一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法，本發(fā)明根據(jù)目標區(qū)地質(zhì)模型對三維地震觀測系統(tǒng)進行正演與疊前時間偏移成像，以分炮檢距段疊加記錄的方式獲得各炮檢距段的疊前時間偏移結果；按照炮檢距從小到大的方式排列獲得疊前時間偏移道集，在該道集中沿地震同相軸獲取各炮檢距段所對應的振幅，得到目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應；根據(jù)所得三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應的振幅變化幅度和平穩(wěn)性，對目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)進行評價和優(yōu)選。本發(fā)明可以有效消除或減弱常規(guī)方法設計的三維地震觀測系統(tǒng)可能存在的AVO響應過大的缺陷，有利于優(yōu)選適合目標區(qū)的具有較高振幅保真度的三維地震觀測系統(tǒng)，為解釋階段的AVO分析和疊前反演奠定良好基礎。
【專利說明】一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法，屬于地震勘探采集設計領域。
【背景技術】
[0002] 隨著油氣勘探的不斷深入，地震勘探從以構造研究為主逐步深入到巖性識別和烴 類檢測。地球物理工作者希望從地震資料中獲取更多的有關地下巖層物性和孔隙流體性 質(zhì)的信息。利用地震振幅隨炮檢距變化（Amplitude VS offset, AV0)信息求取地下巖層 彈性參數(shù)，通常需要借助于AVO分析和疊前反演的方法。AVO分析和疊前反演以左普利茲 (Zoeppritz)方程為基礎，利用AVO信息獲得地層彈性參數(shù)，從而具有直接估計巖性參數(shù)和 預測油氣的能力。AVO分析或疊前反演是建立在疊前地震道集數(shù)據(jù)基礎上的，其結果的可靠 與否取決于疊前地震道集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。目前，疊前時間偏移道集以其經(jīng)過歸位、信噪比高而 在AVO分析或疊前反演中主要被選用。事實上，在陸上三維地震勘探中，由于各炮檢距分布 的不均勻性會導致疊前時間偏移道集數(shù)據(jù)中存在固有的振幅隨炮檢距變化的現(xiàn)象，這稱為 三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應。這種三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應是由于三維地震觀測系統(tǒng)中 因各炮檢距覆蓋次數(shù)不均勻而導致的疊前時間偏移道集中的振幅隨炮檢距變化，而不是由 于地下地層及孔隙流體性質(zhì)等地質(zhì)因素引起的，從而可能造成地震資料解釋階段AVO分析 和疊前反演的誤差，導致巖性或流體預測的失敗。
[0003] 根據(jù)現(xiàn)有采集設計技術標準設計的三維觀測系統(tǒng)，由于受其排列寬度、空間采樣 均勻性等因素影響，會直接導致疊前時間偏移道集數(shù)據(jù)中虛假的AVO現(xiàn)象，嚴重影響解釋 階段的地層巖性識別和流體預測。
[0004] 隨著地震勘探被用來直接找油找氣的需求增多，有必要考慮地震采集因素對疊前 時間偏移道集中AVO信息的影響，確保AVO信息的真實性和可靠性，這就有必要分析地震觀 測系統(tǒng)自身所存在的AVO響應。在公開發(fā)表的關于AVO響應分析的文獻中，主要是從地質(zhì) 角度分析由于地層彈性參數(shù)的差異而導致的疊前地震數(shù)據(jù)中的AVO響應特征，而關于對三 維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應分析未見報道，也沒有把三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應作為一 種觀測系統(tǒng)評價方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明目的是為了克服上述現(xiàn)有技術依據(jù)地震采集技術規(guī)范設計的三維觀測系 統(tǒng)，易受其排列寬度、空間采樣均勻性等因素影響，導致疊前時間偏移道集數(shù)據(jù)中存在虛假 的AVO現(xiàn)象的缺陷，提供了一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括以下步驟：
[0007] 1、數(shù)據(jù)準備和參數(shù)設定：
[0008] I. 1獲取目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)、地質(zhì)模型和邊界坐標，其中，三維地震觀測系 統(tǒng)包括接收線數(shù)、每線道數(shù)、道距、接收線距、炮點距、炮線距、線束滾動距離；由三維地震觀 測系統(tǒng)的參數(shù)和邊界坐標可獲得各炮點坐標、各檢波點坐標、激發(fā)接收關系和各炮點-檢 波點對的炮檢距；地質(zhì)模型由若干個平面位置相同而埋深不同的散射點及地震波傳播速度 確定；
[0009] 1. 2設定記錄參數(shù)，包括記錄時間和采樣間隔；
[0010] 1. 3設定地震子波，包括子波主頻和子波類型；
