专利名称：一种利用佐普立兹阻抗进行储层预测的方法
技术领域：
本发明专利涉及地震反演领域，用于利用地震勘探资料进行储层预测，具体涉及一种利用佐普立兹(Zc^ppritZ)阻抗进行储层预测的方法。
背景技术：
英国的BP公司的I^atrick Connolly在1999年把波阻抗反演技术和AVO技术结合在一起率先提出了弹性阻抗EI (Elastic Impedance)反演概念(Connolly，1999)， 从而把地震反演技术带入到了一个新的领域。但是随着弹性阻抗的深入的研究和逐渐应用，人们发现EI本身存在者诸多缺点和不足(Whitcombe&CormollyJOOl ；马劲风，2003 ； Jinfeng Ma, 2003, 2004 ；Santosand Tygel，2004)。在 Patrick Connolly 的弹性阻抗理论基础中，假设整个地震剖面上纵、横波速度比为常数，假设地震波入射角为常数。这种假设造成弹性阻抗反演公式误差大，因此限制了 EI的应用及反演结果的精度。对此， 不同学者对于I^atrick Connolly的弹性阻抗进行了诸多改进，而相继提出了 Extended elastic impedance (Whitcombe 禾口 Connolly, 2001)、Generalizedelastic impedance (马 5 )Μ 2003 Jinfeng Ma, 2003, 2004) > Ray-pathelastic impedance (Jinfeng Ma and Igor Morozov，2004)、ReflectionImpedance (Santos and Tygel，2004)。同时转换波弹性阻抗的反演也随着多分量地震技术的普及和转换波解释的需要而逐渐开展起来(Gonzalez etal.，2000)，其中挪威 NTNU (Norwegian University of Science andTechnology)的 Martin Landro i^Hj T Shear-wave elastic impedance 白勺才既$ (Duffaut et al, 2000), || 各向异性介质中的Elastic impedance (JorgeL. Martins, 2006)从理论和适用范围等不同的方面对弹性阻抗进行了不断的修正和改进。但是这些技术改进，仍然基于Aki与Richards (1980)对于^^ppritz方程的简化。Aki与Richards的近似公式假定两层介质分界面上下岩性差异不大，即纵、横波速度、 密度差异不大。这仅适合第二类含油、含气砂岩的特例。这对于碳酸盐岩、火山岩储层、煤层等上下层岩性差异大的储层，及第一、三类含气砂岩，基于Aki和Richards的公式弹性阻抗反演不能得到合理的结果。对于第一、三类含油气砂岩，公式的误差较大。Aki与Richards 的近似公式随入射角增大，误差增大。马劲风与加拿大Univ. of Saskatchewan大学地球科学系教授IgorMorozov 一起提出了 Zc^ppritz弹性阻抗的概念和正、反演方法(Jinfengma&Igor Morozov, 2005, 2006)。这一方法克服了 Aki与Richards近似公式基础上弹性阻抗概念的问题。佐普立兹弹性阻抗的提出主要基于下列文章1.Jinfeng Ma and Igor B. Morozov. 2007, The exact elastic impedance for P-SV wave,77th AnnualInternational Meeting，SEG，Expanded Abstracts，AV0，288—292， San Antonio，Texas, USA2. Jinfeng Ma and Igor B. Morozov,2006, A fluid detection study from Zoeppritz Elastic Impedance，76thAnnual International Meeting，SEG, ExpandedAbstracts，284-288，New Orleans，Louisiana，USA3. Jinfeng Ma and Igor B. Morozov，2006，Attributes of Zoeppritz Elastic Impedance，2006 CanadianSociety of Exploration Geophysicists CSEG/CSPG/CWLS Joint Convention, AVO, Calgary, Canada4.Jinfeng Ma and Igor