时移地震叠前反演约束的油藏动静态表征理论与方法研究
发布时间：2021-11-06 04:31
时移地震勘探是针对许多老油田开发中后期,为精确获取地下地质模型、提高油气采收率并对剩余油分布进行预测所采取的重要手段之一。而基于时移地震的油藏监测技术则实现了油藏从静态描述到动态表征的转变,其中时移地震反演是该技术中的重要组成部分,因此如何从地震数据获取高精度、高分辨率的参数便成为油藏模型构建的关键因素。本文以传播矩阵算法作为正演理论基础,正则化理论作为基本反演框架,利用时移地震数据,引入了一些技术方法,以获取更准确、稳定的反演结果,并结合岩石物理手段构建油藏静、动态模型。首先,提出了一种以广义传播矩阵（GPM）为正演算子的基于模型的叠前波形反演方法,并利用L-BFGS方法最优化目标函数,以L曲线和广义交叉验证方法（GCV）自适应获取每一迭代步骤中适当的正则化权重,从而得到相应的模型更新。为了避免在求解目标函数的过程中陷入局部极值,在目标函数的建立过程中引入最优传输思想,以提高目标函数的凸性,并利用自适应地获取最优正则化权重的方法稳定反演结果。模型试验表明,该方法在收敛性和精度上均明显优于传统方法。此外,本文还将所提出的反演方案应用于测井数据和实际地震数据。结果表明,所提出的反演方案不...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
平面P波入射单一界面的反射、透射Fig.2.1ThereflectionsandtransmissionsofaplaneP-waveincidenttoasingleinterface
2 22 2 22 21sec , 8 sin , 1 4 sin , ,2s sp sppp p p sv vv vv v v v R （2.6） 在此以 Aki-Richard 近似式为例，对四类 AVO 进行模拟，见图 2.2。从图中对比可以发现，当入射角小于 30 度时，Aki-Richard 公式可以较好的逼近 Zoeppritz方程；而当入射角大于 30 度时，近似式模拟的结果与 Zoeppritz 模拟结果存在着较大的误差。而大角度地震数据中包含有更多关于密度、各向异性参数在内的弹性参数信息，因此基于近似式的反演算法受到了很大的限制。
第2章叠前反演基本原理及影响因素-16-时间域，然后再利用Zoeppritz方程或其近似式沿着时间方向逐个时间、逐个角度的求取相应的反射系数，如图2.3所示。显然,这样计算得到的反射系数均假设每层的入射能量一致，即不考虑因能量部分反射所造成的能量损失；同时不考虑层与层之间的相互作用关系，如层间多次波、薄层的调谐效应等。除此之外，由于每次运算得到的反射系数是相对独立，即每一个反射系数即为一个脉冲信号（对应频率域的白谱），然后利用子波与反射系数进行褶积得到合成地震记录，并不考虑地震数据的频率及相位变化。因此，逐渐有学者提出了基于波动方程的正演模拟算法，如利用Born近似的散射理论、反射率法、传播矩阵方法求解波动方程解析解算法，以及利用有限差分、有限元等算法的波动方程数值解算法。相较于前面提到的算法，基于波动方程的正演模拟方法[96-117]具有更好的模拟地震波在地下的真实传播情况的能力。图2.3基于射线追踪方法的正演算法Fig.2.3Theray-tracingapproachforforwardmodeling2.3失配函数的定义在线性赋范空间中，为了定量合成数据与观测数据之间的相似程度，通常利用范数定义观测数据与合成数据的误差，而由这样的范数构成的函数被称为失配函数，也称残差函数、损失函数、损耗函数等，而在基于贝叶斯框架下，则又被称为似然函数。在模型绝对准确，且正演算子可以完美拟合地下真实正演问题的情况下，失配函数实质上描述的是噪音的分布情况和噪声的大校因此，在假设噪音服从高斯分布的情况下，失配函数可定义为合成数据与观测数据残差的L2范数[118,119]。因此，最小二乘准则（L2残差范数）是工程应用中最为广泛的一种准则。但当噪
本文编号：3479166
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
平面P波入射单一界面的反射、透射Fig.2.1ThereflectionsandtransmissionsofaplaneP-waveincidenttoasingleinterface
2 22 2 22 21sec , 8 sin , 1 4 sin , ,2s sp sppp p p sv vv vv v v v R （2.6） 在此以 Aki-Richard 近似式为例，对四类 AVO 进行模拟，见图 2.2。从图中对比可以发现，当入射角小于 30 度时，Aki-Richard 公式可以较好的逼近 Zoeppritz方程；而当入射角大于 30 度时，近似式模拟的结果与 Zoeppritz 模拟结果存在着较大的误差。而大角度地震数据中包含有更多关于密度、各向异性参数在内的弹性参数信息，因此基于近似式的反演算法受到了很大的限制。
第2章叠前反演基本原理及影响因素-16-时间域，然后再利用Zoeppritz方程或其近似式沿着时间方向逐个时间、逐个角度的求取相应的反射系数，如图2.3所示。显然,这样计算得到的反射系数均假设每层的入射能量一致，即不考虑因能量部分反射所造成的能量损失；同时不考虑层与层之间的相互作用关系，如层间多次波、薄层的调谐效应等。除此之外，由于每次运算得到的反射系数是相对独立，即每一个反射系数即为一个脉冲信号（对应频率域的白谱），然后利用子波与反射系数进行褶积得到合成地震记录，并不考虑地震数据的频率及相位变化。因此，逐渐有学者提出了基于波动方程的正演模拟算法，如利用Born近似的散射理论、反射率法、传播矩阵方法求解波动方程解析解算法，以及利用有限差分、有限元等算法的波动方程数值解算法。相较于前面提到的算法，基于波动方程的正演模拟方法[96-117]具有更好的模拟地震波在地下的真实传播情况的能力。图2.3基于射线追踪方法的正演算法Fig.2.3Theray-tracingapproachforforwardmodeling2.3失配函数的定义在线性赋范空间中，为了定量合成数据与观测数据之间的相似程度，通常利用范数定义观测数据与合成数据的误差，而由这样的范数构成的函数被称为失配函数，也称残差函数、损失函数、损耗函数等，而在基于贝叶斯框架下，则又被称为似然函数。在模型绝对准确，且正演算子可以完美拟合地下真实正演问题的情况下，失配函数实质上描述的是噪音的分布情况和噪声的大校因此，在假设噪音服从高斯分布的情况下，失配函数可定义为合成数据与观测数据残差的L2范数[118,119]。因此，最小二乘准则（L2残差范数）是工程应用中最为广泛的一种准则。但当噪
本文编号：3479166
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