井间地震资料测井约束层析成像

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1、第18卷第4期CT理论与应用研究Vol.18,No.42009年12月（44-52）CTTheoryandApplicationsDec.,2009文章编号：1004-4140（2009）04-0044-09井间地震资料测井约束层析成像王守东（中国石油大学（北京）CNPC物探重点实验室，北京102249）摘要：利用井间地震资料进行层析成像，由于受观测角的限制，其成像过程具有很强的不稳定性。为了提高成像过程的稳定性，本文将测井资料引入到反演过程中，利用测井资料约束井间地震反演成像过程。采用假设模型进行数值模拟和反演实验，并与无约束反演方法进行对比实验，多种反

2、演结果对比表明，测井约束反演方法改善了层析成像过程的稳定性，提高了成像结果的精度。关键词：层析成像；井间地震；反演；约束反演中图分类号：P631.4+43文献标识码：A井间地震技术是油气田勘探开发领域的一项新技术，它将发射系统和接收系统分别下入井中，在目的层内和邻近地段进行地震波的激发和接收，通过记录波的走时、振幅、频率等参数重新构建出井间介质的物性参数分布图，再利用测井或地面地震资料，经过反复模拟，可以了解地下介质的结构特征和物性变化情况。井间地震成像技术是研究储层横向变化、进行油藏精细描述、实施流体动态监测的有力工具。它能够查明小断块、小断层和小幅度构造

3、，圈定岩性不均匀体，确定裂隙，识别高孔隙度层，是监测进程中储集层变化的有效手段。井间地震层析成像方法可以分为两大类：射线层析成像和波动层析成像。射线层析成[1－3][4－6]像具有计算量小、成像精度低的特点；波动层析具有成像精度高、计算量大的特点。目前，常用的井间地震走时层析成像方法有：ART方法、SIRT方法、LSQR方法等，每种方法都有各自的优缺点。但成像的分辨率都比较低，只能对速度的低频成份进行较好的成像，[3]这不是反演方法的问题，而是井间地震层析走时成像问题本身的问题。由于在井间地震中，受观测方式的限制，存在有限观测角的问题，致使这个问题具有严重的

4、不适定性。改善这种不适定性的方法就是增加已知信息。一般来讲，地下介质是成层的，不是随机变化的，[7][8]可以利用这个信息约束反演过程，提高反演过程的稳定性。Washbourne等和Zhou都开展了这方面的研究工作。他们将地下介质的成层信息引入到他们的速度模型中，约束其反演过程，都得到了较好的效果。为了提高走时层析成像过程的稳定性，本文给出了一种测井约束层析成像方法，在层析成像过程中，同时将测井资料和地下介质的成层信息引进来，作为约束信息，约束反演成像过程。通过假设模型的数值模拟和反演实验，验证了测井约束层析成像具有很高的成像精度。收稿日期：2009-07

5、-20。基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）（2006CB202306，2007CB209604）。4期王守东：井间地震资料测井约束层析成像451速度模型参数化在井间地震层析成像中，常规的速度模型都是用网格的方法来定义。将井间二维介质用矩形网格进行剖分，然后在每一个矩形小网格上定义一个速度值，每个小网格上的速度是常值，或者在网格点上定义速度值，其他位置的速度值通过线性插值的方法来求得。这种速度模型参数化方法的优点是可以描述任意复杂的模型，只要网格足够小。这种方法的缺点是没有考虑地下介质的成层特点，参数多，对于层析成像来说就是未知数太多，最终导致反

6、演的不适定性。要想将介质成层信息引入到层析成像中，就要改变这种速度模型参数化方法。我们利用界面和速度这两组参数来描述地下介质，假设每一层内的速度是常值，界面用一系列坐标来描述。下面用一个具体的例子来说明速度模型的参数化过程。x坐标(m)x坐标(m)050100050100002500m/s2500m/s502400m/s502400m/sz2300m/sz2300m/s坐坐100100标标(m)(m)2200m/s2200m/s1501502100m/s2100m/s2002000m/s2002000m/s（a）假设的速度模型（b）用第一个速度填充后的速度模

7、型x坐标(m)x坐标(m)050100050100002500m/s2500m/s502400m/s502400m/sL1L1z2300m/sz2300m/s坐坐100100标标(m)(m)L22200m/s2200m/s1501502100m/s2100m/s2002000m/s2002000m/s（c）用第二个速度填充后的速度模型（d）用第三个速度填充后的速度模型图1模型参数建立速度模型过程Fig.1Theprocessofestablishingthevelocitymodelusingthemodelparameters(a)Thesupposedv

8、elocitymodel.(b)Thevelocit