jason地震反演軟件培訓(xùn)

1、 第一章第一章 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 第二章第二章 疊后約束地震反演原理及常用反演方法疊后約束地震反演原理及常用反演方法 第三章第三章 波阻抗反演影響因素波阻抗反演影響因素 第四章第四章 復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié) 第五章第五章 多種類型復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演技術(shù)對(duì)策及應(yīng)用多種類型復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演技術(shù)對(duì)策及應(yīng)用 第六章第六章 jason 軟件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu) 第七章第七章 geoframe 系統(tǒng)與系統(tǒng)與jason 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換 第八章第八章 反演數(shù)據(jù)的綜合研究反演數(shù)據(jù)的綜合研究 第九章第九章 疊前地震縱、橫波阻抗（速度）約束反演疊前地震縱、橫波阻抗（速度

2、）約束反演 目錄目錄 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隱蔽性油氣藏已成為勘探開(kāi)發(fā)重要目標(biāo)，隱蔽性油氣藏已成為勘探開(kāi)發(fā)重要目標(biāo)， 巖性油氣藏占有其中很大的比重。對(duì)河道砂巖性油氣藏占有其中很大的比重。對(duì)河道砂 體、三角洲濁積砂體、砂礫巖體等復(fù)雜巖性體、三角洲濁積砂體、砂礫巖體等復(fù)雜巖性 儲(chǔ)層進(jìn)行高精度預(yù)測(cè)和描述，成為重要的研儲(chǔ)層進(jìn)行高精度預(yù)測(cè)和描述，成為重要的研 究問(wèn)題。究問(wèn)題。 將具有高橫向分辨能力的將具有高橫向分辨能力的地震地震資料、高資料、高 垂向分辨能力的垂向分辨能力的測(cè)井測(cè)井資料與資料與地質(zhì)地質(zhì)結(jié)合起來(lái)進(jìn)結(jié)合起來(lái)進(jìn) 行地震反演，把界面反射型地震資料反演成行地震反演，把界面反射型地震資料反演

3、成 巖層單元型波阻抗等地層物性參數(shù)，以巖層巖層單元型波阻抗等地層物性參數(shù)，以巖層 為目標(biāo)進(jìn)行儲(chǔ)層解釋。為目標(biāo)進(jìn)行儲(chǔ)層解釋。 概述概述 融合多種資料和技術(shù)所長(zhǎng)的約束地震反演處理融合多種資料和技術(shù)所長(zhǎng)的約束地震反演處理 與解釋?xiě)?yīng)用技術(shù)是研究復(fù)雜巖性儲(chǔ)層變化規(guī)律的十與解釋?xiě)?yīng)用技術(shù)是研究復(fù)雜巖性儲(chǔ)層變化規(guī)律的十 分有效的儲(chǔ)層描述新技術(shù)。分有效的儲(chǔ)層描述新技術(shù)。 該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)科學(xué)的數(shù)學(xué)算法和計(jì)算機(jī)軟件，該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)科學(xué)的數(shù)學(xué)算法和計(jì)算機(jī)軟件， 綜合應(yīng)用地震、測(cè)井、地質(zhì)等資料，并將它們有機(jī)綜合應(yīng)用地震、測(cè)井、地質(zhì)等資料，并將它們有機(jī) 地結(jié)合為一體，把地震資料中包含的豐富巖性、物地結(jié)合為一體，把地震資料中包

4、含的豐富巖性、物 性、流體信息反演成巖層單元型性、流體信息反演成巖層單元型波阻抗數(shù)據(jù)波阻抗數(shù)據(jù)或地層或地層 層速度數(shù)據(jù)以及巖性和孔隙度等地層物性資料。使層速度數(shù)據(jù)以及巖性和孔隙度等地層物性資料。使 其能與鉆井、測(cè)井資料直接對(duì)比分析，以巖層為目其能與鉆井、測(cè)井資料直接對(duì)比分析，以巖層為目 標(biāo)進(jìn)行地質(zhì)、儲(chǔ)層解釋，在研究?jī)?chǔ)層的空間特征和標(biāo)進(jìn)行地質(zhì)、儲(chǔ)層解釋，在研究?jī)?chǔ)層的空間特征和 厚度變化規(guī)律方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。厚度變化規(guī)律方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 反演技術(shù)的發(fā)展歷程反演技術(shù)的發(fā)展歷程 1 1、19791979年年 （lindsethlindseth ）把波阻抗改寫(xiě)為反射系數(shù)的積分或）把波阻抗改寫(xiě)為反射

5、系數(shù)的積分或 求和形式，也可以表達(dá)成相位譜求和形式，也可以表達(dá)成相位譜90900 0旋轉(zhuǎn)的一種褶積濾波器即旋轉(zhuǎn)的一種褶積濾波器即 遞推反演。遞推反演。 其商品化軟件有其商品化軟件有vlogvlog、dlogdlog、seislogseislog等。等。 2 2、cookecooke和和 schneiderschneider在在19831983年首次提出基于模型的反演。年首次提出基于模型的反演。 商品化軟件有商品化軟件有g(shù)logglog、slimslim等。等。 19901990年，年，debeyedebeye和和van van rielriel提出稀疏脈沖反演。提出稀疏脈沖反演。 上述方法在反

6、演過(guò)程中都沒(méi)有利用測(cè)井資料的高頻信息，上述方法在反演過(guò)程中都沒(méi)有利用測(cè)井資料的高頻信息， 因此分辨率較低。因此分辨率較低。 3 3、9090年代早中期，測(cè)井約束反演誕生和發(fā)展時(shí)期。年代早中期，測(cè)井約束反演誕生和發(fā)展時(shí)期。 突破傳統(tǒng)地震頻帶的限制，具有比直接反演更高的分突破傳統(tǒng)地震頻帶的限制，具有比直接反演更高的分 辨率。商品化的軟件如辨率。商品化的軟件如stratastrata、bcibci、jasonjason等。等。 4 4、9090年代中后期年代中后期 ，非線性反演理論為基礎(chǔ)的各種反，非線性反演理論為基礎(chǔ)的各種反 演算法出現(xiàn)和發(fā)展時(shí)期。如地震特征反演、隨機(jī)反演、演算法出現(xiàn)和發(fā)展時(shí)期。如地

7、震特征反演、隨機(jī)反演、 模擬退火反演、概率法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演、遺傳算法、小模擬退火反演、概率法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演、遺傳算法、小 波反演等。波反演等。 5 5、近幾年，從疊后反演發(fā)展到疊前反演、近幾年，從疊后反演發(fā)展到疊前反演 。 疊前同步反演能夠反演出縱橫波阻抗等，直接進(jìn)行巖性疊前同步反演能夠反演出縱橫波阻抗等，直接進(jìn)行巖性 和流體識(shí)別。和流體識(shí)別。 zoeppritzzoeppritz方程組是疊前反演的理論基礎(chǔ)，但關(guān)系復(fù)雜方程組是疊前反演的理論基礎(chǔ)，但關(guān)系復(fù)雜 難以直接求解。難以直接求解。shueyshuey和和akiaki、richardsrichards等在二十世紀(jì)等在二十世紀(jì) 八十年代對(duì)其進(jìn)行了

8、簡(jiǎn)化研究。八十年代對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)化研究。ali turaali tura（19991999）、）、 david m dolbergdavid m dolberg（20002000）等）等avoavo反演、反演、avaava反演方反演方 法。法。jasonjason公司等推出了實(shí)用的疊前和疊后地震反演公司等推出了實(shí)用的疊前和疊后地震反演 軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)。 反演方法分類反演方法分類 1 1、基于原始地震資料、基于原始地震資料 疊前反演類、疊后反演類疊前反演類、疊后反演類 疊后地震反演使用疊后地震資料，反演疊后地震反演使用疊后地震資料，反演 的縱波阻抗能夠在一定程度上反映儲(chǔ)層的變的縱波阻抗能夠在一

