[發明專利]用于地震數據的全波形反演的系統和方法

有效

• 申請號: 201880045085.1
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN110869814B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: A·雷;S·T·卡普蘭;J·K·華什布爾納;U·K·阿爾博丁
• 申請（專利權）人: 雪佛龍美國公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王玉璽

描述了一種使用基于樹的貝葉斯方法進行全波形反演的方法，該方法自動選擇模型復雜度，從而降低了計算成本。該方法可以由計算機系統執行。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年7月6日提交的美國臨時申請號62/529297的權益。

關于聯邦贊助的研究或開發的聲明

不適用。

技術領域

所公開的實施例總體上涉及使用用于從地震數據確定地下速度的技術進行地震成像，并且尤其涉及通過使用基于樹的貝葉斯方法的全波形反演來確定地下速度的方法，該方法導致減少的參數以及用于描述地下速度(或其他地震性質)的基函數，從而降低了計算成本。

背景技術

地震勘探包括勘測地下地質介質中的烴沉積物。勘測通常涉及在預定位置部署地震源和地震傳感器。這些源產生地震波，地震波傳播到地質介質中，從而產生壓力變化和振動。地質介質的物理性質的變化會引起地震波的某些性質(諸如其傳播方向和其他性質)的變化。

地震波的一部分到達地震傳感器。一些地震傳感器對壓力變化敏感(例如，水聽器)，而其他地震傳感器對粒子運動敏感(例如，地震檢波器)，并且工業勘測可以部署一種類型的傳感器或兩者。響應于檢測到的地震波，傳感器生成相應的電信號(稱為跡線)，并將它們記錄在存儲介質中作為地震數據。地震數據將包括多個“炮點”(被激活的地震源的各個實例)，每個“炮點”都與記錄在多個傳感器處的多條跡線相關聯。

處理地震數據以創建地震圖像，該地震圖像可以被解釋為識別包括烴沉積物的地下地質特征。該過程可以包括確定地下地層的速度以便執行成像。可以通過多種方法(諸如外觀分析、斷層成像或全波形反演)來確定速度。全波形反演(FWI)是計算量巨大的過程，其需要大量的模型參數化。一些常規的FWI方法假定最佳參數化，并且不對可變數量的參數進行嘗試和采樣。沒有人使用基于樹的概率方法。Hawkins等(2017)使用類似的思想進行機載電磁反演，Dettmer等(2016)使用類似的思想來量化海嘯海平面位移的不確定性，Hawkins和Sambridge(2015)使用類似的思想來評估2D環境噪聲和3D遠震斷層成像。但是，這些工作都是基于對地震數據無效的假設。

來自改善的地下速度的改善的地震圖像允許更好地解釋巖石的位置和流體性質的變化。定義巖石的位置和流體性質變化的能力對于我們做出最合適的選擇來購買材料、安全操作并成功完成項目的能力至關重要。項目成本取決于對地球內部的物理邊界的位置的準確預測。決策包括但不限于預算計劃、獲得礦產和租賃權、簽署井下承諾、許可鉆機位置、設計井路徑和鉆井策略、通過計劃適當的套管和固井策略來防止地下完整性問題以及選擇和購買合適的完井和生產裝備。

存在對更精確的有成本效益的FWI方法的需求，以允許更好的地震成像，這反過來又允許對潛在的烴儲層進行更好的地震解釋，以進行油氣勘探(hydrocarbonexploration)和生產。

發明內容

根據一些實施例，公開了一種使用基于樹的貝葉斯方法的跨維度(transdimensional)地震全波形反演(FWI)的方法。在這種方法中，觀測到的地震數據會告知模型似然性。還需要指定有關地下結構的適度信息先驗作為輸入。然后使用跨維度或可逆跳躍馬爾可夫鏈蒙特卡洛(RJ-McMC)方法對所得的地震速度(或其他地震性質)的后驗模型分布進行采樣。使用基于樹的結構表示地震速度模型，在感興趣的地震性質的小波變換域中進行采樣。快速收斂到后驗模型的平穩分布，同時需要有限數量的小波系數來定義采樣模型。因此，此方法提供了從遠距離起始模型的更好收斂性以及量化模型不確定性的能力。通過FWI方法確定的地下速度可用于地震成像。

在本發明的另一方面，為了解決上述問題，一些實施例提供了一種存儲一個或多個程序的非暫時性計算機可讀存儲介質。所述一個或多個程序包括指令，該指令在由具有一個或多個處理器和存儲器的計算機系統執行時，使計算機系統執行本文提供的任何方法。