❶ 纵横波联合弹性阻抗反演

常规叠后波阻抗反演技术建立在地震波垂直入射假设的基础上。但是，实际的地震资料并非自激自收的地震记录，反射振幅是共中心点道集叠加平均的结果，不能反映地震反射振幅随偏移距不同或入射角不同而变化的特点。因此，利用常规叠后波阻抗反演不能得到可靠的波阻抗和其他岩性信息。弹性阻抗叠前反演技术采用能反映地震反射振幅随偏移距变化的叠前地震资料(地震角道集资料能够保留和突出识别地层流体和岩性方面的AVO或AVA特征)完成反演，不仅能够克服叠后反演的缺点，还能够反映振幅随偏移距变化的信息，具有良好的保真性和多信息性。

弹性阻抗是声阻抗概念的延伸和推广，它建立在非零炮检距的基础上，是纵波速度、横波速度、密度以及入射角的函数。尽管弹性阻抗并不是一个可以进行物理测量的参量，它是一个通过推导而得出的用来解释地震数据的参量，但是，由于弹性阻抗中蕴含着丰富的AVO(或AVA)属性，因而它对岩性及流体性质的变化极为敏感，在预测有利储层方面有独特作用，能为储层预测提供更多的依据。BP公司的Connolly等人(1999)在解决北海地区第三系储层描述时提出了弹性阻抗的概念［151］，详细地对弹性阻抗公式进行了推导和讨论，发表了有关弹性阻抗(elastic impedance，EI)的论文，此后掀起了弹性阻抗反演研究的热潮。弹性阻抗的概念和理论随着应用与地震技术本身的发展也在不断深入。

Connolly等人提出的扩展弹性阻抗(Extended Elastic Impedance，简称EEI)表示为:

图5.4.8 目的层弹性阻抗平面(左:0°，右:300°)

图5.4.8为利用四川盆地新场地区3D3C地震资料中的纵波、转换波地震资料，进行联合反演获得的不同入射角度的弹性阻抗平面。图中显示，较高弹性阻抗(红色)分布在平面图中的北部，相对低的弹性阻抗(绿色)分布在平面图的南部。对比垂直入射条件下(左图)与30°入射情况下的弹性阻抗平面(右图)，两者总的变化趋势很相近，但在X851井区存在明显差异，说明弹性阻抗对天然气富集带具有一定的识别能力。

在四川盆地西部，深层密储层中的弹性阻抗不如其他高孔隙储层弹性阻抗对流体的敏感度高，说明在储层致密环境下，弹性阻抗对流体的识别能力明显下降。对流体的识别需要结合更多的岩石物理参数进行综合分析。

❷ 地震反演技术

地震反演是利用地表地震观测地震资料，以已知地质规律和钻井、测井资料为约束，对地下岩层空间结构和物理性质进行成像（求解）的过程，广义的地震反演包含了地震处理解释的整个内容。通常地震反演的结果叫做合成声波测井或波阻抗，因此地震反演特指波阻抗反演，地震反演技术就是利用地层资料反演地层波阻抗（或速度）的地震特殊处理解释技术。

地震反演技术是在地层岩性圈闭识别中，定量预测储层的核心技术，它主要从纵向上解决储层的分辨和预测问题。地震反演技术可以分为叠前和叠后两大类。近20年来，叠后地震反演取得了巨大进展，已形成了多种成熟技术。这些技术按测井资料在其中所起作用的大小又可分成四类：道积分、测井控制下的地震反演、测井—地震联合反演和地震控制下的测井内插外推，分别用于油气勘探开发的不同阶段（姚逢昌，1997）。从实现方法上可分为道积分反演、递推反演与基于模型的地震反演等。

（一）道积分反演

道积分是利用叠后地震资料计算地层相对波阻抗的直接反演方法，就是把地震道反射波形由上到下做积分，并去除其直流成分。因为它是在地层波阻抗随深度连续可微条件下推导出来的，因而又成为连续反演，是最简单的相对波阻抗转换。

道积分方法无需钻井控制，递推误差小，处理周期短，对于厚层砂岩，利用道积分数据可以直接确定砂体厚度。但是道积分受地震固有频带的限制，分辨率低，无法适应薄层解释的需要；无法得到地层的绝对波阻抗，不能定量计算储集体参数；处理过程中，不能用井资料进行控制，因而其结果的可靠程度较低。

