一种油气检测的频变反演方法
【专利摘要】本发明提供了一种油气检测的频变反演方法，属于油汽地球物理领域。本发明方法包括：(1)输入叠前地震记录；(2)根据步骤(1)输入的叠前地震记录生成叠前角道集；(3)对步骤(2)得到的叠前角道集进行频谱分解获得分频角道集记录；(4)利用步骤(3)的分频角道集记录以及分频角道集记录对应的频率进行频变AVO反演，获得纵波频散梯度；(5)利用步骤(4)得到的纵波频散梯度预测油气储层。本发明的反演结果要比利用已有Wilson-Wu的频变AVO反演公式进行反演得到的结果更准确；另外，本发明方法中待反演量前的系数是线性无关的，所以利用本发明方法不会出现反演结果不唯一的情况。
【专利说明】一种油气检测的频变反演方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油汽地球物理领域，具体涉及一种油气检测的频变反演方法。
【背景技术】
[0002] 当前的AVO(振幅随偏移距变化）分析技术以弹性波的Zo印pritz方程为理论基 础。在弹性波理论中，地震波速度是不随频率变换的，然而实际地下岩石是粘弹性的，尤其 是当地层中含有流体时，会导致地震波发生频散和不同程度的衰减。目前的弹性AVO技术 并没有考虑到实际介质的频散特性。
[0003] 为了更好利用地震波频散特性，Chapman等人于2003年在多尺度岩石物理模 型的基础上研究了地震速度对反射系数的影响，并首次提出了从速度频变的角度来实现 AVO反演的概念。Wilson(2009)提出了一种实用的频变AVO反演公式，并引入小波分频 技术实现了地震资料的频变AVO反演。mi(2010)在Wilson的理论基础上，引入了平滑伪 Wigner-Ville分布的信号谱分解技术改进了频变AVO反演的精度。王海洋和孙赞东（2011) 从Aki-Richard的弹性AVO反演公式出发，将速度扩展至频率域，提出了一种改进的频变 AVO反演公式。
[0004] 由于地震波频散直接和岩石孔隙中的流体相关，所以频变AVO反演方法有很好的 应用前景。根据相关调研，目前用速度频散特性去预测油气储层的文献还很少，频变AVO技 术目前还只是一种处于研究阶段的油气预测方法。上述几种有关的反演公式存在不同程度 的缺陷，需要研发理论基础牢靠的频变AVO油气预测方法。
[0005] 频变AVO反演是最近几年出现的新方法，它主要利用地震叠前资料反演地震的频 散梯度，根据频散梯度的大小来检测地下油气储层。最近的理论和观测表明，流体是地震波 在储层中发生频散和衰减的主要原因。在检索到的国内外文献中，利用地震波频散特性来 检测油气储层的方法只有Wilson-Wu和王海洋-孙赞东两种格式。Wilson-Wu的频变AVO 反演公式在推导过程中认为地震速度是频率的函数，但横纵波比速度假设为频率无关，这 种假设导致反演得到的横波频散梯度很大，这和已有的观测结果和理论不相符，因此横纵 波速度比频率无关的假设不合理。在王海洋-孙赞东的公式中，待反演参数前的系数线性 相关，这使得反演结果不唯一。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种油气检测的频变反 演方法，为了充分利用地震波的频散特性，改进目前的频变AVO反演技术，本专利推导一种 数学上更为严谨的随频率变化的AVO(AVF)反演公式，在新公式中不仅地震波速度是随频 率变化的，而且横波波速度比也是频率的函数。此外新公式中待反演参数前的系数线性无 关，因此最后的反演结果是唯一的。
[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0008] -种油气检测的频变反演方法，包括以下步骤：
[0009](1)输入叠前地震记录；
[0010] (2)根据步骤（1)输入的叠前地震记录生成叠前角道集；
[0011] (3)对步骤（2)得到的叠前角道集进行频谱分解获得分频角道集记录；
[0012] (4)利用步骤（3)的分频角道集记录以及分频角道集记录对应的频率进行频变 AVO反演，获得纵波频散梯度；
[0013] (5)利用步骤（4)得到的纵波频散梯度预测油气储层。
[0014] 所述步骤（3)是这样实现的：
[0015] 利用信号平滑伪Wigner-Ville分布的频谱分解方法对叠前角道集进行频谱分解 获得分频角道集记录。
[0016] 所述步骤（4)中是利用下面的公式进行频变AVO反演： AV
[0017] + (1) kP
[0018] +Β2{θ)^\-^+--^- +(/ - /0)Β2(Θ)Ιι>2
