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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明涉及油气勘探开发领域，具体公开了一种倾斜正交各向异性介质五维地震反演方法。该方法包括：步骤一，构建倾斜正交各向异性介质TOA刚度矩阵；步骤二，利用地震反射系数解析方法及TOA刚度矩阵，构建TOA介质反射系数方程；步骤三，利用TOA介质反射系数方程，建立TOA介质时频域分步反演正演模型；步骤四，构建五维地震时频域分步反演目标泛函，实现TOA介质的多参数反演。本发明方法提出的TOA介质反射系数方程能够适用于TOA介质，更符合实际裂缝储层特征；本发明方法创新了在贝叶斯框架下TOA介质地震时频域分步反演方法，可以更好利用地震资料信息，提高多反演参数的可靠性，最终为复杂裂缝型储层预测提供理论和方法支撑。

主权项：1.一种倾斜正交各向异性介质五维地震反演方法，其特征在于，包括：步骤一，构建倾斜正交各向异性介质刚度矩阵；步骤二，利用地震反射系数解析方法及所述倾斜正交各向异性介质刚度矩阵，构建倾斜正交各向异性介质反射系数方程；步骤三，利用所述倾斜正交各向异性介质反射系数方程，建立倾斜正交各向异性介质时频域分步反演正演模型；步骤四，构建五维地震时频域分步反演目标泛函，反演得到倾斜正交各向异性介质的纵波模量、剪切模量、密度、水平裂缝法向弱度、水平裂缝切向弱度、垂直裂缝法向弱度和垂直裂缝切向弱度；所述步骤一包括：依据Schoenberg线性滑动模型，在弱各向异性近似下，将各向同性介质中发育一组水平裂缝和一组垂直裂缝等效的正交各向异性介质弹性刚度矩阵COA表示为： 公式1中， δN1和δT1分别表示水平裂缝法向弱度和水平裂缝切向弱度，δN2和δT2分别表示垂直裂缝法向弱度和垂直裂缝切向弱度，M和μ分别为各向同性介质纵波模量和剪切模量，χb＝M-2μM；设置倾斜正交各向异性介质是正交各向异性介质旋转θ0得到，基于Bond变换矩阵所述倾斜正交各向异性介质刚度矩阵CTOAθ0表示为： 公式2、3中， 表示CTOAθ0的矩阵参数，i,j＝1:6,λ＝M-2μ为拉梅参数，θ0表示旋转的角度；所述步骤二包括：设置|ΔMM0|＜＜1，|Δλλ0|＜＜1且|Δμμ0|＜＜1，δN1,δT1,δN2,δT2＜＜1，并忽略含ΔMδN1、ΔMδT1、ΔMδN2、ΔMδT2的项；将公式3的扰动刚度矩阵参数表示为： 公式4、5、6、7中为地震波方位角，符号Δ表示反射界面两侧背景介质参数的差值；利用基于扰动原理的地震反射系数解析方法，得到所述倾斜正交各向异性介质反射系数方程 公式8中， ρ和Δρ分别表示介质密度参数及其在界面两侧的差值，θ和为地震波入射角和方位角，M0，μ0和ρ0分别为背景介质两侧的纵波模量均值、剪切模量均值及密度均值；所述步骤三包括：设置ΔMM0≈ΔlnM，Δμμ0≈Δlnμ，Δρρ0≈Δlnρ，ΔlnM≈dlnM，Δlnμ≈dlnμ和Δlnρ≈dlnρ，且ΔδN≈dδN，ΔδT≈dδT；将公式8与时间域和频率域地震子波分别褶积，得到时间域和频率域的正演方程表示为： 公式10、11中，st和S'ω分别是时间域和频率域地震记录，Wt和W'ω分别为时间域和频率域子波，代表傅里叶算子，D是差分算子；将公式10和公式11写成矩阵的形式： 在贝叶斯框架下，建立倾斜正交各向异性介质时频域分步反演正演模型：对于入射角数量为Q，方位角数量为N，反射界面的数量为K的五维地震道集，时间域和频率域各向同性正演算子矩阵Gisot、G’isoω，时间域和频率域各向异性正演算子矩阵Ganit、G'aniω，各向同性和各向异性模型参数矩阵miso、mani分别为：[Gisot]QNK×3K＝WtD[AMθAμθAρθ]13，公式13中，[AMθ]QNK×K＝[aMθ1,...,aMθMaMθ1,...,aMθM,...,aMθM]T，[Aμθ]QNK×K＝[aμθ1,...,aμθMaμθ1,...,aμθM,…,aμθM]T，[Aρθ]QNK×K＝[aρθ1,…,aρθMaρθ1,...,aρθM,...,aρθM]T， 公式14中， 公式15中，[EAMθ]QNK×K＝[EaMθ1,...,EaMθMEaMθ1,...,EaMθM,...,EaMθM]T，[EAμθ]QNK×K＝[Eaμθ1,...,EaμθMEaμθ1,...,EaμθM,...,EaμθM]T，[EAρθ]QNK×K＝[Eaρθ1,...,EaρθMEaρθ1,...,EaρθM,...,EaρθM]T， 公式16中， miso＝[RMRμRρ]T，[RM]K×1＝[lnM1,...,lnMK]T，[Rμ]K×1＝[lnμ1,…,lnμK]T，[Rρ]K×1＝[lnρ1,...,lnρK]T， 所述步骤三还包括：借助待反演参数模型协方差矩阵Ccov的特征向量U和特征值正定矩阵Σ，设Ccov＝UΣUT,对Gisot、G’isoω、Ganit、G'aniω、miso、mani进行处理得到： 所述时间域和频率域地震记录写为： 公式17、18中，kron·表示Kronecker乘积算子，IL为L阶单位矩阵，L为井曲线采样点数；所述步骤四包括：在贝叶斯框架下，构建所述五维地震时频域分步反演目标泛函： 公式20、21中，λmi是模型参数的约束系数；表示积分算子，表示模型参数的初始值，使用最小二乘迭代算法对公式20、21进行迭代求解，反演得到所述倾斜正交各向异性介质的纵波模量、剪切模量、密度、水平裂缝法向弱度、水平裂缝切向弱度、垂直裂缝法向弱度和垂直裂缝切向弱度。

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