基于層序驅(qū)動(dòng)的地震多尺度彈性阻抗反演方法*

楊千里 劉志國(guó)

(1.中國(guó)地震局地球物理研究所 北京 100081； 2.中海油研究總院有限責(zé)任公司 北京 100028)

疊前反演包括AVO反演[1-3]及彈性阻抗反演。彈性阻抗反演綜合了疊后反演及AVO反演的優(yōu)勢(shì)，具有較好的穩(wěn)定性及抗噪性，保留了振幅隨偏移距變化的相關(guān)信息,利用反演得到的不同入射角的彈性阻抗體可以提取縱波速度、橫波速度、密度及泊松比等彈性參數(shù)，進(jìn)而預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的空間分布及識(shí)別油氣。彈性阻抗的概念被提出之后[4]受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注，也開(kāi)展了大量研究[5-9],目前反演方法和技術(shù)逐漸成熟，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。隨著勘探程度的加深，隱蔽油氣藏、河流相薄儲(chǔ)層油氣藏已成為重點(diǎn)關(guān)注方向。這些油氣藏地質(zhì)背景復(fù)雜，儲(chǔ)層厚度較薄，空間分布變化大，疊前地震資料信噪比較低，有效頻寬較窄，再加上反演方法本身的不適定性，反演結(jié)果受到局部極小值的嚴(yán)重影響，降低了彈性阻抗反演的可靠性。由于常規(guī)彈性阻抗反演結(jié)果難以識(shí)別薄儲(chǔ)層，因此改進(jìn)反演方法提高彈性阻抗反演結(jié)果的分辨率已成為地球物理工作者研究的重點(diǎn)。

層序地層學(xué)[10]認(rèn)為，地質(zhì)剖面是由一系列地質(zhì)體組成的，每個(gè)地質(zhì)體都是由成因上相同或相近、具有沉積上周期性和旋回性的層序體組成的。杜世通[11]提出了地震層序模型，認(rèn)為地震層序由兩個(gè)部分組成，即層序體[12-14]分界面的反射和層序體內(nèi)部旋回性結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。地震資料是不同尺度層序體的綜合響應(yīng)，并以較大級(jí)別層序體的響應(yīng)為主，而低級(jí)別層序體由于受強(qiáng)低頻信號(hào)背景影響，反射能量被壓制而難以識(shí)別。小波變換[15]具有良好的時(shí)頻局部化性質(zhì)，高頻部分有較好的時(shí)間分辨率，低頻部分有較好的頻率分辨率。通過(guò)小波變換將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為時(shí)頻域，可以清晰地劃分不同級(jí)別的層序體，識(shí)別較低級(jí)別的層序體。吳國(guó)忱 等[16-17]分別討論了小波變換的多分辨率特性，并利用該特性在小波相剖面中進(jìn)行層序體劃分，進(jìn)而研究沉積地層及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為提高地震分辨率及地質(zhì)解釋奠定了基礎(chǔ)。夏竹 等[18]對(duì)小波時(shí)頻譜中的各種分叉結(jié)構(gòu)進(jìn)行歸納，依據(jù)頻譜的發(fā)育特點(diǎn)識(shí)別較低級(jí)次的層序細(xì)節(jié),實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄儲(chǔ)層的高精度預(yù)測(cè)。自此，利用小波變換對(duì)地震及測(cè)井資料進(jìn)行高分辨率定量解釋的方法已走向成熟[19-21]。

本文通過(guò)建立復(fù)合正旋回模型正演彈性阻抗及部分角度疊加的地震記錄，利用正演計(jì)算的合成記錄進(jìn)行時(shí)頻分析，驗(yàn)證了彈性阻抗同樣存在多尺度特征，并同疊前地震資料的多尺度相空間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，把層序地層學(xué)理論與疊前地震反演相結(jié)合，提出了多尺度疊前反演方法：利用小波變換的多分辨率特性劃分地震層序體，明確地震資料的多尺度分布特征，之后將分角度疊加的地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行多尺度分解，以達(dá)到拓寬有效頻帶、提高地震資料分辨率的目的；結(jié)合貝葉斯理論建立目標(biāo)函數(shù)，分別對(duì)每個(gè)層序尺度的數(shù)據(jù)體進(jìn)行彈性阻抗反演。該反演過(guò)程是逐級(jí)進(jìn)行的，將較大尺度的反演結(jié)果作為較小級(jí)別層序尺度的初始模型，最終得到高分辨率的彈性阻抗，進(jìn)而提取彈性參數(shù)。模型測(cè)試和實(shí)際資料反演表明，該方法運(yùn)算簡(jiǎn)便，反演結(jié)果的分辨率遠(yuǎn)高于常規(guī)彈性阻抗反演，適用于復(fù)雜探區(qū)薄儲(chǔ)層的橫向預(yù)測(cè)。