9、定程度上反映儲(chǔ)層的變 化規(guī)律，但不能給出橫波波阻抗。化規(guī)律，但不能給出橫波波阻抗。 疊前地震反演使用疊前地震道集資料，疊前地震反演使用疊前地震道集資料， 具有良好的保真性和多信息性。能同時(shí)反演具有良好的保真性和多信息性。能同時(shí)反演 縱、橫波阻抗等反映地層巖性、物性和流體縱、橫波阻抗等反映地層巖性、物性和流體 特征的多種參數(shù)。特征的多種參數(shù)。 2 2、基于數(shù)學(xué)算法、基于數(shù)學(xué)算法 線性反演類、非線性反演類線性反演類、非線性反演類 3 3、基于實(shí)現(xiàn)方式、基于實(shí)現(xiàn)方式 基于反褶積的反演方法：包括基于地層反褶積的道積分、基于反褶積的反演方法：包括基于地層反褶積的道積分、 遞歸、廣義線性等反演方法；基于最

10、大似然反褶積的稀疏脈沖遞歸、廣義線性等反演方法；基于最大似然反褶積的稀疏脈沖 反演方法反演方法; ;基于最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則算法反褶積的模擬退火等?；谧畲蠛篁?yàn)概率準(zhǔn)則算法反褶積的模擬退火等。 基于波動(dòng)方程的反演：基于波動(dòng)方程的反演：bornborn反散射。反散射。 基于隨機(jī)過(guò)程的反演：隨機(jī)反演、隨機(jī)模擬等?；陔S機(jī)過(guò)程的反演：隨機(jī)反演、隨機(jī)模擬等。 基于特征分析的反演：特征反演、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演等?；谔卣鞣治龅姆囱荩禾卣鞣囱?、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演等。 其它：混沌反演等其它：混沌反演等 反演方法分類反演方法分類 4 4、基于地震和測(cè)井的相對(duì)作用、基于地震和測(cè)井的相對(duì)作用 帶限反演：道積分、帶限反演：道積分、

11、vlogvlog、seislogseislog和和verilogverilog* *、遞歸等、遞歸等 測(cè)井約束下的寬帶反演：廣義線性、寬帶約束反演、稀測(cè)井約束下的寬帶反演：廣義線性、寬帶約束反演、稀 疏脈沖反演等。疏脈沖反演等。 地震約束下的測(cè)井內(nèi)插外推：隨機(jī)模擬、隨機(jī)反演等。地震約束下的測(cè)井內(nèi)插外推：隨機(jī)模擬、隨機(jī)反演等。 測(cè)井測(cè)井地震聯(lián)合反演地震聯(lián)合反演 ：特征反演、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演等。：特征反演、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演等。 反演方法分類反演方法分類 第一章第一章 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 第二章第二章 疊后約束地震反演原理及常用反演方法疊后約束地震反演原理及常用反演方法 第三章第三章 波阻抗反演影

12、響因素波阻抗反演影響因素 第四章第四章 復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié) 第五章第五章 多種類型復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演技術(shù)對(duì)策及應(yīng)用多種類型復(fù)雜巖性儲(chǔ)層反演技術(shù)對(duì)策及應(yīng)用 第六章第六章 jason 軟件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu) 第七章第七章 geoframe 系統(tǒng)與系統(tǒng)與jason 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換 第八章第八章 反演數(shù)據(jù)的綜合研究反演數(shù)據(jù)的綜合研究 第九章第九章 疊前地震縱、橫波阻抗（速度）約束反演疊前地震縱、橫波阻抗（速度）約束反演 目錄目錄 第一節(jié)第一節(jié) 稀疏脈沖地震波阻抗反演稀疏脈沖地震波阻抗反演 第二節(jié)第二節(jié) 隨機(jī)模擬地震波阻抗反演隨機(jī)模擬地震波阻抗反演 第三節(jié)第三節(jié)

13、協(xié)模擬巖性及孔隙度反演協(xié)模擬巖性及孔隙度反演 第四節(jié)第四節(jié) 常用反演流程常用反演流程 第二章第二章 疊后約束地震反演原理及常用反演方法疊后約束地震反演原理及常用反演方法 jasonjason environment earthmodel statmod invermodel largo wavelets invertrace rocktrace functionmod velmod functionmod （一）稀疏脈沖地震波阻抗約束反演方法（一）稀疏脈沖地震波阻抗約束反演方法 1、方法原理、方法原理 其中： lp(r )+lq(s-d)是是 l1(z) l1(z -zin)+l1(z-zx)

14、 稀疏脈沖反演方法是目前使用較多的一種稀疏脈沖反演方法是目前使用較多的一種重要重要的的 地震波阻抗反演方法。在地震波阻抗反演方法。在最大似然反褶積最大似然反褶積和和l1范數(shù)范數(shù) 反褶積反褶積研究的基礎(chǔ)上，形成了稀疏脈沖地震波阻抗研究的基礎(chǔ)上，形成了稀疏脈沖地震波阻抗 反演方法。反演方法。 其其基本假設(shè)基本假設(shè)是，地下地層的反射系數(shù)序列是由一是，地下地層的反射系數(shù)序列是由一 系列服從高斯分布的大反射系數(shù)和小反射系數(shù)背景系列服從高斯分布的大反射系數(shù)和小反射系數(shù)背景 迭合而成的。從地質(zhì)意義上講，大反射系數(shù)代表的迭合而成的。從地質(zhì)意義上講，大反射系數(shù)代表的 是地下不連續(xù)界面和巖性分界面。是地下不連續(xù)界

15、面和巖性分界面。 在反演過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算地震脈沖的均方根值和在反演過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算地震脈沖的均方根值和 噪音的均方根值，估算所給定的采樣有反射的似然噪音的均方根值，估算所給定的采樣有反射的似然 值，迭代優(yōu)化求解稀疏脈沖反射系數(shù)模型所代表的值，迭代優(yōu)化求解稀疏脈沖反射系數(shù)模型所代表的 地下波阻抗模型。地下波阻抗模型。 2、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)關(guān)鍵 （1）硬約束和軟約束條件硬約束和軟約束條件建立建立。 （2）值等值等關(guān)鍵參數(shù)關(guān)鍵參數(shù)試驗(yàn)。試驗(yàn)。 （3）頻帶頻帶補(bǔ)償補(bǔ)償、拓寬、拓寬。 3、實(shí)際資料使用特點(diǎn)、實(shí)際資料使用特點(diǎn) 使用地震資料品質(zhì)較好。可用測(cè)井速度使用地震資料品質(zhì)較好?？捎脺y(cè)井速度 或地震處理速

16、度進(jìn)行約束?；虻卣鹛幚硭俣冗M(jìn)行約束。 4、反演結(jié)果特點(diǎn)、反演結(jié)果特點(diǎn) 體現(xiàn)地震資料振幅、頻率、相位特征，體現(xiàn)地震資料振幅、頻率、相位特征， 適用范圍較廣適用范圍較廣 。但反演結(jié)果分辨率不太高。但反演結(jié)果分辨率不太高。 y 8 4 y118- 1 y118- 1 y 8 4 10m reservoir delineation 稀疏脈沖反演波阻抗剖面與對(duì)應(yīng)的地震剖面對(duì)比稀疏脈沖反演波阻抗剖面與對(duì)應(yīng)的地震剖面對(duì)比 （一）（一） 稀疏脈沖地震波阻抗約束反演方法稀疏脈沖地震波阻抗約束反演方法 稀疏脈沖反演稀疏脈沖反演趨勢(shì)控制趨勢(shì)控制 稀疏脈沖反演參數(shù)選擇及質(zhì)量檢查稀疏脈沖反演參數(shù)選擇及質(zhì)量檢查 地震記錄

