[发明专利]一种砂泥岩薄互层介质多波AVO联合反演方法

权利要求书

1.一种砂泥岩薄互层介质多波AVO联合反演方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、抽取PP波AVA道集和PS波AVA道集，并将PS波资料压缩到PP波的旅行时上，使PS波与PP波时间剖面相匹配；

S2、建立VTI介质参数反演的初始模型：

2.1)利用测井资料建立纵横速度和密度的线性初始模型；

2.2)根据岩石物理测井信息或者速度分析，得到初始各向异性参数模型；

S3、建立薄互层内部参数反演的初始模型：

3.1)根据测井资料得到的砂泥岩纵横波速度、密度以及厚度资料；

3.2)利用步骤3.1)得到的资料建立砂泥岩纵横波速度、密度和N/G的线性初始模型；

S4、多波AVA反演

S4.1、VTI介质参数反演：

4.1.1)将步骤S2中建立得到的纵横速度和密度的线性初始模型以及初始各向异性参数模型转化为以Δε,Δδ,为模型参数如下：

M＝[A₁,B₁,C₁,D₁,E₁,…A_m,B_m,C_m,D_m,E_m]^T,

其中，D＝Δε,E＝Δδ,；m表示反演剖面中每一道的采样点数，则模型参数的维数为5*m；记初始模型参数为M₀；

4.1.2)利用式(1)计算模型参数的反射系数序列，并与提取出的子波进行褶积，得到PP波和PS波的合成记录；

其中，

V_P0和V_S0分别表示P波和SV波的垂直速度，ρ是密度，ε和δ是VTI介质的各向异性参数，i和j分别为P波的入射角和透射角；下标1和2分别表示反射界面上下层的弹性参数；

4.1.3)根据式(2)、(3)计算出模型增量ΔM和目标函数Q₁，如果Q₁不满足精度要求，则ΔM叠加到初始参数模型上得到新的模型参数，并返回步骤4.1.2)；直到Q₁满足精度要求，迭代停止；此时得到一个达到目标分辨率的纵波速度、横波速度、密度和各向异性参数的数据体；

ΔM＝(J^TJ)^-1J^T[Y(M,θ,t)-Y(M₀,θ,t)], (2)

Q₁＝||(J^TJ+λI)·ΔM-J^T[Y(M,θ,t)-Y(M_inv,θ,t)]||². (3)

设实测的地震记录Y(M,θ,t)＝[y(M,θ₁,t),y(M,θ₂,t),…,y(M,θ_n,t)]^T，其中n表示CMP的道数，θ表示入射角，t表示时间，地震记录等于反射系数序列和子波的褶积，即：

Y＝ω(t)*R(θ),

式中，ω(t)是地震子波的序列，R(θ)是反射系数序列，具体表示为：

对地震记录Y在M₀处进行Taylor展开并略去高阶项，得到：

ΔY＝JΔM,

其中，ΔM＝M-M₀代表模型参数的增量，ΔY＝Y(M,θ,t)-Y(M₀,θ,t)为实测数据地震记录与初始模型参数地震记录计算得到的地震记录之差；J是Jacobian矩阵，是地震记录Y(M,θ,t)对于模型参数M的一阶导数；J表示为：

S4.2、薄互层内部参数反演：

4.2.1)薄互层内部参数的模型参数定义为：

P＝[V_Pa1,V_Sa1,ρ_a1,V_Pb1,V_Sb1,ρ_b1,r₁,…V_Pax,V_Sax,ρ_ax,V_Pbx,V_Sbx,ρ_bx,r_x]；

r表示N/G；记薄互层内部参数的初始模型参数为P₀；

4.2.2)用初始模型参数为P₀计算得到VTI介质模型参数S：

S＝[V_P1,V_S1,ρ₁,ε₁,δ₁,…V_Px,V_Sx,ρ_x,ε_x,δ_x]^T；

式中x表示VTI介质的个数；

4.2.2)求解下式，得到模型增量ΔP和目标函数Q₂；如果Q₂不满足精度要求，则ΔP叠加到初始模型参数上得到新的模型参数，并用新的模型参数计算VTI介质模型参数S，并再次计算下式，直到Q₂满足精度要求，迭代停止；此时获得一个达到目标分辨率的砂泥岩纵波速度、横波速度和密度以及砂岩与储层厚度比N/G的数据体；

ΔS＝GΔP；

Q₂＝||(G^TG+λI)·ΔP-G^T(S-S_inv)||²；

其中，ΔP＝P-P₀代表模型参数的增量，ΔS＝S-S₀是实际VTI介质参数与通过初始模型参数计算得到的VTI参数之差；G是Jacobian矩阵，是VTI介质模型参数S对于模型参数P的一阶导数,G表示为：

2.根据权利要求1所述的砂泥岩薄互层介质多波AVO联合反演方法，其特征在于，步骤S1的具体流程如下：

S1.1、抽取PP波AVA道集

1.1.1)根据地震道的道头信息，确定目的层的深度H和不同炮检距X，得到对应的入射角θ；

1.1.2)确定反演所需要的入射角，抽取其振幅参数得到PP波的AVA道集；

S1.2、抽取PS波AVA道集

1.2.1)根据地震道的道头信息，确定目的层的深度H和不同炮检距X，得到对应的入射角θ；

1.2.2)确定反演所需要的入射角，抽取其振幅参数得到PS波的AVA道集；

1.2.3)通过纵横波速度比利用下式将PS波资料压缩到PP波的旅行时上，使PS波与PP波时间剖面相匹配，便于多波层位的对比：