第四講+AVO技術(shù)

1、第四講：地震第四講：地震AVO技術(shù)技術(shù)【思考題】【思考題】（1 1）何為）何為AVOAVO技術(shù)？技術(shù)？（2 2）AVOAVO技術(shù)在石油地震勘探中有技術(shù)在石油地震勘探中有哪些應(yīng)用？哪些應(yīng)用？ AVO(Amplitude Versus Offset)技術(shù)是繼亮點(diǎn)技術(shù)技術(shù)是繼亮點(diǎn)技術(shù)之后又一項(xiàng)利用振幅信息研究巖性，檢測之后又一項(xiàng)利用振幅信息研究巖性，檢測 油氣的重要油氣的重要技術(shù)，近幾年發(fā)展迅速，國內(nèi)外都有取得很多成功的實(shí)技術(shù)，近幾年發(fā)展迅速，國內(nèi)外都有取得很多成功的實(shí)例。例。 AVO技術(shù)，就是利用技術(shù)，就是利用CDP道集資料，分析反射波振道集資料，分析反射波振幅隨炮檢距幅隨炮檢距(也即入射角也即入

2、射角)的變化規(guī)律，的變化規(guī)律， 估算界面的彈性估算界面的彈性參數(shù)、分辨巖性及孔隙充填物，進(jìn)一步推斷地層的巖性參數(shù)、分辨巖性及孔隙充填物，進(jìn)一步推斷地層的巖性和含油氣情況，直接尋找有用礦藏的一種方法和含油氣情況，直接尋找有用礦藏的一種方法。AVOAVO研究的理論基礎(chǔ)包括物理基礎(chǔ)和地質(zhì)基礎(chǔ)。研究的理論基礎(chǔ)包括物理基礎(chǔ)和地質(zhì)基礎(chǔ)。（）（） AVOAVO研究的物理基礎(chǔ)研究的物理基礎(chǔ)AVO技術(shù)的理論基礎(chǔ)是技術(shù)的理論基礎(chǔ)是Zeoppritz方程及其簡化的方程及其簡化的公式公式 一、一、 基本思想基本思想AVOAVO研究的理論基礎(chǔ)研究的理論基礎(chǔ)由于由于zoeppritz方程十分繁雜（此處略）很難一目了然地看

3、出各量方程十分繁雜（此處略）很難一目了然地看出各量之間的相互關(guān)系。故不同學(xué)者提出了不同的簡化近似式，之間的相互關(guān)系。故不同學(xué)者提出了不同的簡化近似式，其中以其中以ShueyShuey（19851985）提出的簡化式現(xiàn)在最為常用，即縱波反射系數(shù)為：）提出的簡化式現(xiàn)在最為常用，即縱波反射系數(shù)為： 一般來說，介質(zhì)一定，入射角越大，則透射角一般來說，介質(zhì)一定，入射角越大，則透射角也越大，故也越大，故 可以看作是入射角的一可以看作是入射角的一個(gè)函數(shù)。個(gè)函數(shù)。此外，此外，Shuey近似式還將反射系數(shù)簡潔地表示近似式還將反射系數(shù)簡潔地表示為三個(gè)近似獨(dú)立的項(xiàng)之和，清楚地說明了為三個(gè)近似獨(dú)立的項(xiàng)之和，清楚地說明

4、了反射反射振幅隨炮檢距的變化與介質(zhì)泊松比密切相關(guān)振幅隨炮檢距的變化與介質(zhì)泊松比密切相關(guān)以以及及AVOAVO研究的范圍，而且利用此式可以解析地研究的范圍，而且利用此式可以解析地反演求解反演求解由反射振幅曲線求彈性參數(shù)，因由反射振幅曲線求彈性參數(shù)，因此，這一近似式得到了廣泛的應(yīng)用。此，這一近似式得到了廣泛的應(yīng)用。 進(jìn)一步分析（進(jìn)一步分析（7-2-17-2-1）式可知，對(duì)于反射系數(shù)）式可知，對(duì)于反射系數(shù)隨入射角（或反射振幅隨炮檢距）的變化而言，隨入射角（或反射振幅隨炮檢距）的變化而言，上、下介質(zhì)的泊松比起著重要的作用。這就是上、下介質(zhì)的泊松比起著重要的作用。這就是振幅隨炮檢距研究的振幅隨炮檢距研究的

