地质 测井 低频
地震
中频
测井
高频
递推反演 模型反演
多参数反演
（DT、Density)
（DT、Density及岩性)
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各类反演方法的特点
附 加 信 息
多参数 反演 模型 反演 递推 反演
勘探程度
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各类反演方法的适用性
方法分类 适用性
1、勘探初期， 少井或无井 2、大套地层或特殊岩性研 究
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地震反演与储层预测
方法选择 参数优选 储层解释
了解各种反演方法 的特点和试用性 理解各种反演方法 的关键参数 掌握合理、准确的 储层解释方法
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地震记录的形成和反演原理
地震道可以用下面的模型表示
seismic = wavelet * reflectivity + noise
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商业软件包的反演方法
◙稀疏脉冲反演：反射系数序列可以小于地震道样点数，对子
波无限制，多解性与稀疏度有关，为拓宽频率，采用模型约束； ◙层状或块状反演：把地下介质划分成由被阻抗和时间值描述 的层状或块状体，对子波无限制，多解性与划分的层数有关， 当划分层厚度小于地震分辨率时，反演结果趋近初始模型； ◙最小二乘反演：与稀疏脉冲反演类似，但不使用稀疏度，不 进行高频拓宽，主要通过初始模型来恢复低频； ◙以上方法都能在一定程度上消去子波的影响，减少调谐效应。 ◙基于3D地质测井模型方法：利用参数计算建造复杂3D地质模 型，能生成高分辨率宽带输出，成功应用需要多井控制，而且 地震、地质符合性较好； ◙地质统计反演：将地质统计分析数据与地震反演模型相结合， 地质统计保持了数据的空间统计特性但不能保证任何模拟与地 震数据一致。
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地震反演技术发展概况
◙Wiggins和Jackson等于1972年先后提出了离散模型
的反演，即广义反演。BG反演理论的一个不足之处 在于未能直接从运动方程和本构方程出发来研究反 问题。随着偏微分方程理论的进展，引起了对变系 数波动方程中系数项或源项的反问题的重视，以CT 层析成像理论的兴起为代表。当前对偏微分方程反 问题的研究多着眼于解的存在性、数值解法以及数 值解法的稳定性与收敛性等方面。
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地震反演技术发展概况
◙近期发展：80年代非线性反演研究日益广泛，从
Tarantola给出的声波波动方程反演的一般方法到 P.Mora的2D非线性弹性波反演和非线性迭代反演理 论，成果不可谓不丰。 ◙地震反演的研究在80年代取得了突破性进展，从反 褶积跃进为广义线性和非线性反演和波动方程系数 项反演问题的研究。线性和拟线性地震反演的理论 已经接近成熟，以非线性最优化为基础的非线性波 动方程反演方法也取得一定进展，但离实际应用尚 有相当距离。
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常规波阻抗反演
◙常规波阻抗反演的基本假设：叠偏后的地震振幅与法向入射
的反射系数成正比。 ◙常规波阻抗反演的方法分类：根据采用的模型基本上可以分 成两大类，一类基于褶积模型，另一类基于波动方程，如图3 所示，总体来说，基于褶积模型的方位算法相对简单、计算最 小，是实际生产中普遍采用的方法；而基于波动方程理论的 Born近似方法等，计算量大，而且由于忽略了多次反射及折射 效应等地质构造之间的相互作用，并不完全适用于叠前地震数 据的反演。还有一些属于非线性反演范畴的方法，如混沌理论、 神经网络等，假定地震数据与波阻抗之间存在着非线性的关系， 通过逐次线性化过程来实现非线性反问题的线性化。这些方法 的稳定性与原始数据的质量关系很大，效果的好坏与使用者的 技术素质直接有关。
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褶积模型
◙基于褶积模型的方法可以分成两类，一类是带限的，以递推
反演为代表，由于完全利用了地震信息，反演的波阻抗频率 范围与地震频率范围一致，要得到有意义的结果，子波必须 是零相位的，地震波峰要对应正反射系数，地震数据一般要 归一化，反演的结果与剖面相似，此外需要从外部得到低频 成分的补充，目前这种反演方法在生产上已经较少使用。
褶积模型
◙稀疏脉冲方法基于逐道求解优化问题，在每个CMP
道上，反射系数与用户给定的子波进行褶积，用户 可以根据先验的地质和测井信息给定约束条件来限 制反演结果，使其具有一定的地质和地球物理含义。
◙模型反演办法基于非地震先验知识建立的空间初始
模型，通过线性或非线性迭代方法来调整模型结构， 得到某种意义下的最优解，这种方法的多解性特征 比较明显，利弊参半。
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地震反演的定义
地震反演是利用地表观测地震资料，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。
