網(wǎng)格層析成像技術(shù)在桂中坳陷的應(yīng)用研究

司衛(wèi),萬城程,馬銳,劉峰 (中石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院,河南鄭州450018)

蒲勇,孫進(jìn)華 (中石化勘探南方分公司勘探處,四川成都610213)

網(wǎng)格層析成像技術(shù)在桂中坳陷的應(yīng)用研究

司衛(wèi),萬城程,馬銳,劉峰 (中石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院,河南鄭州450018)

蒲勇,孫進(jìn)華 (中石化勘探南方分公司勘探處,四川成都610213)

基于網(wǎng)格層析成像技術(shù)的疊前深度域速度建模方法,適用于低信噪比地區(qū)及不易進(jìn)行構(gòu)造、層位拾取的沿層、構(gòu)造速度建模地區(qū),其適用性廣,且避免了傳統(tǒng)沿層位拾取方法的人為干擾因素,提高了深度域速度建模的精度。桂中坳陷地震資料屬于典型的復(fù)雜近地表條件下的低信噪比資料,通過網(wǎng)格層析成像技術(shù)在該地區(qū)的實際應(yīng)用,取得了較好的效果。

疊前深度偏移;網(wǎng)格層析成像;桂中坳陷;地震處理

三維疊前深度偏移技術(shù)在地震資料處理中已經(jīng)得到比較廣泛的應(yīng)用。目前油氣地震勘探地區(qū)面臨的地表條件及地下地質(zhì)條件多為巖性橫向變化比較大、介質(zhì)速度變化明顯、地層傾角大,其地震響應(yīng)具有能量弱、信噪比低、分辨率低和頻率低等特征,應(yīng)用疊前深度偏移就顯得尤為重要[1]。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,目前制約疊前深度域偏移技術(shù)廣泛應(yīng)用的最大障礙就是速度模型的精度問題。通過深度偏移的原理及大量的實際應(yīng)用分析來看,足夠精確的偏移速度場可以保證深度域偏移成像的效果,而不準(zhǔn)確的偏移速度場往往會大大降低疊前深度偏移成像的效果,有可能其成像精度會低于疊前時間偏移的成像效果。因此,為實現(xiàn)高精度的疊前深度偏移效果,必須構(gòu)建高精度的深度域偏移速度場。

桂中坳陷地震資料屬于典型的復(fù)雜近地表條件下的低信噪比資料,筆者采用基于網(wǎng)格層析成像技術(shù)的疊前深度域速度建模方法,提高了深度域速度建模的精度。

1 深度域速度建模的常用方法

1.1 基于多次迭代的速度分析方法

基于多次迭代的速度分析方法是深度域速度建模的基本思路:首先將精確的時間域的RMS(均方根)速度通過約束速度反演轉(zhuǎn)化成層速度,通過剩余速度分析進(jìn)一步提高速度的精度;然后對速度模型采用DIX公式平滑轉(zhuǎn)化為深度域?qū)铀俣饶Ｐ?同時進(jìn)行深度域偏移成像處理并輸出深度域道集;最后在深度域道集上重新解釋速度以及剩余速度。通過多次迭代的深度偏移和速度分析不斷地提高速度分析的精度,進(jìn)而得到可靠的疊前深度偏移成像效果。

基于偏移迭代的速度分析方法利用速度場對偏移成像的影響來修正速度模型。常規(guī)偏移速度分析方法往往假設(shè)橫向速度變化小、炮檢距小和水平層位反射條件,而在復(fù)雜構(gòu)造區(qū)很難獲得精確地速度模型[2]。桂中坳陷三維地震資料橫向速度變化較大,最大炮檢距可達(dá)10000m,反射層位較復(fù)雜,因此基于多次迭代的速度分析方法很難獲得可靠的深度域?qū)铀俣取?/p>

1.2 基于旅行時優(yōu)化的層析成像方法

基于旅行時優(yōu)化的層析成像方法是利用角度域共成像點道集進(jìn)行射線束的追蹤,該方法由正演模擬和層析反演成像2部分組成。在正演模擬中,確定由共成像點出發(fā)的全部射線路徑,此時作為共成像點的深度偏差被轉(zhuǎn)化為剩余旅行時;同時也考慮速度誤差對成像反射幾何形態(tài)的影響。在層析反演成像中,基于射線路徑所計算的剩余旅行時以及未知的剩余速度場構(gòu)成一個線性系統(tǒng),也就是線性方程組,求解該方程組就可以得到剩余速度量[2]。

目前基于層析成像的速度模型構(gòu)建方法主要有3種:①基于沿層層位拾取的層析成像法;②基于實體模型的層析成像法;③基于網(wǎng)格的層析成像法。3種方法各有優(yōu)缺點:第①種方法人為因素較大,需要處理人員對研究區(qū)的地質(zhì)情況有很清楚的認(rèn)識,需要較準(zhǔn)確地拾取反射層位,有時還需要解釋人員的參與,工作量較大,而且該方法不考慮工區(qū)的斷層情況,因此該方法適用于信噪比較高的工區(qū);第②種方法與第①種方法相比,考慮了斷層的問題,理論上增加了速度模型的構(gòu)建精度,但是與第①種方法一樣需要大量的人工操作來拾取層位和刻畫斷層,因此該方法也適用于信噪比較高的工區(qū);第③種方法綜合考慮地震資料的多種屬性信息 (方位角、傾角、連續(xù)性等),既避免了人為因素又綜合考慮了層位、斷層等信息,因此該方法更適用于低信噪比地區(qū)。

