应用RBF神经网络反演二维重力密度分布

密度反演以物性变化勾绘场源范围,具有模拟复杂地质体的能力和较强的适应能力,是提高重力方法解决地质问题能力的重要途径。本文利用径向基函数(RBF,Radical Basis Function)神经网络突出的非线性映射能力和泛化性,实现了重力密度二维非线性反演。模型计算证明了该方法的有效性,同时探讨了网络结构、参数的选择以及随机噪声对反演结果的影响。应用此法对中国西北地区阿门子处的重力异常进行反演计算,证实了此方法的实用性。     

基于低频软约束的叠前AVA稀疏层反演

叠前AVA楔形字典利用基追踪分解算法实现叠前AVA稀疏层反演,较常规叠前反演具有较高的垂向分辨率,但由于该算法没有考虑弹性参数之间的相关性引起的不适定性,造成密度反演结果非常不稳定。为此,基于Zhang的常规叠前AVA稀疏层反演,结合Downton的参数协方差矩阵特征分解去相关思路,重新推导了叠前AVA楔形字典和叠前AVA稀疏层反演的目标函数;在此基础上,通过引入低频软约束项补偿反演的低频信息,可以获取全频带的反演结果,进一步降低了三参数反演的不适定性,提高了密度项的反演精度。模型数据和实际数据试算结果表明,基于低频软约束的叠前AVA稀疏层反演具有较高的稳定性和垂向分辨率。     

随机地震反演技术及在文昌13—1油田的应用

随机地震反演技术是一种将随机模拟理论与地震反演相结合的反演方法，该方法可以有效地提高地震资料的垂向分辨率，并充分考虑地下地质的随机特性，使反演结果更符合实际地质情况。本文在做随机地震反演时，以确定性地震反演的结果作为软数据，以测井资料作为硬数据，使用同位协同克里金序贯高斯模拟技术反演储层物性变化。文昌13—1油田的实例研究表明，这种随机地震反演比起基于模型的确定性地震反演方法来说，其垂向分辨率更高，使得在油藏地质建模中可以充分使用地震资料，容易取得良好的效果。     

高斯束偏移与高斯束层析反演速度建模

当前的层析反演速度建模方法大多基于射线传播算子,以射线长度为层析反演敏感度核函数,对复杂构造偏移成像的适应性不强,反演精度有待提高。基于波动方程的一阶Born近似和Rytov近似,从高斯束偏移成像条件出发,推导了成像域波动方程线性化走时层析反演核函数,该核函数的本质是有限频核函数,可通过高斯束积分表达的格林函数计算得到。利用该核函数替换常规射线层析核函数能提高层析反演精度。发展的高斯束层析反演速度建模方法通过方位-反射角度域共成像点道集与高斯束偏移串联并迭代实现复杂构造成像,该技术路线实用化程度高,能进一步提高当前工业界广泛应用的常规射线层析及射线偏移的成像精度,尤其是改善了低信噪比资料的成像质量。数值计算及实际数据应用证明了基于高斯束算子的偏移成像与成像域走时层析方法的有效性。     

高斯束层析偏移速度建模方法及应用

常规地震层析反演分为射线层析和波动方程层析两类,基于射线类的常规层析方法由于理论假设的限制难以对复杂地区进行准确的速度建模;波动方程层析需要建立高精度的初始模型,其应用受到实际资料品质的限制。为此,开展了高斯束层析偏移速度建模方法研究,利用高斯束核函数构建病态性更小的灵敏度矩阵以提高层析反演的稳定性;采用高斯束叠前深度偏移进行高陡构造成像,并直接提取高分辨率的角度域共成像点道集(ADCIGs)用于高斯束层析反演,进而获得精确的偏移速度模型。为了避免在高陡构造地区人工拾取的繁杂,采用自动拾取技术获取反射点坐标与地层局部构造倾角。模型测试和实际资料应用结果显示,该方法具有较高的反演精度和稳定性。     

二维重力数据径向反演及应用

相对于直角坐标系下的反演方法,径向反演方法具有模型参数减少一半且反演参数具有同一量纲的特点,而Tikhonov正则化方法能方便地应用多种约束条件和引入场源先验信息。该方法对于近圆形、梨形或在某方向呈瘦长形的独立场源的反演效果较好。本文将正则化因子自适应选取引入径向反演方法中,提高了反演效率和数据拟合程度。自适应正则化径向反演方法在模型数据试算和实际重力数据处理中均取得了较好的效果。     