1 方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程

1.1 彈性阻抗的多尺度特征

根據(jù)現(xiàn)代地質(zhì)韻律學(xué)定義，層序體也稱作旋回體，其結(jié)構(gòu)特征如粒度、巖性及孔隙度的變化體現(xiàn)了沉積過(guò)程的周期性。旋回體的地震響應(yīng)稱為地震旋回體，它是時(shí)頻分析研究的基本單元。根據(jù)沉積物的變化特點(diǎn)，可將地震旋回體劃分為正向旋回(水進(jìn)型)、反向旋回(水退型)、正向-反向旋回(水進(jìn)-水退型)、反向-正向旋回(水退-水進(jìn)型)等幾種基本類型。其中，正向旋回自下而上沉積物顆粒由粗到細(xì)，泥質(zhì)含量由低到高；反向旋回自下而上沉積物顆粒由細(xì)到粗，泥質(zhì)含量由高到低；其他的混合性旋回是二者的不同組合。地震和測(cè)井資料的時(shí)頻分析可以清晰地展示其多尺度特性，并為層序旋回體的劃分提供依據(jù)。

縱波阻抗及全疊加地震資料的多旋回、多尺度特性已被熟知，而綜合反映地層縱波速度、橫波速度及密度的彈性阻抗及分角度部分疊加的地震數(shù)據(jù)具有同樣的特性。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，本文利用縱波速度、橫波速度、地層體積密度建立了一個(gè)多級(jí)正旋回復(fù)合模型(圖1)。為了增強(qiáng)模型的合理性，其中的縱波速度由實(shí)際工區(qū)的鉆井分析獲得；依據(jù)縱波速度，由二次方程[22]計(jì)算得到橫波速度；由Gardner公式計(jì)算得到體積密度。完成建模后，依據(jù)Whitcombe給出的標(biāo)準(zhǔn)化彈性阻抗方程[23]計(jì)算彈性波阻抗，即

(1)

圖1 多級(jí)正旋回理論模型Fig.1 Multistage positive cycle theory model

計(jì)算得到的多角度彈性阻抗的變化規(guī)律(圖2a)與層速度及密度的變化規(guī)律(圖1)基本一致，具有明顯的旋回性。根據(jù)計(jì)算的彈性阻抗，選用30 Hz雷克子波正演得到了角道集合成記錄(圖2b)。由于角道集的相似性，抽取入射角為9°時(shí)的一個(gè)合成地震記錄進(jìn)行時(shí)頻分析(圖3)。由圖3可以看出：每個(gè)正旋回自下而上地層由厚到薄，頻率由低到高；整個(gè)模型在時(shí)頻域具有明顯的多旋回、多尺度特征。合成記錄是多個(gè)級(jí)別層序體的綜合響應(yīng)，與多尺度層序體的對(duì)應(yīng)關(guān)系不如時(shí)頻域清晰。時(shí)頻分析結(jié)果(圖3b)表明，合成地震記錄可劃分為3個(gè)尺度旋回體：①層序尺度的頻率為16～28 Hz，對(duì)應(yīng)著圖3c中彈性阻抗的大尺度旋回體；②亞層序尺度的頻率為28～40 Hz，對(duì)應(yīng)著圖3c的中尺度旋回體；③小層序尺度的頻帶范圍為40 Hz以上，對(duì)應(yīng)著圖3c中小尺度旋回體薄層。由于相鄰的小尺度地層反射波非同相疊加，層序信息在合成記錄中能量被壓制，表現(xiàn)為弱振幅難以分辨(圖3a、c中紅圈標(biāo)注位置)；但小尺度層序體的分布特征被清晰地呈現(xiàn)在時(shí)頻域剖面中，通過(guò)高分辨率處理拓展有效頻寬，有效利用小尺度信息，可以提高反演結(jié)果的分辨率。理論模型測(cè)試表明，彈性阻抗同樣具有多旋回、多尺度特征，這為多尺度彈性阻抗反演提供了理論依據(jù)。

