薄互层多波AVO响应与反演方法研究

The seismic prediction of thin interbed is always the difficulty of stratigraphic lithologic reservoir exploration. The main reason is that the seismic response of thin interbed is complicated because of the variety of internal structure, and AVO theories for single interface based on Zoeppritz equations are not suitable for the study of thin interbed. The present situation has restricted the study and development of the seismic prediction techniques for thin interbed. To solve this problem, we will study on multi-wave AVO response and inversion method for thin interbed. Firstly, we will start with the foundation composition of thin interbed, namely single thin bed, and deduce approximate analytic solutions of reflection coefficient spectrum for single thin bed under a series of assumed conditions. By analyzing on the approximate analytic solutions of reflection coefficient spectrum in different conditions of lithology and oil gas, the AVO response principles will have more definite physical meanings. Then, we will deduce the approximate analytic solutions of reflection coefficient spectrum for single thin bed in a thin interbed using quasi-anisotropy method. So, we can analyze the correlation between seismic frequencies, reflection coefficient, interbed number, single bed thickness and anisotropic parameters. At last, we will study the method of joint AVO inversion on thin interbed. Our study will provide theoretical support for the prediction of thin interbed and promote the development of stratigraphic lithologic reservoir seismic exploration techniques.

薄互层的地震预测一直都是地层岩性油气藏勘探的难点，其主要原因是薄互层的内部结构多样，地震响应复杂，基于Zoeppritz方程的单界面AVO理论不适用于薄互层的研究，这也制约了薄互层地震预测技术的研究与发展。针对这一问题，本项目拟开展薄互层多波AVO响应与反演方法的研究。首先，从薄互层的基础组成——单薄层入手，在一系列的假设条件下，推导单薄层反射系数谱的近似解析解，分析不同岩性与含油气性条件下的AVO响应规律，使得单薄层AVO响应分析具有更加明确的物理意义。然后，将单薄层放入薄互层的背景之中，用拟各向异性的方法推导薄互层中单薄层的反射系数谱近似解析解，分析地震波的频率、反射系数与互层数、单层厚度、各向异性参数之间的相互关系，并研究出薄互层联合AVO反演方法。本研究将为薄互层的储层预测提供理论支持，促进地层岩性油气藏的地震勘探技术的发展。

薄互层的地震预测一直都是地层岩性油气藏勘探的难点，其主要原因是薄互层的内部结构多样，地震响应复杂，基于Zoeppritz方程的单界面AVO理论不适用于薄互层的研究，这也制约了薄互层地震预测技术的研究与发展。常规的PP波勘探基本能解决薄互层的套层厚度、埋藏深度、构造形态等问题，但是多解性很强，精度也很低。综合利用PP波与PS波进行联合解译则可以大大降低多解性，提高薄互层刻画的精度。本项目的立足点就是联合利用PP波与PS波，探索薄互层的地震反射规律与反演方法。.首先，我们从薄互层的基本组成单元——单薄层入手，把现有的Kennett层状介质的反射率计算精确公式进行了深入剖析，通过数值模拟厘清了单薄层内部多次波以及多次转换波对薄层整体反射系数的影响，从而推导了单薄层反射系数的二阶近似公式，并进一步通过回归算法将该公式拓展至薄互层模型。单薄层以及薄互层的二阶近似公式保留了PP波与PS波在薄层顶底界面的一次反射波以及薄层内部的二次反射波对整体反射系数的影响，物理意义更加明晰、计算效率更高。基于推导的公式，该项目通过建立不同孔隙度以及含流体性的薄互层模型，分析了不同厚度、岩性组合以及流体组合对薄互层AVO响应的影响，为薄互层的地震预测奠定了理论基础。基于上述理论成果，我们研发了薄互层PP波与PS波联合各向同性AVO反演方法。在先验模型相对比较精准的前提下，该反演方法可以同时获得薄互层的弹性参数与厚度。.在实际地震勘探中，目的层有可能较深，用来建立先验模型的控制点，如井数据，也可能比较稀少，此时我们考虑对薄互层模型做拟各向异性处理，基于长波长各向异性地震理论来研究薄互层的AVO特征。我们基于砂地比（N/G）与地层各向异性之间的关系，通过数值模拟发现将砂地比描述薄互层的互层结构可以获得薄互层顶底界面的弱各向异性反射系数。基于此，我们研发了另外一种PP波与PS波联合反演方法，可以将薄互层弹性参数、各向异性参数、互层结构同时反演出来，并在实际工区得到应用。本研究将为薄互层的储层预测提供理论支持，可以促进地层岩性油气藏的地震勘探技术的发展。