深度域AVO叠前同步反演方法

摘要

叠前深度偏移技术的发展与广泛的应用，产生了大量的深度域叠前地震数据。常规的深度域地震反演方法需要将深度域数据转换到时间域中，基于时间域数据反演用于储层描述和评价的弹性参数，再将时间域的弹性参数信息转换回深度域，建立用于解释的地质模型。叠前地震资料包含了丰富的振幅和走时信息，尤其是包含了横波信息，而AVO技术的发展则为叠前反演奠定了基础。因此，避免额外的深时和时深转换，将AVO叠前反演方法拓展到深度域，实现叠前深度偏移数据的AVO叠前反演具有重要的意义。
　　深度域地震子波的波形受子波延续深度范围内速度的综合作用，且波长与速度成正相关。深度域地震子波的速度依赖特性造成深度域地震子波与反射系数褶积不满足“线性时不变”系统条件，常速深度域褶积法通过常速度替换解决了深度域褶积模型的“线性时变”问题，深度域空变地震子波加权叠加法利用空变地震子波来适应系统的“线性时变”性质。两种方法合成的深度域地震记录都有效地反映出速度对地震波形的影响。
　　AVO三参数反演是“病态”的，深度域AVO叠前同步反演采用纵、横波阻抗两参数方程稳定反演问题。基于范数优化建立反演目标函数，利用插值型求导和Richardson外推法求解目标函数的数值梯度，并通过模型参数化策略降低反演问题维度，进行非线性有界约束共轭梯度反演。在深度域AVO叠前波阻抗同步反演，即非纵波速度反演情况下，深度域地震子波依赖于纵波速度低频趋势模型的反演效果最优，基于该最优策略，对深度域合成道集和实际叠前数据进行纵、横波阻抗反演，取得了较好的应用效果。
　　基于叠前深度偏移数据的深度域反演是可行的，为储层预测和评价提供了一种新的途径。深度域AVO叠前波阻抗同步反演研究为其它弹性参数的深度域反演提供了方法基础，也为提高深度域反演稳定性、精度和效率的进一步研究创造了条件。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 国内外研究现状

1．2．1 AVO反演

1．2．2 深度域地震正反演

1．3 论文研究内容

1．4 取得的成果和进展

第2章 AVO基本理论

2．1 Zoeppritz方程式

2．2 Zoeppritz方程近似公式

2．2．2 Aki和Richards近似式

2．2．3 Shuey近似式

2．2．4 Hilterman近似式

2．2．5 Smith和Gidlow近似式

2．2．6 Gidlow近似式

2．2．7 Fatti近似式

2．3 主要近似式的精度对比

第3章 深度域地震正演模拟

3．1 深度域地震子波分析

3．1．1 均匀常速介质中的地震子波

3．1．2 层状介质中的地震子波

3．2 深度域地震记录合成

3．2．1 常速深度域褶积

3．2．2 深度域空变地震子波加权叠加

3．2．3 算法应用

第4章 深度域叠前地震同步反演

4．1 叠前地震反演方程的建立

4．1．1 AVO近似方程

4．1．2 反演目标函数

4．1．3 模型参数化

4．2 共轭梯度算法

4．2．1 无约束共轭梯度算法

4．2．2 有界约束共轭梯度算法

4．2．3 一维线搜索

4．2．4 数值梯度

4．3 深度域叠前地震反演流程

4．4 深度域地震子波的速度依赖性对反演的影响

4．5 深度域叠前波阻抗反演

4．5．1 井旁道集反演

4．5．2 二维地震数据反演

4．5．3 三维地震数据反演

4．6 软件开发

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果