圖2 估算的彈性阻抗(a)和角道集(b)Fig.2 Estimated elastic impedance(a)and angle gathers(b)

圖3 時(shí)頻分析對(duì)比(θ=9°)Fig.3 Time-frequency analysis contrast(θ=9°)

1.2 多尺度彈性阻抗反演

在時(shí)頻域尺度劃分的基礎(chǔ)上，利用小波分頻技術(shù)將地震信號(hào)分解為具有中心頻率的窄帶剖面[24]，即尺度地震剖面，其主頻與層序尺度主頻相對(duì)應(yīng)。利用不同尺度的Morlet小波[25]作為濾波器與疊前數(shù)據(jù)褶積，獲得多尺度層序體的地震數(shù)據(jù)體。Morlet小波外形上接近地震子波，具有對(duì)稱性及零相位特征，分解后地震反射同相軸不會(huì)發(fā)生畸變。Morlet小波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

(2)

式(2)中：t為時(shí)間；c為小波系數(shù)，控制小波的時(shí)寬和頻率特征；f0為小波調(diào)頻參數(shù)，控制基函數(shù)波形特征。

分頻后的地震資料對(duì)應(yīng)于不同尺度的地震層序體。由于地震頻寬的限制，本文將地震資料分解為3個(gè)層序尺度，即大尺度、中尺度、小尺度。分頻過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

M×S=[Db,Dm,Ds]T

(3)

式(3)中：M為不同尺度小波構(gòu)造的分解算子；S為分角度疊加地震數(shù)據(jù)；Db、Dm、Ds為分解后的大尺度、中尺度、小尺度數(shù)據(jù)體；下標(biāo)b、m、s代表大尺度、中尺度、小尺度。

令ωb(t)、ωm(t)、ωs(t)為對(duì)應(yīng)的大、中、小尺度的Morlet子波，矩陣M寫為

M=

(4)

(5)

(6)

(7)

式(4)～(7)中：t0b、t0m、t0s為大、中、小尺度子波峰值點(diǎn)位置；Tb、Tm、Ts為對(duì)應(yīng)大、中、小尺度子波的總長(zhǎng)度；N為采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。

隨后提取不同尺度的地震子波，在貝葉斯理論框架下建立目標(biāo)函數(shù)[26]，反演過(guò)程中將大尺度反演結(jié)果以模型約束的形式注入較小尺度的彈性阻抗反演中，增強(qiáng)了小尺度地震資料的可靠性。彈性阻抗反演流程相當(dāng)于疊后反演的推廣，每個(gè)部分角度疊加數(shù)據(jù)體的反演都可以看作是疊后波阻抗反演。令D=[Db,Dm,Ds]T，地震記錄褶積模型為

D=GR+N

(8)

式(8)中：G=[Gb,Gm,Gs]T,Gb、Gm,Gs分別為大、中、小尺度子波對(duì)應(yīng)的褶積矩陣；R=[Rb,Rm,Rs]T，Rb=[r1，r2，…，rN]T,Rm=[rN+1，rN+2，…，r2N]T,Rs=[r2N+1，r2N+2，…，r3N]T,Rb、Rm、Rs分別為大、中、小尺度反射系數(shù)，r為采樣點(diǎn)反射系數(shù)，N為觀測(cè)數(shù)據(jù)與褶積模型的殘差。

假設(shè)觀測(cè)噪聲服從高斯分布，其似然函數(shù)可以寫為

(9)

式(9)中：σn為多尺度地震數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

假設(shè)多尺度反射系數(shù)服從柯西分布，在此條件下先驗(yàn)概率分布可以表示為

(10)

為了使反演結(jié)果穩(wěn)定可靠，引入先驗(yàn)信息模型做進(jìn)一步約束,這是決定多尺度彈性阻抗反演結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可將測(cè)井資料的低頻信息當(dāng)做大尺度疊前數(shù)據(jù)的約束模型。當(dāng)設(shè)EI(θ)為彈性阻抗模型，令Rb(θ)為大尺度反射系數(shù)，在小反射系數(shù)條件下有

(11)

對(duì)式(11)兩邊積分，得到相對(duì)彈性阻抗為

(12)

式(11)～(12)中：EI(θ,t0)為初始雙程旅行時(shí)t0的角度彈性阻抗值，可由模型提供;η為連續(xù)時(shí)間。

可將式(12)簡(jiǎn)化為矩陣形式ξb=LRb，其中L為積分矩陣。將大尺度反演結(jié)果作為中尺度的約束模型，將中尺度反演結(jié)果作為小尺度的約束模型，則中、小尺度的相對(duì)彈性阻抗分別表示為

