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东北石油大学硕士研究生学位论文

AVO叠前储层参数反演方法研究

摘要

储层参数反演是地震勘探的重要环节，在确定地层结构和寻找油气藏的过程中具

有关键的作用。AVO(AmplitudeVariationwithOffset)叠前反演是储层参数反演的重要方

法之一，可以提供关键的储层信息，帮助识别地下流体和岩石类型，提高勘探成功率

和效率，降低勘探成本和风险。然而，传统AVO叠前反演存在数据量大、病态程度高、

非线性等特点，极易导致反演速度慢、精度不够高、易出现多解的问题。此外，实际

地震勘探数据还存在不完整性和带限性，同时夹杂着随机噪声。因此，实际地震勘探

数据的AVO叠前反演方法研究极具挑战。

本文分别从正演模拟模型选择、反演目标函数构建、先验信息约束、反演算法改

进等多环节着手，开展了基于储层参数的AVO叠前反演研究，分别基于L-BFGS（限

制内存的拟牛顿算法）和改进的模拟退火算法提出了两种不同的反演算法，它们具有

反演速度快、准确率高的特点，展示了其在地震勘探领域的应用潜力。主要研究成果

如下：

1)经过对比分析了Zoeppritz方程及其多种近似方程，选择了Aki-Richards近似方

程用于计算折射系数。通过褶积模型进行正演模拟得到理论地震记录。这种方法在提

供了物理解释的前提下，简化了模型和计算复杂度，提高了反演效率，以便后续大规

模数据反演工作的开展。

2)在传统反演目标函数添加包含先验信息的模型参数约束项，降低了反演多解性

和改善了多储层参数带来的病态反演。

3)提出了基于L-BFGS的AVO叠前反演，并应用于经典的Marmousi地质模型以验

证算法的有效性，解决了传统AVO反演中的计算复杂性高和计算效率低的问题，同时

确保了反演结果的高精度和可靠性。

4)提出了基于改进后模拟退火算法的AVO叠前反演，提高了算法的收敛速度和全

局搜索能力，进行模型测试并检验算法抵抗噪声的能力。

关键词：AVO叠前反演，Aki-Richards近似方程，L-BFGS算法，模拟退火算法，

储层参数

II

东北石油大学硕士研究生学位论文

ResearchonAVOPre-stackReservoirParameterInversionMethod

ABSTRACT

Reservoirparameterinversionisanimportantpartofseismicexploration,whichplaysa

crucialroleindeterminingstratigraphictextureandsearchingforoilandgasreservoirs.Asone

oftheimportantmethodsforreservoirparameterinversion,AVOpre-stackinversioncan

providekeyreservoirinformation,helptoidentifyundergroundfluidsandrocktypes,improve

explorationsuccessandefficiency,andreduceexplorationcostsandrisks.However,traditional

AVOpre-stackinversionhasfeaturessuchaslargedatavolume,highpathologicaldegree,and

nonlinearity,whichcouldeasilyleadtoaseriesofproblemssuch