模型驅(qū)動(dòng)的高精度疊前地震反演方法及應(yīng)用

王振濤,慎國(guó)強(qiáng),王玉梅,孟憲軍

(中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院,山東東營(yíng)257022)

疊前地震反演技術(shù)是解決油氣勘探儲(chǔ)層巖性、流體預(yù)測(cè)等問(wèn)題的重要技術(shù),在油氣勘探開(kāi)發(fā)中越來(lái)越受到重視。基于波動(dòng)方程理論的疊前全波形反演直接利用炮集資料得到地層參數(shù),但該方法尚未成熟,同時(shí)受制于計(jì)算速度和反演精度,目前還不能在勘探開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。基于佐普里茲方程及其近似式的疊前地震反演技術(shù)利用不同偏移距地震振幅變化信息,可得到用于精細(xì)儲(chǔ)層研究的縱、橫波速度以及密度、泊松比和流體因子等多種地層參數(shù),多年來(lái)一直是研究的重點(diǎn)。疊前地震反演是復(fù)雜的非線(xiàn)性問(wèn)題,解決問(wèn)題的方法主要有兩類(lèi):一類(lèi)是將非線(xiàn)性問(wèn)題局部線(xiàn)性化近似,通過(guò)迭代逼近獲得最優(yōu)解,方法簡(jiǎn)單、易行,但對(duì)初始模型依賴(lài)性強(qiáng),得到的經(jīng)驗(yàn)是局部最優(yōu)解,所以對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)中大規(guī)模三維疊前地震數(shù)據(jù)的反演運(yùn)算,還需要研發(fā)低成本、高效率的線(xiàn)性化反演方法[1-4];另一類(lèi)是利用非線(xiàn)性反演方法,主要基于統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)、物理學(xué)和仿生學(xué)等,研究形成的多種非線(xiàn)性反演方法,如免疫[5]、模擬退火[6]及粒子群[7]算法等,這些方法可以通過(guò)全局搜索獲得全局最優(yōu)解,但往往存在計(jì)算量大的問(wèn)題,也難以應(yīng)用于實(shí)際勘探開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中。

疊前線(xiàn)性化反演方法的思路是利用泰勒展開(kāi)式一階形式,用初始給定參數(shù)模型地震響應(yīng)和一階偏導(dǎo)方程矩陣(雅克比矩陣)線(xiàn)性近似表達(dá)期望反演參數(shù)模型地震響應(yīng),進(jìn)而構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和迭代公式,然后從初始模型出發(fā),經(jīng)過(guò)迭代更新初始模型,最后收斂得到最終期望模型,也就是反演結(jié)果。……