B. Morozov,2005, The Exact Elastic Impedance as a Ray-path and Angle ofIncidence Function，75th Annual International Meeting，SEG， Expanded Abstracts，269 272. Houston，Texas, USA5. Jinfeng Ma and Igor B. Morozov,2005, The Exact Elastic Impedance，2005 Canadian Society ofExploration Geophysicists National Convention, AV0, Calgary, Canada
发明内容
本发明的目的在于，提出一种利用佐普立兹(Zc^ppritz)弹性阻抗进行储层预测的方法。其改进之处是将基于^^ppritz方程简化关系的Aki与Richards近似公式基础上的I^atrick Connolly (1999)提出的弹性阻抗、广义弹性阻抗(马劲风，2003 Jinfeng Ma，2003，2004)、射线弹性阻抗中(JinfengMa and Igor Morozov，2004)，反射阻抗(Santos and Tygel，2004)、弱各向异性介质中的弹性阻抗(Jorge L. Martins，2006)，以及横波弹性阻抗(Duffaut and Martin Landro，2000)，P-to_S弹性阻抗(Gonzalez et al·，2000)等， 改进成为直接采用精确公式，即^^ppritz方程来构建弹性阻抗。以便解决Aki与Richards 近似公式带来的诸多弹性阻抗误差。具体如下一种基于佐普立兹(Zc^ppritz)阻抗进行储层预测的方法，包括以下步骤将佐普立兹弹性阻抗与其它类型的弹性阻抗对比采用选择初始佐普立兹 (Zoeppritz)弹性阻抗为其它需要对比的波阻抗、弹性阻抗的初值，选择为1或任意常数；其中佐普立兹反射系数的精确公式表示为 ΖΕΙ(αΙ+ι, β1+ι, , P) — ZEIia1, β,, Pl, P)
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幼 1 - Kp,r Ψ)(2)ΖΕΙ即为佐普立兹( 印pritz)弹性阻抗；公式中α、β、P分别为纵波速度、横波速度、岩层密度；i为岩层序号；P为波传播的射线参数；α ^，β ^，P ^，Ptl分别为初始岩层的纵波速度、横波速度、岩层密度和波传播的射线参数；α η，β η，P η，ρη分别为第η个岩层的纵波速度、横波速度、岩层密度和波传播的射线参数；θ为波传播的入射角度；Rp, J θ ) 为第i个岩层的波传播的射线参数为P的佐普立兹反射系数；N为大于等于1的整数；在实际井资料计算佐普立兹( 印pritz)弹性阻抗时，计算沿射线或共角度的佐普立兹(heppritz)弹性阻抗；对井资料进行精细解释与方波化，以便消除利用井资料和公式( 计算佐普立兹(heppritz)弹性阻抗的累积误差；利用低通滤波器获得佐普立兹(Zoeppritz)弹性阻抗的低频分量和高频部分；低频部分作为初始模型进行迭代反演，或累加到反演出来的高频成分中；高频部分用于约束地震资料反演时的高频成分；利用精确反射系数计算人工合成地震记录、标定层位；对于地震资料，采用小角度范围或者射线范围内叠加的方式，提高地震资料的信噪比。本发明的有益效果是本发明借助波阻抗与Connolly弹性阻抗同样的思路，就是将反射系数写成递推公式的形式。但是，将反射系数用精确的平面波条件下^eppritz方程代替，而波阻抗或弹性阻抗则表示成为新的佐普立兹( 印pritz)弹性阻抗。这样以佐普立兹( 印pritz)弹性阻抗计算反射系数时，就是精确的反射系数，而非Aki和Richards近似公式的近似反射系数。从精确的反射系数按照递推公式获得的弹性阻抗，即为佐普立兹(Zc^ppritz)弹性阻抗。本发明克服了基于Aki和Richards近似公式的弹性阻抗中的诸多假设，提高了弹性阻抗正、反演的精度。也解释清楚了地震反演中低频分量与高频之间的匹配关系。