[0011] 1. 4依據(jù)三維地震觀測系統(tǒng)道距整數(shù)倍的原則把炮檢距范圍劃分為若干個炮檢距 段；
[0012] 2、對目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的炮點-檢波點對進行地震正演與疊前時間偏移 處理，獲得各炮檢距段的疊前時間偏移結果：
[0013] 2. 1利用步驟1. 2設定的地震子波和步驟1. 3設定的記錄時間和采樣間隔，對待評 價三維地震觀測系統(tǒng)中一個炮點-檢波點對和地質(zhì)模型實施繞射法地震正演得到的該炮 點-檢波點對所對應的地震記錄道；
[0014] 2. 2對上述步驟2. 1得到的地震記錄道進行疊前時間偏移處理，得到地震記錄道 對應的疊前時間偏移處理結果，并把疊前時間偏移處理結果按步驟1. 4劃分的炮檢距段進 行置加記錄；
[0015] 2. 3依據(jù)三維地震觀測系統(tǒng)中各炮點-檢波點坐標，重復上述步驟2. 1?2. 2,獲 得三維地震觀測系統(tǒng)中所有炮點-檢波點對的正演和疊前時間偏移結果，并把該結果按步 驟1. 4劃分的炮檢距段疊加記錄；
[0016] 3、把由步驟2中得到的各炮檢距段疊前時間偏移結果按照炮檢距從小到大的方 式排列，獲得疊前時間偏移道集；
[0017] 4、在步驟3得到的疊前時間偏移道集中沿地震同相軸量取各炮檢距段所對應的 振幅，得到目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應；
[0018] 5、根據(jù)步驟4所得三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應的振幅變化幅度和平穩(wěn)性，對目標 區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)進行評價。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過分析目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應的振 幅變化幅度和平穩(wěn)性，評價三維地震觀測系統(tǒng)能否滿足解釋階段AVO分析或疊前反演的需 要，有利于消除或減小現(xiàn)有技術設計的三維地震觀測系統(tǒng)可能存在的AVO響應過大的缺 陷，優(yōu)選出適合目標區(qū)的具有較高振幅保真度的三維地震觀測系統(tǒng)，為解釋階段的AVO分 析和疊前反演奠定良好基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明流程框圖；
[0021] 圖2為【具體實施方式】中所用觀測系統(tǒng)1的模板圖；
[0022] 圖3為【具體實施方式】中地質(zhì)模型1的示意圖；
[0023] 圖4為【具體實施方式】中三維地震觀測系統(tǒng)邊界與散射點位置關系圖；
[0024] 圖5為由圖2中觀測系統(tǒng)1和圖3中地質(zhì)模型1正演得到的一個單接收線的炮集 記錄；
[0025] 圖6為由圖2中觀測系統(tǒng)1和圖3中地質(zhì)模型1在散射點位置成像獲得的疊前時 間偏移道集；
[0026] 圖7為由圖6中疊前時間偏移道集得到的4個散射點所對應的AVO響應曲線；
[0027] 圖8為根據(jù)圖3中地質(zhì)模型1獲得的圖8中各三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合附圖，以渤海灣盆地東濮凹陷前梨園地區(qū)為例，對本發(fā)明進行進一步描 述：
[0029] 由圖1可知，本發(fā)明包括步驟如下：
[0030] 實施例1 :
[0031] 1、數(shù)據(jù)準備和參數(shù)設定：
[0032] I. 1數(shù)據(jù)準備
[0033] 獲取渤海灣盆地東濮凹陷前梨園地區(qū)的一個三維地震觀測系統(tǒng)和地質(zhì)模型，其 中，三維地震觀測系統(tǒng)主要參數(shù)為：8線4炮觀測系統(tǒng)，8線接收，120道/接收線，道距50 米，接收線距200米，束內(nèi)炮點數(shù)4,炮點距50米，炮線距200米，束間滾動距離200米，編號 為觀測系統(tǒng)1，觀測系統(tǒng)1模板如圖2所示，圖中水平方向橫線為接收線，分布于其上的小圓 點表示接收點，在第4、5接收線之間縱向排列的圓點表示炮點；
[0034] 地質(zhì)模型：包含4個散射點，平面坐標（x5000, y5000)，深度分別為1500米、 2500m、3500m和4500m，地震波傳播速度V為2800米/秒，反射系數(shù)均為1，編號為地質(zhì)模型 1，如圖3所示；
[0035] 邊界坐標：本發(fā)明中的地震正演在規(guī)則矩形邊界區(qū)域內(nèi)進行，矩形邊界如圖 4所示，圖中A、B、C、D分別是邊界4個角點，其坐標分別是（xO, y0)、（xl0000，y0)、 (xlOOOO, ylOOOO)、（X〇, ylOOOO)，E點為地質(zhì)模型中散射點和疊前時間偏移成像的位置，其 坐標為（x5000, y5000);
[0036] 1.2設定記錄參數(shù)，記錄時間為4000ms，采樣間隔為4ms，時間采樣點數(shù)N為1000 ;
[0037] 1. 3設定地震子波：主頻為30Hz的雷克子波，以w (j)表示，j為對子波的時間采樣 序號，子波時間長度為200ms，j = 1，. .，50 ;
