VTI介质流体因子及各向异性参数反演方法及系统

本公开属于参数反演，尤其涉及一种vti介质流体因子及各向异性参数反演方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、随着地震研究的重点由勘探逐渐向开发转移，以及由常规油气向非常规油气尤其是页岩气的转移，通过地震反演等手段来揭示地下油气藏的精细分布特征，对油气藏储层进行精雕细刻的技术也受到越来越多的关注。

3、页岩储层作为重要的非常规储层，近年来一直是国内外学者的研究重点，页岩储层的流体性质预测技术也在不断推进。页岩储层水平层理较发育，呈现明显的vti(transverse isotropy with a vertical axis of symmetry)介质特征，其各向异性对地震反射特征会产生显著的影响。通过对vti介质模型做各向异性影响分析，发现当thomsen各向异性参数值高于0.1时，忽视各向异性的影响会给参数反演带来极大误差。建立基于各向异性介质弹性参数与地震反射特征之间的定量关系是地震反演的重要基石。对于各向异性储层，可以通过反演流体因子等参数实现储层甜点的预测。

4、目前的反演方法主要分为非线性反演与线性反演，基于精确方程的非线性反演虽计算精度高，但其庞大的计算量使其实际应用时，需要较多的迭代次数，反演效率低；反演过程对初始模型有着较强的依赖性，误差不好控制且易陷入局部极小值。针对以上问题，专家学者们基于精确zoeppritz方程推导出包含弹性参数与弱各向异性参数的近似方程，在此基础上进行线性反演。虽然通过等价改写能重新表示为5个模型参数的线性表达式，但5个未知数的病态反演问题限制了方法的应用；并且，常规反演获得的参数无法直接对储层识别因子进行描述，流体因子、脆性参数等页岩储层的识别影子的间接计算会造成误差累积。

技术实现思路

1、本公开为了解决上述问题，提供了一种vti介质流体因子及各向异性参数反演方法及系统，所述方案考虑到各向异性的影响，将russell流体因子和杨氏模量推广到rüger的vti的pp波反射系数近似方程中，舍去密度项并将弱各向异性参数替换为等效各向异性参数；推导基于vti介质的储层反射系数近似方程和流体因子的弹性阻抗方程，进而提出基于所述近似方程的流体预测方法，实现了页岩储层流体、脆性特征与各向异性特征的准确描述。

2、根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种vti介质流体因子及各向异性参数反演方法，包括：

3、基于russell流体因子以及杨氏模量，构建基于vti介质的反射系数方程及弹性阻抗计算方程；其中，所述反射系数方程在基于vti的pp波反射系数近似方程，舍去密度项并将弱各向异性参数替换为等效各向异性参数；

4、基于测井数据及地震数据，确定流体因子调节参数；

5、基于测井数据，结合参数的先验信息以及基于vti介质的反射系数方程，构建参数的去相关协方差矩阵；

6、对测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，构建初始参数模型；以及，基于测井数据、对应角度的地震子波以及初始参数模型，反演获得不同角度的弹性阻抗；

7、基于流体因子调节参数、反射系数方程、弹性阻抗计算方程、去相关协方差矩阵以及弹性阻抗，构建反演目标函数；

8、通过对所述反演目标函数进行求解，获得待反演的参数。

9、进一步的，所述基于vti介质的反射系数方程，具体表示如下：

10、

11、其中，χ＝16g2-32g+12+4cg2，表示干岩石的纵横波速度比的平方，为流体因子调节参数，vp、vs分别为纵波速度、横波速度，θ为入射角，表示vti介质对应的流体因子、杨氏模量、第一各向异性参数以及第二各向异性参数的均值，δf、δe、δεr、δδr表示流体因子、杨氏模量、第一各向异性参数以及第二各向异性参数的差值。

12、进一步的，所述弹性阻抗计算方程基于反射系数方程获得，具体表示如下：

13、

14、其中，ei0为θ＝0°时纵波阻抗，f0、e0、εr0、δr0分别为流体因子、杨氏模量、第一各向异性参数和第二各向异性参数的平均值。

15、进一步的，所述基于测井数据与地震数据，确定流体因子调节参数，具体为：对目标工区测井数据进行井震标定，在此基础上提取不同角度对应的地震子波；基于测井数据及地震子波，建立对应页岩vti介质的岩石物理模型，得到目标储层区域的干岩石的纵横波速度比，作为调节参数。

16、进一步的，所述构建参数的去相关协方差矩阵，具体为：采用四变量高斯分布函数作为先验分布函数，基于工区内所有测井数据，利用参数之间的岩石物理关系转换，得到相关参数；计算相关参数的均值，求取各参数的自相关系数和互相关系数，实现参数的去相关协方差矩阵的构建。

17、进一步的，所述基于测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，建立初始参数模型，具体为：利用已知测井数据及层位信息，基于建模软件进行地质层位建模；以及，根据地质层位进行测井数据横向插值，计算得到地下每个点上的参数值，实现初始参数建模。

18、进一步的，所述待反演参数包括流体因子、杨氏模量以及各向异性参数；所述目标函数具体表示如下：

19、

20、其中，d表示地震数据，g表示地震数据与模型参数之间的关系矩阵，m表示地震数据，cm为模型参数协方差矩阵，为噪声方差。

21、根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种vti介质流体因子及各向异性参数反演系统，包括：

22、反射系数方程构建单元，其用于基于russell流体因子以及杨氏模量，构建基于vti介质的反射系数方程；其中，所述反射系数方程在基于vti的pp波反射系数近似方程，舍去密度项并将弱各向异性参数替换为等效各向异性参数；

23、流体因子调节参数确定单元，其用于基于测井数据及地震数据，确定流体因子调节参数；

24、协方差矩阵构建单元，其用于基于测井数据，结合参数的先验信息以及基于vti介质的反射系数方程，构建参数的去相关协方差矩阵；

25、弹性阻抗反演单元，其用于对测井数据进行平滑处理并沿解释层位外推，构建初始参数模型；以及，基于测井数据、对应角度的地震子波以及初始参数模型，反演获得不同角度的弹性阻抗；

26、目标函数构建单元，其用于基于流体因子调节参数、反射系数方程、去相关协方差矩阵以及弹性阻抗，构建反演目标函数；

27、参数反演单元，其用于通过对所述反演目标函数进行求解，获得待反演的参数。

28、根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种vti介质流体因子及各向异性参数反演方法。

29、根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种vti介质流体因子及各向异性参数反演方法。

30、与现有技术相比，本公开的有益效果是：

31、(1)本公开提供了一种vti介质流体因子及各向异性参数反演方法及系统，所述方案考虑到各向异性的影响，将russell流体因子和杨氏模量推广到rüger的vti的pp波反射系数近似方程中，舍去密度项并将弱各向异性参数替换为等效各向异性参数；推导基于vti介质的储层反射系数近似方程和流体因子的弹性阻抗方程，进而提出基于所述近似方程的流体预测方法，有效解决了现有的五个未知数的病态反演问题，实现了页岩储层流体、脆性特征与各向异性特征的准确描述。

32、(2)本公开所述方案采用基于近似方程的线性反演策略，计算效率高,反演结果稳定，反演参数目的性强,具有很好的工业生产应用价值；其次，采用建立的vti介质新四属性参数反射系数近似方程,相比包含5个模型参数的传统vti介质反射系数方程,该方程能有效提高反演的稳定性和精度；最后，通过四变量高斯先验分布引入模型参数之间的相关性,在降低反演不确定性的同时,提高了反演的精度。

33、本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。