图1是第二类含气(油、水)砂岩由弹性阻抗观I、EI计算的反射系数正演模型图。图2是第二类含水与含气砂岩波阻抗(Al)、弹性阻抗EI与h^pritz弹性阻抗 ZEI对于气、水识别的比较图。图3采用ZEI识别流体的交会图。图4是基于表1的射线理论的含油砂岩正演CMP道集图。图5是对图4动校正后加入10%噪声的CMP角度道集图。图6是对图4动校正后加入20%噪声的CMP角度道集图。图7是对图5进行EI (虚线)反演与ZEI (实线)模型的对比图。图8是对图6进行EI (虚线)反演与观1(实线)模型的对比图。图9是EI (虚线)反演与ZEI (实线)模型的低频分量为0-5HZ的图。图10是对图6进行ZEI (虚线)反演和精确的ZEI (实线)模型的对比图。图11是基于岩石物理理论的含油、气、水层状模型图。图12是基于模型图11的反射率法人工合成CMP地震记录与动校正后CMP道集图。图13是对图12抽取角度和射线道集图。图14是含水砂岩的^^ppritz弹性阻抗(ZEI)和其反演结果图。图15是含气与含油砂岩的h^pritz弹性阻抗(ZEI)反演结果图。图16是含气砂岩的^^ppritz弹性阻抗(ZEI)与EI反演结果图。图17是陕西高家堡煤田二维地震资料^^ppritz弹性阻抗(ZEI)反演结果图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做详细描述。本发明借助波阻抗与Connolly弹性阻抗同样的思路，就是将反射系数写成递推公式的形式。但是，将反射系数用精确的平面波条件下heppritz方程代替，这样以佐普立兹( 印pritz)弹性阻抗计算反射系数时，就是精确的反射系数，而非Aki和Richards近似公式的近似反射系数。从精确的反射系数按照递推公式获得的弹性阻抗，即为佐普立兹 (Zoeppritz)弹性阻抗(Jinfeng Ma&Igor Morozov，2005，2006，2007)。
其中反射系数的精确公式(Zc^ppritz方程)可以表示为 R φ) = ΖΕΙ(αΙ+ι, β1+ι, Α+1, P) - ZEIja1, β,, Α, P) ΖΕΙ(αΙ+ι, β1+ι, , P) + ZEIia1, βι, Ρι, P)
其反演公式为
权利要求
1. 一种基于佐普立兹(Zc^ppritz)阻抗进行储层预测的方法，其特征在于，包括以下步骤1)将佐普立兹弹性阻抗与其它类型的弹性阻抗对比采用选择初始佐普立兹 (Zoeppritz)弹性阻抗为其它需要对比的波阻抗、弹性阻抗的初值，选择为1或任意常数；其中佐普立兹反射系数的精确公式表示为 R (没)=ΖΕΙ(α1+ι, β1+ι, / +1, P) - ZEIjal, βι, px, P) ' ZEI(a1+1, βι+ι, p1+1, P) + ZEIial, βι ,P1, P、(1)其反演公式为ΖΕΙ(αη,βη,ρη,ρη) = ΖΕΙ(α0,β0,ρ0,ρ0)[[-~——幼 1 - Kp,r Ψ)(2)ZEI即为佐普立兹(Zc^ppritz)弹性阻抗；公式中α、β、P分别为纵波速度、横波速度、岩层密度；i为岩层序号；P为波传播的射线参数；α ^，β ^，P ^，P(l分别为初始岩层的纵波速度、横波速度、岩层密度和波传播的射线参数；α η，β n，Pn, ρη分别为第η个岩层的纵波速度、横波速度、岩层密度和波传播的射线参数；θ为波传播的入射角度；Rp>i( θ )为第i 个岩层的波传播的射线参数为P的佐普立兹反射系数；N为大于等于1的整数；在实际井资料计算佐普立兹(Zc^ppritz)弹性阻抗时，计算沿射线或共角度的佐普立兹(Zc^ppritz)弹性阻抗；2)对井资料进行精细解释与方波化，以便消除利用井资料和公式(2)计算佐普立兹 (Zoeppritz)弹性阻抗的累积误差；3)利用低通滤波器获得佐普立兹(heppritz)弹性阻抗的低频分量和高频部分；低频部分作为初始模型进行迭代反演，或累加到反演出来的高频成分中；高频部分用于约束地震资料反演时的高频成分；4)利用精确反射系数计算人工合成地震记录、标定层位；5)对于地震资料，采用小角度范围或者射线范围内叠加的方式，提高地震资料的信噪比。
全文摘要
一种基于佐普立兹(Zoeppritz)阻抗进行储层预测的方法，将佐普立兹佐普立兹与其它类型的弹性阻抗对比，佐普立兹反射系数的精确公式，计算沿射线或共角度的佐普立兹(Zoeppritz)弹性阻抗；对井资料进行精细解释与方波化，以便消除利用井资料和计算佐普立兹(Zoeppritz)弹性阻抗的累积误差；利用精确反射系数计算人工合成地震记录、标定层位；对于地震资料，采用小角度范围或者射线范围内叠加的方式，提高地震资料的信噪比。本发明克服了基于Aki和Richards近似公式的弹性阻抗中的诸多假设，提高了弹性阻抗正、反演的精度。也解释清楚了地震反演中低频分量与高频之间的匹配关系。
文档编号G01V1/28GK102495424SQ20111032092
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者马劲风 申请人:西北大学