道积分反演基本原理是由反射系数计算公式经过一系列推导可得：

中国东部裂谷盆地地层岩性油气藏

式中：Wk是地震子波；υk是第k个采样点的速度；υ1是第一个采样点的速度；Xi是地震道，C为常数。

显然，由于假设地震子波Wk不变，那么对地震道的积分反映了第k个采样点地层速度与起始点地层速度的比值。因此，地震道的积分求和结果就相当于一条相对波阻抗曲线。由于道积分的分辨率实际上低于地震反射剖面，另外道积分没有利用井孔资料，已知信息的标定程度太低，目前道积分反演用得比较少，可能在新区无井时才会采用。

（二）递推反演

基于反射系数递推计算地层波阻抗（速度）的地震反演方法称为递推反演。递推反演的关键在于从地震记录估算地层反射系数，得到能与已知钻井最佳吻合的波阻抗信息。递推反演方法中测井资料主要起标定和质量控制的作用，因而递推反演又称为直接反演或测井约束下的地震反演。

递推反演是对地震资料的转换处理过程，其结果分辨率、信噪比及可靠程度完全依赖于地震资料本身的品质，因此用于反演的地震资料应具有较宽频带、较低噪声、相对振幅保持和准确成像特点。测井资料尤其是声波和密度测井资料，是地震横向预测的对比标准和解释依据，在反演之前应进行预处理和标准化，使其能够正确反映岩层的物理特征。

基于地震资料直接转换的递推反演方法比较完整的保留了地震反射的基本特征，不存在基于模型方法的多解性问题，能够明显地反映岩相、岩性地的空间变化，在岩性相对稳定的条件下，能较好地反映储集层的物性变化。由于受地震频带宽度的限制，递推反演资料的分辨率相对较低，不能满足薄储集层研究的需要。

1.递推反演原理和方法

无噪偏移地震记录的理论模型为：

来自献县S（t）= r（t）×W（t）

式中：S（t）为地震记录；r（t）为地层反射系数；W（t）为地震子波。

通过子波反褶积处理，可由地震记录求得反射系数，进而递推计算出地层波阻抗或层速度。

图7-21 乌里雅斯太凹陷南洼槽IN378测线Jason波阻抗反演剖面图

（据杜金虎，2003）

❸ 反演技术是什么

（1）首先介绍下什么是反演技术。
①水平多层土壤的视在电阻率正演：是指已知水平多层土壤参数和四极法极距布置参数，计算不同四极法电极布置情况下的视在电阻率。水平多层土壤的视在电阻率正演模型是水平多层土壤的视在电阻率反演的基础，反演其实就是由优化方法控制的正演迭代。
②接地理论中定义格林函数为单位点源对应的空间电位函数，而使用格林函数求解接地问题的方法称为格林函数法。
（2）土壤反演技术
①土壤参数反演问题属于小规模的优化问题(变量一般只有几个)，但是土壤参数反演问题的非线性程度极高，基本上所有的优化方法都要花费大量的计算时间进行求解空间的搜索，同时也容易陷入局部解。
②迭代初值对于土壤反演来说是一个十分重要的参数。虽然没有免费午餐定律说明所有算法对所有优化问题的总体求解效率是相等的，但是对于土壤反演这种特殊问题，使用不同方法进行对比和分析后仍可以发掘和提出更多更有效方法。
（3）传统优化方法
①鉴于现场土壤电阻率结构千差万别，现场测量数据的反演解释是整个反演过程最困难和抽象的部分。优化方法结合水平多层土壤视在电阻率的计算模型是反演过程的核心，
②优化函数库的优化方法可分为以下两种方法：
Ⅰ、直接搜索法：只需要使用目标函数值的方法。
Ⅱ、梯度法：可能需要目标函数的一阶或者二阶偏导数信息的表达方法。

