第一个实施例的测井曲线(点虚线)与反演结果(实线)的比较；图9(a)为A属性；图9(b)为B属性；图9(c)为C属性；图9(d)为D属性；
图10(a)为第一个实施例的在CDP 2122处的原始角道集；
图10(b)为第一个实施例的经过K-L变换处理后的拉平原始道集；
图10(c)为第一个实施例的使用反演的新属性A、B、C和D合成的角道集；
图11(a)为第一个实施例的反演属性B(实线)、真实属性B(点虚线)和真实剪切模量(虚线)之间的比较；
图11(b)为第一个实施例的反演(实线)和真实(虚线)纵波模量的比较；
图11(c)为第一个实施例的反演(实线)与真实(虚线)密度的比较；
图11(d)为第一个实施例的反演(实线)与真实(虚线)裂缝弱度参数的比较；
图12(a)为第一个实施例的过井反演剖面的压缩模量；
图12(b)为第一个实施例的过井反演剖面的密度；
图12(c)为第一个实施例的过井反演剖面的裂缝弱度。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
针对页岩气储层精细表征与描述的科学问题，开展基于VTI等效介质AVA反演的储层弹性模量与裂缝弱度参数反演方法研究。本发明首先基于推导的五项式VTI介质纵波反射系数近似方程，构建四项组合属性参数表征的新VTI介质纵波反射系数方程，以减少反演的模型参数，提高反演的稳定性；进一步结合贝叶斯反演理论以及属性之间的交会关系，实现储层弹性模量和裂缝参数的稳定、可靠反演，以有效刻画页岩气储层的弹性特征和裂缝发育特征。
实施例一
本实施例提供了一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法；
如图1所示，一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法，包括：
S101：获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；
S102：获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；
S103：对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；
S104：根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；其中，所述待估计新属性参数，包含四个新属性参数；
S105：根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数。
进一步地，所述S101：获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；其中，叠前角度道集，具体包括：分角度部分叠加的地震道集。
进一步地，所述S102：获取待研究工区的实际测井曲线；具体包括：
S1021：将设定范围内的入射角的角度道集进行叠加，得到叠后地震剖面；
S1022：在叠后地震剖面，进行井震标定后，得到待研究工区的实际测井曲线。
进一步地，所述S103：对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；具体包括：
根据线性滑移理论，裂缝诱导的各向异性VTI介质刚度系数表示为：
M＝λ+2μ；
ξ＝λ/M；
其中，M表示纵波弹性模量，μ表示横波弹性模量，δN表示法向裂缝弱度参数，δT表示切向裂缝弱度参数。
进一步地，所述S104：根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；具体包括：
利用散射理论和玻恩近似，推导出与弹性参数、裂缝弱度参数有关的线性化纵波反射系数近似方程：
其中，
和
是纵、横波弹性模量的反射率，
是密度反射率，g是纵横波速度比。
为了减少待反演模型参数的数量，将公式(2)进一步改写为：
在界面两侧弹性特征差异很小的情况下，对公式(2)进行近似：
其中i+1和i分别表示第i+1层和第i层，将式(4-1)、式(4-2)和式(4-3)代入式(3)，得到表达式：
设
则有以下表达式：
其中，公式(7)被称为“含四项属性的新方程”，新属性A、B、C和D是用于VTI等效介质的弹性模量和裂缝弱度预测的四项模型参数。
A和C属性代表弹性性质和裂缝弱度的项，两者相除与密度相关，两者的乘积与纵波模量和裂缝弱度有关。
在裂缝弱度低于设定阈值(例如0.1)的情况下，属性B近似等于剪切模量。D属性与裂缝弱度直接相关。
进一步地，所述S105：根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数；具体包括：
根据褶积理论，公式(7)的地震响应用矩阵形式表示为：
d＝Gm, (8)
其中，d是观测数据，正演算子G＝WP，模型向量m＝[A,B,C,D]T，W是子波矩阵，P是敏感度矩阵，如下所示：
其中,θ1···θm表示m个入射角；
基于贝叶斯定理，后验概率p(m|d)与先验概率p(m)和似然函数p(d|m)的乘积成正比：
p(m|d)∝p(m)p(d|m). (10)
其中，∝表示正比于符号。
当待研究工区的地震数据包含高斯随机噪声时，似然函数p(d|m)表示为：
其中，