(13)

將式(11)～(13)引入約束權(quán)值，寫成矩陣形式為

ξ=CR+N′

(14)

其中

(15)

(16)

式(14)～(16)中：ab、am、as為常數(shù)，控制著模型約束的權(quán)重；N′為通過(guò)反射系數(shù)計(jì)算出的相對(duì)彈性阻抗與先驗(yàn)彈性阻抗模型的殘差。

令約束模型的標(biāo)準(zhǔn)差為σei，假設(shè)N′滿足高斯分布，此時(shí)的先驗(yàn)分布可寫為

(17)

將式(17)與式(9)相乘，得到整體先驗(yàn)分布表達(dá)式為

P(R)=Pei(R)·

(18)

根據(jù)貝葉斯理論，反射系數(shù)后驗(yàn)概率可以表示為

(19)

不考慮常數(shù)項(xiàng)，將式(4)與式(18)代入式(19)，得到反射系數(shù)后驗(yàn)分布的表達(dá)式為

(20)

將式(20)兩邊取對(duì)數(shù)，得

(21)

忽略常數(shù)項(xiàng)，將式(20)進(jìn)行整理，得到反演目標(biāo)函數(shù)為

(D-GR)T(D-GR)+(CR-ξ)T(CR-ξ) (22)

令目標(biāo)函數(shù)最小化，即對(duì)式(21)求導(dǎo)，令導(dǎo)數(shù)為0，得到反演方程為

(GTG+Q+CTC)R=GTd+CTξ

(23)

(24)

式(23)～(24)中：Q為對(duì)角矩陣；μb、μm、μs為多尺度反射系數(shù)的約束權(quán)值，權(quán)值越大反演結(jié)果越稀疏。

式(24)中的分母項(xiàng)加上了平方，與傳統(tǒng)Cauchy分布推導(dǎo)出的Q不同，稱之為修正柯西約束項(xiàng)[27]。這樣可以更好地保護(hù)弱反射系數(shù)，提高反演的準(zhǔn)確性。求解式(23)得到多尺度反射系數(shù)。

反演基本流程如下：

1) 設(shè)定反射系數(shù)初始向量R(0)以及閾值Tol。

2) 設(shè)定參數(shù)μb、μm、μs和ab、am、as。

3) 構(gòu)建矩陣G,Q,C,ξ。

4) 在每次迭代過(guò)程中：

a) 利用共軛梯度法求解式(24)得到向量R(k)；

c) 根據(jù)求得的結(jié)果修改Q以及ξ中的ξm和ξs；

d) 輸出最終反演結(jié)果。

迭代過(guò)程中，中尺度和小尺度的相對(duì)阻抗是變化的，為了使最終的反演結(jié)果趨于穩(wěn)定，迭代次數(shù)k不能太小，一般10次左右即可得到不錯(cuò)的效果。通過(guò)多尺度反演求得反射系數(shù)之后，通過(guò)道積分可以得到各個(gè)尺度的彈性阻抗,即

(25)

在反演迭代過(guò)程中，較大層序尺度的信息以趨勢(shì)約束的形式注入到較小的層序尺度反演中。小尺度反演結(jié)果EIs在突出小層序信息的同時(shí)，也融合了大、中尺度的彈性阻抗(EIs、EIm)的信息;小尺度反演彈性阻抗為最終結(jié)果。與多尺度聯(lián)合反演[28-29]不同，本文方法具有明顯的針對(duì)性。大尺度地震數(shù)據(jù)比較平緩，信噪比較高，反演結(jié)果準(zhǔn)確，將其作為先驗(yàn)信息約束較小尺度的反演，在一定程度上避免了局部極小點(diǎn)對(duì)反演的影響；反演過(guò)程可以看作是通過(guò)不斷收縮目標(biāo)函數(shù)尺度，逼近全局極小點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，本文方法與早期的多尺度逐級(jí)尋優(yōu)思想相似[30-31]，從理論上講較常規(guī)反演具有更高的分辨率和準(zhǔn)確性。