17、與合成記錄相關(guān)性 訊噪比 誤差 入 稀疏脈沖反演稀疏脈沖反演質(zhì)量控制參數(shù)質(zhì)量控制參數(shù) 數(shù)據(jù)道合并濾波器顯示數(shù)據(jù)道合并濾波器顯示 稀疏脈沖反演稀疏脈沖反演頻帶補(bǔ)償頻帶補(bǔ)償(道合并道合并) 補(bǔ)充地震缺少 的低頻成份 從算法上，稀疏脈沖反演的計(jì)算流程可分為三步：從算法上，稀疏脈沖反演的計(jì)算流程可分為三步： 、反射系數(shù)反演、反射系數(shù)反演 采用最大似然反褶積進(jìn)行反射系數(shù)的反演，最大似然反褶積對(duì)地層采用最大似然反褶積進(jìn)行反射系數(shù)的反演，最大似然反褶積對(duì)地層 的假設(shè)認(rèn)為：地層的反射系數(shù)是由較大的反射界面的反射和具有高斯的假設(shè)認(rèn)為：地層的反射系數(shù)是由較大的反射界面的反射和具有高斯 背景的小反射疊加組合而成，導(dǎo)

18、出一個(gè)最小目標(biāo)函數(shù)：背景的小反射疊加組合而成，導(dǎo)出一個(gè)最小目標(biāo)函數(shù)： 式中，式中，r2和和n2分別為反射系數(shù)和噪音的均方值，分別為反射系數(shù)和噪音的均方值，r(k) 和和n(k)表示第表示第k 個(gè)采樣點(diǎn)的反射系數(shù)和噪音，個(gè)采樣點(diǎn)的反射系數(shù)和噪音，m表示反射層數(shù)，表示反射層數(shù)，l表示采樣總數(shù)，表示采樣總數(shù)，表表 示給定反射系數(shù)的似然值。示給定反射系數(shù)的似然值。 通過(guò)多次迭代，求取反射系數(shù)。通過(guò)多次迭代，求取反射系數(shù)。 )1ln()(2)ln(2)( 1 )( 1 1 2 2 1 2 2 mlmkkj l k l k n n r r 、根據(jù)反射系數(shù)的反演結(jié)果結(jié)合阻抗趨勢(shì)計(jì)算一個(gè)、根據(jù)反射系數(shù)的反演結(jié)

19、果結(jié)合阻抗趨勢(shì)計(jì)算一個(gè) 初始的波阻抗初始的波阻抗 根據(jù)最大似然反褶積計(jì)算得到的反射系數(shù)，結(jié)合初始阻抗模型，根據(jù)最大似然反褶積計(jì)算得到的反射系數(shù)，結(jié)合初始阻抗模型， 采用遞推算法，反演得到初始的波阻抗模型：采用遞推算法，反演得到初始的波阻抗模型： 式中，式中，z（i）為第）為第i層的波阻抗值，層的波阻抗值，r(i)為第為第i層的反射系數(shù)。層的反射系數(shù)。 )(1 )(1 ) 1()( ir ir iziz 、結(jié)合井的約束條件進(jìn)行波阻抗反演、結(jié)合井的約束條件進(jìn)行波阻抗反演 約束稀疏脈沖反演對(duì)每一道依據(jù)目標(biāo)函數(shù)對(duì)計(jì)算出的初始波阻抗進(jìn)行約束稀疏脈沖反演對(duì)每一道依據(jù)目標(biāo)函數(shù)對(duì)計(jì)算出的初始波阻抗進(jìn)行 調(diào)整，

20、包括對(duì)反射系數(shù)的調(diào)整。目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為：調(diào)整，包括對(duì)反射系數(shù)的調(diào)整。目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為： 式中，式中，r為反射系數(shù)序列，為反射系數(shù)序列，z為與阻抗趨勢(shì)的差序列，為與阻抗趨勢(shì)的差序列，d為地震道序列為地震道序列 ，s為合成地震道序列，為合成地震道序列，為殘差權(quán)重因子，為殘差權(quán)重因子，為趨勢(shì)權(quán)重因子，為趨勢(shì)權(quán)重因子，p、q為為l 模因子。具體的，右式第一項(xiàng)反映了反射系數(shù)的絕對(duì)值和，第二項(xiàng)反映模因子。具體的，右式第一項(xiàng)反映了反射系數(shù)的絕對(duì)值和，第二項(xiàng)反映 了合成聲波記錄與原始地震數(shù)據(jù)的差值，第三項(xiàng)為趨勢(shì)約束項(xiàng)。了合成聲波記錄與原始地震數(shù)據(jù)的差值，第三項(xiàng)為趨勢(shì)約束項(xiàng)。 zldslrlf qp 1 1 )()

21、( 約束稀疏脈沖反演是基于道的反演，它的實(shí)質(zhì)就是在阻抗趨勢(shì)的約束約束稀疏脈沖反演是基于道的反演，它的實(shí)質(zhì)就是在阻抗趨勢(shì)的約束 下，用最少數(shù)目的反射系數(shù)脈沖達(dá)到合成記錄與地震道的最佳匹配。下，用最少數(shù)目的反射系數(shù)脈沖達(dá)到合成記錄與地震道的最佳匹配。 稀疏脈沖反演稀疏脈沖反演 處理流程處理流程 數(shù)據(jù)加載數(shù)據(jù)加載 初始模型初始模型 分析和預(yù)處理、極性分析分析和預(yù)處理、極性分析 井旁子波井旁子波 初標(biāo)定初標(biāo)定 相關(guān)性分析相關(guān)性分析 綜合標(biāo)定綜合標(biāo)定 選擇反演井、范圍、子波等選擇反演井、范圍、子波等 qcqc控制選擇參數(shù)控制選擇參數(shù) 設(shè)置趨勢(shì)和邊界等約束條件設(shè)置趨勢(shì)和邊界等約束條件 殘差分析殘差分析 生

22、成相對(duì)阻抗體生成相對(duì)阻抗體 設(shè)置濾波器設(shè)置濾波器 高頻補(bǔ)償高頻補(bǔ)償?shù)皖l補(bǔ)償?shù)皖l補(bǔ)償輸出反演成果輸出反演成果色標(biāo)色標(biāo) 子波優(yōu)選子波優(yōu)選 校正校正 層位解釋層位解釋 斷層解釋及趨勢(shì)面分析斷層解釋及趨勢(shì)面分析 地層結(jié)構(gòu)分析地層結(jié)構(gòu)分析 框架模型框架模型 earth modelearth model constraint sparseconstraint sparse trace mergetrace merge 約束稀疏脈沖波阻抗反演中關(guān)鍵的處理環(huán)節(jié)約束稀疏脈沖波阻抗反演中關(guān)鍵的處理環(huán)節(jié) (1)(1)、做好地層、構(gòu)造解釋、建好初始模型、做好地層、構(gòu)造解釋、建好初始模型 a)合成記錄標(biāo)定；合成記錄標(biāo)定

23、； b) 完成精細(xì)的地層和構(gòu)造解釋，要求除了包括頂?shù)淄瓿删?xì)的地層和構(gòu)造解釋，要求除了包括頂?shù)?反演控制層外，對(duì)地層結(jié)構(gòu)和接觸關(guān)系存在差異的層反演控制層外，對(duì)地層結(jié)構(gòu)和接觸關(guān)系存在差異的層 系必須進(jìn)行加密層控解釋，系必須進(jìn)行加密層控解釋， c)要求斷層解釋完全閉合；要求斷層解釋完全閉合； d)根據(jù)地震反射特征建立準(zhǔn)確的地層接觸關(guān)系，建立根據(jù)地震反射特征建立準(zhǔn)確的地層接觸關(guān)系，建立 框架模型框架模型 c) 根據(jù)測(cè)井信息、斷層面和地層框架模型建立準(zhǔn)確根據(jù)測(cè)井信息、斷層面和地層框架模型建立準(zhǔn)確 的初始波阻抗模型的初始波阻抗模型. . t4中1 中2 中3 中4 中5 中6 中7 t6 t6 中8 中