❹ 目前常见的叠后地震反演有哪些问题

在反演中，假定噪声及模型参数是高斯分布的，采用岩石物理的研究方法及结回果建立模型参数答协方差矩阵以约束反演。反演采用非线性迭代的方法，不依赖初始模型的选择，反演的速度较快，适合于叠前AVO反演。在忽略了地震数据的带限特性所引起的动校正拉伸及调谐效应的影响后，对合成记录及实际资料进行AVO反演，得到了P波阻抗反射系数、S波阻抗反射系数及密度反射系数，进而计算其他岩性参数，为识别孔隙流体性质提供了新的手段。
处理中心通过不断研究和技术开发，有力地支持了地震叠前时间偏移技术的发展和全面推广，推动了国内地震处理解释技术由研究叠后资料向研究叠前信息发展，引领了国内地震反演技术的发展潮流。目前已形成了较完善的地震叠前反演资料处理解释一体化配套技术系列。

❺ 叠后联合反演

纵横波叠后联合反演分为两类方法。一种是纵横波叠后联合分步反演，即先分别反演纵、横波阻抗，再计算其他岩石物理参数的思路。另一种是纵横波叠后联合同时反演，即同时反演出纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比、泊松比、密度等重要的岩性、物性参数。

纵横波叠后联合分步反演，采用分别对纵波和横波的叠后剖面进行反演的方式，获得纵波阻抗(Ia)、横波阻抗(IS)、纵横波速度比(vP/vS)、γρ、μρ及泊松比(σ)等弹性参数。叠后联合分步反演的实现相对简单。目前，这种方法的应用较多，但是反演的精度与纵横波标定和匹配密切相关。

纵横波叠后联合同时反演，采用同时输入纵波和横波资料、在相同的初始地质模型基础上进行反演的方式，获得纵波阻抗(Ia)、横波阻抗(Is)、纵横波速度比(vP/vS)、密度(ρ)、λρ、μρ及泊松比(σ)等弹性参数，反演精度很高，是最近几年研究的热点。

本节重点阐述纵横波叠后联合同时反演的原理、实现流程及应用效果。

(1)叠后联合同时反演方法原理

目前，很多叠后多波多分量地震反演技术都回避了纵横波阻抗、纵横波速度和地质体密度之间的内在联系。这些技术在进行联合反演的过程中，分别采用纵波地震数据和横波地震数据独立完成纵波阻抗、横波阻抗反演。

事实上，纵波速度与横波速度存在线性联系，纵波速度与地质体的密度也存在密切联系(如，Gardner公式)。因此，回避纵波阻抗、横波阻抗与密度之间的内在联系，将降低反演结果的精度和可靠性，最终影响纵横波联合的岩性识别、储层预测和流体识别等优势的发挥。

Fatti等(1994)改进的Aki-Richards纵波反射系数公式为

三维三分量地震勘探

式中:c1=1+tan2θ;c2=－8γ2sin2θ;

图5.4.2 四川盆地新场地区某储层纵波(左)、横波(右)速度平面分布

图5.4.3 四川盆地新场地区某储层密度连井剖面(左)及平面分布(右)

图5.4.3所示是利用四川盆地新场地区3D3C地震资料中的纵波、转换波联合同时反演，获得的某储层段的密度剖面及平面图。由剖面图中可见，该区储层段密度变化明显，且随着深度的增加，密度具有增大的趋势。在该储层段时，泥岩具有相对较低的密度值(绿色－深绿色分布区域);致密砂岩的密度值很高(黄色－红色分布区域)。然而，由于受孔隙发育、破碎、饱含油气等因素影响，裂缝发育或含气丰富的有利储层具有中等范围的密度值(绿色－黄色分布区域)。由平面图可见，储层密度分布差异很大;总体具有东南较高、西部和东北较低的趋势。区内高产工业气井X856、X851、X853、X2、X3及X10等，均分布在中等密度值范围内(绿色－黄色分布区域);而该层的低产气井L150井分布在密度值很高的致密砂岩区(深红色分布区域)。

相比单独P波反演，纵横波叠后联合反演具有很多优点。由于增加了转换横波数据，因此反演结果的可靠性和精度得到了很大提高。由于转换波与横波阻抗有密切关系，因此可提高横波阻抗的计算精度。根据实际的应用来看，纵横波叠后联合反演方法的抗噪性比单独的P波反演要好，在有噪声时叠后联合反演也可以产生稳定的结果。