5、物理基礎(chǔ)物理基礎(chǔ)。 )(R另外，其他學(xué)者也提出了簡化式：另外，其他學(xué)者也提出了簡化式：（二）（二）AVO研究的地質(zhì)基礎(chǔ)研究的地質(zhì)基礎(chǔ) 泊松比是一個(gè)物性常數(shù)，它與縱、橫波速度比泊松比是一個(gè)物性常數(shù)，它與縱、橫波速度比Vp/Vs有密切關(guān)系。在各向同性介質(zhì)中，二者有密切關(guān)系。在各向同性介質(zhì)中，二者的關(guān)系為的關(guān)系為 1)/(22)/(22VsVpVsVp不同巖石具有不同的泊松比，而巖石的固結(jié)不同巖石具有不同的泊松比，而巖石的固結(jié)程度、孔隙以及孔隙中的充填物都會(huì)嚴(yán)重影程度、孔隙以及孔隙中的充填物都會(huì)嚴(yán)重影響巖層的泊松比值。一般來說：響巖層的泊松比值。一般來說： 高孔隙度鹽水飽和砂巖往往具有較高的泊松高孔

6、隙度鹽水飽和砂巖往往具有較高的泊松比（比（0.30.4）。）。 未固結(jié)的淺層鹽水飽和沉積往往具有非常高未固結(jié)的淺層鹽水飽和沉積往往具有非常高的泊松比（的泊松比（0.4以上）。以上）。 氣飽和高孔隙砂巖往往具有低的泊松比（氣飽和高孔隙砂巖往往具有低的泊松比（0.1或更低）?；蚋停?。 而泊松比的變化將導(dǎo)致反射系數(shù)隨入射角（或而泊松比的變化將導(dǎo)致反射系數(shù)隨入射角（或振幅隨炮檢距）變化而發(fā)生變化。這就是研究振幅隨炮檢距）變化而發(fā)生變化。這就是研究振幅隨炮檢距變化的地質(zhì)基礎(chǔ)，振幅隨炮檢距變化的地質(zhì)基礎(chǔ)，說明利用說明利用AVO特征可以尋找氣、鹽藏等。特征可以尋找氣、鹽藏等。二、二、AVO研究技術(shù)中特殊的

7、資料處研究技術(shù)中特殊的資料處理方法理方法分析振幅隨炮檢距變化所用的資料是分析振幅隨炮檢距變化所用的資料是常規(guī)反射地震勘探中疊前道集記錄。原常規(guī)反射地震勘探中疊前道集記錄。原始道集上的振幅受到各種因素影響，無始道集上的振幅受到各種因素影響，無法直接用來分析，除了采用常規(guī)的各種法直接用來分析，除了采用常規(guī)的各種處理方法外，還必須對(duì)之作一系列的特處理方法外，還必須對(duì)之作一系列的特殊處理后才能加以利用。這些處理包括殊處理后才能加以利用。這些處理包括：（一）入射角分析和“角度道”為了正確選擇參與分析的為了正確選擇參與分析的CMP道集上道集上記錄道，對(duì)入射角應(yīng)有一個(gè)估計(jì)，使參記錄道，對(duì)入射角應(yīng)有一個(gè)估計(jì)，

8、使參與分析的道保證在合適的入射角范圍內(nèi)。與分析的道保證在合適的入射角范圍內(nèi)。另外，為了便于觀察和分析振幅的變化，另外，為了便于觀察和分析振幅的變化，往往將固定炮檢距的往往將固定炮檢距的CMP道集上道轉(zhuǎn)換道集上道轉(zhuǎn)換為固定入射角的道，稱之為為固定入射角的道，稱之為“角度道角度道”。為了做好這一轉(zhuǎn)換工作，也需要進(jìn)行入為了做好這一轉(zhuǎn)換工作，也需要進(jìn)行入射角分析。因此入射角分析是射角分析。因此入射角分析是AVO資料資料處理中首先要進(jìn)行的一項(xiàng)工作。處理中首先要進(jìn)行的一項(xiàng)工作。（二）提高信噪比（二）提高信噪比（S/N）的特殊處理）的特殊處理在在AVO處理中除常規(guī)提高處理中除常規(guī)提高S/N的方法的方法（如濾