[0038] I. 4按照觀測系統(tǒng)1道距的1倍即50m為間隔，把炮檢距范圍劃分為60個炮檢距 段，把大小在25-75m之間的炮檢距作為一段，并把由其得到的疊前時間偏移結果疊加記錄 到以炮檢距段50m為標識的成果數(shù)據(jù)中，把大小在75-125m之間的炮檢距作為另一段，依次 類推確定每個炮檢距屬炮檢距段；
[0039] 2、對目標區(qū)待評價三維地震觀測系統(tǒng)的炮點-檢波點對進行地震正演與疊前時 間偏移處理，獲得各炮檢距段的疊前時間偏移結果：
[0040] 2. 1利用上述步驟1. 2設定的記錄時間和采樣間隔、步驟1. 3設定的地震子波，對 觀測系統(tǒng)1中的一個炮點_檢波點對和地質(zhì)模型1實施繞射法地震正演，得到該炮點-檢 波點對所對應的地震記錄道x(j), j = 1，. .，N :
[0041] 2. I. 1從觀測系統(tǒng)1獲得一個炮點-檢波點對的坐標數(shù)據(jù)，用（xs，ys)表示炮點坐 標，用（Xp yj表示檢波點坐標；
[0042] 2. 1. 2從地質(zhì)模型1獲得每個散射點的坐標數(shù)據(jù)（)和深度數(shù)據(jù)<，其中 i = 1?M，M為地質(zhì)模型中散射點數(shù)，地質(zhì)模型1中M = 4 ;
[0043] 2. 1. 3確定炮點-檢波點對到模型中所有散射點的旅行時間
[0044]
【權利要求】
1. 一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法，其特征包括以下步驟： (1) 數(shù)據(jù)準備和參數(shù)設定：獲取目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)、地質(zhì)模型和邊界坐標；設定 記錄參數(shù)，包括記錄時間和采樣間隔；設定地震子波，包括子波主頻和子波類型；依據(jù)三維 地震觀測系統(tǒng)道距整數(shù)倍的原則把炮檢距范圍劃分為若干個炮檢距段； (2) 對目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的炮點-檢波點對進行地震正演與疊前時間偏移處 理，獲得各炮檢距段的疊前時間偏移結果： (3) 把由步驟（2)中得到的各炮檢距段疊前時間偏移結果按照炮檢距從小到大的方式 排列，獲得疊前時間偏移道集； (4) 在步驟（3)得到的疊前時間偏移道集中沿地震同相軸量取各炮檢距段所對應的振 幅，得到目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)的AVO響應； (5) 根據(jù)步驟（4)所得三維地震觀測系統(tǒng)AVO響應的振幅變化幅度和平穩(wěn)性，對目標區(qū) 三維地震觀測系統(tǒng)進行評價。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法，其特征是：對目標區(qū)三維 地震觀測系統(tǒng)的炮點-檢波點對進行正演與疊前時間偏移處理步驟為： (2. 1)利用設定地震子波、記錄時間和采樣間隔，對目標區(qū)三維地震觀測系統(tǒng)中一個炮 點-檢波點對和地質(zhì)模型實施繞射法地震正演得到該炮點-檢波點對所對應的地震記錄 道； (2.2)對上述步驟（2. 1)得到的地震記錄道進行疊前時間偏移處理，得到地震記錄道 對應的疊前時間偏移處理結果，并把疊前時間偏移處理結果按劃分的炮檢距段進行疊加記 錄； (2. 3)依據(jù)三維地震觀測系統(tǒng)中各炮點-檢波點坐標，重復上述步驟（2. 1)?（2. 2)， 獲得三維地震觀測系統(tǒng)中所有炮點-檢波點對的正演和疊前時間偏移結果，并把該結果按 劃分的炮檢距段疊加記錄。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種三維地震觀測系統(tǒng)評價方法，其特征是：步驟（2. 1) 所述的對地震觀測系統(tǒng)和地質(zhì)模型實施繞射法地震正演得到地震記錄道，包括以下步驟： (3. 1)從設定的地震觀測系統(tǒng)獲得一個炮點-檢波點對的坐標數(shù)據(jù)，用（xs，ys)表示炮 點坐標，用（Xp yj表示檢波點坐標； (3. 2)從設定的地質(zhì)模型獲得每個散射點的坐標數(shù)據(jù)（)和深度數(shù)據(jù)<，其中 i = 1?N，N為地質(zhì)模型中散射點數(shù)； (3. 3)確定炮點-檢波點對到模型中所有散射點的旅行時間
其中：i = 1?N，N為地質(zhì)模型中散射點數(shù)，V為地震波傳播速度； (3. 4)把炮點-檢波點到模型中所有散射點的旅行時fa = 1?N)按步驟（1)設定 的采樣間隔和記錄時間進行采樣和記錄，得到時間序列t'（j)，j為時間采樣點編號； (3. 5)把時間序列t'（j)與輸入地震子波w (j)褶積得到表示的地震記錄道： x(j) = t'（j)*w(j) j為時間采樣點編號，X(j)就是炮點（xs, ys)和檢波點（Xy yj的正演地震記錄,依照 上述步驟可獲得三維地震觀測系統(tǒng)中任一炮點和檢波點對的合成記錄。
【文檔編號】G01V1/30GK104360388SQ201410602343
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】秦廣勝, 蔡其新, 鄭玲, 秦余福, 朱彥紅, 高愛榮, 楊東興, 程揚 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司中原油田分公司物探研究院