24、中5 中中6 中4 中中4 中中3 深入研究三角洲的九期次深入研究三角洲的九期次 沉積，解釋九套地質(zhì)層位。沉積，解釋九套地質(zhì)層位。 精細(xì)地質(zhì)層位解釋精細(xì)地質(zhì)層位解釋 t1 t1 t2 t2 綜合標(biāo)定綜合標(biāo)定 反演的迭代次數(shù)參數(shù)對(duì)反演效果的影響反演的迭代次數(shù)參數(shù)對(duì)反演效果的影響 最大反射系數(shù)反演迭代次數(shù)最大反射系數(shù)反演迭代次數(shù) max.#iteration reflectivity inversion 波阻抗反演迭代次數(shù)波阻抗反演迭代次數(shù) max.#iterations p-impedance inversion 稀疏迭代稀疏迭代 次數(shù)次數(shù)sparsity 目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化迭代次數(shù)目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化迭代次

25、數(shù) objective function minization 稀疏迭代稀疏迭代 次數(shù)次數(shù)sparsity 目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化迭代次數(shù)目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化迭代次數(shù) objective function minization 做好質(zhì)量控制做好質(zhì)量控制 合理使用井的約束作用合理使用井的約束作用 反演過(guò)程中井的約束控制反演過(guò)程中井的約束控制 約束強(qiáng)度：約束強(qiáng)度： 1、無(wú)約束或?qū)捤傻募s束 2 2、強(qiáng)的井約束、強(qiáng)的井約束 )()()( 1 1 ztrendldslrlf qp 約束方法：約束方法： 無(wú)約束（ disable any constraintdisable any constraint ） 軟約束（soft

26、 constraint）：1， 硬約束（hard constraint）：趨勢(shì)邊界條件 趨勢(shì)約束方式趨勢(shì)約束方式： 1、固定值constant 2、沿層變化 lateral 3、模型約束 model 濱南地區(qū)沙三段多井約束稀疏脈沖反演波阻抗剖面濱南地區(qū)沙三段多井約束稀疏脈沖反演波阻抗剖面 高速火成巖高速火成巖 wash fan y118-53y118-53y132-5y132-5 斷層清楚斷層清楚 河道砂體橫截面河道砂體橫截面 y132-5y132-5 y941y941 y942 y942 河道砂體縱切面河道砂體縱切面 渤南地區(qū)沙三段稀疏脈沖反演波阻抗剖面渤南地區(qū)沙三段稀疏脈沖反演波阻抗剖面

27、過(guò)牛110井的反演剖面 xin154xin154-1 xin154-2 niu109-45 反演效果分析反演效果分析預(yù)測(cè)井效果分析預(yù)測(cè)井效果分析 辛辛154-2辛辛154 第一節(jié)第一節(jié) 稀疏脈沖地震波阻抗反演稀疏脈沖地震波阻抗反演 第二節(jié)第二節(jié) 隨機(jī)模擬地震波阻抗反演隨機(jī)模擬地震波阻抗反演 第三節(jié)第三節(jié) 協(xié)模擬巖性及孔隙度反演協(xié)模擬巖性及孔隙度反演 第四節(jié)第四節(jié) 常用反演流程常用反演流程 第二章第二章 疊后約束地震反演原理及常用反演方法疊后約束地震反演原理及常用反演方法 （二）、隨機(jī)模擬地震波阻抗反演方法（二）、隨機(jī)模擬地震波阻抗反演方法 1、方法原理、方法原理 將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬與地震反演緊密結(jié)

28、合在一將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬與地震反演緊密結(jié)合在一 起。起。 2、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)關(guān)鍵 變差函數(shù)分析擬合變差函數(shù)分析擬合 約束模型精細(xì)建立約束模型精細(xì)建立 等概率反演結(jié)果篩選等概率反演結(jié)果篩選 3、實(shí)際資料使用特點(diǎn)、實(shí)際資料使用特點(diǎn) 適用于鉆井資料豐富的三維工區(qū)：適用于鉆井資料豐富的三維工區(qū)： 變差函數(shù)與儲(chǔ)層空間變化特征結(jié)合：變差函數(shù)與儲(chǔ)層空間變化特征結(jié)合： 與其它反演成果相互結(jié)合與其它反演成果相互結(jié)合 4、反演結(jié)果特點(diǎn)、反演結(jié)果特點(diǎn) 反演結(jié)果分辨率高。反演結(jié)果分辨率高。在鉆井較少地區(qū)，在鉆井較少地區(qū)， 會(huì)因統(tǒng)計(jì)規(guī)律不強(qiáng)而產(chǎn)生假象。會(huì)因統(tǒng)計(jì)規(guī)律不強(qiáng)而產(chǎn)生假象。 statmod menu display

29、. 隨機(jī)模擬、隨機(jī)反演的基本原理隨機(jī)模擬、隨機(jī)反演的基本原理: : 以地質(zhì)框架模型、測(cè)井和地震資料為基礎(chǔ)，以層為單位，利用儲(chǔ)層以地質(zhì)框架模型、測(cè)井和地震資料為基礎(chǔ)，以層為單位，利用儲(chǔ)層/ /油氣藏油氣藏 參數(shù)的空間分布規(guī)律和空間相關(guān)性進(jìn)行隨機(jī)模擬參數(shù)的空間分布規(guī)律和空間相關(guān)性進(jìn)行隨機(jī)模擬/ /隨機(jī)反演，獲得一組等概率隨機(jī)反演，獲得一組等概率 的儲(chǔ)層的儲(chǔ)層/ /油氣藏參數(shù)模型。油氣藏參數(shù)模型。 目的：目的： 生成既滿足測(cè)井資料和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)特性，又滿足地震資料的儲(chǔ)層生成既滿足測(cè)井資料和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)特性，又滿足地震資料的儲(chǔ)層/ /油氣藏參油氣藏參 數(shù)模型。數(shù)模型。 更準(zhǔn)確地估算各種參數(shù)的不確定性，提供參數(shù)

30、模擬的可靠性評(píng)價(jià)。更準(zhǔn)確地估算各種參數(shù)的不確定性，提供參數(shù)模擬的可靠性評(píng)價(jià)。 模塊及功能模塊及功能: : statmodstatmod-analysis-analysis 利用已知資料分析確定儲(chǔ)層利用已知資料分析確定儲(chǔ)層/ /油氣藏參數(shù)的空間分布規(guī)律（直方圖）和空油氣藏參數(shù)的空間分布規(guī)律（直方圖）和空 間相關(guān)性間相關(guān)性( (變異函數(shù)變異函數(shù)) )。 statmod-modellingstatmod-modelling 用不同的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層用不同的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層/ /油氣藏參數(shù)的隨機(jī)模擬油氣藏參數(shù)的隨機(jī)模擬 隨機(jī)反演。隨機(jī)反演。 在三維空間，可以通過(guò)儲(chǔ)層變量的一系列數(shù)值，在

31、三維空間，可以通過(guò)儲(chǔ)層變量的一系列數(shù)值， 模擬得到其它未知空間點(diǎn)所具有的可能的儲(chǔ)層參模擬得到其它未知空間點(diǎn)所具有的可能的儲(chǔ)層參 數(shù)值。數(shù)值?？死锝鸱椒死锝鸱椒? (krigingkriging) )是一種很好的地質(zhì)統(tǒng)是一種很好的地質(zhì)統(tǒng) 計(jì)模擬方法。應(yīng)用變差函數(shù)模型所提供的空間結(jié)計(jì)模擬方法。應(yīng)用變差函數(shù)模型所提供的空間結(jié) 構(gòu)信息，通過(guò)求解克里金方程組計(jì)算局部估計(jì)的構(gòu)信息，通過(guò)求解克里金方程組計(jì)算局部估計(jì)的 加權(quán)因子即克里金系數(shù)進(jìn)行加權(quán)線性估計(jì)，充分加權(quán)因子即克里金系數(shù)進(jìn)行加權(quán)線性估計(jì)，充分 考慮了空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性?？紤]了空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性。 大量的隨機(jī)模擬過(guò)程實(shí)現(xiàn)所得到的空間儲(chǔ)層