[0019]其中Ia2是纵波频散梯度；Ib2是混合剩余频散梯度；R是反射系数，AVp是界面上 V+V 下层纵波速度差，AVp =Vp2-Vpl,Vp是界面上下层的平均纵波速度，Fp=ρ?21,2，4是参考 处的频率值，f是频率，Vs是界面上下层的平均横波速度，Γ,=Efk，ΛVs是界面上下层 横波速度差，AVs =Vs2-Vsl,Θ是入射角；下标2表示界面下层对应物理量，下标1表示界 面上层对应物理量；
[0020] 系数A2、B2的表达形式如下：
[0021] Α2(θ) = -+-?&η2(θ) (2) 82
[0022] B2(Θ) =-4sin2(Θ) ⑶。
[0023] 公式⑴中的Ia2,Ib2是两个未知量，其它量频率f和参考频率&是输入的已知 量，其它的参数通过参考频率处的分频角道集记录求得。公式（1)是一个频率角道集记录 下的公式，在实际应用中会把原始角道集分成多个不同频率下的记录，那么如公式（1)样 式的方程有多个，彼此之间只有频率f不同。最后通过这些不同频率下的方程结合该频率 处的角道集记录求得Ia2，Ib2。
[0024] 所述步骤（5)是这样实现的：
[0025] 利用纵波频散梯度来衡量纵波频散大小，即纵波频散梯度越大，纵波频散也越大， 而纵波频散梯度越大的地方，其含油气的可能性越高。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明没有引入纵横波速度比不随频率 变化的假设，所以反演结果要比利用已有Wilson-Wu的频变AVO反演公式进行反演得到的 结果更准确；另外，本发明方法中待反演量（指公式（1)中的Ia2，Ib2。）前的系数是线性无 关的，所以利用本发明方法不会出现反演结果不唯一的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是不同流体饱和岩石的纵波频散曲线。
[0028] 图2是本发明油气检测的频变反演方法的步骤框图。
[0029] 图3是实施例1中的三层介质模型的示意图，其中第三层为流体饱和粘弹性介质。
[0030] 图4是实施例1中的三层介质模型的理论地震记录。
[0031] 图5是实施例1中利用本发明方法对理论记录进行反演得到的纵波频散梯度。
[0032] 图6是实施例2中的实际资料角道集数据。
[0033]图7是实施例2中利用本发明方法对实际资料进行反演得到的纵波频散梯度。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0035] 本发明首先将Smith-Gidlow弹性AVO公式扩展至频率域，并将其中反射系数，纵、 横波速度以及横纵波速度比都看成是频率的函数，然后将公式在参考频率附近进行泰勒展 开，整理得到了一种新的AVF反演公式（AVF就是本发明方法的英文简称）：
【权利要求】
1. 一种油气检测的频变反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： (1) 输入叠前地震记录； (2) 根据步骤（1)输入的叠前地震记录生成叠前角道集； (3) 对步骤（2)得到的叠前角道集进行频谱分解获得分频角道集记录； (4) 利用步骤（3)的分频角道集记录以及分频角道集记录对应的频率进行频变AVO反 演，获得纵波频散梯度； (5) 利用步骤（4)得到的纵波频散梯度预测油气储层。
2. 根据权利要求1所述的油气检测的频变反演方法，其特征在于：所述步骤（3)是这 样实现的： 利用信号平滑伪Wigner-Ville分布的频谱分解方法对叠前角道集进行频谱分解获得 分频角道集记录。
3. 根据权利要求1所述的油气检测的频变反演方法，其特征在于：所述步骤（4)中是 利用下面的公式进行频变AVO反演：
其中Ia2是纵波频散梯度；Ib2是混合剩余频散梯度；R是反射系数，AVp是界面上下层 纵波速度差，AVp =Vp2-Vpl,Vp是界面上下层的平均纵波速度，& f。是参考处的 2 V λ-V 频率值，f是频率，Vs是界面上下层的平均横波速度，G，ΛVs是界面上下层横波 速度差，AVs =Vs2-Vsl,Θ是入射角；下标2表示界面下层对应物理量，下标1表示界面上 层对应物理量； 系数的表达形式如下：
4. 根据权利要求1所述的油气检测的频变反演方法，其特征在于：所述步骤（5)是这 样实现的： 利用纵波频散梯度来衡量纵波频散大小，即纵波频散梯度越大，纵波频散也越大，而纵 波频散梯度越大的地方，其含油气的可能性越高。
【文档编号】G01V1/30GK104237936SQ201310223682
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2013年6月6日
【发明者】魏修成, 刘炯, 陈天胜, 刘春园, 季玉新, 刘韬 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院