反演
地震波信息 转化为岩石 信息
转换过 岩石信息转 程
化为地震波 信息
地质模型
正演
地震响应
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各类反演方法的综合信息
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波阻抗反演技术发展概况
◙BP Amoco公司的Connolly在1999年的The Leading Edge杂志
上正式发表了弹性波阻抗（Elastic Impedance，EI）反演的 方法论文，该方法最早是在1993/1994年由BP Amoco公司发展 起来，随后在2000年的SEG年会上同时出现了4篇论文对EI进 行了研究，ARCO公司介绍了他们申请了专利的弹性波阻抗反 演方法，认为在求取的反射系数的稳定性方面要好于 Connolly方法，而且计算的EI和AI数值在同一个尺度下；CGG 公司发表论文认为EI反演效果要好于AVO反演，因为EI在抗噪 能力方面比AVO方法具有优势；同时BP Amoco公司在会上又提 出了扩充弹性波阻抗方法，可以用于流体和岩性预测。此外， Paradigm公司在其商业软件Vanguard的2001年最新版本中也 有有关弹性波阻抗反演的功能出现。这些进展说明弹性波阻 抗已经成为波阻抗反演进一步发展的方向之一，地震反演的 发展正在走向AI和EI相结合、AI和AVO相结合的道路。
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地震反演技术发展概况
◙1967～1970年期间出现了Backus－Gilbert反演理论，
目前的大部分反演研究依然遵循着这种思路。BG反演 理论的出现为建立统一的地球物理反演理论和方法奠 定了基础，其贡献在于： （1）指出地球物理数据集是有限的、不精确的， 由此带来反演问题的高度非唯一性，即古典解一 般不存在； （2）将反演问题归结为泛函极值点，可用优化方 法迭代求出满足一定准则的广义解。对解估计的 评价应是在分辨率和精度之间权衡，而非实测值 和计算值之间拟合差的最小。BG反演理论针对的 是连续模型的情况。
集、处理与解释等流程，来推测地下岩层结构和物 件参数的空间分布，为勘探开发提供重要依据。
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地震反演的存在问题
◙实际地震勘探数据是不完全的、限带宽的。由这样
不完整的并存在随机噪音的信息来求取地下介质物 性参数的变化，其过程必然是不适定的、会造成病 态方程。这类方程的解常常不连续依赖于观测数据。 人们试图增加约束来降低个适定性。 ◙地震数据量非常巨大，由此带来实际地震资料处理 中的许多问题，在很大程度上妨碍了某些理论先进 的算法的实用化。在有些情况下，把问题做大幅度 简化并统合地质人员的经验可能反而更有效。在这 样一种背景下，地震反演除了考虑方法的先进性外， 应分外重视其合理性和实用性。
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地震反演的方法分类
◙目前常用的反演手段是基于正演的反演，正演方法
主要包括褶积模型法和反射率法两大类，计算手段 包括射线追踪、高斯束法、有限差分法、有限单元 法等等。反演问题所面临的两大难题：一是局部极 值，二是计算成本。这是由反演的非线性和不适定 性所引起的。为克服地球物理反演的局部极值，研 究人员应用或发展了多种数学优化算法。目前国内 外地震反演的方法根据利用地震资料的特点可以归 纳为叠前反演与叠后反演两大类
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波阻抗信息的特点
◙波阻抗是地震、测井、速度等信息的综合，是地质、地球物
理、岩石物理和油藏工程师们能够共同理解的数据； ◙波阻抗是岩石特性，通过测井可直接测量，地震是界面特性， 反映了波阻抗的相对变化，因而波阻抗自然联系了地震和测井 信息； ◙波阻抗与岩性、孔隙度、孔隙充填和其它因素密切相关，通 常在波阻抗与岩石特性之间建立经验关系，用于生成3D岩相模 型和3D物性参数模型，进一步用于流体分析的油藏模拟； ◙波阻抗的层状特性可以用于直观的层序地层学分析，子波旁 瓣效应的消除可以避免一些假的地质现象； ◙波阻抗数据支持快速和精确的立体解释，对目标体进行描述； ◙波阻抗的概念很快被引伸到角度叠加的弹性波阻抗或弹性参 数反演中，弹性波阻抗包含了AVO信息，与AI一起应用可以提 高判别岩性和流体的解释能力。
技术特点
软件 Seislog InverTrace ISIS Strata Mprp InterWell
递推反演
忠实地震 分辨率低
模型反演
1、勘探后期及开发阶段， 适合多井地区 2、薄、互层研究
分辨率高 模型影响结果
多参数反演
1、适合多井地区 2、岩性、物性预测
分辨率高 方法灵活
Emerge InverMod
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波阻抗反演技术发展概况
◙波阻抗（Acoustic Impedance，AI）反演是利用
地震资料反演地层波阻抗（或速度）的地震特殊处 理解释技术，该项技术在20世纪70年代开始出现， 80年代得到了蓬勃发展，90年代至今达到了颠峰， 围绕1D波阻抗反演的各类算法以及应用成果层出不 穷，热门之余在1997年左右开始出现了一些反思文 章，指出了波阻抗反演中存在的一些陷阱，也提出 了一些解决方案。