❻ 时移地震差异反演技术

9.2.2.1 弹性阻抗反演

在了解时移地震差异反演原理之前首先了解一下弹性阻抗反演的原理。弹性阻抗是对波阻抗的推广，它是入射角的函数，波阻抗是入射角为零时的弹性阻抗的特例，弹性阻抗反演使得波阻抗反演从叠后发 展到叠前，角道集叠加剖面可保留地震波的许多AVO特征，弥补了从传统叠加资料里无法得到岩性参数 这一缺点，结合弹性阻抗和波阻抗可以更好的解释地下介质的岩性及其含油气性。

弹性阻抗是纵波速度、横波速度、密度和入射角的函数，表达式如下：

海上时移地震油藏监测技术

随入射角变化的反射系数和弹性阻抗的关系可写为

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某一入射角的地震记录d（θ，t）和弹性阻抗的关系，和叠后地震记录类似，有下面的公式：

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此公式和叠后地震记录的正演公式完全一致，如果已知某一入射角的地震记录d（θ，t）就可以完全 按叠后波阻抗反演的方法求得弹性阻抗。

某一入射角的地震记录d（θ，t）可以通过角道集部分叠加得到。共中心点道集中通过射线追踪可以 变换为角道集，即把时间－偏移距域的地震记录变换到时间－角度的地震记录，然后进行部分角道集叠加，如将15°～25° 范围内的地震记录动校正后进行叠加作为角度20° 的地震记录，在不同角度范围进行叠 加就可得到不同角度的角道集叠加记录。有了角道集叠加记录就可以按波阻抗反演的方法进行反演得到 不同角度的弹性阻抗。

由于弹性阻抗和地震记录的关系和波阻抗反演是一致的，弹性阻抗反演方法和波阻抗反演方法也是 一致的。模型约束下弹性阻抗反演的目标泛函为

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求解上述泛函极小的方程组为

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式中：S是地震数据；L是弹性参数，又称为波阻抗对数矩阵；B是地震子波矩阵；D是光滑矩阵；α 是光滑因子，决定光滑的强弱；M为取低频矩阵，该矩阵乘上模型向量的结果是取模型的低频分量；β 为低频约束因子，决定约束的强弱。

利用这个公式就可以实现弹性阻抗反演。

从弹性波阻抗（EI）中估算纵波波阻抗（IP）和横波波阻抗（IS）有几种算法，第一种算法可从EI的 定义中直接得到，对等式（9.14）两边同时取自然对数，使用至少三个不相关的EI角度数据集，得到一 个有关vP，vs，ρ的方程组，求解该方程组，得到vP，vs，ρ，因而求得IP，Is。这种算法对纵波波阻抗恢 复得很好，但在有噪声的情况下，转换的横波波阻抗品质很差。因此，我们需要采用新算法。

对于小的角度，我们可作一个近似：tan2θ≈sin2θ，则

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当K<0.25时，a＝8，b＝0.5；当K>0.25时，a＝3，b＝3；则得到第二种算法：

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对于算法2，需要至少两个独立的角度数据集来估算IP和Is。K值在0.11左右，该算法对IP的估算 结果同算法1类似，但对IS的估算结果相对算法1有很大的改善。

对算法3，假定IP已知，或是可从其他地方计算得到，则

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对算法3，只需一个角度数据集就可估算出IS。由测井数据检验结果，显示算法3对IS值的估算比算 法2更好。

也可采用Verm et al.（1995）的关于弹性波阻抗（EI）的关系式：

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对这个等式两边取对数，可看出是关于sin2θ一个线性关系式，式中只有两个未知量IP和IS。

9.2.2.2 时移地震差异反演原理

假设两次勘探得到的地震资料分别记为S1，S2，对应的对数弹性阻抗分别为I1，I2，则有如下推导公式：

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这就是差异地震数据与对数弹性阻抗差之间的关系，该关系式和弹性阻抗反演的公式在形式上是一 致的，因此反演可采用与弹性阻抗反演一样的方法。定义目标泛函：

