一種油氣檢測的頻變反演方法
【專利摘要】本發明提供了一種油氣檢測的頻變反演方法，屬于油汽地球物理領域。本發明方法包括：(1)輸入疊前地震記錄；(2)根據步驟(1)輸入的疊前地震記錄生成疊前角道集；(3)對步驟(2)得到的疊前角道集進行頻譜分解獲得分頻角道集記錄；(4)利用步驟(3)的分頻角道集記錄以及分頻角道集記錄對應的頻率進行頻變AVO反演，獲得縱波頻散梯度；(5)利用步驟(4)得到的縱波頻散梯度預測油氣儲層。本發明的反演結果要比利用已有Wilson-Wu的頻變AVO反演公式進行反演得到的結果更準確；另外，本發明方法中待反演量前的系數是線性無關的，所以利用本發明方法不會出現反演結果不唯一的情況。
【專利說明】一種油氣檢測的頻變反演方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油汽地球物理領域，具體涉及一種油氣檢測的頻變反演方法。
【背景技術】
[0002] 當前的AVO(振幅隨偏移距變化）分析技術以彈性波的Zo印pritz方程為理論基 礎。在彈性波理論中，地震波速度是不隨頻率變換的，然而實際地下巖石是粘彈性的，尤其 是當地層中含有流體時，會導致地震波發生頻散和不同程度的衰減。目前的彈性AVO技術 并沒有考慮到實際介質的頻散特性。
[0003] 為了更好利用地震波頻散特性，Chapman等人于2003年在多尺度巖石物理模 型的基礎上研究了地震速度對反射系數的影響，并首次提出了從速度頻變的角度來實現 AVO反演的概念。Wilson(2009)提出了一種實用的頻變AVO反演公式，并引入小波分頻 技術實現了地震資料的頻變AVO反演。mi(2010)在Wilson的理論基礎上，引入了平滑偽 Wigner-Ville分布的信號譜分解技術改進了頻變AVO反演的精度。王海洋和孫贊東（2011) 從Aki-Richard的彈性AVO反演公式出發，將速度擴展至頻率域，提出了一種改進的頻變 AVO反演公式。
[0004] 由于地震波頻散直接和巖石孔隙中的流體相關，所以頻變AVO反演方法有很好的 應用前景。根據相關調研，目前用速度頻散特性去預測油氣儲層的文獻還很少，頻變AVO技 術目前還只是一種處于研究階段的油氣預測方法。上述幾種有關的反演公式存在不同程度 的缺陷，需要研發理論基礎牢靠的頻變AVO油氣預測方法。
[0005] 頻變AVO反演是最近幾年出現的新方法，它主要利用地震疊前資料反演地震的頻 散梯度，根據頻散梯度的大小來檢測地下油氣儲層。最近的理論和觀測表明，流體是地震波 在儲層中發生頻散和衰減的主要原因。在檢索到的國內外文獻中，利用地震波頻散特性來 檢測油氣儲層的方法只有Wilson-Wu和王海洋-孫贊東兩種格式。Wilson-Wu的頻變AVO 反演公式在推導過程中認為地震速度是頻率的函數，但橫縱波比速度假設為頻率無關，這 種假設導致反演得到的橫波頻散梯度很大，這和已有的觀測結果和理論不相符，因此橫縱 波速度比頻率無關的假設不合理。在王海洋-孫贊東的公式中，待反演參數前的系數線性 相關，這使得反演結果不唯一。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種油氣檢測的頻變反 演方法，為了充分利用地震波的頻散特性，改進目前的頻變AVO反演技術，本專利推導一種 數學上更為嚴謹的隨頻率變化的AVO(AVF)反演公式，在新公式中不僅地震波速度是隨頻 率變化的，而且橫波波速度比也是頻率的函數。此外新公式中待反演參數前的系數線性無 關，因此最后的反演結果是唯一的。
[0007] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0008] -種油氣檢測的頻變反演方法，包括以下步驟：
[0009](1)輸入疊前地震記錄；
[0010] (2)根據步驟（1)輸入的疊前地震記錄生成疊前角道集；
[0011] (3)對步驟（2)得到的疊前角道集進行頻譜分解獲得分頻角道集記錄；
[0012] (4)利用步驟（3)的分頻角道集記錄以及分頻角道集記錄對應的頻率進行頻變 AVO反演，獲得縱波頻散梯度；
[0013] (5)利用步驟（4)得到的縱波頻散梯度預測油氣儲層。
[0014] 所述步驟（3)是這樣實現的：
[0015] 利用信號平滑偽Wigner-Ville分布的頻譜分解方法對疊前角道集進行頻譜分解 獲得分頻角道集記錄。
[0016] 所述步驟（4)中是利用下面的公式進行頻變AVO反演： AV
[0017] + (1) kP
[0018] +Β2{θ)^\-^+--^- +(/ - /0)Β2(Θ)Ιι>2
