專利名稱：表面描點技術(shù)的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在地震處理中所用的表面描點技術(shù)的改進。
在地球科學(xué)領(lǐng)域中，地球物理學(xué)家采用“地震反射”技術(shù)來反映(image)底層土的結(jié)構(gòu)。
這些技術(shù)包括在地表面發(fā)射聲信號，并且當(dāng)其在地質(zhì)層的邊界處連續(xù)反射之后將其記錄下來。
這些地層構(gòu)成底層土，意在創(chuàng)建所述底層土的幾何模型。
通常為了創(chuàng)建底層土的幾何模型，特別是在勘探石油沉積層時，最常用的方法之一就是“3D探測”方法。
這包括在水平面內(nèi)沿著坐標(biāo)X，Y的網(wǎng)格分配發(fā)射器和接收器。
這種方法的結(jié)果是底層土的三維圖像，構(gòu)成以時間或深度的函數(shù)來采樣的記錄格式，時間或深度以Z表示。
這些記錄的每一個都被稱為“軌跡”，其表示與具有坐標(biāo)Xi，Yj的點Pij在一條直線上的垂直線。
這種三維探測可以獲得一個體積(volume)，其維度是兩個幾何軸X，Y，和代表時間或探測深度Z的一個軸。
除了這些空間維度(X，Y和垂直軸Z)之外，物理學(xué)家對許多其他量也很感興趣，特別是-用于形成體積的源/接收器間距或者入射角。直到最近，這一間距(偏移)才幾乎經(jīng)常降低到0，并且通過增加恒定距離的作用(contribution)得到體積，從而提高信噪比?，F(xiàn)在根據(jù)多種偏移或角度的部分求和允許地球物理學(xué)家通過一類距離或角度進行分析。
-時間。利用接收器/發(fā)射器的相同網(wǎng)絡(luò)，可以及時連續(xù)地進行多個地震探測；比較探測的數(shù)據(jù)例如可以了解在儲集層開發(fā)的情況下流體狀態(tài)的變化。
-地震波的類型。傳感器能夠同時記錄壓縮波(P波)和剪切波(S波)；這兩類波到達時間之比與波傳播通過的介質(zhì)的特性有直接關(guān)系。
-速度。時間或深度遷移包括在考慮速度場時偏移探測體積的點，在這些過程中所使用的速度可能會受到干擾，并且其構(gòu)成額外的分析維度。為了更新速度模型，例如，申請人已經(jīng)提出一個方案，其中擾動因子有規(guī)律地分布在速度模型上，并且，對于位置X，Y，將與每個遷移立方體(migrated cube)中的相同反射器相關(guān)的采樣值編址。
-等。
在地球科學(xué)的許多領(lǐng)域中，從速度分析到儲集層特性，考慮這些其他量具有根本的重要性。
依靠計算機處理能力和存儲能力的提高，目前這一方案是可行的；也已經(jīng)提供了適用于這一新方案的分析和判讀(interpretation)工具。
當(dāng)目前利用現(xiàn)有的工具考慮除了通常表示地震體積的三個空間維度之外的量時，數(shù)據(jù)判讀相當(dāng)于在針對所述量的不同值而得到的每個3D地震體積上獨立進行的判讀的總和。
文本W(wǎng)O 99/67660描述了一種用于監(jiān)控底層土變化的方法。該方法包括確定位移場，利用該位移場可以將時間T測得的地震資料的采樣體積變換到下一時間T測得的地震資料的場。將這種方式確定的位移場應(yīng)用于第一地震體積，從而得到底層土的映像。
通過判讀這種方式得到的信息必定有限。
發(fā)明本身為上述問題的解決作出有效和有創(chuàng)造性的貢獻。
通常用于分析3D地震體積的技術(shù)是表面描點技術(shù)，該技術(shù)的實例在法國專利FR 2 657 695中給出。該專利文件涉及一種用于在三維體積中表面描點的方法，根據(jù)該方法，通過利用Peano-Hilbert曲線將表示采樣參數(shù)值的體積轉(zhuǎn)變?yōu)閮删S圖像，并且將自動描點程序應(yīng)用于所得到的2D圖像。