是噪声的方差，N是输入数据采样点数；
假设模型参数间相互独立，先验概率p(m)表示为：
其中，Cm为模型参数的方差；
根据贝叶斯理论，求解反演问题转化为求解观测数据与合成数据之间的残差最小值，
其中，J(m)是待求解的目标泛函，R(m)是模型参数正则化项，
是数据方差；
根据最优化原理，求解能量残差极小值等价于能量残差对待估计参数的导数为零，也即：
因此，m的解表示为：
其中，T表示转置，Cm是为模型参数的方差，μh是模型参数扰动的权重。
利用合成AVA(amplitude variation with angle ofincidence)道集验证所提出方法在VTI等效介质四属性参数反演中的稳健性。对实际测井曲线进行平滑处理后，得到弹性参数和裂缝弱度参数曲线(图2(a)～图2(e))，并进一步计算得到待估新属性参数曲线(图3(a)～图3(d))。
利用雷克子波(主频为30Hz)与公式(10)计算的反射系数褶积得到合成叠前角度道集(图4(a)～图4(b))。为了验证新反演方法在噪声环境下的可靠性和稳定性，将信噪比为5和2的高斯随机噪声叠加在无噪数据上，如图4(a)～图4(b)所示，其中每个道集包含10个0°到45°入射角的地震数据。反演结果如图5(a)～图5(d)和图5(e)～图5(h)所示，从图中可看出，在地震信噪比分别为5和2的情况下，估计曲线与真实值之间均具有很好的一致性。因此，本发明提出的反演策略可以进一步应用于实际地震数据。
使用从实际页岩气工区采集的叠前纵波角道集来验证所提出方法的有效性和稳定性。将入射角为3°～28°的一组角道集进行叠加，形成叠后地震剖面，如图6所示。在CDP为2122，采样时刻为2200-2400ms处，有一口钻遇含气储层的井(红线)。井震标定后，弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线如图7(a)～图7(e)所示。从图7(a)～图7(e)可以看出，在2275ms采样时刻处，速度、密度的值相对较低，裂缝弱度的值相对较高，结合测井解释成果，解释为含气地层。利用上述测井曲线则可计算待反演的新属性曲线。进一步利用计算的新属性测井曲线，构建反演初始模型，为后续反演奠定模型基础。
图8(a)～图8(d)为四个新属性的反演剖面，叠合显示测井曲线，可看出井震一致性较好。为了进一步展示新反演方法的效果，图9(a)～图9(d)显示了在CDP 2122处反演曲线(实线)与测井曲线(点虚线)之间的对比结果，在目标层(采样时刻约为2275ms处)可看出反演属性与测井真实值吻合度高。为了进一步验证反演的合理性和稳定性，图10(a)～图10(c)对CDP为2122处的原始真实道集、经过K-L变换处理后的拉平道集和利用估计的新属性参数合成的角道集进行对比，看出三者具有很好的一致性。
在获得四个新属性反演剖面的基础上，首先预测纵波模量和剪切模量，将反演属性B(实线)与实际剪切模量(虚线)和实际测井计算属性B(点虚线)进行比较，结果如图11(a)所示，可看出真实属性B(点虚线)和真实剪切模量(虚线)之间差异较小。因此，反演属性B可以近似表征各向同性背景介质的剪切模量。然后利用反演属性A，C和D预测纵波模量，计算A与C的乘积
带入由属性D计算获得的δN，则可估算得到纵波模量，预测(实线)和实际(虚线)的纵波模量之间的比较如图11(b)所示，两者吻合度高。
进一步估算密度和裂缝弱度参数。根据反演属性A和C，计算过渡属性(A/C＝ρ2)，开方即可得到估算的密度曲线(实线)，与真实测井值(虚线)的比对如图11(c)所示，两者一致性较好。利用反演获得的D属性预测裂缝弱度，预测(实线)和实际(虚线)裂缝弱度如图11(d)所示，两者一致性也较好。
将上述计算单井的方法应用于地震剖面。利用反演属性A和C剖面(图8(a)～图8(d))计算纵波模量和密度剖面，如图12(a)和图12(b)所示。利用反演的属性D剖面(图8(a)～图8(d))计算裂缝弱度剖面，如图12(c)所示，从预测剖面可以看出，高产目的层的纵波模量和密度表现出低值异常，裂缝弱度表现出高值异常，预测参数与测井曲线之间具有较好的一致性，也进一步验证了该方法在页岩气储层弹性模量和裂缝弱度参数预测中的合理性和有效性。
针对页岩气储层精细表征与描述科学问题，本发明提出了一种稳定的基于VTI等效介质AVA反演的储层弹性模量与裂缝弱度参数评价方法，并在合成数据和实际资料中进行了应用，得出如下结论和认识：
1)基于五项式VTI介质纵波反射系数近似方程，构建了四项组合属性参数表征的新VTI介质纵波反射系数近似方程，有效减少了反演的模型参数，为VTI等效介质叠前AVA稳定反演奠定基础。
2)基于贝叶斯反演理论及属性之间的交会关系，实现储层弹性模量和裂缝弱度参数的稳定、可靠反演，有效刻画页岩气储层的弹性特征和裂缝发育特征。
3)合成数据和实际资料应用显示了良好的效果，本发明方法在页岩气工区具有潜在的广泛应用前景。
