谱反演分析技术在薄互储层中的研究与应用

摘要

油气资源勘探一直以来在世界各国占据十分重要的战略地位。在世界经济快速发展的同时能源也在快速消耗。最初的勘探目标主要是针对地层构造简单、储层易于发现的大规模有利区域。随着油气资源需求量的日益增加，勘探目标也逐渐转向地质构造复杂、勘探难度大的区域，因此对勘探技术与数据处理提出了较高要求，尤其是针对薄互储层精细刻画与识别问题已成为当今复杂勘探面临的重要挑战。薄互储层的空间展布规律及其有效刻画是重要的研究方向之一。分辨率是描述薄互储层勘探的一个重要参数，提高地震资料分辨率和反演精度是最终目标。
　　本论文首先对地震勘探中的分辨率问题进行分析研究。总结了影响分辨率的因素和如何消除这些因素对分辨率影响的方法。从理论上探讨薄互层频谱的特点，结合薄层陷频法特征建立几种薄互层反射系数模型，最终归纳总结薄互层的时频域特征，为后续的谱反演奠定理论基础。
　　通过对反演目标函数进行详细推导与求解，力求寻找各种快速有效的解决方案来提高反演精度和可靠性。本文结合现阶段的一些研究成果，将最小二乘QR分解法应用于反演方程组中。尽管反演结果能够与模型较好吻合，但是该算法的收敛性较差，反演结果存在较大误差。为了提高反演的稳定性，需引进一种新的算法。本文将截断牛顿内点法用于反演方程组的求解，取得了相对较好的应用效果。同时对截断牛顿内点法进行抗噪性分析研究，得出该算法的抗噪性满足叠后地震资料处理要求。基于提出的截断牛顿内点法，采用一维、二维不同的理论模型，测试算法的合理性和正确性。在理论验证的基础上，将该方法应用于实际地震资料处理中，并结合井资料验证了谱反演技术具有提高分辨率和反演精度的能力。
　　薄层反射系数反演也叫做谱反演，这种反演技术的关键环节就是压缩地震子波，或者去除地震波在地下传播过程中干涉、调谐等效应对地下地层的影响，拓宽有效地震信号的频带范围。其优点是对井的依赖程度低，并且在不损失地震横向连续性的同时，提高地震资料纵向分辨率。在实际资料应用中谱反演技术对于薄层识别以及后续勘探井位部署具有重要的现实意义。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 谱反演基本理论

2．1 分辨率

2．1．1 分辨率的定义

2．1．2 影响分辨率的主要因素

2．1．3 提高分辨率的方法

2．2 薄互层模型分析

2．2．1 简单反射系数模型

2．2．2 等厚薄互层反射系数模型

2．2．3 不等厚薄互层反射系数模型

2．2．4 楔形反射系数模型

2．3 奇偶分解

2．4 子波提取

2．5 本章小结

第3章 反演目标函数构建与算法研究

3．1 基于奇偶分解的目标函数推导

3．1．1 三层模型目标函数推导

3．1．2 五层模型目标函数推导

3．1．3 多层模型目标函数推导

3．2 LSQR算法

3．2．1 算法基本原理

3．2．2 数值实验

3．3 截断牛顿内点法(TNIPM)

3．3．1 算法基本原理

3．3．2 数值实验

3．4 本章小结

第4章 模型测试与实际应用

4．1 模型试验

4．1．1 单道模型分析

4．1．2 多道模型分析

4．1．3 Marmousi模型分析

4．1．4 复杂起伏地表模型分析

4．2 实际资料应用

4．3 本章小结

结论

致谢

参考文献