當(dāng)考慮除了構(gòu)成3D體積(X，Y和垂直軸)的空間維度之外的額外參數(shù)，并且所述量改變時，因為待判讀的反射器的特性和形狀可能沿著由所述量構(gòu)成的維度從一個體積變換到另一個，因此產(chǎn)生困難。
不同3D體積之間的相關(guān)性不一定是在映射的樣品中固有的，其導(dǎo)致關(guān)于地球物理學(xué)家所判讀的現(xiàn)象的選擇問題。這可能會導(dǎo)致在表面描點中出現(xiàn)不連續(xù)或者偏離軌道。
本發(fā)明可以克服這些缺陷。
本發(fā)明給出考慮所有待分析的參數(shù)和考慮描述它們特性的定律的判讀。
關(guān)于考慮這些量所依據(jù)的物理定律，提供的工具可以進一步驗證所進行的分析的相關(guān)性。
為此，提供一種如權(quán)利要求1要求的用于處理地震資料的方法。
根據(jù)該方法，為了分析它們作為至少四維函數(shù)的目的，在這些數(shù)據(jù)的至少一個子集上進行描點和/或描點傳播，所述子集對應(yīng)于在三維空間或兩維空間中采樣的數(shù)據(jù)集合，在與其他一個或多個維度對應(yīng)的一個或多個量是固定值的情況下，然后在將給定投射定律應(yīng)用于通過描點和/描點傳播高亮度顯示的至少一個點中，以便為對應(yīng)至少一個其他維度的至少一個其他量的不同值來確定與另一子集中的點相對應(yīng)的點，所述另一子集對應(yīng)于在同一維度采樣的數(shù)據(jù)集合。
術(shù)語“投射定律”指的是計劃將一個子集的點與另一個子集的點相連的定律，這一定律是對一個或多個量進行的修改的函數(shù)，其中一個或多個量對應(yīng)于除了表示所述子集之外的維度。
下面更詳細(xì)地給出投射定律的實例。
有利地，從某個其他子集中的至少一個投射點進行描點傳播。
尤其是，優(yōu)選地，交替連續(xù)地進行描點傳播和投射。
同樣有利地，逆投射定律應(yīng)用于通過某個其他子集中的描點傳播而確定的至少一個點，以便確定在至少一個子集中對應(yīng)于該定律的點，其中從所述子集開始進行投射。
并且，優(yōu)選在投射點上進行相關(guān)性測試，以驗證相關(guān)性。
尤其是，對于已經(jīng)通過在所討論的各個子集中的描點傳播而描出和/或投射和/或確定的多個點顯示映射。
為了限定另一維度而改變的量優(yōu)選是源/接收器偏移和/或入射角和/或探測時間和/或地震波的類型和/或遷移速度和/或考慮這些參數(shù)中至少一個的參數(shù)。
特別優(yōu)選地，考慮的維度數(shù)大于四。
本發(fā)明還涉及一種對地震資料的測定進行映射的方法，其特征在于為了確定在至少四維空間中的映射而使用前述方法。
有利地，尤其是，根據(jù)已經(jīng)通過描點傳播而投射和/或描出和/或確定的點來確定點的鄰域，所述鄰域除了包括在所述點所屬的二維或三維子集中該點的預(yù)定鄰域中的點之外，還包括從所述點投射到其他子集中的一個或多個點，在該鄰域的所有點以外的鄰域中，確定優(yōu)化給定標(biāo)準(zhǔn)的這些點中之一。
以另外的方式，提供一種用于判讀大于三維的空間中的地震資料的方法，最初的兩維空間優(yōu)選但沒有包含任何限制地成為空間維度(X，Y和垂直軸)。
該方法的一個特征在于其使傳播相位和投射相位輪流交替，傳播相位即映射在3D空間(例如，X，Y和垂直軸)中的表面的相位，而在投射過程中的目的是沿另一維度移動樣品，其他所有情況相同。
此外，在空間維度的空間中進行的傳播可以使可接受的位置重新取得一次-也就是說，傳播滿足有關(guān)原始樣品的一組確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)-由于該樣品已經(jīng)在N維空間中發(fā)現(xiàn)，因此剩余的(N-3)維再次凍結(jié)。
隨著用于映射N維空間中hyper-表面的算法的過程，映射在傳播和投射相位交替過程中的所有已驗證的樣品。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將從下面的描述中更加顯而易見，所述描述完全是說明性的而沒有隱含任何限制，并且應(yīng)當(dāng)參考附圖來理解，其中-