本发明主要开展了页岩气储层VTI等效介质的弹性模量和裂缝弱度参数的地震反演方法研究，针对传统的基于Zoeppritz方程近似反射系数中未知参数过多，造成反演病态，并且裂缝弱度参数不能直接估计的问题，提出了一种稳健的基于页岩气储层VTI等效介质AVA反演的储层弹性模量与裂缝弱度参数评价方法。首先，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，推导基于纵、横波模量、密度和裂缝弱度参数的VTI等效介质地震纵波反射系数近似方程，并通过对方程的整合化简，获得含四个新属性参数的线性化纵波反射系数方程。其次，在贝叶斯反演理论框架下，提出了页岩气储层VTI等效介质的新四属性参数线性反演方法，实现了新属性参数的准确预测。最后，通过建立新属性参数之间的交会关系，获得弹性模量和裂缝弱度等参数，以实现页岩气储层弹性特征与裂缝发育特征的地震准确描述。
实施例二
本实施例提供了一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演系统；
一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演系统，包括：
第一获取模块，其被配置为：获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；
第二获取模块，其被配置为：获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；
平滑处理模块，其被配置为：对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；
参数计算模块，其被配置为：根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；其中，所述待估计新属性参数，包含四个新属性参数；
地震反演模块，其被配置为：根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数。
此处需要说明的是，上述第一获取模块、第二获取模块、平滑处理模块、参数计算模块和地震反演模块对应于实施例一中的步骤S101至S105，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
上述实施例中对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分可以参见其他实施例的相关描述。
所提出的系统，可以通过其他的方式实现。例如以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如上述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时，可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另外一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
实施例三
本实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行上述实施例一所述的方法。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
实施例一中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
实施例四
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一所述的方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法，其特征是，包括：
获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；
获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；
对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；
根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；其中，所述待估计新属性参数，包含四个新属性参数；
根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数；
根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；具体包括：
利用散射理论和玻恩近似，推导出与弹性参数、裂缝弱度参数有关的线性化纵波反射系数近似方程：
其中，
和
是纵、横波弹性模量的反射率，
是密度反射率，g是横波速度与纵波速度比值的平方值；
为了减少待反演模型参数的数量，将公式(2)进一步改写为：
在界面两侧弹性特征差异很小的情况下，对公式(2)进行近似：
其中i+1和i分别表示第i+1层和第i层，将式(4-1)、式(4-2)和式(4-3)代入式(3)，得到表达式：
设
则有以下表达式：
其中，公式(7)被称为“含四项属性的新方程”，新属性A、B、C和D是用于VTI等效介质的弹性模量和裂缝弱度预测的四项模型参数，g是横波速度与纵波速度比值的平方值；θ是入射角度，A,B,C,D的具体表达式见6-1、6-2、6-3、6-4；
A和C属性代表弹性性质和裂缝弱度的项，两者相除与密度相关，两者的乘积与纵波模量和裂缝弱度有关；
在裂缝弱度低于设定阈值的情况下，属性B近似等于剪切模量；
