波阻抗剖面分析研究成果信息

波阻抗剖面技術(shù)是地震巖性勘探中的重要方法之一。它是將地震資料與測(cè)井資用線性正、反演技術(shù)求取地下地層的反射系數(shù)、波阻抗、擬速度等重要于波阻抗剖面可以提供眾多地下信息，故該方法已被地球物理學(xué)界所注自建的PDP－11－45機(jī)的波阻抗剖面系列，在合成記錄的研究中，提供的H一是一個(gè)成功的方法，達(dá)到了引進(jìn)的CYBER一720所做的合成記錄水平；在常型范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn)了在時(shí)間域中求取反射系數(shù)、相對(duì)波阻和絕對(duì)波阻的方法H－T0轉(zhuǎn)換方法和最佳反褶積算子求取法的成功，保證了地層反褶積取其誤差約為1％。這些試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)實(shí)際處理是有意義的。為找油氣、和巖石性質(zhì)，有較大的實(shí)用價(jià)值。 2100433B

地震波阻抗反演是儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的有效手段之一，波阻抗與含油氣儲(chǔ)層有很好的對(duì)應(yīng)性。

波阻抗反演實(shí)際上是從地震剖面上消除子波影響,留下反射系數(shù),再由反射系數(shù)計(jì)算出能反映地層物性變化的物理參數(shù)波阻抗。

波阻抗反演的方法很多，其中最常用的是廣義線性反演，該方法有較高的反演精度，但是在反演過(guò)程中，高頻噪聲對(duì)解病態(tài)方程組影響很大,即使加了正則化因子,也無(wú)法消除高頻噪聲的影響。

根據(jù)反射系數(shù)序列，并給定波阻抗初始值，利用遞推波阻抗的反演方法就可以算出相應(yīng)的波阻抗序列。該方法的核心是反演反子波，但是反演出反子波局部化特征并不理想，因?yàn)閮梢矶加姓袷?，并不是?biāo)準(zhǔn)的δ(t)函數(shù)，而是帶有剩余子波的δ(t)函數(shù)，其頻率過(guò)低，計(jì)算出的反射系數(shù)頻率也較低，相當(dāng)于帶有剩余子波的反射系數(shù)。遞推波阻抗的反演方法對(duì)誤差及初值 Z0 均十分敏感，穩(wěn)定性也差?？梢杂眠f推波阻抗反演法反演出的波阻抗作為迭代反演波阻抗的初值。

因此，針對(duì)廣義線性反演，重點(diǎn)討論了迭代解方程的波阻抗算法、解方程的正則化方法、波阻抗反演中的分辨率、改善解的二次圓滑濾波、用于控制反演質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)量和均方差及波阻抗的約束反演等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題;針對(duì)遞推波阻抗的反演,重點(diǎn)討論了遞推波阻抗的反演方法、子波和反子波提取、誤差對(duì)提取反子波的影響等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)做了大量的模型試算。2100433B

1 波阻抗計(jì)算

對(duì)有一定預(yù)應(yīng)力的巖石進(jìn)行循環(huán)沖擊試驗(yàn)的裝置為自行研制的動(dòng)靜組合加載裝置。對(duì)于有軸壓時(shí)的沖擊過(guò)程中，桿件與試樣仍然滿足裝置賴以存在的一維應(yīng)力波傳輸理論。應(yīng)力波從一種介質(zhì)傳播到另一種波阻抗不同的介質(zhì)時(shí)，入射波在2 種介質(zhì)的界面處會(huì)產(chǎn)生反射波和透射波。由于其值比巖石的波阻抗大許多，認(rèn)為在整個(gè)沖擊過(guò)程中其大小保持恒定；

在整個(gè)沖擊過(guò)程中并不是每一瞬時(shí)的反射波或透射波都夾雜多次反射和透射波的影響，當(dāng)時(shí)，測(cè)試所得的反射波中沒(méi)有 2 次和更高次反射的影響。同理，在透射波采樣時(shí)間內(nèi)的區(qū)段，試驗(yàn)所得的透射波中也沒(méi)有夾雜多次透射波的影響。因此，可以利用SHPB 試驗(yàn)系統(tǒng)采集的入射波和反射波或透射波在各自采樣區(qū)段內(nèi)相對(duì)應(yīng)的值計(jì)算巖石的波阻抗。而其他時(shí)間區(qū)段的波阻抗不可由試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接計(jì)算。

2 計(jì)算波阻抗時(shí)計(jì)算式的選擇

在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，反射波和入射波是用入射桿上的同一個(gè)應(yīng)變片測(cè)量的，特別是有軸壓的沖擊試驗(yàn)時(shí)，反射波的起跳點(diǎn)受入射波的影響較大，其對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)和大小不易確定，極易引起誤判。而透射波不在這種情況，起跳點(diǎn)相對(duì)容易判斷，因此計(jì)算巖石的波阻抗較為理想。

由于巖石與彈性桿間的波阻抗大小不同，每一入射波經(jīng)過(guò)透反射后必有一反射波和透射波與之相對(duì)應(yīng)；沖擊過(guò)程中的不同時(shí)刻巖石所受的沖擊動(dòng)載大小不同，巖石試件內(nèi)部裂隙的閉合程度或擴(kuò)展程度亦不相同，即巖石試件具有不同波阻抗。換言之，在一次沖擊過(guò)程中，入射波和反射波或透射波與巖石的波阻抗一一對(duì)應(yīng)，不同時(shí)刻波阻抗的大小很可能不一樣，入射應(yīng)力大小、透射應(yīng)力大小和時(shí)間點(diǎn)3 個(gè)變量必須確定其中2 個(gè)不變。根據(jù)一維應(yīng)力波理論可知，在異型沖頭形狀、長(zhǎng)度和沖擊速度相同的前提下，在區(qū)間固定一時(shí)間點(diǎn)，則每次沖擊得到的理論上應(yīng)為定值，對(duì)照時(shí)間確定出對(duì)應(yīng)的透射波的值。具體選其中哪一個(gè)時(shí)間點(diǎn)視情況而定，它們之間的差別微乎其微。要強(qiáng)調(diào)的是對(duì)同一巖石試件的循環(huán)沖擊過(guò)程的損傷進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)選擇同一時(shí)間點(diǎn)。

另外，利用聲波定義循環(huán)沖擊過(guò)程巖石的累積損傷，也是在沖擊載荷作用后測(cè)量巖石的波速值。本文的方法與此相似，每次測(cè)量（除第1 次）的值都是前1 次沖擊作用后巖石在壓密后的波阻抗值，這個(gè)值表征巖石在前1 次沖擊后內(nèi)部的累積損傷，因此，在測(cè)量程序上也與聲波定義損傷的一致 。