圖1表示三維體積，其中已經(jīng)用點標(biāo)出各種已得到的地震記錄跡，-圖2表示與參數(shù)Xd的不同值對應(yīng)的三維體積V1，V2和V3，-圖3示出表面描點指導(dǎo)(surface pointing guide)的實例，-圖4和5示出在三個三維體積V1，V2和V3中描點傳播(pointingpropagation)的實例，
-圖6至8示出表面描點指導(dǎo)的實例。
本文的其他部分假定已經(jīng)在一個或多個記錄(例如3D記錄)周期中探測到一組地震記錄跡。
根據(jù)參數(shù)的數(shù)量“N”對這些記錄進行處理，以使其能夠以數(shù)據(jù)格式加以利用(例如，但不一定，所記錄的波的振幅值)，參數(shù)的數(shù)量最好大于3。
在本文的其他部分，這些參數(shù)稱為x1，x2，xn。它們可以對應(yīng)于幾何維度X，Y，Z(位置和深度或時間)和/或?qū)?yīng)于為了分析可利用的記錄而要考慮的任何其他量源/接收器間距，入射角，相互采集時間(inter-acquisition time)，波的類型，速度模型增量(velocity modelincrement)等。
在第一步中，為了限定三維子空間的三個維度而從這些參數(shù)(例如x1，X2……xn)中選出三個，如果其他參數(shù)是確定的，那么可以在所述三維子空間進行常規(guī)的3D映射。
考慮的數(shù)據(jù)一般是3D地震資料的集合，每一個數(shù)據(jù)都是為了變化的一個或多個其他參數(shù)的給定值而產(chǎn)生，以限定額外的維度。
可以為按照這種方式，例如通過表面描點而獲得的每一個3D體積進行映射。
圖1示出在這樣一個體積V1上進行表面描點(表面S1)的實例。
此外確定一個或多個所謂的投射或“表面描點指導(dǎo)”關(guān)系，所述關(guān)系意在將這些體積中之一的點與其他體積的點連接起來，并且作為對一些參數(shù)所進行的修改的函數(shù)，以便從這兩個體積中的一個轉(zhuǎn)換為另一個，所述參數(shù)不同于那些與表示這些體積的維度相對應(yīng)的參數(shù)(x1，X2……xn)。
這些描點指導(dǎo)能以各種方式確定，特別是，除了作為所討論的采樣值的函數(shù)以外，還作為在對應(yīng)于參數(shù)變化的方向上發(fā)生體積變化的動態(tài)描述或運動描述的函數(shù)。
描點指導(dǎo)還可以是根據(jù)經(jīng)驗給出的定律。
圖2和3示出描點指導(dǎo)是什么的實例。
V1，V2和V3對應(yīng)于針對另一參數(shù)Xd的三個不同值(這里的術(shù)語“值”是按廣義的理解；X可以同樣對應(yīng)于可以計量的參數(shù)，以及表示除定量條件之外的條件的參數(shù)(波的類型；P波，S波等))的三個給出采樣集合的3D體積，作為三個相同參數(shù)x1，x2……xn的函數(shù)。
如果S1是在體積中圍繞點P1所描出的表面，那么表面描點指導(dǎo)是例如曲線(圖3中的∏)，這條曲線可以使點P2和P3與體積V1中所描出表面上的點P1在平面(P，Xd，X1)中相連，對于相同的值X1和X2，點P2和P3理論上可以描述出體積V2和V3中的相同情況。
考慮與n-維體積有關(guān)的表面S。該表面由下式定義(i1，...，in-1)∈[1，...，N1]×...×[1，...，Nn-1] 如果點不存在或者沒有定義設(shè)P(i1，…，in)表示表面S’上的一個點，d表示不同于形成預(yù)定3D體積的方向。
沿方向d與P相關(guān)的表面描點指導(dǎo)是應(yīng)用系統(tǒng)(application)∏p3，其使得確定屬于S的一些點成為可能，S位于由(P，Xd，Xn)確定的平面中點P的鄰域。
