[发明专利]一种基于铀曲线拟阻抗约束的页岩密度参数叠前反演方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于铀曲线拟阻抗约束的页岩密度参数叠前反演方法，包括如下步骤：步骤100、基于声波、密度和铀测井曲线计算拟阻抗曲线；步骤200、对地震资料进行保幅处理，抽取高品质共反射点道集，并采用线性叠前弹性反演去除AVO因素的干扰获得纯纵波数据；步骤300、结合拟阻抗曲线和纯纵波数据进行叠后反演的数据体构建密度约束条件；步骤400、进行叠前密度参数的反演；本发明基于铀测井曲线对页岩有机质丰度的强敏感性及其与密度参数的强相关性，并依据去除了AVO效应干扰的纯纵波资料反演获取拟阻抗，然后利用拟阻抗与密度参数的相互关系约束密度反演过程，建立基于铀测井曲线拟阻抗约束的页岩密度参数叠前反演方法，提高页岩品质的预测精度。

技术领域

本发明实施例涉及油气地球物理技术领域，具体涉及一种基于铀曲线拟阻抗约束的页岩密度参数叠前反演方法。

背景技术

页岩气资源的富集和高产首先需要充沛的物质基础，如位于深水陆棚的沉积相带中、富含有机质、脆性矿物含量高、干酪根处于成熟和过成熟阶段等，特别是页岩发育要有较大规模。

实践发现纵、横波阻抗等敏感于常规储层品质的弹性参数往往仅对页岩储层的孔隙度大小有一定响应，无法据其对脆性、总有机碳含量和总含气量等页岩储层评价的核心指标进行判断。与之相对，页岩层的密度参数对其储层品质非常敏感。显然，利用地震资料准确反演密度参数对于页岩储层精细评价至关重要。

为了解决上述问题，在2012年Jeong等通过声波波动方程反演了模型资料的密度参数，但该类方法对资料品质要求极高，需要的计算资源巨大，目前并无成熟的实际应用。与之相对，Gray(2003)指出P-SV波中密度反射系数的贡献程度比P-P波大，因而相比纵波资料更易于被准确测量。Gorka(2010)等采用P-P与P-SV波资料联合反演了巴西Campos盆地Albacora区块的密度参数，取得了优于采用单一资料反演的密度结果。然而，转换波的野外采集十分昂贵，室内处理解释手段目前也不够成熟，且全球现有的地震资料约99％为纵波资料，无法开展广泛应用，目前常用的依然是基于纵波资料的叠前反演。通过数学统计方法如概率神经网络等预测密度参数必须有足够的已知信息才能建立稳定的预测模型，降低了其适用性。

作为挖掘纵波叠前地震资料弹性信息的核心技术，AVO即振幅随偏移距变化而变化技术已成为目前密度反演的关键地球物理手段。在其框架下，密度梯度的数值范围一般约为纵波、横波梯度数值范围的五分之一，其在反射系数方程中的前置系数一般很小，且随着入射角度的增加才逐渐变大，所以绝大多数地质条件下密度反演需要大角度资料。极个别地质条件下密度梯度对反射系数有主要贡献时，在资料入射角度较小的时候能被较为准确地反演。

由于AVO正演原理本身的假设或近似限制，加上实际情况下将连续函数离散化采集过程中的固有带限特征和各类噪音干扰等因素的影响，实际资料AVO反演问题严重病态，密度反演存在严重的不适定性，其解存在非唯一和不稳定性。对于这类不适定矩问题的求解，主流手段是在求解过程中加入各类先验信息作为正则化约束条件，将不适定反问题转换为变分问题进行求解。

比如针对超定问题的最小二乘解，针对欠定问题的最小长度解，针对实际离散欠定问题考虑“平缓度”或“粗糙度”的加权最小长度解，以及针对带噪问题的阻尼最小二乘和加权阻尼最小二乘解等，而贝叶斯参数估计理论本身也是正则化方法的一类，目前已经被广泛应用于地球物理反问题求解。2003年Buland和More提出贝叶斯框架下的叠前反演正则化方法，通过对模型参数的先验分布进行正态分布假设，并借此对反演过程引入罚函数约束，以减小解的多解性。