快速模拟退火法重力及其梯度异常与地震数据的联合反演

本文提出采用快速模拟退火方法进行重力及其梯度数据与地震数据的联合反演,可以改善以往该类方法对界面的突变区域无法识别的缺陷。首先推导出密度界面起伏与重力导数之间的对应关系,为更好描述实际地层的水平密度变化,将地层之间的密度差设为随位置变化的函数;然后通过理论模型试验证明该方法能很好地进行界面反演,且对于界面突变区也有很好的效果;最后应用该方法对M区实测数据进行处理。结果表明,利用改进的快速模拟退火法进行重力及其梯度数据与地震数据的联合反演,能很好地揭示物性界面的分布特征,且计算稳定、精度高。     

基于对偶对数障碍规划算法的基追踪反演

常规基追踪反演方法仅仅依赖于地震数据,分辨率依然不足,可能导致反演结果与实际工区情况不符。为此,在基追踪反演算法中引入地质模型约束,构建先验模型约束目标函数,将其转化为约束最优化问题,然后利用对偶对数障碍规划算法进行求解,有效解决了基追踪反演结果分辨率较低的问题。二维模型数据测试结果表明,与常规基追踪反演方法相比,改进的基追踪反演方法分辨率更高,在实际资料应用中取得了较好的效果。     

三维高分辨率模型的建立及应用

以胜利油田垦71地区的实际资料为例,用贝叶斯-序贯高斯模拟方法综合井间地震数据、测井数据和三维地震数据,建立了一个高分辨率三维波阻抗模型。该模型具有以下特点:1垂向分辨率明显高于输入的三维地震波阻抗;2横向上的变化趋势与输入三维地震数据的变化趋势一致;3增加了井间地震的约束,结果更加合理;4其准确性与三维波阻抗反演结果的准确性密切相关。     

电磁与重力数据非线性约束联合反演

利用已知的地震、地质、电测井等资料进行电磁、重磁资料约束联合反演是提高重磁电勘探分辨率的重要途径。基于测井统计的电阻率与密度两种物性参数之间的关系,同时利用测井数据、地震剖面、地质解释剖面等先验信息约束建模,采用非线性的人工鱼群反演算法,实现了基于井震约束的大地电磁与重力数据的并行联合反演,提高了电磁和重力勘探的分辨率。模型和实测数据测试反演表明,提出的非线性约束联合反演方法有很好的实用性。     

重磁电震联合智能建模反演方法的初步探讨

针对大多新区具有随机建模反演的重磁电震资料,而缺乏理论建模反演所必需的钻探统层及密度、磁化率等资料的现状,论述了重磁场源分离的高斯混合建模和遗传建模以及重磁建模反演的神经网络信患融合方法,提出了基于计算智能理论的重磁电震联合建模反演的一种新方案。经沾化地区结晶基底的反演试验,认为方法可行、实施简便,与目前的重磁理论建模反演相比,具有推进重磁电震平面联合反演技术发展的潜能。     

高精度重力资料剩余密度反演与孔隙裂缝发育带分析

利用高精度重力资料及已具备的地质地震资料，去掉由于密度界面产生的重力场及区域重力场的影响，消除浅部干扰，求得剩余重力异常。用钻井资料作控制，反演求得剩余密度分布，以了解储层岩石孔隙裂缝发育带，从而达到直接或间接寻找油气藏的目的。理论模型试算证明方法是可行的；通过四川大足弥陀场地区实际资料的处理，推断了本区的岩性裂缝圈闭；并与已知的钻井地质资料及其它地球物理资料对比验证，说明了反演结果是可靠的。为在     

利用地质统计学反演预测砂岩型铀矿体的变差函数求取方法

地质统计学反演的可靠性主要受控于变差函数等关键参数的选取，传统的求取变差函数横向变程方法的随机性较强。为了提高地质统计学反演预测砂岩型铀矿体的精度，提出一种在测井数据和地质意义控制下的变差函数求取方法，即通过统计井上数据点求取纵向变程，通过统计、分析已开发区矿体规模和矿点含矿性求取横向变程。相对于常规确定性反演，地质统计学反演基于测井数据随机建模，继承了地震资料横向分辨率高的特点，同时具有更高的纵向分辨率，对于厚度小、横向变化快的QJD砂岩型铀矿体的预测效果较好，其中变差函数的求取是影响反演结果的重要因素。QJD铀矿体预测精度分析及实际应用表明：①纵向变程取4.5m时，反演结果的纵向分辨率相对最高，且能兼顾反演效率； ②与叠后稀疏脉冲反演相比，基于所提变差函数求取方法的地质统计学反演结果与实际矿体分布更吻合； ③基于所提方法反演结果部署的12口勘探井完钻的工业见矿率为75%，较大幅度地提升了平均勘探成功率。     

