[发明专利]一种薄互层模型约束下的地震波阻抗确定性反演方法

说明书

本发明公开了一种薄互层模型约束下的地震波阻抗确定性反演方法。本发明的技术要点是，在广义线性反演地震波数据表达式上，引入一项变换矩阵C，引入稳定因子λ，依据层位模型，构建每道对应的变换矩阵C的表达形式，就能求出该道基于层位模型约束的解；构建横向连续性约束，具体实施通过三个规则化矩阵约束层间上下D₁、左右D₂、前后D₃的弹性参数变化，这三个矩阵是只含1的稀疏矩阵，引入稳定因子λ₁、λ₂、λ₃控制道与道之间的变化，使用共轭梯度法求解。本发明多道反演，求出的解更趋全局最优，避免单道反演陷入局部最优，反演出的弹性参数横向分辨率增强。

技术领域

本发明属于地震勘探过程中使用地震数据反演岩石或流体属性的技术领域，是一种引入地震解释层位来约束地震波阻抗反演技术，具体涉及一种薄互层模型约束下的地震波阻抗确定性反演方法。

背景技术

在地震勘探中，地震反演是油藏描述和岩性刻画中一个重要的环节，这一过程是将物理的地震信号转换成更具实际地质指导意义的地层波阻抗和泊松比，不同的岩石和流体通常具有不同的波阻抗值和泊松比，结合已有测井和地质信息，我们就能刻画出油藏岩性/流体的分布和特性，以便布置油藏管理方法或新的井位信息。Denis和William[1983]提出的“广义线性反演地震波数据”是经典波阻抗反演理论，之后多数反演技术都是基于他们的工作。他们提出的广义线性反演可用以下表达式表达：

上式是Taylor展开式的低阶项，式中，F(I)是地震信号关于波阻抗值I的函数，I₀是初始波阻抗值，这里可认为是反演的低频模型参数，考虑到褶积模型F＝W*R，式(1)可进一步写成式(2)：

ΔF＝WGΔI (2)；

式(2)中，W是子波矩阵，G是反射系数R对波阻抗值I的导数，引入稳定因子λ，式(2)的解析解如下：

((WG^T*WG)^-1*WG^T+λJ)ΔF＝ΔI (3)；

式(3)的求解是个迭代的过程，求取的ΔI用于更新I₀，通常只需要几次迭代就能求取满意的最小二乘解；式(3)中，J是单位矩阵。

总的来说，“广义线性反演地震波数据”是一种快速简洁的反演方法，反演过程需要地震数据外的两个主要参数是，地震子波矩阵W和低频模型参数I₀，这两个参数涉及到地震层位标定和多井插值，一旦得到这两个参数，就可以输入到公式(3)中，通过共轭梯度方法求解方程(3)，迭代若干次后可得到反演的波阻抗值。“广义线性反演地震波数据”的缺点是反演结果光滑，没有突变地层界面信息，反演过程只考虑了单个地震道，无横向的多道约束，因而所求出的解可能陷入局部，这些和实际的地质情况往往不完全一致。

传统广义线性反演地震波数据将反演过程线性化，算法快捷，实现简单，但缺点如下：(1)基于样点的最小二乘求解方法得到的弹性参数垂向上光滑，分辨率不高；(2)地震解释的地质构造与层位信息无法直接加入到反演求解过程，这是一个突出的缺点。

发明内容

本发明针对上述传统方法的弊端，提供一种薄互层模型约束下的地震波阻抗确定性反演方法。它是一种基于高分辨率的薄互层碎屑岩模型、油藏网格或其他薄层模型的确定性反演方法，希望反演加入层位与构造约束，集成更多的地质信息，提高反演的精度与分辨率，并且在反演中进行多道同时反演，这样既可以增强反演横向的连续性，又可以避免单道反演陷入局部解，可求取多道模型的全局解。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该薄互层模型约束下的地震波阻抗确定性反演方法，是在广义线性反演地震波数据的反演方法上的改进；广义线性反演地震波数据可用以下表达式表达：