一、稀疏脉冲反演(Constrained Sparse Spike Inversion)

1、关建环节：

 （1）、基础资料的准备

  包括地震资料、井资料、层位、断层数据、地质分层数据，并进行测井资料的标准化处理。一般是选取某目的层段进行标准化处理。

 （2）、子波的提取

  对目的层段进行频谱分析建立一个与之相似的理论雷克子波 → 初步标定 → 重新提取目的层段子波，制作合成地震记录，重新修正井时深关系 → 直到获得振幅相位变化稳定的子波和与井旁到相关性最好的合成记录 → 利用振幅谱和相位谱合成一个理论的雷克子波。最终得到一个形状规则和旁瓣小的子波就是反演所需要的。

2、地震-地质标定：

  ①根据分层数据并利用测井井旁道子波，参考研究区速度制作井的合成地震记录。

  ②要充分分析特殊标志层在地震剖面和测井曲线上的特征，表征地震—地质表标定的正确性，详细分析沙泥界面、油层等各种反射界面在地震、测井上响应的合理性，对合成记录进行调整。ƒ保存标定后的时深关系，综合各井的时深关系进行对比得到研究区正确的时深关系。

3、反演质量控制：

依据下列算法对反演的精细程度进行约束：

               min[∑Ri+2ƛ∑(Di-Si)²)]

Ri：反射系数采样  Si：地震道采样   Di：合成道采样   ƛ：权重因子

ƛ值的选择是通过控制井旁道合成记录与原始地震道吻合程度来完成。

4、该方法应用的优缺点：

  优点无需钻井资料，直接用地震记录来计算反射系数进行递推反演，缺点完全依赖于地震资料本身的品质，地震噪声对反演结果的影响很大，而且很难找到与测井曲线相吻合的最终结果。

二、测井约束反演(Broad-band Constrained Inversion)

1、关键环节：

  （1）分析储层地球物理特征

   测井资料，尤其是声波和密度测井资料，是初始模型建立的基础和地质解释的 基本依据，但是一般情况下声波测井都会受到井口环境例如井壁垮塌、泥浆浸泡等的影响而产生误差，同一井口的不同层段，不同井口的同一层段的误差都不尽相同。因此，用于制作初始波阻抗模型的测井资料必须经过环境校正。声波资料是唯一与地震发生联系的资料，储层与围岩的声波特征不同是进行测井约束反演的先决条件。但是由于储层的固有结构和钻井过程中的工程因素，造成目的层段和围岩声波测井上无明显差异。这就要求在仔细分析测井资料的基础上，对声波测井进行合理的校正，这就是储层地球物理特征重构。

（2）子波的提取与层位标定

   利用统计性的子波提取方法，根据地震资料来估算子波的频谱，得到子波的常相位或最小相位，从而得到了给定相位谱的子波，合成记录与实际记录频带一致，波阻关系对应良好。实际操作是用统计方法提取井旁道子波，对每口井进行井和井旁道相关，多井提取一个优化子波，该子波的长度适中，波形稳定，频带与实际地震资料匹配较好。子波提取之后，进行正演运算，把得到的合成地震记录与实际地震记录进行对比，适当的拉伸和压缩来完成目的层段的标定，再提取子波制作合成记录，重复上面工作，不断循环，直到目的层段达到精细的标定，合成记录与实际记录达到最佳匹配，获得较高的相似系数，并且获得较为真实的时深关系。

（3）初始波阻抗模型的建立

测井约束地震反演实际上就是经资料的内插外推的过程，在这个过程中地震解释的层位和断层对内差外推的趋势起到约束和控制作用。对地震而言，是正确的解释其控制作用的波阻抗界面。对测井而言，就是为波阻抗界面之间的地层赋予合适的波组信息。初始波阻抗模型的建立需要精准的时深转换和准确的地震层位解释。

（4）测井约束地震反演

测井约束地震反演的精度还与低频分量的求取有关。低频分量的求取办法是:先用研究井的声阻抗曲线在地震反射层空间形态的控制下,内插测井声阻抗数据体;再用标准井旁道反演的参数,对该井数据体作低通滤波,便得到三维地震波阻抗低频分量。这样低、高频有机结合便得到了三维地震反演波阻抗数据体。实际操作中,波阻抗低频分量使用了多井加层位控制的低频分量数据体,实现了低频分量的空变,使波阻抗数据体更加准确,与井资料有良好的对比关系。

