基于稀疏约束的叠前地震反演方法

发布时间：2019-07-12 07:51

【摘要】：叠前地震反演是储层预测与流体识别的重要手段,其中AVO技术已成为基于地震资料寻找油气的重要工具。随着勘探的深入,油气藏越来越复杂,改进反演方法对提高物性参数估计的准确性具有重要意义。将反演方程与反演参数建立在岩石物理意义基础上,利用贝叶斯理论或正则化理论优化反演是目前研究方向之一。地震数据本身是采集后处理得到的数字信号。本文首先介绍了信号理论中稀疏表示的概念与原理,进一步说明欠定问题求解的数学算法即正则化方法可以引入到地震反演中,同时指出贝叶斯理论与正则化理论的通性。基于正则化方法,实现了楔形字典反褶积,即通过子波矩阵引入楔形字典提高反演结果的薄层识别效果,同时利用基追踪算法求解构造出的欠定方程。该反褶积能够提高反射系数反演的抗噪性与地层界面分辨能力。为了能够通过叠前反演得到更符合地下真实情况的物性参数,本章提出了基于指数先验约束的三参数AVO反演方法。该方法首先得到稀疏的物性参数“反射系数”,进而由道积分获得层位清晰的速度、密度、阻抗等地震属性。在提高纵向分辨率的同时,为了保证横向连续性,反演又引入模型约束,即在地震剖面上进行层位解释,进而根据井资料进行二维/三维插值,得到待反演模型参数的初始值。进一步地,为了定量地获得储层中流体信息,本文基于含流体因子的反射系数近似方程,提出了基于反演谱分解的频变AVO反演方法,以及新的流体因子频变流体项Df。该方法建立在岩石物理衰减频散理论基础上,考虑了孔隙流体引起的衰减频散。然后讨论了多种时频分析/谱分解的方法,验证反演谱分解的高分辨率。反演采用贝叶斯先验约束保证反演结果的合理性与稳定性,同时利用MPI进行道与道间反演的并行加速。基于实际岩石物理参数的模型测试表明,该频变AVO近似在入射角不大的情况下具有较高的精度,单道反演结果进一步验证了该属性可以将含气砂岩与含水砂岩区分开来。实际资料试处理说明了基于新近似方程的频变AVO反演对油气识别的可行性。
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图片说明： (c)图 2-2 二维图像的稀疏性示意图（Starck 等，2010）信号中实际上不存在完全稀疏的信号，然而它们有可能是可以压缩的疏幅值按照从大到小顺序排列（(1)≥(1)≥…≥(1)），所有幅值服从号是是可以压缩的[64]。字典是构成信号的基本波形，例如信号的 Fourier 变换是由不同频率叠加而成的，如图 2-3。
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图片说明： 图 2-3 一维信号的傅里叶变换所用的正弦/余弦原子（Yilmaz 等，2字典 是原子的集合，对于频率来说可以为傅里叶字典，对于位置字典（也称为标准单位向量基或 Kronecker 基），对于位置、尺度来说对于位置、尺度、方向来说可以为曲波字典。2.3 稀疏表示原理2.3.1 稀疏域模型稀疏域模型(Sparse-Land Model)即信号的稀疏表示，它意欲用尽可表示信号的主要信息，，从而简化信号处理问题的求解过程。稀疏域模型可其中 为待处理信号， 为基函数字典， 为
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.4

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本文编号：2513568