32、參大量的隨機(jī)模擬過(guò)程實(shí)現(xiàn)所得到的空間儲(chǔ)層參 數(shù)體在統(tǒng)計(jì)特性上具有相同的概率可能性，并且數(shù)體在統(tǒng)計(jì)特性上具有相同的概率可能性，并且 與已有的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果具有同樣的吻合程度。與已有的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果具有同樣的吻合程度。 假定僅用井中測(cè)量值通過(guò)隨機(jī)模擬能勾畫(huà)出聲假定僅用井中測(cè)量值通過(guò)隨機(jī)模擬能勾畫(huà)出聲 阻抗曲線。在理論上我們可通過(guò)對(duì)比模型的地阻抗曲線。在理論上我們可通過(guò)對(duì)比模型的地 震響應(yīng)和聲阻抗反演結(jié)果來(lái)驗(yàn)證模擬結(jié)果與震響應(yīng)和聲阻抗反演結(jié)果來(lái)驗(yàn)證模擬結(jié)果與3d 地震數(shù)據(jù)的一致性。地震數(shù)據(jù)的一致性。 隨機(jī)模擬地震反演方法正是基于這種思想，以隨機(jī)模擬地震反演方法正是基于這種思想，以 測(cè)井、地震、地質(zhì)資料為

33、基礎(chǔ)，將測(cè)井、地震、地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模 擬與地震反演緊密結(jié)合擬與地震反演緊密結(jié)合在一起，反演得到高分在一起，反演得到高分 辨能力的波阻抗結(jié)果。隨機(jī)地震反演從隨機(jī)建辨能力的波阻抗結(jié)果。隨機(jī)地震反演從隨機(jī)建 模產(chǎn)生的一系列儲(chǔ)層模型中，優(yōu)選出與地震數(shù)模產(chǎn)生的一系列儲(chǔ)層模型中，優(yōu)選出與地震數(shù) 據(jù)最佳匹配的儲(chǔ)層模型，是通過(guò)波阻抗將儲(chǔ)層據(jù)最佳匹配的儲(chǔ)層模型，是通過(guò)波阻抗將儲(chǔ)層 特性和地震記錄相聯(lián)系來(lái)直接估計(jì)儲(chǔ)層參數(shù)特特性和地震記錄相聯(lián)系來(lái)直接估計(jì)儲(chǔ)層參數(shù)特 征的一個(gè)完整的反演過(guò)程。征的一個(gè)完整的反演過(guò)程。 反演前資料預(yù)處理 子波估算地震、地質(zhì)標(biāo)定精細(xì)構(gòu)造解釋 精細(xì)模型建立 隨機(jī)地震反演

34、處理 儲(chǔ)層綜合描述 隨機(jī)地震反演方法處理流程隨機(jī)地震反演方法處理流程 f50-1 f50-2 f8-1 f8-2 f50-1 f50-2 樊東地區(qū)隨機(jī)地震反演波阻抗連井剖面樊東地區(qū)隨機(jī)地震反演波阻抗連井剖面 煤層煤層 砂層砂層 泥巖泥巖 隨機(jī)地震波阻抗反演剖面隨機(jī)地震波阻抗反演剖面 （過(guò)大（過(guò)大11、大、大13井）井） 反演阻抗與測(cè)井阻抗有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系 奧陶 灰?guī)r 太2段海相 灰?guī)r 精細(xì)波阻抗反演精細(xì)波阻抗反演 反演優(yōu)點(diǎn)：反演優(yōu)點(diǎn)： 反演分辨率高，縱向與測(cè)井波阻 抗有很好的吻合，橫向變化自然， 與三維地震的變化相匹配?？梢?清楚的分清低速煤層和高速灰?guī)r。 橫向尖 滅點(diǎn) 2 2、隨機(jī)地震反演、

35、隨機(jī)地震反演 隨機(jī)模擬的基本原理和計(jì)算方法 基礎(chǔ)概念基礎(chǔ)概念: : （1 1）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué) （2 2）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù)）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù) （3 3）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù)）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù) （4 4）、變差函數(shù)與克里金插值）、變差函數(shù)與克里金插值 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)：地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)：以區(qū)域化變量理論為以區(qū)域化變量理論為 基礎(chǔ)，以變差函數(shù)為基本工具，研究基礎(chǔ)，以變差函數(shù)為基本工具，研究 那些在空間上即具有隨機(jī)性又具有結(jié)那些在空間上即具有隨機(jī)性又具有結(jié) 構(gòu)性的自然現(xiàn)象的科學(xué)。構(gòu)性的自然現(xiàn)象的科學(xué)。 隨機(jī)模擬的實(shí)現(xiàn)方法建立在地質(zhì)統(tǒng)隨機(jī)模擬的實(shí)現(xiàn)方法建立在地質(zhì)統(tǒng) 計(jì)學(xué)之上的

36、，所以又稱地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬。計(jì)學(xué)之上的，所以又稱地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬。 隨機(jī)模擬的基本原理和計(jì)算方法 基礎(chǔ)概念基礎(chǔ)概念: : （1 1）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué) （2 2）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù)）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù) （3 3）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù)）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù) （4 4）、變差函數(shù)與克里金插值）、變差函數(shù)與克里金插值 數(shù)據(jù)分析采用直方圖和散點(diǎn)圖等 形式分析變量的分布特征 不同的分布具有不同概率密度ccdf，知道了方差和數(shù)學(xué)期望 就可以明確一個(gè)隨機(jī)變量的概率密度特征。 正態(tài)分布: 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布: 對(duì)數(shù)正態(tài)分布: )(0)()( 2 1 exp 2 1 )( 2 2 xxxp 0)1

37、)()(x( 2 x exp 2 1 p(x) 2 2 )(0)(0() ln ( 2 1 exp 2 1 )( 2 2 x x xp 不同分布的概率密度公式 隨機(jī)模擬的基本原理和計(jì)算方法 基礎(chǔ)概念基礎(chǔ)概念: : （1 1）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué) （2 2）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù)）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù) （3 3）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù)）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù) （4 4）、變差函數(shù)與克里金插值）、變差函數(shù)與克里金插值 空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù) 空間結(jié)構(gòu)分析就是分析觀測(cè)數(shù)據(jù)的性質(zhì)及其所空間結(jié)構(gòu)分析就是分析觀測(cè)數(shù)據(jù)的性質(zhì)及其所 表征的變量的空間分布特征表征的變量的空間分布特征 （空間的連

38、續(xù)性、各向（空間的連續(xù)性、各向 異性等）。異性等）。 手段：手段：協(xié)方差函數(shù)、相關(guān)函數(shù)、變差函數(shù)協(xié)方差函數(shù)、相關(guān)函數(shù)、變差函數(shù)等；等； 變差函數(shù)（變異函數(shù)變差函數(shù)（變異函數(shù)variogramvariogram function function 、結(jié)、結(jié) 構(gòu)函數(shù)構(gòu)函數(shù)structure function structure function ）是最能夠反映區(qū)域化）是最能夠反映區(qū)域化 變量的空間結(jié)構(gòu)的函數(shù)。一般用變差曲線來(lái)表示。變量的空間結(jié)構(gòu)的函數(shù)。一般用變差曲線來(lái)表示。 變差函數(shù)的定義： 設(shè)設(shè)z(x)z(x)是一個(gè)隨機(jī)函數(shù)是一個(gè)隨機(jī)函數(shù) ， z(x+h)z(x+h)為沿為沿a a方向上方向上h

39、 h距離距離 的隨機(jī)函數(shù)值。的隨機(jī)函數(shù)值。 變差函數(shù)的定義：變差函數(shù)是在任一方向變差函數(shù)的定義：變差函數(shù)是在任一方向a a 相距相距h h的的 兩個(gè)區(qū)域化變量?jī)蓚€(gè)區(qū)域化變量z(x)z(x)及及z(x+h)z(x+h)增量的方差，它是增量的方差，它是h h和和a a 的函數(shù)：的函數(shù)： 2 )()()()(),(2xzhxzehxzxzvarah 離散的情況下：離散的情況下： 2 )( 1 )()( )( 1 ),(2 hii hn i xzxz hn ah 變差函數(shù)圖 變程：變程：指區(qū)域化變量在空間上具有相關(guān)性的范圍。在變程范圍之內(nèi)，數(shù)據(jù)指區(qū)域化變量在空間上具有相關(guān)性的范圍。在變程范圍之內(nèi)，數(shù)據(jù)