饶阳凹陷虎8北潜山重力三维松约束反演

饶阳凹陷前古近系古潜山是油气勘探的重要目标,为了清楚认识虎8北古潜山的结构特征,对该地区的大比例尺重力资料进行了处理和三维反演计算。首先采用二次趋势面最小二乘法剔除区域异常后,得到剩余重力异常;然后以地震解释的前古近系顶界面数据和该区的密度数据为基础,建立基于层面的三维模型,采用Parker算法对剩余重力异常进行三维密度界面松约束反演;最后采用松约束三维重力资料反演方法,得到了与重力异常吻合的前古近系顶界面三维模型,为认识虎8北古潜山的规模和幅度等结构特征提供了依据。研究表明,利用地震资料对重力资料进行松约束三维反演是一种比较有效的方法,能充分发挥地震资料和重力资料各自的优势,提高认识的可靠性。     

三维重力地震剥层联合反演

以地震资料解释的三维构造图作为模型，用重力三维正演剥离基底及基底以上界面所产生的重力效应，然后对分离后的基底岩性异常进行反演求取基底密度。在具体联合反演算法上，首次将广泛用于地震层析成像反演的DLSQR法引入位场反演，不仅增加了联合反演结果的稳定性，而且极大地提高了反演速度。理论模型的试算和实际资料的反演结果表明，两者反演的剩余密度等值线图形十分相似，剩余密度最小值和最大值相对误差小于4％。     

地震波形反演与测井联合的三维建模方法

基于褶积模型的地震反演能得到较高分辨率的结果,但它对初始模型的依赖性强。依托波动理论的波形反演法可获得准确、稳定的低频信息,横向保真性高;测井资料纵向分辨率高,频率信息丰富。本文提出一种基于波形反演结果和测井资料的联合建模方法,综合波形反演结果横向高保真性和测井资料纵向高分辨的优势,提高初始模型的构建精度,进而提高反演结果的精度。应用结果表明,联合构建的三维模型不仅具有波形反演结果的低频特征,还具有测井资料纵向高分辨率的优点,以此作为褶积模型反演的初始模型,提高了储层预测的精度。     

基于高阶多项式密度函数的重力反演

重力反演是研究地下密度体空间展布的地球物理手段之一。现有的密度反演方法通过对地下介质的网格剖分,直接反演每个网格单元的密度值。本文用多项式函数近似表示地下复杂的密度变化,提出一种通过反演多项式密度函数的系数确定密度变化的新方法。不同于常规网格剖分方法,该方法无需在垂向上划分单元,在一定程度上缓解了网格疏密、内存占用与反演精细度之间的矛盾。理论模型测试表明多项式系数反演与多种约束相结合,能清晰地突出局部异常体的位置、规模和边界等信息,且效果优于L₂模约束反演的结果。该方法成功应用于济阳坳陷区古潜山和凹陷的识别,根据反演的密度差剖面可大致确定不同岩性密度体的边界,弥补了地震剖面反映古潜山展布的不足。     

高分辨率波阻抗贝叶斯序贯随机反演

确定性反演常见的方法包括模型法反演和稀疏脉冲反演,在特定的解约束条件下,只能进行单一的最优解估计,无法评价反演结果的不确定性;地质统计学反演主流算法均为地质统计学随机模拟方法与马尔科夫链-蒙特卡洛方法的某种结合,并没有将地震反演、测井数据约束、随机模拟方法统一在一个理论框架下。为此,首先在贝叶斯理论框架下,将地震反演理论、测井数据约束、地质统计信息统一在波阻抗求解这个问题中,推导了基于对数波阻抗的地震数据与测井数据联合方程,然后通过序贯高斯随机模拟算法对反演方程进行高效采样求解。数值算例表明：与常规波阻抗最小二乘法反演相比,该方法分辨率高、反演结果受先验统计学参数约束,且输出的多个波阻抗反演结果可用于不确定性评价;与纯粹基于测井数据的序贯高斯随机模拟方法相比,该方法最大的优点就是考虑了地震数据约束,降低了反演结果的不确定性。针对实际数据,对比、分析了模型法反演、稀疏脉冲法反演、贝叶斯序贯随机反演结果,表明贝叶斯序贯随机反演方法在提高反演纵向分辨率与不确定性评价方面具有良好的应用前景。