2 理論模型測(cè)試

為了驗(yàn)證本文方法的有效性，選取入射角為9°、18°和27°的彈性阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度反演測(cè)試。以入射角為9°的合成記錄為例，根據(jù)前文的時(shí)頻分析結(jié)果，選取3個(gè)中心頻帶與3個(gè)層序尺度對(duì)應(yīng)一致的Morlet小波作為濾波器與地震數(shù)據(jù)進(jìn)行褶積。由圖4所示的多尺度分頻結(jié)果可以看出：大尺度分頻結(jié)果強(qiáng)軸在每個(gè)旋回體的下部，對(duì)應(yīng)大套層序體；中尺度地震數(shù)據(jù)強(qiáng)軸偏上，對(duì)應(yīng)較薄層的位置；小尺度地震數(shù)據(jù)強(qiáng)軸位于旋回體頂部，對(duì)應(yīng)旋回體頂部薄層。小波分頻結(jié)果有效避免了帶通濾波存在的正弦調(diào)諧現(xiàn)象，基本上體現(xiàn)了原信號(hào)不同頻率范圍的信息，小尺度地震信號(hào)分辨率較原始合成記錄有顯著提升。

利用分頻的數(shù)據(jù)體進(jìn)行多尺度彈性阻抗反演。如圖5所示，以入射角為9°的彈性阻抗反演為例，將多尺度反演結(jié)果與常規(guī)反演進(jìn)行對(duì)比，可以看出：大尺度反演結(jié)果精確展示了模型的大層序；中尺度在大尺度基礎(chǔ)上增加了較低級(jí)別的層序體；小尺度反演結(jié)果與實(shí)際模型吻合良好，薄層被清晰地反演出來(lái)了。可見(jiàn)，常規(guī)反演結(jié)果無(wú)論從分辨率還是精準(zhǔn)程度上都遜色于多尺度反演。

圖4 多尺度層序體及彈性阻抗(θ=9°)Fig.4 Multi scale sequence body and elastic impedance(θ=9°)

圖5 常規(guī)反演與多尺度反演彈性阻抗結(jié)果對(duì)比(θ=9°)Fig.5 Comparision of elastic impedance of conventional and multi scale inversion(θ=9°)

按照相同的方法反演得到3個(gè)角度的彈性阻抗，隨后提取各種彈性參數(shù)，可以看出：多尺度反演能夠有效識(shí)別旋回體頂部的薄層，獲得的縱、橫波速度無(wú)論是分辨率還是準(zhǔn)確性均優(yōu)于常規(guī)反演結(jié)果，即便是不穩(wěn)定的密度項(xiàng)，也能得到可靠的結(jié)果(圖6)。模型測(cè)試表明，不同尺度的彈性阻抗逐級(jí)反演具有明顯的針對(duì)性，突出了敏感頻段的地震信息，提高了反演結(jié)果的分辨率及準(zhǔn)確性，其效果優(yōu)于常規(guī)彈性阻抗反演。

圖6 常規(guī)反演與多尺度反演提取的彈性參數(shù)對(duì)比Fig.6 Comparision of elastic parameters extracted by conventional inversion and multi-scale inversion

3 實(shí)際應(yīng)用效果分析

在模型測(cè)試的基礎(chǔ)上，將本文方法用于實(shí)際地震資料反演。分角度疊加數(shù)據(jù)體來(lái)自西非陸上X工區(qū)。該工區(qū)疊前數(shù)據(jù)體主頻為20 Hz左右，并存在多次波干擾、信噪比及分辨率較低等不利因素；目的層以A、B兩層砂巖為主，平均厚度為30 m，而物性較好的砂巖厚度大多小于10 m，常規(guī)反演分辨率有限，難以對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。以近道疊加的地震資料為例，過(guò)已鉆井地震測(cè)線的2個(gè)地震道時(shí)頻分析結(jié)果清楚地反映了近道疊加地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻特征(圖7)。

根據(jù)時(shí)頻分析，將地震數(shù)據(jù)劃分為3個(gè)尺度：大尺度頻率為5～15 Hz；中尺度頻帶為15～30 Hz，雖然能量有所減弱，但仍然在地震數(shù)據(jù)主頻范圍；小層序尺度在30 Hz以上，主要反映小層序沉積組合。選用對(duì)應(yīng)主頻為15、25、35 Hz的Morlet小波基，對(duì)疊前地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行多尺度分解。由近道多尺度地震剖面可以看出，小尺度地震資料的信噪比和分辨率明顯得到提升，高頻信息來(lái)自于實(shí)際地層，真實(shí)可靠(圖8)。