9、波等）外，還采用部分疊加和部（如濾波等）外，還采用部分疊加和部分道求和等方法來提高分道求和等方法來提高S/N。部分疊加是。部分疊加是將將CMP道集中屬于一定炮檢距道集中屬于一定炮檢距/深度比的深度比的部分進(jìn)行疊加，相當(dāng)限定角度范圍疊加。部分進(jìn)行疊加，相當(dāng)限定角度范圍疊加。這種方法既利用了多次疊加提高信噪比這種方法既利用了多次疊加提高信噪比的優(yōu)點(diǎn)，又保留了疊加道之間的優(yōu)點(diǎn)，又保留了疊加道之間炮檢距或炮檢距或角度的差異。角度的差異。（三）振幅補(bǔ)償（三）振幅補(bǔ)償 為了獲得供為了獲得供AVO分析之用的、僅與反射系數(shù)有分析之用的、僅與反射系數(shù)有關(guān)的振幅信息。必須對(duì)影響地震波振幅的許多關(guān)的振幅信息。必須對(duì)

10、影響地震波振幅的許多因素（如波前擴(kuò)散、吸收、激發(fā)與接收條件變因素（如波前擴(kuò)散、吸收、激發(fā)與接收條件變化、組合、淺層透射損失、散射、各向異性、化、組合、淺層透射損失、散射、各向異性、薄層調(diào)諧效應(yīng)等）進(jìn)行補(bǔ)償。使補(bǔ)償后的反射薄層調(diào)諧效應(yīng)等）進(jìn)行補(bǔ)償。使補(bǔ)償后的反射波振幅只與反射系數(shù)大小有關(guān)。由于影響振幅波振幅只與反射系數(shù)大小有關(guān)。由于影響振幅的干擾因素很多，有的易于補(bǔ)償，有的目前還的干擾因素很多，有的易于補(bǔ)償，有的目前還難于補(bǔ)償，一般來說，目前采用補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ麟y于補(bǔ)償，一般來說，目前采用補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕校阂校?（1）統(tǒng)計(jì)方法。主要對(duì)擴(kuò)散、吸收等各）統(tǒng)計(jì)方法。主要對(duì)擴(kuò)散、吸收等各種與炮檢距有關(guān)的因

11、素進(jìn)行補(bǔ)償。種與炮檢距有關(guān)的因素進(jìn)行補(bǔ)償。 （2）歸一化處理（或稱道均衡）。即求）歸一化處理（或稱道均衡）。即求各道的總平均能量，能量大的道乘以一各道的總平均能量，能量大的道乘以一個(gè)小常數(shù)，能量小的道乘以一個(gè)大常數(shù)，個(gè)小常數(shù)，能量小的道乘以一個(gè)大常數(shù)，來消除非一致因素（如：激發(fā)、接收條來消除非一致因素（如：激發(fā)、接收條件變化）的影響件變化）的影響。 （3）模型模擬法。）模型模擬法。這是這是AVO處理中對(duì)復(fù)雜干處理中對(duì)復(fù)雜干擾因素難以直接用反演進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)應(yīng)用較多的擾因素難以直接用反演進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)應(yīng)用較多的一種正演補(bǔ)償方法。它是首先通過地震資料，一種正演補(bǔ)償方法。它是首先通過地震資料，測井資料得到關(guān)

12、于地下界面的形狀，速度、密測井資料得到關(guān)于地下界面的形狀，速度、密度參數(shù)的初步估計(jì)值，設(shè)計(jì)出模型、正演計(jì)算度參數(shù)的初步估計(jì)值，設(shè)計(jì)出模型、正演計(jì)算出要補(bǔ)償?shù)囊蛩氐挠绊懘笮?，最后從道集上消出要補(bǔ)償?shù)囊蛩氐挠绊懘笮?，最后從道集上消除它們。主要用于淺層透射，界面曲率、薄層除它們。主要用于淺層透射，界面曲率、薄層調(diào)諧等因素的補(bǔ)償。調(diào)諧等因素的補(bǔ)償。 （4）組合響應(yīng)反演。）組合響應(yīng)反演。主要用于補(bǔ)償組合各參數(shù)主要用于補(bǔ)償組合各參數(shù)對(duì)反射波振幅的影響。對(duì)反射波振幅的影響?？傊诳傊贏VO處理工作中，應(yīng)盡最大的努力處理工作中，應(yīng)盡最大的努力去將各種干擾因素補(bǔ)償?shù)?，但是由于技術(shù)水平去將各種干擾因素補(bǔ)償?shù)?，?/p>