具体的反演过程是,首先对井旁地震道作反演,若井旁道反演的波阻抗与测井声阻抗曲线吻合,则利用这一参数对过井剖面进行反演;当剖面反演的波阻抗与井旁道反演的波阻抗相似时,便可确定对整个三维数据体进行反演的参数,最终反演出高精度的三维波阻抗数据体;再结合测井、钻井、岩心分析等资料,反演出速度、孔隙率等三维数据体。

三、地质统计学反演（Geostatistical Inversion）

1.反演步骤：

①建立一个初始模型； 

②在井间随机选取一个网格点；

③用普通克里金技术估算该店的条件概率密度函数（pdf）；

④从概率密度函数中随机抽取一个值，计算反射系数并与子波进行褶积得到合成地震记录；

⑤若这个值能使合成地震记录与实际地震记录的匹配程度增加则接受此值，若不增加则以一定的概率接收此值，接受的概率分布由波兹曼函数决定。若拒绝则返回上一步；

⑥降低模拟退火的温度；

⑦重复②~⑥，直到达到理想的合成地震记录与实际地震记录相匹配。

2.基本方法

1.时深转换：通过层位标定使深度域的测井曲线转换成时间域并与地震层位一致。

   2.构造模型：在地震精细解释的基础上，根据解释的层位断层文件，利用确定性建模的方法建立研究区的三维构造模型。

   3.地层模型：在构造模型的基础上，利用钻井取心，测井资料和三维地震资料进行高分辨层序地层学研究和地层对比，并建立高精度等时地层模型。 然后在此地层模型的约束下进行波阻抗模拟。

   4.确定性反演：即稀疏脉冲反演方法，假定地下强反射系数界面呈稀疏分布,根据稀疏的原则从地震道中抽取反射系数与子波褶积生成合成地震记录,利用合成地震记录与原始地震道的残差修改反射系数,得到新的反射系数序列,再做新的合成地震记录。如此迭代,直至得到一个最佳逼近地震道的反射系数序列为止。通过反射系数序列可以求得相对波阻抗数据体。稀疏脉冲约束反演增加了地质模型和井约束控制波阻抗的趋势和范围,由于地震数据是带限的,因此得到的数据缺少低频信息,还要通过建立地质模型进行低频补偿才能获得一个全频带的绝对波阻抗数据体。为以后的初始模型做准备。

   5.地质统计学反演：

  （1）测井数据预处理：由于泥浆侵泡和井眼因素会对测井数据产生影响，因此要对测井数据进行环境校正，在目的层附近选取一个或者多个标准层利用趋势面方法进行校正，最后将校正得到的声波和密度曲线合成波阻抗曲线。

  （2）测井波阻抗数据体的统计分析：由于序贯高斯处理需要数据服从高斯分布，因此在转换之前应对不服从高斯分布的数据进行转换。

（3）建立初始模型：利用确定性反演结果作为初始模型。

（4）拟合变差函数：拟合变差函数 求取空间变差函数是地质统计学反演的关键步骤之一,在常规随机建模中一般使用井点数据,但井点数据只在垂向上数据点密集,求取变差函数精度高,而在水平方向可供用于拟合的数据点稀少,点距大,拟合出的变差函数精度低。在地质统计学反演中可利用井数据求取垂向变差函数,而水平方向的变差函数可利用稀疏脉冲约束反演波阻抗数据体计算,以充分发挥地震波阻抗数据体在横向上密集的优势。通过对各个方向进行扫描计算,求取各个方向的变差函数,充分表征储层性质空间分布的各向异性。

（5)确定控制参数：对于模拟退火算法而言,冷却进度表包括4个参数:①起始温度一般要求足够大,以保证能跳出局部极小,但过大的初始温度会无端增大计算量;②温度下降参数 该参数主要是保证让温度能缓慢下降,以防止淬火现象。温度下降函数多种多样,常用的是一种直观的线性下降函数T_k+1=AT_k,0<A<1(A越接近于1,温度下降越慢,温度下降太慢将增加计算量;下降太快可能会错过最优解);③终止准则确定 给定一个接近于0的很小值为计算终止条件,以保证计算能收敛到最优解;④循环迭代次数 从理论上讲,迭代次数越多系统越能趋于热平稳,合成地震数据愈能和原始地震数据达到最佳匹配,但这样将增加计算工作量。