通過(guò)常規(guī)疊前反演、多尺度疊前反演得到相應(yīng)的3個(gè)不同偏移距的彈性阻抗,可以看出多尺度疊前反演結(jié)果比常規(guī)反演結(jié)果具有更高的分辨率(圖9)。利用彈性阻抗數(shù)據(jù)體提取縱波速度、橫波速度，泊松比等彈性參數(shù)，進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及流體性質(zhì)識(shí)別。與疊前常規(guī)反演相比，多尺度反演的縱波速度和橫波速度分辨率明顯提高(圖10)。M2井的縱橫波交會(huì)圖(圖11)表明砂巖為高縱波速度、高橫波速度，其中砂巖橫波速度基本大于2 500 m/s，據(jù)此可識(shí)別砂巖儲(chǔ)層(圖12)。由圖12可以看出，常規(guī)反演的橫波速度不能有效識(shí)別薄層砂巖，而多尺度反演的橫波速度能夠有效識(shí)別A、B兩個(gè)砂層。井旁道對(duì)比(圖13)表明，多尺度反演可以更細(xì)致地描繪出小尺度層序體，與井曲線吻合度更高，進(jìn)一步驗(yàn)證了本文方法的有效性。

圖7 西非陸上X工區(qū)近道疊加地震數(shù)據(jù)時(shí)頻分析結(jié)果Fig.7 Time-frequency analysis results near offset stack seismic data in X area,West Africa

圖8 西非陸上X工區(qū)近道多尺度地震剖面Fig.8 Multi-scale seismic profiles near offset stack in X area,West Africa

圖9 西非陸上X工區(qū)疊前常規(guī)反演與多尺度反演的彈性阻抗剖面對(duì)比Fig.9 Comparision of elastic impedance profiles of conventional and multi scale prestack inversion in X area,West Afirica

圖10 西非陸上X工區(qū)疊前常規(guī)反演與多尺度反演速度剖面對(duì)比Fig.10 Comparision of velocity profiles of conventional prestack inversion and multi-scale inversion in X area,West Africa

圖11 西非陸上X工區(qū)M2井縱橫波速度交會(huì)圖Fig.11 Crossplot of P-wave and S-wave velocity in Well M2 in X area，West Africa

圖12 西非陸上X工區(qū)過(guò)M2井地震測(cè)線常規(guī)反演與多尺度反演橫波速度剖面對(duì)比Fig.12 Comparision of S-wave velocity profiles of conventional inversion and multi-scale inversion of a seismic line cross Well M2 in X area,West Africa

圖13 西非X工區(qū)M2井旁道常規(guī)與多尺度反演橫波速度剖面對(duì)比Fig.13 Comparision of S-wave velocity profiles of conventional inversion and multi scale inversion of Well M2 up-hole trace in X area,West Africa

4 結(jié)論

1)將彈性阻抗反演技術(shù)與層序地層學(xué)理論相結(jié)合，提出了多尺度彈性阻抗反演方法：利用地震資料的多尺度空間與沉積層序體的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)小波分頻技術(shù)將地震資料分解為多個(gè)層序尺度，兼顧了中低頻信息，擴(kuò)展了相對(duì)低頻和相對(duì)高頻，在提高地震資料分辨率的同時(shí)也避免了高頻假象，為后續(xù)的反演提供了可靠依據(jù)；在貝葉斯理論框架下建立目標(biāo)函數(shù)，利用多尺度逐級(jí)尋優(yōu)特性進(jìn)行彈性阻抗反演，大尺度地震數(shù)據(jù)較平緩，反演結(jié)果準(zhǔn)確，將其作為先驗(yàn)信息約束較小尺度反演，在一定程度上避免了之后的反演受局部極小點(diǎn)所困擾，通過(guò)不斷收縮目標(biāo)函數(shù)尺度，逼近全局極小點(diǎn)實(shí)現(xiàn)整個(gè)反演，理論上比常規(guī)反演有更高的準(zhǔn)確性。

2)模型測(cè)試結(jié)果及實(shí)際地震資料的多尺度彈性阻抗反演結(jié)果表明，本文方法在抗噪性及反演穩(wěn)定性方面遠(yuǎn)好于常規(guī)稀疏脈沖反演，能夠有效識(shí)別旋回體小層序尺度薄層，對(duì)薄儲(chǔ)層的識(shí)別效果有實(shí)質(zhì)性提升。

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