[發(fā)明專利]使用射束層析成像進(jìn)行地震成像和地層建模的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080048583.5
• 申請(qǐng)日: 2010-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102667529A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·R·希爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雪佛龍美國(guó)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/28;G01V1/30;G06F19/00;G06T17/05
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李向英

技術(shù)領(lǐng)域

一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及地震成像和地層建模的方法和系統(tǒng)，更確切地說(shuō)，涉及利用射束作為本方法輸入數(shù)據(jù)的傳播時(shí)反射層析成像的方法。

背景技術(shù)

在石油勘探領(lǐng)域，為了儲(chǔ)集層的勘探和開(kāi)發(fā)需要地球的地表下圖像。用所記錄的地震數(shù)據(jù)的不同子集所創(chuàng)建的地表下區(qū)域的地震圖像往往不重合。圖1是以不同炮檢距記錄的地震數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的地球的地表下圖像的實(shí)例展示。實(shí)線表示使用近炮檢距地震數(shù)據(jù)的地震圖像；虛線表示由遠(yuǎn)炮檢距地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像。這些不重合通常由不正確地震速度導(dǎo)致，這些不正確地震速度產(chǎn)生扭曲、不聚焦的地表下圖像。可以分析這些測(cè)量的不重合值以校正這些速度。進(jìn)行這種分析最常見(jiàn)的是通過(guò)將記錄的數(shù)據(jù)與正演模擬的結(jié)果對(duì)比的傳播時(shí)層析成像，或者通過(guò)對(duì)比偏移后圖像之間的不重合的偏移速度分析的相關(guān)過(guò)程，正如圖1所描述。

標(biāo)準(zhǔn)的傳播時(shí)反射層析成像方法包括正演模擬，使從地層模型算出的合成數(shù)據(jù)與真實(shí)記錄的數(shù)據(jù)匹配。實(shí)現(xiàn)這種匹配的方式為對(duì)地層模型逐漸地進(jìn)行改變以找到使模擬的與記錄的數(shù)據(jù)的反射同相軸傳播時(shí)間之間的不匹配最小化的速度模型。校正未對(duì)準(zhǔn)的常見(jiàn)方式是從表示反射層進(jìn)行射線追蹤，并且使用沿著這些射線的傳播時(shí)間找到將使模擬的和真實(shí)的數(shù)據(jù)最佳對(duì)準(zhǔn)的速度校正量。同樣，偏移速度分析對(duì)沿著反射射線的傳播時(shí)間和速度進(jìn)行分析，使來(lái)自全部炮檢距的圖像對(duì)準(zhǔn)。最常見(jiàn)的是，在網(wǎng)格上計(jì)算速度校正量，比如圖1所示的網(wǎng)格。從沿著許多反射層的許多反射點(diǎn)非常密集地進(jìn)行射線追蹤。這種射線路徑信息被用于計(jì)算在每個(gè)網(wǎng)格單元中所需要的對(duì)速度模型的校正以使來(lái)自不同數(shù)據(jù)炮檢距范圍的圖像之間的未對(duì)準(zhǔn)最小化。

常規(guī)的傳播時(shí)反射層析成像和偏移速度分析方法包括反射層構(gòu)造作為起始速度模型的一部分。這種反射層構(gòu)造有可能是解釋的地層，也有可能是一大片現(xiàn)有地震圖像的局部?jī)A斜測(cè)量結(jié)果。在任一情況下，在成像質(zhì)量降低之處反射層構(gòu)造將不確定。射線路徑對(duì)于反射層構(gòu)造非常敏感：反射層傾角的小變化往往會(huì)導(dǎo)致射線以非常不同的方向行進(jìn)。不僅如此，在成像質(zhì)量降低之處往往發(fā)生射線的多路徑。因此，在圖像最需要校正之處，進(jìn)行校正所需要的行進(jìn)路徑信息最不確定。如果反射層的傾角在射線的反射點(diǎn)處僅僅稍微改變，射線路徑被反射部分往往劇烈改變，通過(guò)非常不同的網(wǎng)格單元的組從而改變反演。射線對(duì)沿著其路徑遇到的其他小規(guī)模不均勻性也可能非常敏感。這種敏感性是基于射線的分析的假象，并且是業(yè)內(nèi)當(dāng)前強(qiáng)調(diào)基于波動(dòng)方程反演建立準(zhǔn)確速度模型的主要原因之一，即使這樣的波動(dòng)方程方法丟失了射線提供的非常有用的幾何信息。

不是放棄射線方法并使用波動(dòng)方程方法，而是需要有一種方法能夠結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)以改進(jìn)底層模型地震速度和作為結(jié)果的地震成像。確切地說(shuō)，需要有一種傳播時(shí)反射層析成像的方法，它對(duì)速度模型的微小細(xì)節(jié)不太敏感，不需要假設(shè)的反射層構(gòu)造并且在反射同相軸被斷開(kāi)并難以成圖為反射表面的情況下使用。

發(fā)明內(nèi)容

本文介紹的是實(shí)現(xiàn)射束層析成像方法和系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施例，用于產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像和地層模型。本方法的實(shí)施例保留了射線法和波場(chǎng)法雙方的某些方面，以改進(jìn)底層模型地震速度和作為結(jié)果的地震成像而不依賴于反射層構(gòu)造。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，用于產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像和地層模型。所述方法包括：在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)從記錄的地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)射束集，所述記錄的地震數(shù)據(jù)對(duì)所述地表下區(qū)域的一部分采樣；以及使用包括一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為與所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)通信并執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序。在所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的用戶執(zhí)行若干操作，包括：偏移所述數(shù)據(jù)射束集和初始地層模型以產(chǎn)生所述地表下區(qū)域的地震圖像，所述數(shù)據(jù)射束集包括多個(gè)數(shù)據(jù)射束，所述初始地層模型具有表示所述地表下區(qū)域的初始速度模型；將從所述地震圖像和地層模型導(dǎo)出的模擬射束與所述數(shù)據(jù)射束集內(nèi)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束進(jìn)行互相關(guān)；

在所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)互相關(guān)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)，對(duì)于測(cè)量的時(shí)移所述射束對(duì)具有超過(guò)確定閾值的互相關(guān)值，并且重復(fù)所述互相關(guān)和存儲(chǔ)操作直到已經(jīng)模擬了確定數(shù)量的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束；以及反演所述測(cè)量的時(shí)移以產(chǎn)生具有更新的速度模型的更新的地層模型，其中的所述地表下區(qū)域的作為結(jié)果的更新的地層模型能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確地描述所述數(shù)據(jù)射束經(jīng)過(guò)所述地表下區(qū)域的傳播的更新的地震圖像。