如果已知怎樣沿方向d為點P確定應(yīng)用系統(tǒng)∏，那么怎樣沿該方向使表面S從P延伸出來也成為已知。因此在傳播方法中，通過不同于形成預(yù)定3D體積的方向數(shù)量使鄰域的維度增加，在所述鄰域可以確定應(yīng)用系統(tǒng)∏。
應(yīng)用系統(tǒng)∏描繪了一種曲線，該曲線表示將S描繪的映像投射到平面(P，Xd，Xn)中。所述曲線由多條線段來定義，每條線段將平面(P，Xd，Xn)中一列到另一列的S的極值連接起來。設(shè)R表示通過一條線段連接S的兩個鄰近點的應(yīng)用系統(tǒng)。然后利用反比關(guān)系R-1使該線段轉(zhuǎn)變?yōu)榛镜谋砻嬖?br> 這樣，應(yīng)用∏使得從一個3D體積轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€成為可能，以便對于選擇的傳播標(biāo)準(zhǔn)，用點描繪出一個體積中然后另一個體積中對應(yīng)的情況。
為了確認(rèn)在進行投射的體積中所采集的點，借助于指導(dǎo)∏有利地提供相關(guān)性測試，指導(dǎo)∏為例如，計算相似性和/或互相關(guān)。
可以知道，已經(jīng)描述的技術(shù)可以依次在第一體積中進行表面描點，用描點指導(dǎo)轉(zhuǎn)變到第二體積，然后在后者中重新開始表面描點。
為了完整地映射整個空間的映射，增加這種類型的組合會大大增加描出樣品的可能路徑的數(shù)量。
在考慮4維的分析的情況下，圖4關(guān)于這一點示出了利用從一個3D體積變換到另一個的傳播指導(dǎo)的常規(guī)2D或3D表面描點(在網(wǎng)格上的小箭頭)的組合。
這一實例示出結(jié)合四個參數(shù)的情況，為了從一個體積變換到另一個，改變這些參數(shù)中的一個。
當(dāng)然可以考慮更多的參數(shù)，以及改變幾個參數(shù)。也可以改變用于確定3D體積的維度的這些參數(shù)，在所述體積中執(zhí)行常規(guī)的表面描點技術(shù)。
如圖5所示，例如，使用已提出的技術(shù)來防止間斷性(由D提供)，所述間斷性阻止體積中表面描點的連續(xù)性。
例如，在所述圖5示出的實例中，在維度為X1，X2，X4的體積中進行表面描點。不連續(xù)性D阻止在所述整個體積中進行這種表面描點。然后經(jīng)表面描點高亮度顯示的一個或多個點被投射到與第四參數(shù)(在這種情況下是X3)的一個或多個其他值對應(yīng)的一個或多個其他體積中。
在這些其他體積的每一個中再次進行常規(guī)的表面描點，以便在通過從一點反向投射回到第一體積之前避免這一缺陷，所述點由這些其他體積(點 和 )中之一進行的一個表面描點而高亮度顯示。
下面給出一些可能的表面描點指導(dǎo)的實例。
例1考慮偏移校正的三維地震學(xué)，X1和X2是對應(yīng)表面位置參數(shù)的維度，X3對應(yīng)偏移參數(shù)，X4對應(yīng)校正時間。沿方向X3的表面描點指導(dǎo)可以是ΠP3(j)=Adj(i4)]]>其中，Adj是關(guān)于表面上一點當(dāng)前軌跡的信號的調(diào)整函數(shù)，i4是沿方向X4采樣的值。
例2考慮沿兩個方向X1和X2表示的地震體積，X1和X2對應(yīng)有關(guān)地面參數(shù)的位置，且所述地震體積從探測中得到，在所述探測中，按間距Δ3有規(guī)律地采集源/接收器距離。X3表示偏移距離，X4是按間距Δ4采集的時間。
對于要映射的反射器可以利用速度映射V(i1，i2)，即從底層土的點(i1，i2，i3)傳出來的波的傳播速度。如果Adj表示關(guān)于表面上一點當(dāng)前軌跡的信號的調(diào)整函數(shù)，那么可以使用Dix定律通過該函數(shù)在偏移方向X3(在圖6中表示)上確定對于表面上一點P(i1，i2，i3，i4)的傳播指導(dǎo)。
