[發明專利]采用傾斜的橫向各向同性的3D逆向時間偏移的地震成像系統與方法

有效

• 申請號: 200980162298.3
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN102597808A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 江凡;金勝汶
• 申請（專利權）人: 界標制圖有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

背景

地震學被用于要求地質信息的勘探、考古學研究、以及工程項目。勘探地震學提供數據，當這些數據結合其他可用的地球物理學、鉆孔、和地質數據時，可提供有關巖石類型及其成分的結構和分布的信息。這樣的信息大大有助于尋找水源、地熱儲集層、和諸如油氣層和礦脈之類的礦床。大多數石油公司依賴于勘測地震學來選擇鉆取勘測石油井的地點。

常規的地震學采用人工生成的地震波來繪制地下構造。地震波從源頭向下傳播到地球中，并從地下構造之間的邊界處被反射。表面接收器檢測并記錄經反射的地震波用于之后的分析。盡管從對所記錄的信號的直接檢驗經?？筛兄恍┐笮徒Y構，一般情況下，處理所記錄的信號以移除失真并展現地下圖像的更精細的細節。各種現有的處理方法沒有充分地移除失真，另外它們對于計算資源方面有過度要求。此處公開了被改進的系統與方法。

附圖簡述

當結合所附圖而考慮以下詳細描述時，可獲得對各公開實施例的更好的理解，附圖中：

圖1示出示例性的地震勘測環境；

圖2示出示例性地震源和接收器的幾何排列；

圖3示出示例性的地震勘測記錄系統；

圖4示出示例性地震軌跡；

圖5示出示例性的三維數據體；

圖6示出示例性成像系統；以及

圖7示出示例性地震成像方法的流程圖。

雖然本發明容許多種修改和替代形式，但其具體實施例將通過附圖中的示例示出且將在本文中詳細描述。然而應理解，附圖及其詳細描述并不旨在將所公開的實施例限制為所示特定形式，相反，本發明意在覆蓋落在所附權利要求范圍內的所有修改、等效方案以及替換方案。

詳細描述

此處公開的是各種系統和方法，其將地震勘測數據轉換為用戶可查看從而理解和分析勘測區域中的地下構造的地下數據體。所公開的系統和方法中的至少一些采用了使用適于用在具有傾斜橫向各向同性的地層(formation)中的波動方程的三維逆向時間偏移。相對于現有方法，所公開的系統和方法依賴于較少的近似，受它們所能利用的環境的限制較少。另外，由于所公開的波動方程是從胡克定律(Hooke’s?law)中推導出來的(且因此它們在直接與物理量關聯的領域中操作)，它們相對于現有方法表現出增加的穩定性。采用所公開的系統和方法的勘測數據分析師應該獲得更好的地下的圖像，且能更好地標識用于商業開發的儲集層和沉積物。

當以示例性使用語境來描述時，可最佳地理解所公開的系統和方法。相應地，圖1示出示例性地震勘測環境，勘測者以間隔開的布置在地球表面104上放置地震接收器102的陣列來檢測地震波。(該陣列一般在每個方向延伸數公里，且被周期性地從一處移動到另一處，直到整個勘測區域都被覆蓋。)接收器102無線地或經由電纜地與接收、處理、并存儲由接收器所收集的地震信號數據的數據獲取單元106通信。勘測者觸發位于多個位置的地震能量源108(如，振動器卡車)來產生傳播通過地球110的地震能量波。這樣的波從聲阻抗間斷點反射而達到接收器102。示例性間斷點包括缺陷、地層基之間的邊界、以及地層流體之間的邊界。間斷點表現為從地震信號數據中推導出來的地下構造圖示中的亮點。

圖1進一步示出了示例性地下模型。在這個模型中，地球具有成分不同并因此聲音速度不同的三個相對平坦的地層和兩個傾斜地層。在每一個地層中，聲音速度可以是各向同性(即，在每一個方向都是相同的)或各向異性的。由于巖石形成的方式，幾乎所有的各向異性的地層都是橫向各向同性的。換言之，在各向異性地層中的聲音速度在每一個“水平”方向中都是相同的，但是對于在“垂直”方向中傳播的聲音則是不同的。然而，注意，地質活動可改變地層取向，將垂直的橫向各向同性(“VTI”)地層轉變為傾斜的橫向各向同性(“TTI”)地層。在圖1中示出第三平坦層為VTI，而第一傾斜地層是TTI。

圖2示出當俯視時可見的源位置202和接收器位置204的幾何排列?？尚械牡卣鹂睖y幾何排列是變化無窮的，且可由扇區-接-扇區為基礎、轉動幾何排列為基礎、移動陣列為基礎、以及上述各種組合來排列。此處主要的信息是響應于地震源的每一次激發而獲得的接收器信號的數量是非常大的，且當考慮了源激發的數量時，所得的軌跡的數量可輕易地達到百萬。

圖3示出具有耦合至總線302來將數字信號通信給數據記錄電路306的接收器102的示例性地震勘測記錄系統。位置信息傳感器304(以及任選的其他參數的傳感器)也被耦合至數據記錄電路306來使數據記錄電路能夠存儲對解釋所記錄數據有用的附加信息。示例性地，這樣的附加信息可包括源波形特征、數字化設置、系統中的所檢測到的斷層，等。