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随着油气田勘探开发难度的不断增大,油气田开发过程中的精细油气储层预测显得越来越重要。在这一背景下,精细油气储层的预测方法得到了不断的发展和完善。这些方法对于寻找新的开发目标极为关键,它们为油气田的勘探开发提供有力的保证。
储层预测是一种综合运用地震、地质、测井等基础资料,并以三维地震资料为预测主体,定量预测储层的空间几何形态及物性参数在空间的分布特征的技术。目前,油气储层预测常用的方法有波形振幅法、波阻抗反演法和频谱分析法等等。其中,波阻抗反演是最有效的储层预测方法。但是,波阻抗反演方法至今还存在很多技术问题。例如,线性和迭代类非线性反演均存在对初始模型的依赖性,完全非线性反演的计算效率低,以及反演结果的有效评价问题等等。针对这些问题,本文开展了基于随机建模的贝叶斯波阻抗反演方法的研究工作。
基于随机建模的贝叶斯波阻抗反演方法是应用模拟退火随机建模方法得到最优随机波阻抗模型,并以它作初始模型进行波阻抗反演的方法。它是以提高反演的初始模型的准确性为核心,以先验信息作为总体约束,应用相关随机反演方法进行反演,计算反演结果的后验概率,并统计反演波阻抗的均值及其方差,从而定量的评价反演结果可靠性的综合反演算法。本论文进行了以下几个方面的研究工作:
1.研究子波估算的相关算法,如高阶统计的双谱法和三谱法等等,其目的是为了提取更好的子波;
2.在地质统计学的相关理论的基础上,研究模拟退火随机建模算法,并应用该方法构建随机地质模型;
3.以模拟退火模拟的随机模型作为初始模型,以贝叶斯先验信息作约束,应用贝叶斯波阻抗反演算法,进行基于随机建模的贝叶斯反演方法研究;
4.将基于随机建模的贝叶斯反演方法应用于实际数据,验证了方法和算法的可行性。
通过此次研究,证明了基于随机建模的贝叶斯波阻抗反演在储层预测中具有较强的实用性。一方面,应用模拟退火随机建模,构建随机模型,并以该模型作为初始模型,以其在地质背景的认识下的先验信息作为约束,进行波阻抗反演;另一方面,基于随机建模的贝叶斯反演不仅可以得到反演的最优模型,还可以统计出模型的均值和方差,及其反演结果的后验概率,获得了反演结果的可靠性评价。
本论文分六章,具体章节内容安排如下:
第一章是绪论部分,介绍了本文研究的目的、意义、内容、研究方案及其研究成果;
第二章介绍了子波估算与合成地震记录的常用方法,并总结了每一种子波估算方法的计算流程,包括希尔波特变换法,多道自相关统计法,地层反褶积法,高阶统计的双谱法和三谱法,以及基于井旁地震道的子波反演法等等;
第三章介绍了地质统计学的一些基本概念和原理,并重点介绍了模拟退火随机模拟的原理和计算流程,其中包括模拟退火算法和变差函数的计算方法等等;
第四章介绍了贝叶斯理论及其相关的反演算法,其中包括贝叶斯先验信息相关概念,以及基于随机建模的贝叶斯波阻抗反演的计算流程等等;
第五章应用实际数据验证了基于随机建模的贝叶斯波阻抗反演的可行性和有效性,并对可能影响反演结果的相关因素做了一些分析;
第六章是对整个研究工作的系统性总结。它总结了基于随机建模的贝叶斯波阻抗反演方法的一些优点和不足,并对后续的研究工作提出了一些建议。