ΠP3(j)=Adj((i4)2×(Δ4)2+(j2-(i3)2)×(Δ3)2v(i1,i2)2)]]>這里，表面描點指導(dǎo)取決于底層土中的平均速度，它是所要反映的體積之外的參數(shù)。這一參數(shù)提供沿方向X3的描繪信息。
例3在通過速度掃描方法更新速度模型的范圍中，初始速度通過擾動因子α改變。在各種深度遷移之后，得到在對應(yīng)于擾動因子i3＝α的方向X3上采樣的n個地震體積。由于速度波動是線性的，因此可以假定第一近似值，即對于位置X1，X2，與反射器相關(guān)的樣品的深度X4沿方向X3從一個地震體積到另一個之間線性變化。因此，表面描點指導(dǎo)定義為這種類型的線性函數(shù)(在圖3中表示)ΠP3(j)=Adj((i4+j-i3i3)×Δ3)]]>其中，Δ3是沿方向X3的采樣間距。
當(dāng)描點從一個地震體積投射到另一個，并且確認(rèn)所得到的描點時，對描點指導(dǎo)進行修正，使其與所得到的多個描點相關(guān)。例如，三維體積中的每個新的描點構(gòu)成一個新的描點指導(dǎo)∏。描點指導(dǎo)∏可以通過內(nèi)插法或者回歸法進行修改，使其與所得到的點相對應(yīng)。在一些情況下，這可以增加地創(chuàng)建描點指導(dǎo)，或者可以從中得到體積V外部的特定變量，它們在分析上是可計量的，并且提供了關(guān)于在一個或多個方向上表面點之間的關(guān)系的描述性信息。
如已經(jīng)了解的，提出的技術(shù)可以考慮現(xiàn)有的2D和3D傳播方法，并且可以使其擴展到4維或更多維的“體積”。
因此增加了可能的延伸路徑的數(shù)量，特別是對于表面描點。
要注意，投射關(guān)系或描點指導(dǎo)可以同樣取決于描述地震環(huán)境的動力學(xué)或運動學(xué)方面的信息，以及從探測樣品獲得的經(jīng)驗信息，或者外部信息。
權(quán)利要求
1.一種用于處理地震資料的方法，其特征在于為了分析它們作為至少四維函數(shù)的目的，在這些數(shù)據(jù)的至少一個子集上進行描點和/或描點傳播，所述子集對應(yīng)于在三個維度或兩個維度中采樣的數(shù)據(jù)集合，在與其他一個或多個維度對應(yīng)的一個或多個量是固定值的情況下，然后在將給定投射定律應(yīng)用于通過描點和/或描點傳播高亮度顯示的至少一個點中，以便為對應(yīng)至少一個其他維度的至少一個量的不同值來確定與另一子集中的點相對應(yīng)的點，所述另一子集對應(yīng)于在同一維度采樣的數(shù)據(jù)集合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從某個其他子集中的至少一個投射點進行描點傳播。
3.如權(quán)利要求1和2中任一所述的方法，其特征在于交替連續(xù)地進行描點傳播和投射。
4.如權(quán)利要求2和3中任一所述的方法，其特征在于逆投射定律應(yīng)用于通過某個其他子集中的描點傳播而確定的至少一個點，以便確定在至少一個子集中對應(yīng)于該定律的點，其中從所述子集開始進行投射。
5.如前面權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于在投射點上進行相關(guān)性測試，以驗證相關(guān)性。
6.如前面權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于為了通過在所討論的各個子集中的描點傳播而描點和/或投射和/或確定的多個點顯示映射。
7.如前面權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于從一個子集到另一個子集改變的參數(shù)是源/接收器偏移和/或入射角和/或探測時間和/或地震波的類型和/或遷移速度和/或考慮這些參數(shù)中至少一個的參數(shù)。
8.如前面權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于考慮的維度數(shù)大于四。