D属性与裂缝弱度直接相关；
根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数；具体包括：
根据褶积理论，公式(7)的地震响应用矩阵形式表示为：
d＝Gm, (8)
其中，d是观测数据，正演算子G＝WP，模型向量m＝[A,B,C,D]T，W是子波矩阵，P是敏感度矩阵，如下所示：
其中,θ1···θm表示m个入射角；
基于贝叶斯定理，后验概率p(m|d)与先验概率p(m)和似然函数p(d|m)的乘积成正比：
p(m|d)∝p(m)p(d|m) (10)
其中，∝表示正比于符号；
当待研究工区的地震数据包含高斯随机噪声时，似然函数p(d|m)表示为：
其中，
是噪声的方差，N是输入数据采样点数；
假设模型参数间相互独立，先验概率p(m)表示为：
其中，Cm为模型参数的方差；
根据贝叶斯理论，求解反演问题转化为求解观测数据与合成数据之间的残差最小值，
其中，J(m)是待求解的目标泛函，R(m)是模型参数正则化项，
是数据方差；
根据最优化原理，求解能量残差极小值等价于能量残差对待估计参数的导数为零，也即：
因此，m的解表示为：
其中，T表示转置，Cm为模型参数的方差，μh是模型参数扰动的权重。
2.如权利要求1所述的一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法，其特征是，获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；其中，叠前角度道集，具体包括：分角度部分叠加的地震道集。
3.如权利要求1所述的一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法，其特征是，获取待研究工区的实际测井曲线；具体包括：
将设定范围内的入射角的角度道集进行叠加，得到叠后地震剖面；
在叠后地震剖面，进行井震标定后，得到待研究工区的实际测井曲线。
4.如权利要求1所述的一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演方法，其特征是，对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；具体包括：
根据线性滑移理论，裂缝诱导的各向异性VTI介质刚度系数表示为：
M＝λ+2μ；
ξ＝λ/M；
其中，M表示纵波弹性模量，μ表示横波弹性模量，δN表示法向裂缝弱度参数，δT表示切向裂缝弱度参数，λ表示第一拉梅常数，ξ表示第一拉梅常数λ与纵波弹性模量的比值，无单位。
5.一种VTI等效介质裂缝弱度参数地震反演系统，其特征是，包括：
第一获取模块，其被配置为：获取待研究工区的地震数据；所述地震数据，包括：叠前角度道集；
第二获取模块，其被配置为：获取待研究工区的实际测井曲线；所述实际测井曲线，为弹性特征参数和裂缝弱度的测井曲线；
平滑处理模块，其被配置为：对所述待研究工区的实际测井曲线进行平滑处理，得到弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型；
参数计算模块，其被配置为：根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；其中，所述待估计新属性参数，包含四个新属性参数；
地震反演模块，其被配置为：根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数；
根据所述弹性参数和裂缝弱度参数反演的初始模型，利用散射理论以及弱各向异性近似假设条件，得到待估计新属性参数；具体包括：
利用散射理论和玻恩近似，推导出与弹性参数、裂缝弱度参数有关的线性化纵波反射系数近似方程：
其中，
和
是纵、横波弹性模量的反射率，
是密度反射率，g是横波速度与纵波速度比值的平方值；
为了减少待反演模型参数的数量，将公式(2)进一步改写为：
在界面两侧弹性特征差异很小的情况下，对公式(2)进行近似：
其中i+1和i分别表示第i+1层和第i层，将式(4-1)、式(4-2)和式(4-3)代入式(3)，得到表达式：
设
则有以下表达式：
其中，公式(7)被称为“含四项属性的新方程”，新属性A、B、C和D是用于VTI等效介质的弹性模量和裂缝弱度预测的四项模型参数，g是横波速度与纵波速度比值的平方值；θ是入射角度，A,B,C,D的具体表达式见6-1、6-2、6-3、6-4；
A和C属性代表弹性性质和裂缝弱度的项，两者相除与密度相关，两者的乘积与纵波模量和裂缝弱度有关；
在裂缝弱度低于设定阈值的情况下，属性B近似等于剪切模量；
D属性与裂缝弱度直接相关；
根据待研究工区的地震数据，基于贝叶斯反演理论，对所述待估计新属性参数进行地震反演，得到页岩气储层的弹性模量和裂缝参数；具体包括：
根据褶积理论，公式(7)的地震响应用矩阵形式表示为：
d＝Gm, (8)
其中，d是观测数据，正演算子G＝WP，模型向量m＝[A,B,C,D]T，W是子波矩阵，P是敏感度矩阵，如下所示：
其中,θ1···θm表示m个入射角；
基于贝叶斯定理，后验概率p(m|d)与先验概率p(m)和似然函数p(dm)的乘积成正比：
p(m|d)∝p(m)p(d|m) (10)
其中，∝表示正比于符号；