[0019]其中Ia2是縱波頻散梯度；Ib2是混合剩余頻散梯度；R是反射系數，AVp是界面上 V+V 下層縱波速度差，AVp =Vp2-Vpl,Vp是界面上下層的平均縱波速度，Fp=ρ?21,2，4是參考 處的頻率值，f是頻率，Vs是界面上下層的平均橫波速度，Γ,=Efk，ΛVs是界面上下層 橫波速度差，AVs =Vs2-Vsl,Θ是入射角；下標2表示界面下層對應物理量，下標1表示界 面上層對應物理量；
[0020] 系數A2、B2的表達形式如下：
[0021] Α2(θ) = -+-?&η2(θ) (2) 82
[0022] B2(Θ) =-4sin2(Θ) ⑶。
[0023] 公式⑴中的Ia2,Ib2是兩個未知量，其它量頻率f和參考頻率&是輸入的已知 量，其它的參數通過參考頻率處的分頻角道集記錄求得。公式（1)是一個頻率角道集記錄 下的公式，在實際應用中會把原始角道集分成多個不同頻率下的記錄，那么如公式（1)樣 式的方程有多個，彼此之間只有頻率f不同。最后通過這些不同頻率下的方程結合該頻率 處的角道集記錄求得Ia2，Ib2。
[0024] 所述步驟（5)是這樣實現的：
[0025] 利用縱波頻散梯度來衡量縱波頻散大小，即縱波頻散梯度越大，縱波頻散也越大， 而縱波頻散梯度越大的地方，其含油氣的可能性越高。
[0026] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明沒有引入縱橫波速度比不隨頻率 變化的假設，所以反演結果要比利用已有Wilson-Wu的頻變AVO反演公式進行反演得到的 結果更準確；另外，本發明方法中待反演量（指公式（1)中的Ia2，Ib2。）前的系數是線性無 關的，所以利用本發明方法不會出現反演結果不唯一的情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖1是不同流體飽和巖石的縱波頻散曲線。
[0028] 圖2是本發明油氣檢測的頻變反演方法的步驟框圖。
[0029] 圖3是實施例1中的三層介質模型的示意圖，其中第三層為流體飽和粘彈性介質。
[0030] 圖4是實施例1中的三層介質模型的理論地震記錄。
[0031] 圖5是實施例1中利用本發明方法對理論記錄進行反演得到的縱波頻散梯度。
[0032] 圖6是實施例2中的實際資料角道集數據。
[0033]圖7是實施例2中利用本發明方法對實際資料進行反演得到的縱波頻散梯度。
【具體實施方式】
[0034] 下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述：
[0035] 本發明首先將Smith-Gidlow彈性AVO公式擴展至頻率域，并將其中反射系數，縱、 橫波速度以及橫縱波速度比都看成是頻率的函數，然后將公式在參考頻率附近進行泰勒展 開，整理得到了一種新的AVF反演公式（AVF就是本發明方法的英文簡稱）：
【權利要求】
1. 一種油氣檢測的頻變反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： (1) 輸入疊前地震記錄； (2) 根據步驟（1)輸入的疊前地震記錄生成疊前角道集； (3) 對步驟（2)得到的疊前角道集進行頻譜分解獲得分頻角道集記錄； (4) 利用步驟（3)的分頻角道集記錄以及分頻角道集記錄對應的頻率進行頻變AVO反 演，獲得縱波頻散梯度； (5) 利用步驟（4)得到的縱波頻散梯度預測油氣儲層。
2. 根據權利要求1所述的油氣檢測的頻變反演方法，其特征在于：所述步驟（3)是這 樣實現的： 利用信號平滑偽Wigner-Ville分布的頻譜分解方法對疊前角道集進行頻譜分解獲得 分頻角道集記錄。
3. 根據權利要求1所述的油氣檢測的頻變反演方法，其特征在于：所述步驟（4)中是 利用下面的公式進行頻變AVO反演：
其中Ia2是縱波頻散梯度；Ib2是混合剩余頻散梯度；R是反射系數，AVp是界面上下層 縱波速度差，AVp =Vp2-Vpl,Vp是界面上下層的平均縱波速度，& f。是參考處的 2 V λ-V 頻率值，f是頻率，Vs是界面上下層的平均橫波速度，G，ΛVs是界面上下層橫波 速度差，AVs =Vs2-Vsl,Θ是入射角；下標2表示界面下層對應物理量，下標1表示界面上 層對應物理量； 系數的表達形式如下：
4. 根據權利要求1所述的油氣檢測的頻變反演方法，其特征在于：所述步驟（5)是這 樣實現的： 利用縱波頻散梯度來衡量縱波頻散大小，即縱波頻散梯度越大，縱波頻散也越大，而縱 波頻散梯度越大的地方，其含油氣的可能性越高。
【文檔編號】G01V1/30GK104237936SQ201310223682
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月6日 優先權日:2013年6月6日
【發明者】魏修成, 劉炯, 陳天勝, 劉春園, 季玉新, 劉韜 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勘探開發研究院