40、 具有相關(guān)性；而在變程之外，數(shù)據(jù)之間互不相關(guān)，即在變程以外的觀測(cè)值不具有相關(guān)性；而在變程之外，數(shù)據(jù)之間互不相關(guān)，即在變程以外的觀測(cè)值不 對(duì)估計(jì)結(jié)果產(chǎn)生影響。變程的大小反映了變量空間相關(guān)性的大小，變程相對(duì)對(duì)估計(jì)結(jié)果產(chǎn)生影響。變程的大小反映了變量空間相關(guān)性的大小，變程相對(duì) 較大意味著該方向的觀測(cè)數(shù)據(jù)在較大范圍內(nèi)相關(guān)，反之，則相關(guān)性較小較大意味著該方向的觀測(cè)數(shù)據(jù)在較大范圍內(nèi)相關(guān)，反之，則相關(guān)性較小 。 具有不同變程的克里金插值圖像（變程越大，變量的空間相關(guān)性越大） 不同的地質(zhì)體由于連續(xù)性不同，變程差異是很大的 塊金值：塊金值：變差函數(shù)如果在原點(diǎn)間斷，這在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中被稱為變差函數(shù)如果在原點(diǎn)間斷，這在

41、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中被稱為“塊金效塊金效 應(yīng)應(yīng)”，表現(xiàn)為在很短的距離內(nèi)有較大的空間變異性，它可以由測(cè)量誤差引，表現(xiàn)為在很短的距離內(nèi)有較大的空間變異性，它可以由測(cè)量誤差引 起，也可以來(lái)自礦化現(xiàn)象的微觀變異性。在取得有效數(shù)據(jù)的尺度上，這種起，也可以來(lái)自礦化現(xiàn)象的微觀變異性。在取得有效數(shù)據(jù)的尺度上，這種 微觀變異性是不可得到的。在數(shù)學(xué)上塊金值相當(dāng)于變量純隨機(jī)性的部分。微觀變異性是不可得到的。在數(shù)學(xué)上塊金值相當(dāng)于變量純隨機(jī)性的部分。 如果無(wú)論多么小，兩個(gè)隨機(jī)變量都不相關(guān)，這種情況稱為純塊金效應(yīng)。如果無(wú)論多么小，兩個(gè)隨機(jī)變量都不相關(guān)，這種情況稱為純塊金效應(yīng)。 基臺(tái)值：基臺(tái)值：代表變量在空間上的總變異性大小代表變

42、量在空間上的總變異性大小, ,其為塊金值和拱高之和。所其為塊金值和拱高之和。所 謂拱高，為在取得有效數(shù)據(jù)的尺度上，可觀測(cè)得到的變異性幅度大小。當(dāng)謂拱高，為在取得有效數(shù)據(jù)的尺度上，可觀測(cè)得到的變異性幅度大小。當(dāng) 塊金值等于塊金值等于0 0時(shí)，基臺(tái)值即為拱高。時(shí)，基臺(tái)值即為拱高。 變差函數(shù)的擬合變差函數(shù)的擬合 h 變差 理論變差函數(shù)模型理論變差函數(shù)模型 球狀模型：球狀模型：由一個(gè)真實(shí)變程由一個(gè)真實(shí)變程“和正的方差貢獻(xiàn)或基臺(tái)值和正的方差貢獻(xiàn)或基臺(tái)值c c來(lái)確定。來(lái)確定。 式中式中 c c基臺(tái)值；基臺(tái)值；a a變程；變程；h h 滯后距。滯后距。 ahc ahahahc a h sphch , ,)/

43、(5 . 0/5 . 1. )(.)( 3 指數(shù)模型：指數(shù)模型：由一個(gè)真實(shí)變程由一個(gè)真實(shí)變程o(o(有效變程有效變程a a3)3)和正的方差貢獻(xiàn)和正的方差貢獻(xiàn)c c來(lái)確定。來(lái)確定。 變差函數(shù)漸近地逼近基臺(tái)值。在實(shí)際變程變差函數(shù)漸近地逼近基臺(tái)值。在實(shí)際變程“處，變差函數(shù)為處，變差函數(shù)為0.95c0.95c。模型在原點(diǎn)。模型在原點(diǎn) 處為直線。處為直線。 )/3exp(1.)/exp(.)(ahcahch 高斯模型：高斯模型：由一個(gè)真實(shí)變程。和正的方差貢獻(xiàn)由一個(gè)真實(shí)變程。和正的方差貢獻(xiàn)c c來(lái)確定。來(lái)確定。 變差函數(shù)慚近地逼近基臺(tái)值。在實(shí)際變程變差函數(shù)慚近地逼近基臺(tái)值。在實(shí)際變程a a處，變差函數(shù)為

44、處，變差函數(shù)為0.95c0.95c。模。模 型在原點(diǎn)處為拋物線。為一種連續(xù)性較好但穩(wěn)定性較差的模型。型在原點(diǎn)處為拋物線。為一種連續(xù)性較好但穩(wěn)定性較差的模型。 )/3(exp(1.)( 2 ahch 冪模型：冪模型：由一個(gè)冪值和正的斜率由一個(gè)冪值和正的斜率c c 來(lái)確定。來(lái)確定。 冪模型為一種無(wú)基臺(tái)值的變差函數(shù)模型冪模型為一種無(wú)基臺(tái)值的變差函數(shù)模型 。這是一種特殊的模型。當(dāng)參數(shù)。這是一種特殊的模型。當(dāng)參數(shù)w w改變時(shí)，改變時(shí)， 它可以表示原點(diǎn)附近的各種形狀。它可以表示原點(diǎn)附近的各種形狀。 hch.)( 當(dāng)當(dāng)w w1 1時(shí)，變差函數(shù)為一直線，即為線性時(shí)，變差函數(shù)為一直線，即為線性 模型，這一模型即

45、為著名的布朗運(yùn)動(dòng)模型，這一模型即為著名的布朗運(yùn)動(dòng)( (其其 隨機(jī)函數(shù)的理論模型為隨機(jī)行走過(guò)程隨機(jī)函數(shù)的理論模型為隨機(jī)行走過(guò)程) )的的 變差函數(shù)模型；當(dāng)變差函數(shù)模型；當(dāng) 時(shí)，變差函數(shù)為拋物時(shí)，變差函數(shù)為拋物 線形狀，為分?jǐn)?shù)布朗運(yùn)動(dòng)線形狀，為分?jǐn)?shù)布朗運(yùn)動(dòng)( (fbmfbm) )的變差函的變差函 數(shù)模型。數(shù)模型。 三維變差分析三維變差分析 隨機(jī)模擬的基本原理和計(jì)算方法 基礎(chǔ)概念基礎(chǔ)概念: : （1 1）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)）、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué) （2 2）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù)）、數(shù)據(jù)分析與概率密度函數(shù) （3 3）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù)）、空間結(jié)構(gòu)分析與變差函數(shù) （4 4）、變差函數(shù)與克里金插值）、變差函數(shù)與

