[發(fā)明專利]Q-補(bǔ)償?shù)娜▓?chǎng)反演

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680057240.2
• 申請(qǐng)日: 2016-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN108139499B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫宏川;E·G·韋爾德爾慕斯;J·劉;R·班賽爾;S·K·拉扎拉托斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30
• 代理公司: 11038 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
• 代理人: 李玲

一種方法，包括：獲得由聲全波場(chǎng)反演過程生成的速度模型；利用計(jì)算機(jī)通過對(duì)地下區(qū)域的處理后的地震數(shù)據(jù)應(yīng)用偽Q遷移來生成變量Q模型，其中所述速度模型被用作所述偽Q遷移中的引導(dǎo)約束；以及利用計(jì)算機(jī)生成最終地下速度模型，所述最終地下速度模型通過執(zhí)行粘聲全波場(chǎng)反演過程來恢復(fù)由地下區(qū)域中的氣體異常引起的振幅衰減，其中所述變量Q模型在所述粘聲全波場(chǎng)反演處理中是固定的。

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2015年10月2日提交的標(biāo)題為Q- COMPENSATED FULL WAVEFIELDINVERSION的美國(guó)臨時(shí)專利 申請(qǐng)62/236,190的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用被結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述的示例性實(shí)施例涉及地球物理勘探領(lǐng)域，并且更特別地 涉及地球物理數(shù)據(jù)處理。具體而言，本文描述的實(shí)施例涉及通過補(bǔ)償 地下異常來改善地震數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度的方法。

背景技術(shù)

本部分旨在介紹可以與本發(fā)明的示例性實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有技術(shù) 的各個(gè)方面。這種討論被認(rèn)為有助于提供框架以便于更好地理解本發(fā) 明的特定方面。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，本部分應(yīng)該以此來閱讀，而不 必作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

地震勘探的重要目標(biāo)是準(zhǔn)確地對(duì)通常稱為反射體的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行 成像。通過在地震勘測(cè)的執(zhí)行期間獲得原始地震數(shù)據(jù)有利于地震勘探。 在地震勘測(cè)期間，地震能量通過例如受控爆炸在地面生成，并傳遞到 地球。地震波由地下結(jié)構(gòu)反射，并被許多稱為地震檢波器的傳感器接 收。由地震檢波器接收到的地震數(shù)據(jù)被處理以便創(chuàng)建地下環(huán)境的準(zhǔn)確 映射。處理后的數(shù)據(jù)然后被檢查，以識(shí)別可能含有油氣 (hydrocarbon)的地質(zhì)構(gòu)造。

以相對(duì)垂直方向傳送到地球中的地震能量最有可能被反射器反射。 這種能量提供關(guān)于地下結(jié)構(gòu)有意義的信息。但是，地震能量可能由于 在地下環(huán)境中常規(guī)發(fā)生的聲阻抗中的異常而非期望地?cái)U(kuò)散。地震勘測(cè) 期間地震能量的擴(kuò)散可能導(dǎo)致地下特征在結(jié)果產(chǎn)生的地震數(shù)據(jù)中被錯(cuò) 誤地表示。

聲阻抗是地震能量穿過地下環(huán)境的特定部分的容易程度的測(cè)量。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的是，聲阻抗可以被定義為密度和地震 速度的乘積。聲阻抗通常由符號(hào)Z表示。

地震波在地下環(huán)境中行進(jìn)時(shí)會(huì)因各種原因衰減。質(zhì)量度量(有時(shí) 稱為質(zhì)量因子)Q通常用于表示地下巖層(underground formation) 的衰減特性。通常，Q與地震信號(hào)衰減成反比，并且可以從零值到無 窮大。更具體而言，Q是無量綱質(zhì)量因子，它是波的峰值能量與耗散 能量的比值。隨著波行進(jìn)，由于球面發(fā)散和吸收，它們會(huì)隨著距離和 時(shí)間而失去能量。當(dāng)恢復(fù)地震振幅以進(jìn)行流體和巖性解釋(諸如振幅 與偏移量(AVO)分析)時(shí)，必須考慮到這種能量損失。具有相對(duì) 高Q值的結(jié)構(gòu)傾向于幾乎沒有衰減地傳送地震波。傾向于更大程度 衰減地震能量的結(jié)構(gòu)具有較低的Q值。

與地下結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的Q值用于在數(shù)學(xué)上改變地震數(shù)據(jù)值以更準(zhǔn) 確地表示地下環(huán)境中的結(jié)構(gòu)。這個(gè)過程被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員稱為 “Q遷移”。在Q遷移期間，表示地震能量行進(jìn)通過具有相對(duì)低Q 值的地下結(jié)構(gòu)的地震數(shù)據(jù)值可以在頻譜中被放大和擴(kuò)大到比表示地震 能量行進(jìn)通過具有相對(duì)高Q值的地下結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)值更大的程度。改 變與低Q值相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的振幅和相位考慮了當(dāng)?shù)卣鹉芰啃羞M(jìn)通過 具有相對(duì)低Q值的結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)生的較大信號(hào)衰減。

FWI是一種偏微分方程約束優(yōu)化方法，它迭代地最小化測(cè)得的 波場(chǎng)和計(jì)算出的波場(chǎng)之間的失配范數(shù)。地震FWI涉及多次迭代，并 且單次迭代可以涉及以下計(jì)算：(1)正向方程的解，(2)伴隨方程 的解，以及(3)這些正向解和伴隨解的卷積以產(chǎn)生成本函數(shù)的梯度。注意的是，對(duì)于二階優(yōu)化方法，諸如高斯牛頓法(Gauss-Newton)， 還需要(4)擾動(dòng)正向方程的解。例如，對(duì)于這種情況的更穩(wěn)健的數(shù) 學(xué)證明可以例如在美國(guó)專利公開2013/0238246中找到，其全部?jī)?nèi)容 通過引用被結(jié)合于此。

用于在衰減聲介質(zhì)中模擬波的線性粘聲波方程的常規(guī)一階形式是：