时频域方位AVO反演方法研究

Seismic wave may be frequency dependent and attenuation may occur due to fluid saturation. The reflection amplitude may invariant with the incident angle, azimuth and frequency. Consideration of the seismic dispersion and attenuation potentially can give access to fracture geometry, porosity and viscosity information in fractured reservoirs. Fracture properties can be estimated using Azimuthal AVO data in the time-frequency domain. Spectral decomposition is usually used for spectral anomaly estimation. However, spectral balancing for traditional time-frequency spectrum may introduce fake spectral anomaly information. In this project, we compute the pseudo time-frequency spectrum of the seismic data, and estimate the fracture property parameters using pseudo time-frequency spectra for AVO data with different azimuth. Frequency-dependent nonstationary convolution model is built based on the dispersive medium, and a generalized frequency-dependent Ricker wavelet dictionary is proposed. We use orthogonal matching pursuit to decompose the seismic trace. Further, reflected wavelet is assumed to be quasi-stationary, and pseudo time-frequency spectrum can be calculated. Finally, Fracture properties can be estimated form pseudo time-frequency spectrum. The spectral decomposition theory will be improved. We will propose a scheme for azimuthal AVO inversion in the time-frequency domain, which is of great importance in exploration and production of fractured reservoirs.

流体充填介质能够导致地震波发生不同程度的频散和衰减，因此裂缝储层中地震波反射振幅除了随入射角和方位角变化，还具有频率依赖的特征，对时频域方位AVO数据进行反演能够得到裂缝属性参数。通常利用频谱分解来研究地震数据中的频谱异常，然而对常规时频分解结果进行谱均衡会产生虚假频率异常特征，影响反演结果。本项目利用伪频谱分解将时间域地震数据转换到时频域，利用不同方位AVO数据的伪时频谱反演裂缝属性参数。首先，基于频散介质理论建立频变非平稳褶积模型，根据非平稳褶积模型在时频域的表达式构建广义频散雷克子波字典，利用正交匹配追踪实现地震数据稀疏分解；将反射子波当作准平稳信号，计算地震数据的伪时频谱；最终利用不同方位AVO数据的伪时频谱实现裂缝属性参数估计。本研究将完善时频分析理论，形成一套时频域方位AVO反演方法技术，对裂缝储层的勘探和开发具有重要意义。

理论研究表明波致流能够导致地震波发生不同程度的频散和衰减，因此裂缝储层中地震波反射振幅除了随入射角和方位角变化，还具有频率依赖的特征，对时频域方位AVO数据进行反演能够得到裂缝频散属性参数。本项目利用频谱分解将时间域地震数据转换到时频域，利用频率域反褶积进行谱均衡得到伪频变反射系数，利用不同方位伪频变反射系数进行裂缝属性参数反演与裂缝储层预测。完成的主要研究内容和相关成果如下：（1）发展了多尺度裂缝频散介质理论，研究了裂缝储层参数对地震波频散和衰减，以及裂缝弱度的影响；研究了基于多尺度裂缝频散介质模型的频变反射与透射理论，为频变方位AVO反演提供了理论依据。（2）基于时频域非平稳褶积理论提出了匹配追踪脉冲谱分解方法，相对于常规时频分析方法具有更高的时频分辨率。利用频率域反褶积对地震数据脉冲谱进行谱均衡能够得到伪频变反射系数，且不会带来虚假频率异常。（3）提出了一套时频域方位AVO反演技术，并应用于我国华北地区某油田的裂缝型储层预测，揭示了该区地下裂缝发育带的分布规律和油气的富集程度。（4）完成了相关程序和模块的编写，开发了裂缝参数反演软件。基于相关研究内容，以第一作者在地球物理国际期刊Geophysics和IEEE GRSL发表论文2篇，授权中文专利1项，并出版中文学术专著1部。