基于横向约束的快速随机反演方法研究

摘要

地震随机反演是一种以地质统计学为基础，充分利用测井数据，并以地震数据作为约束的反演方法。与常规反演方法相比，随机反演纵向分辨率高，能够模拟实现得到多个反演结果。该方法首先利用测井数据进行空间结构分析得到变差函数，然后进行随机模拟得到初始模型实现，最后结合相关优化算法进行迭代优化得到最终反演结果。 尽管随机反演优点众多，但常规地震随机反演存在横向连续性差和计算效率低的缺点，本文针对这些不足研究了两种横向约束的构建（基于横向相关函数的随机反演和基于多道差分约束的随机反演）和三种优化算法的改进（基于量子退火算法的随机反演、基于混合遗传算法的随机反演和基于梯度混合搜索算法的随机反演），从而提高地震随机反演的横向连续性和计算速度。其中横向约束的构建是在贝叶斯理论框架下，通过在表征参数空间相关性的协方差函数中加入横向相关函数，结合快速傅里叶滑动平均(Fast Fourier Transform-Moving Average，FFT-MA)谱模拟算法使先验信息增加横向连续性，另外依据地震道之间的相关性，在似然函数中加入多道差分约束，以此提高横向连续性，相关模型试算和实际资料分析证明了该方法的有效性。而优化算法的改进是在随机模拟得到初始实现后，引入并改进相关优化算法进行扰动优化，得到最终反演结果，这些改进的优化算法在原有算法的基础上，可有效提高计算效率和收敛精度。 可靠的储层流体识别结果在一定程度上可以提高勘探开发成功率、降低投入成本，对油气藏勘探与储层评价具有重要意义。本文在提高随机反演横向连续性和计算效率的基础上，研究了基于叠前随机反演的地震流体识别。首先，推导了基于Russell近似的敏感流体因子AVO弹性阻抗方程，然后进行了敏感流体因子的直接提取，从而减少不确定性和误差累积，最后与基于横向约束的快速随机反演相结合为地震流体识别提供有效信息。相关实际资料应用表明，基于叠前随机反演的地震流体识别方法不仅具有理论意义，而且具有一定的实用价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容

第二章 地质统计学与随机反演理论基础

2.1 地质统计学理论基础

2.1.1 变差函数

2.1.2 克里金估计方法

2.1.3 随机模拟理论

2.2 地震随机反演方法基础

2.2.1 地震反演描述

2.2.2地震随机反演理论

2.3 小结

第三章 基于横向约束的地震随机反演

3.1 贝叶斯理论框架

3.1.1贝叶斯定理

3.1.2 先验信息约束条件

3.1.3似然函数和后验概率分布

3.2 基于横向约束的地震随机反演

3.2.1基于横向相关函数的随机反演

3.2.2 基于多道差分约束的随机反演

3.3 模型试算与实际资料处理

3.3.1 基于横向相关函数的随机反演试算与应用

3.3.2 基于多道差分约束的随机反演试算与应用

3.4 小结

第四章 基于优化算法的快速叠前随机反演

4.1 叠前反演理论基础

4.1.1 AVO理论基础

4.1.2 弹性阻抗方程

4.2 基于优化算法的快速叠前随机反演

4.2.1 基于量子退火算法的随机反演

4.2.2 基于混合遗传算法的随机反演

4.2.3 基于梯度混合搜索算法的随机反演

4.2.4 三种优化算法比较分析

4.3 模型试算与实际资料分析

4.3.1 基于量子退火算法的随机反演试算与分析

4.3.2 基于混合遗传算法的随机反演试算与分析

4.3.3 基于梯度混合搜索算法的随机反演试算与分析

4.4 小结

第五章 基于叠前随机反演的地震流体识别

5.1 敏感流体因子AVO弹性阻抗方程建立

5.1.1基于Russell近似的弹性阻抗方程推导

5.1.2精度比较分析

5.2 敏感流体因子叠前地震随机反演

5.2.1 流体因子直接提取方法

5.2.2基于叠前随机反演的地震流体识别

5.3 实际资料应用分析

5.4 小结

结论与认识

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