2 網(wǎng)格層析成像速度模型構(gòu)建方法

2.1 初始深度域?qū)铀俣鹊臉?gòu)建方法

三維疊前深度偏移的速度建模是一個地質(zhì)信息綜合分析的過程[3]。在需要進(jìn)行疊前深度偏移的地區(qū)一般不能從常規(guī)處理中得到足夠精確的速度模型[4,5],因此在實際生產(chǎn)中為保證疊前深度偏移的成像精度和時效,應(yīng)盡可能地建立接近于地下實際情況的初始速度模型[6]。想要提高網(wǎng)格層析成像構(gòu)建速度模型的精度,可以先采用沿層層位拾取的方法,將大套的層位做一個拾取,其目的是為了保證初始深度域速度模型的精度(見圖1)。

圖1 基于層位約束的深度域初始速度模型構(gòu)建

2.2 深度域?qū)铀俣饶Ｐ蛢?yōu)化

總體來說,深度域速度模型的構(gòu)建是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程 (圖2),而網(wǎng)格層析反演速度建模(圖3)只是這個系統(tǒng)中的一個重要的組成部分。

采用網(wǎng)格層析反演技術(shù)優(yōu)化速度模型的步驟如下:

1)構(gòu)造屬性提取。在疊前深度偏移剖面上提取傾角、方位角和連續(xù)性等屬性。上述屬性對層析成像射線追蹤和自動拾取成像點起到重要的參考和約束作用。

圖2 深度域速度模型構(gòu)建方法

圖3 基于網(wǎng)格層析的速度模型構(gòu)建方法

2)自動成像點的拾取。

3)剩余速度的拾取。一種基于AVO理論的計算剩余速度或剩余延遲的方法,它根據(jù)某一層位在CRP(共反射點)道集上隨偏移距變化的振幅信息和梯度信息來進(jìn)行剩余速度的分析,具有較高的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)效率。

4)創(chuàng)建Pencil數(shù)據(jù)庫。目的就是將所有的信息綜合起來,用于網(wǎng)格層析建模。數(shù)據(jù)庫信息主要包括:①利用深度域剖面對構(gòu)造屬性 (傾角、方位角、連續(xù)性等)進(jìn)行提取;②利用提取的構(gòu)造屬性進(jìn)行自動追蹤成像點;③自動剩余速度分析。Pencil數(shù)據(jù)庫存儲的信息在平面上是規(guī)則的,在垂向上隨著層位解釋的不規(guī)則性而呈不規(guī)則分布,同時可以進(jìn)行三維可視化質(zhì)量控制。

5)綜合利用Pencil數(shù)據(jù)庫中的各種信息資源,通過建立和解析層析矩陣的過程來完成速度模型的更新,重復(fù)以上步驟逐步修正速度模型,使速度模型與地下實際地質(zhì)構(gòu)造高度符合。

3 應(yīng)用實例

桂中坳陷屬于典型的低信噪比地區(qū),地表主要為石炭系、二疊系出露,勘探目的層較老,主要為石炭系-上泥盆統(tǒng),兼顧中-下泥盆統(tǒng),基底為寒武系。地表、地下條件極其復(fù)雜。通過網(wǎng)格層析成像技術(shù)較好地解決了研究區(qū)的深度域速度建模問題,地震資料成像品質(zhì)得到了較大改善 (圖4)。對研究區(qū)以及南方山地三維工區(qū)的速度建模具有一定的參考意義。

4 結(jié)論

通過基于網(wǎng)格層析成像技術(shù)的疊前深度域速度建模方法在桂中坳陷的應(yīng)用,筆者認(rèn)為使用該技術(shù)時應(yīng)注意幾個方面:該技術(shù)適用于低信噪比地區(qū);構(gòu)建深度域初始層速度模型時,可先采用沿層拾取大套層位來約束DIX公式轉(zhuǎn)換;為保證構(gòu)造屬性的精度,應(yīng)盡可能地提高地震資料的信噪比,可以做過度去噪處理;對于深度域?qū)铀俣鹊臉?gòu)建是否合理,應(yīng)該從CRP道集是否拉平、剩余速度譜上的剩余延遲是否都趨于零值附近、偏移剖面的波組特征、陡傾角地層的連續(xù)性、斷面等多個方面來驗證速度模型的可靠性和精確性。

圖4 疊前時間偏移(a)與疊前深度偏移(b)對比

[1]Versleeg R.Sensitivity of pre-stack depth migration to the velocity model[J].Geophysics,1993,58(6):837～882.

[2]井西利,楊長春,李幼銘.建立速度模型的層析成像方法研究[J].石油物探,2002,41(1):72～76.

[3]馬在田.論反射地震偏移成像[J].勘探地球物理進(jìn)展,2002,25(3):1～5.

[4]周振興,陳志德,何玉前,等.興城地區(qū)火山巖地區(qū)三維地震資料疊前深度偏移[J].勘探地球物理進(jìn)展,2006,29(5):366～369.

[5]李來林,吳消嶺,何玉前.疊前深度成像技術(shù)及其應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2004,23(5):110～112.

[6]胡英,張妍,陳立康,等.速度建模的影響因素與技術(shù)對策[J].石油物探,2006,45(5):503～507.

[編輯] 龔丹

P631.44

A

1000-9752(2014)12-0094-04

2014-09-25

司衛(wèi)(1982-),男,2005年大學(xué)畢業(yè),工程師,現(xiàn)主要從事地震資料處理研究工作。