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求解该泛函的极小，可以通过如下方程的求解来实现：

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利用此公式就可以实现差异数据体的反演。

以一个数值模拟的例子来验证反演方法的有效性。图9.22是两次采集情况下纵波速度模型，图9.23 是两次采集情况下横波速度模型，图9.24是计算出的两次采集情况下弹性阻抗模型。利用正演方法合成 地震记录得图9.25，计算两次采集的地震记录的差（如图9.26），这相当于时移地震资料处理后的差异 数据体。由差异数据利用本小节所述差异数据体反演方法计算得到差异弹性阻抗如图9.27（b），图9.27（a）是实际模型的弹性阻抗差，通过比较这两张图，我们可以看出，反演结果具有较高的精度，说明本 小节所述时移地震差异数据体反演方法的有效性。

图9.22 两次采集情况下纵波速度模型

图9.23 两次采集情况下横波速度模型

图9.24 两次采集情况下弹性阻抗模型

图9.25 两次采集情况下的合成地震记录

图9.26 两次采集的地震记录差

图9.27 弹性阻抗剖面：实际弹性阻抗差

❼ 什么是叠前反演

在反演中，假定噪声及模型参数是高斯分布的，采用岩石物理的研究方法及结果建立模型参数协方差矩阵以约束反演。反演采用非线性迭代的方法，不依赖初始模型的选择，反演的速度较快，适合于叠前AVO反演。在忽略了地震数据的带限特性所引起的动校正拉伸及调谐效应的影响后，对合成记录及实际资料进行AVO反演，得到了P波阻抗反射系数、S波阻抗反射系数及密度反射系数，进而计算其他岩性参数，为识别孔隙流体性质提供了新的手段。
处理中心通过不断研究和技术开发，有力地支持了地震叠前时间偏移技术的发展和全面推广，推动了国内地震处理解释技术由研究叠后资料向研究叠前信息发展，引领了国内地震反演技术的发展潮流。目前已形成了较完善的地震叠前反演资料处理解释一体化配套技术系列。

❽ 叠前联合反演

由于纵横波叠前联合反演方法是在AVO理论的基础上发展起来的，因此也称为纵横波联合AVO反演。基于纵横波匹配处理方式的差异，将纵横波叠前联合反演方法归纳为两类。一类是纵横波叠前联合沿层追踪反演，即在对主要目的层进行精确匹配后，再沿层进行弹性参数反演。另一类是纵横波叠前联合自动匹配反演，即自动求取纵横波速度及速度比，并在此基础上进行自动匹配，再反演出纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比、泊松比、密度等重要的岩性、物性参数。该方法是近期叠前联合反演研究的重点。

(1)纵横波叠前联合自动匹配反演方法原理

纵横波叠前联合反演的基础是AVO理论，AVO研究离不开Zoeppritz方程。而Zoep-pritz方程非常的复杂，无法确定4种波动振幅与有关参数的明确关系。因此，人们对Zo-eppritz进行了近似，其中最为常用的是Aki-Richards近似公式。在界面两侧弹性系数变化不大，且纵波入射角θ、转换波入射角ф不超过临界角或达到90°的情况下，Aki和Rich-ards(1980)对Zoeppritz方程进行了一阶近似，得到了固体－固体分界面上的P波反射系数和P－SV波反射系数近似公式［146］:

图5.4.7 地震反演密度剖面(左)与平面(右)

❾ 地震反演方法

地震反演的分类方法依其不同的目的有不同的分类方法。在地震反演的发展初期，地 震反演基本上分为叠前反演和叠后反演两大类（王延光，2002）。后来随着叠后反演技术 研究的深化，形成了许多不同的反演方法，并在实践中获得了很大的成功，成为储层预测 中不可缺少的标准流程之一，因而针对叠后反演出现了许多不同的分类。形成这么多不同 的反演方法的基本原因是：当从一个地震道中消除子波来获得一个合理的反射系数序列 时，有多种答案，即解不是唯一的（Rebecca，2002）。

所以一般反演都会以某种方式或条件约束答案，因此得到了在地震频带内通常能相对 正确反演地震数据的宽频带结果。因而，约束条件和频率恢复结果的不同，算法也不同。

最基本的反演方法可以分为基于道的反演方法和基于模型的方法（姚逢吕，2000）。基于道的算法是最早研究的波阻抗反演方法，包括基于递归或道积分的算法。这些方法中 地震道是唯一的输入，因而计算简单且速度很快。但是其结果局限于地震数据带宽的范围 内，因为隐含的子波没有被消除，调谐和子波旁瓣效应没有降低，因而其使用具有很大的 局限性。基于模型的波阻抗方法实际上就是以测井资料特别是声阻抗资料（一般从密度 及速度测井资料获得）作为约束，以地质模型为基础，通过不断修改模型，使模型正演 合成的地震资料与地震数据最佳匹配，所修改的最终的模型就是反演结果。常见的基于模 型的反演算法主要分为以下几种：