46、克里金插值 克里金估計(jì)克里金估計(jì) 克里金估計(jì)是一種進(jìn)行局部估計(jì)的方法。它所提供的克里金估計(jì)是一種進(jìn)行局部估計(jì)的方法。它所提供的 是區(qū)域化變量在一個(gè)局部區(qū)域的平均值的最佳估計(jì)量，即是區(qū)域化變量在一個(gè)局部區(qū)域的平均值的最佳估計(jì)量，即 最優(yōu)（估計(jì)方差最?。?、無(wú)偏最優(yōu)（估計(jì)方差最?。?、無(wú)偏( (估計(jì)誤差的數(shù)學(xué)期望為估計(jì)誤差的數(shù)學(xué)期望為0)0) 的估計(jì)。的估計(jì)。 克里金估計(jì)所利用的信息，通常為一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及其克里金估計(jì)所利用的信息，通常為一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及其 相應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)信息。應(yīng)用變差函數(shù)模型所提供的空間結(jié)相應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)信息。應(yīng)用變差函數(shù)模型所提供的空間結(jié) 構(gòu)信息，通過(guò)求解克里金方程組計(jì)算局部估計(jì)的加權(quán)因

47、子構(gòu)信息，通過(guò)求解克里金方程組計(jì)算局部估計(jì)的加權(quán)因子 即克里金系數(shù)，然后進(jìn)行加權(quán)線性估計(jì)。這樣，采用克里即克里金系數(shù)，然后進(jìn)行加權(quán)線性估計(jì)。這樣，采用克里 金系數(shù)進(jìn)行的局部估計(jì)就充分考慮了空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和金系數(shù)進(jìn)行的局部估計(jì)就充分考慮了空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和 隨機(jī)性，從而使克里金方法優(yōu)越于其它的一些傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)隨機(jī)性，從而使克里金方法優(yōu)越于其它的一些傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì) 方法如距離平方反比加權(quán)和三次樣條等插值方法。方法如距離平方反比加權(quán)和三次樣條等插值方法。 設(shè)設(shè) ， 為區(qū)域上的一系列觀測(cè)點(diǎn)，為區(qū)域上的一系列觀測(cè)點(diǎn)， ， 為相為相 應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)處的隨機(jī)變量。區(qū)域化變量應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)處的隨機(jī)變量。區(qū)域化變量z(z(x

48、x) )在在 處的隨處的隨 機(jī)變量機(jī)變量 可采用一個(gè)線性組合來(lái)估計(jì)：可采用一個(gè)線性組合來(lái)估計(jì)： 式中，式中， 為權(quán)系數(shù)。為權(quán)系數(shù)。 從上式可知，求取的關(guān)鍵是利用統(tǒng)計(jì)模型確定的值從上式可知，求取的關(guān)鍵是利用統(tǒng)計(jì)模型確定的值 。無(wú)偏性和估計(jì)方差最小被作為選取。無(wú)偏性和估計(jì)方差最小被作為選取 的標(biāo)準(zhǔn)，即的標(biāo)準(zhǔn)，即 從這兩個(gè)關(guān)系式可推導(dǎo)出求取的克里金方程組。從這兩個(gè)關(guān)系式可推導(dǎo)出求取的克里金方程組。 1 x n x)( 1 xz )( n xz 0 x n i ii xzxz 1 0 * )()( i )( 0 * xz 0)()( 00 * xzxze min)()()()()()( 2 00 *2

49、 00 * 00 * xzxeexzxzexzxze i 普通克里金估計(jì)普通克里金估計(jì) 為變差函數(shù)，通過(guò)求解上述方程，得到為變差函數(shù)，通過(guò)求解上述方程，得到的解，計(jì)的解，計(jì) 算出差值。算出差值。 同時(shí)可以計(jì)算出方差值：同時(shí)可以計(jì)算出方差值： 利用拉格朗日乘數(shù)法利用拉格朗日乘數(shù)法 1 ,.1),()( 1 1 0 n i i n i jiji njxxxx )()( 0 1 0 2 xxxx i n i iik 克里金估計(jì)方法克里金估計(jì)方法 隨機(jī)模擬技術(shù)建立在克立金差值方法的基礎(chǔ)之上的，不同的隨機(jī)模擬技術(shù)往往 采用了不同的克立金技術(shù)。需要了解各種克立金技術(shù)的特點(diǎn)。 1、簡(jiǎn)單克里金、簡(jiǎn)單克里金(s

50、imple kriging) 為已知常數(shù)為已知常數(shù) 2、普通克立金、普通克立金(ordinary kriging) 普通克里金是簡(jiǎn)單克里金普通克里金是簡(jiǎn)單克里金(sk)(sk)的最常用的變化形式。與簡(jiǎn)單克里金的最常用的變化形式。與簡(jiǎn)單克里金 不同的是，普通不同的是，普通 克里金的為未知常數(shù)。通過(guò)限制所有的克里金的為未知常數(shù)。通過(guò)限制所有的 權(quán)值之和為權(quán)值之和為l l，它將均值從估計(jì)值中過(guò)濾掉了，因而無(wú)需考慮平穩(wěn)均，它將均值從估計(jì)值中過(guò)濾掉了，因而無(wú)需考慮平穩(wěn)均 值的先驗(yàn)知識(shí)。普通克里金隨機(jī)函數(shù)值的先驗(yàn)知識(shí)。普通克里金隨機(jī)函數(shù) 服從二階平穩(wěn)假設(shè)。服從二階平穩(wěn)假設(shè)。 mxze)( mxze)( )

51、(xz 3、協(xié)克里金、協(xié)克里金(co-kriging) 協(xié)同克里金的估計(jì)方法利用幾個(gè)變量之間的空間相關(guān)性，對(duì)其中的協(xié)同克里金的估計(jì)方法利用幾個(gè)變量之間的空間相關(guān)性，對(duì)其中的 一個(gè)或幾個(gè)變量進(jìn)行空間估計(jì)，可以提高估計(jì)的精度。采樣點(diǎn)的數(shù)目不一個(gè)或幾個(gè)變量進(jìn)行空間估計(jì)，可以提高估計(jì)的精度。采樣點(diǎn)的數(shù)目不 足的情況在油藏描述中是經(jīng)常遇到的，井比較少，資料不全不準(zhǔn)都是造足的情況在油藏描述中是經(jīng)常遇到的，井比較少，資料不全不準(zhǔn)都是造 成這種情況的原因。在被估計(jì)變量的觀察數(shù)據(jù)較少的情況下，可利用協(xié)成這種情況的原因。在被估計(jì)變量的觀察數(shù)據(jù)較少的情況下，可利用協(xié) 同克里金的方法用其相關(guān)變量的信息進(jìn)行彌補(bǔ)，以保證

52、其估計(jì)精度。同克里金的方法用其相關(guān)變量的信息進(jìn)行彌補(bǔ)，以保證其估計(jì)精度。 如孔隙度滲透率。如孔隙度滲透率。 協(xié)同克里金估計(jì)的初始變量和二級(jí)變量的線性組合形式如下：協(xié)同克里金估計(jì)的初始變量和二級(jí)變量的線性組合形式如下： j m j ji n i i yxz 11 * 0 式中式中 為隨機(jī)變量為隨機(jī)變量z z在位置在位置0 0處的估計(jì)值；處的估計(jì)值； 分別為初分別為初 始變量的始變量的n n個(gè)樣本數(shù)據(jù)；個(gè)樣本數(shù)據(jù)； 分別為二級(jí)變量的分別為二級(jí)變量的m m個(gè)樣本數(shù)據(jù)；個(gè)樣本數(shù)據(jù)； 和和 為需要確定的協(xié)同克里金加權(quán)系數(shù)。為需要確定的協(xié)同克里金加權(quán)系數(shù)。 * 0 z n xx, 1 m yy, 1 n

53、, 1 m , 1 協(xié)克里金估計(jì)系統(tǒng)的建立和其它克里金系統(tǒng)的建立方法是大同小異協(xié)克里金估計(jì)系統(tǒng)的建立和其它克里金系統(tǒng)的建立方法是大同小異 的。利用克里金估計(jì)的無(wú)偏性和最小二乘法可推導(dǎo)出傳統(tǒng)的普通協(xié)的。利用克里金估計(jì)的無(wú)偏性和最小二乘法可推導(dǎo)出傳統(tǒng)的普通協(xié) 同克里金估計(jì)的方程組如下：同克里金估計(jì)的方程組如下： m j j n i i n i m i jjiiiii n i m i jjiijii xxcovyycovyxcov xxcovxycovxxcov 1 1 11 02 11 01 0 1 )()()( )()()( 式中，式中， 和和 為拉格朗日因子；為拉格朗日因子； 為協(xié)方差。為協(xié)方