13、是由于技術(shù)水平有限，補(bǔ)償?shù)娜匀贿€是初步的和不完善的。有限，補(bǔ)償?shù)娜匀贿€是初步的和不完善的。（四）高保真處理（四）高保真處理與亮點(diǎn)技術(shù)一樣為了得到高質(zhì)量的與亮點(diǎn)技術(shù)一樣為了得到高質(zhì)量的AVO資料，除了進(jìn)行特殊處理之外，也資料，除了進(jìn)行特殊處理之外，也要進(jìn)行常規(guī)處理。要進(jìn)行常規(guī)處理。AVO技術(shù)對(duì)資料的質(zhì)技術(shù)對(duì)資料的質(zhì)量（特別是振幅信息）要求很高，故必量（特別是振幅信息）要求很高，故必須采用高保真處理，即在常規(guī)處理中一須采用高保真處理，即在常規(guī)處理中一切涉及到振幅變化的步驟都應(yīng)當(dāng)特別慎切涉及到振幅變化的步驟都應(yīng)當(dāng)特別慎重。重。三、AVO資料的分析和應(yīng)用 （一）（一）AVO資料的顯示資料的顯示經(jīng)過處理

14、后的高質(zhì)量經(jīng)過處理后的高質(zhì)量AVO資料可以采用不資料可以采用不同的方法顯示。同的方法顯示。 單個(gè)道集顯示。單個(gè)道集顯示。 AVO疊加剖面顯示，它是將顯示疊加剖面顯示，它是將顯示AVO三維數(shù)三維數(shù)據(jù)體的垂直切片和水平切片以及滾動(dòng)入射角疊據(jù)體的垂直切片和水平切片以及滾動(dòng)入射角疊加剖面。從而分析振幅隨入射角變化的情況。加剖面。從而分析振幅隨入射角變化的情況。AVOAVO顯示方式顯示方式 立體顯示，由于立體顯示，由于AVO疊加剖面顯示只能給出疊加剖面顯示只能給出一條測線上的變化情況，而立體顯示可給出整一條測線上的變化情況，而立體顯示可給出整個(gè)工區(qū)上的個(gè)工區(qū)上的AVO變化。圖（變化。圖（7-2-3）中所

15、有高出）中所有高出圖版的值都代表那些振幅比隨炮檢距增加而增圖版的值都代表那些振幅比隨炮檢距增加而增加的區(qū)域。若這些振幅增強(qiáng)是因目標(biāo)層的泊松加的區(qū)域。若這些振幅增強(qiáng)是因目標(biāo)層的泊松比低于標(biāo)準(zhǔn)層的泊松比造成的，比低于標(biāo)準(zhǔn)層的泊松比造成的，則可能暗示有則可能暗示有氣的存在。氣的存在。（二）、（二）、AVOAVO屬性疊加屬性疊加（三）（三）AVO資料的分析和應(yīng)用資料的分析和應(yīng)用 AVO資料的分析解釋主要集中在資料的分析解釋主要集中在識(shí)別真、識(shí)別真、假亮點(diǎn)，估求彈性參數(shù)，進(jìn)而分辨巖性假亮點(diǎn)，估求彈性參數(shù)，進(jìn)而分辨巖性和預(yù)測氣藏等幾個(gè)方面和預(yù)測氣藏等幾個(gè)方面 (1)亮點(diǎn)識(shí)別亮點(diǎn)識(shí)別 “亮點(diǎn)亮點(diǎn)”可能是存在

16、油氣的標(biāo)志，這種可能是存在油氣的標(biāo)志，這種亮點(diǎn)稱為亮點(diǎn)稱為“真亮點(diǎn)真亮點(diǎn)”，但有些亮點(diǎn)并不，但有些亮點(diǎn)并不是是 油氣聚集造成的，一些非含氣的高速油氣聚集造成的，一些非含氣的高速或低速層或低速層(如灰?guī)r、火成巖或煤等如灰?guī)r、火成巖或煤等)也會(huì)造也會(huì)造成強(qiáng)振幅異常成強(qiáng)振幅異常 ，在剖面上成為，在剖面上成為“亮點(diǎn)亮點(diǎn)”，這些亮點(diǎn)稱為這些亮點(diǎn)稱為“假亮點(diǎn)假亮點(diǎn)”。識(shí)別真假亮。識(shí)別真假亮點(diǎn)具有十分重要的意義。點(diǎn)具有十分重要的意義。 含氣砂巖的泊松比很低，含氣砂巖的泊松比很低，造成造成AVO正異常正異常，即，即振幅隨炮檢距的增大而變強(qiáng)振幅隨炮檢距的增大而變強(qiáng)。其它一些高速或。其它一些高速或 低速低速巖層沒