当待研究工区的地震数据包含高斯随机噪声时，似然函数p(d|m)表示为：
其中，
是噪声的方差，N是输入数据采样点数；
假设模型参数间相互独立，先验概率p(m)表示为：
其中，Cm为模型参数的方差；
根据贝叶斯理论，求解反演问题转化为求解观测数据与合成数据之间的残差最小值，
其中，J(m)是待求解的目标泛函，R(m)是模型参数正则化项，σd 2是数据方差；
根据最优化原理，求解能量残差极小值等价于能量残差对待估计参数的导数为零，也即：
因此，m的解表示为：
其中，T表示转置，Cm为模型参数的方差，μh是模型参数扰动的权重。
6.一种电子设备，其特征是，包括：
存储器，用于非暂时性存储计算机可读指令；以及
处理器，用于运行所述计算机可读指令，
其中，所述计算机可读指令被所述处理器运行时，执行上述权利要求1-4任一项所述的方法。
7.一种存储介质，其特征是，非暂时性地存储计算机可读指令，其中，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行权利要求1-4任一项所述方法的指令。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115184996B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-07-04 | 吉林大学 | 一种基于地震反射振幅方位各向异性差异的裂缝预测方法 |
| CN117724154B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-04-30 | 中国石油大学(华东) | 一种考虑强各向异性特征的vti介质参数预测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016041189A1 (zh) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 杨顺伟 | 一种评价页岩气储层及寻找甜点区的方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106842313B (zh) * | 2015-12-04 | 2021-04-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 基于方位叠前地震数据的各向异性参数反演方法 |
| US11243318B2 (en) * | 2017-01-13 | 2022-02-08 | Cgg Services Sas | Method and apparatus for unambiguously estimating seismic anisotropy parameters |
| CN110687601A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-01-14 | 中南大学 | 一种正交各向异性介质流体因子与裂缝参数反演方法 |
| CN111751883B (zh) * | 2020-07-15 | 2021-07-30 | 中南大学 | 一种基于各向异性流体因子的致密裂缝储层地震预测方法 |
| CN113176612B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-11-01 | 中国石油大学(华东) | 一种高角度裂缝密度反演方法 |
| CN113156510B (zh) * | 2021-04-27 | 2022-07-01 | 中南大学 | 一种页岩储层脆性和各向异性参数预测方法及系统 |
| CN113253347B (zh) * | 2021-05-14 | 2022-07-01 | 中南大学 | 基于vti介质的页岩储层avo反演表征方法及系统 |
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-
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2016041189A1 (zh) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | 杨顺伟 | 一种评价页岩气储层及寻找甜点区的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于等效各向异性和流体替换的地下裂缝地震预测方法;陈怀震等;《中国科学:地球科学》;20150520(第05期);第589-600页 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024081508A1 (en) * | 2022-10-10 | 2024-04-18 | Bp Corporation North America Inc. | Robust stochastic seismic inversion with new error term specification |
Also Published As
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