54、差。 1 2 )(cov 4、同位協(xié)克里金、同位協(xié)克里金(collocated co-kriging) 同位協(xié)同克里金是協(xié)同克里金的一種簡(jiǎn)化形式，即如果二級(jí)變量密同位協(xié)同克里金是協(xié)同克里金的一種簡(jiǎn)化形式，即如果二級(jí)變量密 集取樣時(shí)，只保留與估計(jì)點(diǎn)同位的二級(jí)變量。如二級(jí)變量為地震屬性。集取樣時(shí)，只保留與估計(jì)點(diǎn)同位的二級(jí)變量。如二級(jí)變量為地震屬性。 同位協(xié)同克里金的估計(jì)值為：同位協(xié)同克里金的估計(jì)值為： 對(duì)應(yīng)的協(xié)同克里金方程組只要求知道對(duì)應(yīng)的協(xié)同克里金方程組只要求知道z z協(xié)方差函數(shù)協(xié)方差函數(shù) 和和z zy y互協(xié)方差函，互協(xié)方差函， 后者可以通過(guò)以下的模型來(lái)近后者可以通過(guò)以下的模型來(lái)近 似：似：

55、其中其中 和和 是是z z和和y y的方差函數(shù)，的方差函數(shù)， 是同位的是同位的z zx x數(shù)據(jù)的線性相關(guān)系數(shù)。數(shù)據(jù)的線性相關(guān)系數(shù)。 )()()()()( 1 uyuuzuuz j n ii )(hcz )(hczy )(hcc zzy ),0()0()0( zyzy pcc )0( z c )0( y c )0( zy p 5、指示克里金、指示克里金(-kriging) 將變量值表示成將變量值表示成0 0或或1 1的形式（如砂巖的形式（如砂巖1 1、泥巖、泥巖0 0），進(jìn)行類型變量的），進(jìn)行類型變量的 內(nèi)插；是可以剔除高的特異值的方法，如電阻率。內(nèi)插；是可以剔除高的特異值的方法，如電阻率。 隨

56、機(jī)建模的基本原理隨機(jī)建模的基本原理 隨機(jī)模擬是指以已知的信息為基礎(chǔ)，以隨機(jī)函數(shù)為理論，應(yīng)用隨機(jī)隨機(jī)模擬是指以已知的信息為基礎(chǔ)，以隨機(jī)函數(shù)為理論，應(yīng)用隨機(jī) 模擬方法，產(chǎn)生可選的、等概率的儲(chǔ)層模型的方法。模擬方法，產(chǎn)生可選的、等概率的儲(chǔ)層模型的方法。 隨機(jī)函數(shù)由一個(gè)區(qū)域化變量的分布函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)隨機(jī)函數(shù)由一個(gè)區(qū)域化變量的分布函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)( (或變差函數(shù)或變差函數(shù)) ) 來(lái)表征。來(lái)表征。 隨機(jī)模擬的基本思想是從一個(gè)隨機(jī)函數(shù)隨機(jī)模擬的基本思想是從一個(gè)隨機(jī)函數(shù)z(u)z(u)中抽取多個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)，中抽取多個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)， 即人工合成反映即人工合成反映z(u)z(u)空間分布的可供選擇的、等概率的高分

57、辨率實(shí)現(xiàn)，空間分布的可供選擇的、等概率的高分辨率實(shí)現(xiàn)， 記為記為 代表變量代表變量z(u)z(u)在非均質(zhì)場(chǎng)在非均質(zhì)場(chǎng)a a中空間分布的中空間分布的l l個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)。若用觀測(cè)的實(shí)個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)。若用觀測(cè)的實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模擬過(guò)程進(jìn)行條件限制，使得采樣點(diǎn)的模擬值與實(shí)測(cè)值相同驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模擬過(guò)程進(jìn)行條件限制，使得采樣點(diǎn)的模擬值與實(shí)測(cè)值相同 ( (即忠實(shí)于硬數(shù)據(jù)即忠實(shí)于硬數(shù)據(jù)) )，就稱為條件模擬；否則為非條件模擬。，就稱為條件模擬；否則為非條件模擬。 llauuz l ,.2 , 1,),( )( 插值與模擬插值與模擬 克里金插值為局部估計(jì)方法，對(duì)估計(jì)值的整體空間相關(guān)性考慮不夠，克里金插值為局部估計(jì)方法，

58、對(duì)估計(jì)值的整體空間相關(guān)性考慮不夠， 它保證了數(shù)據(jù)的估計(jì)局部最優(yōu)，卻不能保證數(shù)據(jù)的總體最優(yōu)。它保證了數(shù)據(jù)的估計(jì)局部最優(yōu)，卻不能保證數(shù)據(jù)的總體最優(yōu)。 克里金插值法為光滑內(nèi)插方法，為減少估計(jì)方差而對(duì)真實(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)克里金插值法為光滑內(nèi)插方法，為減少估計(jì)方差而對(duì)真實(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù) 的離散性進(jìn)行了平滑處理，但有一些有意義的異常也被光滑作用而光滑的離散性進(jìn)行了平滑處理，但有一些有意義的異常也被光滑作用而光滑 掉了。掉了。 克里金插值法得到的是確定性的解克里金插值法得到的是確定性的解 模擬是全局最優(yōu)估計(jì)方法，在保證全區(qū)最優(yōu)的情況下，做到局部最模擬是全局最優(yōu)估計(jì)方法，在保證全區(qū)最優(yōu)的情況下，做到局部最 優(yōu)，也就是能夠準(zhǔn)

59、從全局的分布特征和空間結(jié)構(gòu)特征。優(yōu)，也就是能夠準(zhǔn)從全局的分布特征和空間結(jié)構(gòu)特征。 模擬得到的是不確定性的解模擬得到的是不確定性的解 隨機(jī)模擬的計(jì)算流程 序貫?zāi)M（序貫?zāi)M（si）的）的 計(jì)算步驟計(jì)算步驟： （1 1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分布特征；）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分布特征； （2 2）空間結(jié)構(gòu)分析，確定變差函數(shù)；）空間結(jié)構(gòu)分析，確定變差函數(shù)； （3 3）劃分模擬網(wǎng)格；）劃分模擬網(wǎng)格； （4 4）隨機(jī)地選擇一個(gè)待模擬的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；）隨機(jī)地選擇一個(gè)待模擬的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)； （5 5）根據(jù)變差函數(shù)和分布特征估計(jì)該節(jié)點(diǎn)的累積條件分布函數(shù)）根據(jù)變差函數(shù)和分布特征估計(jì)該節(jié)點(diǎn)的累積條件分布函數(shù)( (ccdfccdf

60、) )； （6 6）隨機(jī)地從）隨機(jī)地從ccdfccdf中提取一個(gè)分位數(shù)作為該節(jié)點(diǎn)的模擬值；中提取一個(gè)分位數(shù)作為該節(jié)點(diǎn)的模擬值； （7 7）將該新模擬值加到條件數(shù)據(jù)組中；）將該新模擬值加到條件數(shù)據(jù)組中； （8 8）重復(fù)）重復(fù)4 47 7步，直到所有節(jié)點(diǎn)都被模擬到為止，從而得到一個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)。步，直到所有節(jié)點(diǎn)都被模擬到為止，從而得到一個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)。 （9 9）重復(fù)上述步驟，得到多個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)以供選擇。）重復(fù)上述步驟，得到多個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)以供選擇。 jason包含的隨機(jī)模擬技術(shù) (1)(1)序貫法：一步一步進(jìn)行模擬；根據(jù)條件處理資序貫法：一步一步進(jìn)行模擬；根據(jù)條件處理資 料和前步料和前步( (次次) )模擬的