一種計算波阻抗反演目標函數梯度的方法
【專利摘要】本發明提供了一種計算波阻抗反演目標函數梯度的方法，屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發領域。所述方法根據線性褶積模型和疊后地震反射系數定義，基于疊后地震振幅數據、波阻抗初始模型和地震子波數據，構建波阻抗反演的目標函數，并推導出波阻抗反演的目標函數梯度的解析解。利用本發明能夠正確地計算出目標函數的梯度，在一定程度上提高了地震波阻抗反演的精度，降低了波阻抗反演的多解性，可直接用于實際地震數據的波阻抗反演。同時，本發明的計算精度和實用性高，并且具有計算速度快、穩定性好的優點。
【專利說明】一種計算波阻抗反演目標函數梯度的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發領域，具體涉及一種計算波阻抗反演目 標函數梯度的方法。
【背景技術】
[0002] 地震勘探技術是油氣勘探中應用最為廣泛的一種地球物理學方法，利用地震波在 不同介質中傳播的速度、振幅、頻率、相位、波形等參數的變化來分析、預測油氣儲層分布范 圍及儲層物性特征。隨勘探開發程度逐漸深入，地震勘探已經從認識地下構造形態的構造 勘探，逐漸發展成直接應用地震信息判斷巖性、分析巖相、定量計算巖層物性參數的巖性勘 探。這些復雜沉積環境下的儲層通常表現為具有厚度薄、物性高度非均質、有效儲層規模 小、分布分散、巖石物理關系復雜、儲層巖性差異小等特征。波阻抗是反映儲集巖儲層特征 的一種重要物性參數，與振幅等反映界面性質的參數相比，波阻抗具有更高的儲層橫向預 測能力，因而地震波阻抗反演技術是巖性油氣勘探的重要技術手段。近幾十年來地震波阻 抗反演技術獲得了長足的進展，如道積分法、模型法、隨機反演、譜反演等。其中模型法和譜 反演均采用經典的最優化算法進行反演，這一類算法均需要計算目標函數的梯度，目前大 都采用中心差分法計算梯度。采用中心差分法計算目標函數梯度時需要計算2N次目標函 數（N為參數個數），計算量較大。并且由于差分法在計算每一個參數的偏導數時需要除以 一個較小的數值，該較小值的取法沒有一定的標準，使得該參數的偏導數誤差較大，從而導 致由各個參數的偏導數構成的梯度的誤差也較大。正是由于差分法計算梯度存在誤差因 素，使得基于經典最優化算法的波阻抗反演迭代次數增加、計算量大，且難以得到目標函數 意義下的全局最優解，不適于儲層參數定量計算及薄儲層預測，計算速度慢不適于實時解 釋，應用受到限制。
【發明內容】
[0003] 針對波阻抗反演中常規的梯度計算方法計算速度慢，精度低，不適于儲層參數定 量計算及薄儲層預測，應用受到限制等缺點，本發明的目的在于解決上述現有技術中存在 的難題，提供一種計算波阻抗反演目標函數梯度的方法，提高地震波阻抗反演的精度，加速 算法收斂速度，降低波阻抗反演的多解性。用于地震資料的巖性參數解釋，為尋找巖性（和 地層）圈閉油氣藏和非常規油氣藏（煤層氣、頁巖氣等）提供重要的資料。
[0004] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0005] -種計算波阻抗反演目標函數梯度的方法，所述方法根據線性褶積模型和疊后地 震反射系數定義，基于疊后地震振幅數據、波阻抗初始模型和地震子波數據，構建波阻抗反 演的目標函數，并推導出波阻抗反演的目標函數梯度的解析解。
[0006] 所述方法包括以下步驟：
[0007] 步驟1，從測井數據中獲取波阻抗初始模型，即得到波阻抗Zj ;
[0008] 步驟2,從井旁地震道獲取地震子波數據w和疊后地震振幅數據d ;
【權利要求】
1. 一種計算波阻抗反演目標函數梯度的方法，其特征在于：所述方法根據線性褶積模 型和疊后地震反射系數定義，基于疊后地震振幅數據、波阻抗初始模型和地震子波數據，構 建波阻抗反演的目標函數，并推導出波阻抗反演的目標函數梯度的解析解。
2. 根據權利要求1所述的計算波阻抗反演目標函數梯度的方法，其特征在于：所述方 法包括以下步驟： 步驟1，從測井數據中獲取波阻抗初始模型，即得到波阻抗Zj ; 步驟2,從井旁地震道獲取地震子波數據w和疊后地震振幅數據d ; 步驟3,根據地震勘探中疊后地震反射系數定義，利用下面的反射系數公式計算反射系 數Tj :
【文檔編號】G01V1/28GK104062680SQ201310093966
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月22日 優先權日:2013年3月22日
【發明者】白俊雨 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院