（1）地层或块的反演

这种算法假定地层是由波阻抗和时间构成的层块结构，通过褶积模型与地震建立联 系。通过限制与地震样点数目相关的层的数目来抵消非唯一性。当地层变得薄于地震分辨 率时，反演结果变得不唯一，为了降低这种多解性，通常以初始模型来作为约束。

（2）稀疏脉冲反演

这种算法假设地震反射系数序列是稀疏的（张永刚，2002），将地震道数据样点进行 重新采样而得到少于地震道样点数目的反射系数序列，与块反演相同的方法是通过褶积模 型来与地震相联系，并且也可使用外部模型作为约束并用于恢复高频及低频成分，从而稀 疏脉冲反演也是宽带的。

（3）最小平方反演

这种方法也是建立一个初始模型并使反演结果最大限度逼近初始模型，同样可作地震 频谱以外的频率补偿，因而也是宽带的。

（4）地质统计学反演

这是一种全新的方法，Hass等（1994）提出了地质统计反演策略。该方法首先在地 震时间域内建立储层的地质模型，然后建立三维地层网格，利用井和地震数据来确定地质 统计学参数，进行地质统计学建模，将生成的可能的波阻抗与地震道进行比较。在地质统 计反演中，当产生井间的储层参数的估算值时，模拟算法同时满足井和地震数据。利用井 控和地质控制对波阻抗空间分布的影响，地质统计反演提供了一种强有力的从地震频带以 外获得信息的方法。

（5）非线性反演

该方法适于解决地震反演中普遍存在的非线性目标函数的最优化问题，即多极值目标 函数的最优化问题。传统方法在求解多极值目标函数的最优化问题时，只能获取局部最优 的反演解，而无法获取全局最优解。模拟退火方法在降温参数的控制下，通过在解空间中 的随机搜寻，获得全局最优的反演解。与传统方法比较，模拟退火方法对初始模型依赖性 低，反演计算过程的稳定性好。

利用非地震资料对地震反演进行约束是反演研究的一种方案。综合多种信息的反演改 变了单一依靠地震资料进行反演的方法。该类方法可在一定程度上补偿地震资料中缺失的 频率成分，可获得频带较宽反演结果，提高反演结果的分辨率。把模拟退火方法和井约束 的反演相结合，可使该方法既具有模拟退火方法在解决非线性最优化问题中能获得全局最 优的特点，又利用测井资料和地震解释的结果构成合理的约束条件，保证获得地质上可接 受的反演结果，但是非线性反演算法由于计算量较大，收敛速度慢，还没有得到广泛的应 用（张永刚，2002）。

（6）物性参数反演

岩性储层物性反演是近年来发展起来的一种反演方法（韩小俊，2006），其目的是更 为直接的把地震数据与地质认识结合起来，可以更为直观地为地质人员提供储层解释依据 及油气判别依据。常用的物性反演包括电阻率反演、伽马反演、孔隙度反演、渗透率、饱 和度以及其他岩性参数反演。目前较为成熟的方法主要是孔隙度、GR、电阻率等反演。孔隙度反演的主要作用是作储层量化预测，用于计算储能系数，适用于评价及开发阶段；GR反演用于判定泥质含量，通常在砂体预测中用于判定泥质分布情况，特别是在含气砂 体的速度明显低于泥质的情况下，利用GR反演可弥补速度反演的不足。GR反演也适用 于碳酸盐储层，可以由GR反演来判别碳酸盐岩储层与泥质层，降低了储层预测的多解 性；电阻率反演主要用于汽水判别，在碳酸盐岩储集体中，含水层通常比含气层电阻率 低，因而可以通过电阻率的反演来进行汽水识别。

❿ 叠前反演时，提取子波是为了什么

你说的对，和叠后基本一个意思