9.一種對地震資料的測定進行映射的方法，其特征在于為了確定在至少四維空間中的映射而使用如前面權(quán)利中任一所述的方法。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于根據(jù)已經(jīng)通過描點傳播而投射和/或描出和/或確定的點來確定點的鄰域，所述鄰域除了包括在所述點所屬的二維或三維子集中所述點的預(yù)定鄰域中的點之外，還包括從所述點投射到其他子集中的一個或多個點，在該鄰域的所有點以外的鄰域中，確定優(yōu)化給定標(biāo)準(zhǔn)的這些點中之一。
11.如前面權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于在已偏移校正的三維地震資料的情況下，考慮的維度包括對應(yīng)表面位置參數(shù)(X1，X2)的兩個維度、對應(yīng)偏移參數(shù)的一個維度(X3)和對應(yīng)校正時間的一個維度(X4)，沿著對應(yīng)偏移參數(shù)(X3)的方向傳播的定律是ΠP3(j)=Adj(i4)]]>其中Adj是關(guān)于表面上一點當(dāng)前軌跡的信號的調(diào)整函數(shù)，i4是在對應(yīng)于校正時間的維度(X4)采樣的值。
12.如前面權(quán)利要求1至10中任一所述的方法，其特征在于考慮的維度包括對應(yīng)表面位置參數(shù)(X1，X2)的兩個維度、對應(yīng)偏移參數(shù)的一個維度(X3)和對應(yīng)時間的一個維度(X4)，其中，數(shù)據(jù)來自于按間距Δ3有規(guī)律地采集源/接收器距離和按間距Δ4采集時間的探測，沿偏移方向投射的定律是ΠP3(j)=Adj((i4)2×(Δ4)2+(j2-(i3)2)×(Δ3)2v(i1,i2)2)]]>其中V(i1，i2)是在底層土的點(i1，i2，i3)處可用的波的傳播速度，Adj是關(guān)于表面上一點當(dāng)前軌跡的信號的調(diào)整函數(shù)。
13.如前面權(quán)利要求1至10中任一所述的方法，其特征在于為了通過速度掃描更新速度模型，初始速度通過擾動因子(α)改變，并且在各種深度遷移之后，得到在對應(yīng)于擾動因子的方向(X3)上采樣的n個地震體積，考慮的其他維度包括對應(yīng)表面位置參數(shù)(X1，X2)的兩個維度和對應(yīng)樣品深度的一個維度(X4)，以及沿著對應(yīng)于傳播參數(shù)的方向而傳播的定律具有這種類型ΠP3(j)=Adj((i4+j-i3i3)×Δ3)]]>其中，Δ3是在該維度上的采樣間距，Adj是關(guān)于表面上一點的當(dāng)前軌跡的信號的調(diào)整函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理地震資料的方法。本發(fā)明的特征在于為了基于至少四維空間的分析而準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，其包括在所述數(shù)據(jù)的至少一個子集上利用描點和/或描點傳播，所述子集對應(yīng)在三維或兩維空間中采集的數(shù)據(jù)集合，對應(yīng)其他維度的一個量/多個量是固定值，然后在將給定投射定律應(yīng)用于通過描點和/或描點傳播高亮度顯示的至少一個點中，以便為對應(yīng)至少一個其他維度的至少一個其他量的不同值來確定與另一子集中的點相對應(yīng)的點，所述另一子集對應(yīng)于在同一維度采樣的數(shù)據(jù)集合。
文檔編號G01V1/30GK1547673SQ02816610
公開日2004年11月17日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者A·塔拉勞特, D·多萊代克, A 塔拉勞特, 炒 申請人:地球物理學(xué)總公司