17、有這種特性，如煤、石灰?guī)r、白云巖等的泊巖層沒有這種特性，如煤、石灰?guī)r、白云巖等的泊松比都相當(dāng)高，不會(huì)出現(xiàn)松比都相當(dāng)高，不會(huì)出現(xiàn)AVO正異常正異常 。利用。利用AVO來來判別亮點(diǎn)真假可以用在出現(xiàn)明顯地震亮點(diǎn)的勘探區(qū)，判別亮點(diǎn)真假可以用在出現(xiàn)明顯地震亮點(diǎn)的勘探區(qū)，減小勘探風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約費(fèi)用減小勘探風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約費(fèi)用 。 振幅強(qiáng)振幅強(qiáng)振幅強(qiáng)振幅弱振幅強(qiáng)振幅強(qiáng)振幅強(qiáng)振幅強(qiáng)取自國外某大氣取自國外某大氣田上的田上的24次疊加次疊加地震剖面地震剖面砂巖儲(chǔ)集層在砂巖儲(chǔ)集層在2042.16m深處，對(duì)應(yīng)深處，對(duì)應(yīng)的強(qiáng)振幅在的強(qiáng)振幅在1.75s 儲(chǔ)集層為白堊紀(jì)深海儲(chǔ)集層為白堊紀(jì)深海扇沉積，具有扇沉積，具有2.8956m的凈

18、產(chǎn)層的凈產(chǎn)層 C位置位置 處的振幅隨炮處的振幅隨炮檢距的增加而減少，檢距的增加而減少，表明表明C附近無氣附近無氣 具有振幅隨炮檢具有振幅隨炮檢距增加而明顯增距增加而明顯增強(qiáng)的特征強(qiáng)的特征具有振幅隨炮檢距增具有振幅隨炮檢距增加而明顯增強(qiáng)的特征加而明顯增強(qiáng)的特征 (2)彈性參數(shù)的估求彈性參數(shù)的估求 采用正演模擬和廣義反演求解技術(shù)，由采用正演模擬和廣義反演求解技術(shù)，由AVO資料中估求出彈性參數(shù)資料中估求出彈性參數(shù)(主要是泊松主要是泊松比或縱橫波速比或縱橫波速 度比度比)是是AVO資料解釋的重資料解釋的重要內(nèi)容。要內(nèi)容。 (2)彈性參數(shù)的估求（續(xù)）彈性參數(shù)的估求（續(xù)） 其基本原理是根據(jù)解釋結(jié)果設(shè)計(jì)模型

19、，應(yīng)用某其基本原理是根據(jù)解釋結(jié)果設(shè)計(jì)模型，應(yīng)用某一正演方法計(jì)算該模型上包含炮檢距因素的合一正演方法計(jì)算該模型上包含炮檢距因素的合成記錄道集或剖面，分別定量提取合成記錄上成記錄道集或剖面，分別定量提取合成記錄上及實(shí)際記錄及實(shí)際記錄 上振幅隨炮檢距變化量并進(jìn)行比較，上振幅隨炮檢距變化量并進(jìn)行比較，修改模型參數(shù)反復(fù)進(jìn)行計(jì)算、比較，直至達(dá)到修改模型參數(shù)反復(fù)進(jìn)行計(jì)算、比較，直至達(dá)到數(shù)據(jù)擬合數(shù)據(jù)擬合 精度為止，此時(shí)的模型參數(shù)即為要求精度為止，此時(shí)的模型參數(shù)即為要求的彈性參數(shù)。一種比較簡單而常用的方法是利的彈性參數(shù)。一種比較簡單而常用的方法是利用用Shuey 近似式進(jìn)行計(jì)算、比較。近似式進(jìn)行計(jì)算、比較。 (3) 分辨巖性分辨巖性 一旦估求出了彈性參數(shù)，分辨巖性也就比較容一旦估求出了彈性參數(shù)，分辨巖性也就比較容易了。由于巖性與彈性參數(shù)并不是簡單的一一易了。由于巖性與彈性參數(shù)并不是簡單的一一 對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，單純依靠哪一種彈性參數(shù)來對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，單純依靠哪一種彈性參數(shù)來確定巖性都是很不可靠的，只有利用多種彈性確定巖性都是很不可靠的，只有利用多種彈性參數(shù)綜合分析才能得到較為正確的結(jié)果。參數(shù)綜合分析才能得到較為正確的結(jié)果。 一個(gè)簡便的方法是根據(jù)估求出的彈性參數(shù)給出一個(gè)簡便的方法是根據(jù)估求出的彈性參數(shù)給出幾種幾種 參數(shù)的交互圖，在交互圖上可以清楚地劃