司卫,万城程,马锐,刘峰 (中石化河南油田分公司石油物探技术研究院,河南郑州450018)

蒲勇,孙进华 (中石化勘探南方分公司勘探处,四川成都610213)

网格层析成像技术在桂中坳陷的应用研究

司卫,万城程,马锐,刘峰 (中石化河南油田分公司石油物探技术研究院,河南郑州450018)

蒲勇,孙进华 (中石化勘探南方分公司勘探处,四川成都610213)

基于网格层析成像技术的叠前深度域速度建模方法,适用于低信噪比地区及不易进行构造、层位拾取的沿层、构造速度建模地区,其适用性广,且避免了传统沿层位拾取方法的人为干扰因素,提高了深度域速度建模的精度。桂中坳陷地震资料属于典型的复杂近地表条件下的低信噪比资料,通过网格层析成像技术在该地区的实际应用,取得了较好的效果。

叠前深度偏移;网格层析成像;桂中坳陷;地震处理

三维叠前深度偏移技术在地震资料处理中已经得到比较广泛的应用。目前油气地震勘探地区面临的地表条件及地下地质条件多为岩性横向变化比较大、介质速度变化明显、地层倾角大,其地震响应具有能量弱、信噪比低、分辨率低和频率低等特征,应用叠前深度偏移就显得尤为重要[1]。随着计算机技术的飞速发展,目前制约叠前深度域偏移技术广泛应用的最大障碍就是速度模型的精度问题。通过深度偏移的原理及大量的实际应用分析来看,足够精确的偏移速度场可以保证深度域偏移成像的效果,而不准确的偏移速度场往往会大大降低叠前深度偏移成像的效果,有可能其成像精度会低于叠前时间偏移的成像效果。因此,为实现高精度的叠前深度偏移效果,必须构建高精度的深度域偏移速度场。

桂中坳陷地震资料属于典型的复杂近地表条件下的低信噪比资料,笔者采用基于网格层析成像技术的叠前深度域速度建模方法,提高了深度域速度建模的精度。

1 深度域速度建模的常用方法

1.1 基于多次迭代的速度分析方法

基于多次迭代的速度分析方法是深度域速度建模的基本思路:首先将精确的时间域的RMS(均方根)速度通过约束速度反演转化成层速度,通过剩余速度分析进一步提高速度的精度;然后对速度模型采用DIX公式平滑转化为深度域层速度模型;同时进行深度域偏移成像处理并输出深度域道集;最后在深度域道集上重新解释速度以及剩余速度。通过多次迭代的深度偏移和速度分析不断地提高速度分析的精度,进而得到可靠的叠前深度偏移成像效果。

基于偏移迭代的速度分析方法利用速度场对偏移成像的影响来修正速度模型。常规偏移速度分析方法往往假设横向速度变化小、炮检距小和水平层位反射条件,而在复杂构造区很难获得精确地速度模型[2]。桂中坳陷三维地震资料横向速度变化较大,最大炮检距可达10000m,反射层位较复杂,因此基于多次迭代的速度分析方法很难获得可靠的深度域层速度。

1.2 基于旅行时优化的层析成像方法

基于旅行时优化的层析成像方法是利用角度域共成像点道集进行射线束的追踪,该方法由正演模拟和层析反演成像2部分组成。在正演模拟中,确定由共成像点出发的全部射线路径,此时作为共成像点的深度偏差被转化为剩余旅行时;同时也考虑速度误差对成像反射几何形态的影响。在层析反演成像中,基于射线路径所计算的剩余旅行时以及未知的剩余速度场构成一个线性系统,也就是线性方程组,求解该方程组就可以得到剩余速度量[2]。

目前基于层析成像的速度模型构建方法主要有3种:①基于沿层层位拾取的层析成像法;②基于实体模型的层析成像法;③基于网格的层析成像法。3种方法各有优缺点:第①种方法人为因素较大,需要处理人员对研究区的地质情况有很清楚的认识,需要较准确地拾取反射层位,有时还需要解释人员的参与,工作量较大,而且该方法不考虑工区的断层情况,因此该方法适用于信噪比较高的工区;第②种方法与第①种方法相比,考虑了断层的问题,理论上增加了速度模型的构建精度,但是与第①种方法一样需要大量的人工操作来拾取层位和刻画断层,因此该方法也适用于信噪比较高的工区;第③种方法综合考虑地震资料的多种属性信息 (方位角、倾角、连续性等),既避免了人为因素又综合考虑了层位、断层等信息,因此该方法更适用于低信噪比地区。

2 网格层析成像速度模型构建方法

2.1 初始深度域层速度的构建方法

三维叠前深度偏移的速度建模是一个地质信息综合分析的过程[3]。在需要进行叠前深度偏移的地区一般不能从常规处理中得到足够精确的速度模型[4,5],因此在实际生产中为保证叠前深度偏移的成像精度和时效,应尽可能地建立接近于地下实际情况的初始速度模型[6]。想要提高网格层析成像构建速度模型的精度,可以先采用沿层层位拾取的方法,将大套的层位做一个拾取,其目的是为了保证初始深度域速度模型的精度(见图1)。

图1 基于层位约束的深度域初始速度模型构建

2.2 深度域层速度模型优化

总体来说,深度域速度模型的构建是一个复杂的系统工程 (图2),而网格层析反演速度建模(图3)只是这个系统中的一个重要的组成部分。

采用网格层析反演技术优化速度模型的步骤如下:

1)构造属性提取。在叠前深度偏移剖面上提取倾角、方位角和连续性等属性。上述属性对层析成像射线追踪和自动拾取成像点起到重要的参考和约束作用。

图2 深度域速度模型构建方法

图3 基于网格层析的速度模型构建方法

2)自动成像点的拾取。

3)剩余速度的拾取。一种基于AVO理论的计算剩余速度或剩余延迟的方法,它根据某一层位在CRP(共反射点)道集上随偏移距变化的振幅信息和梯度信息来进行剩余速度的分析,具有较高的准确性和生产效率。

4)创建Pencil数据库。目的就是将所有的信息综合起来,用于网格层析建模。数据库信息主要包括:①利用深度域剖面对构造属性 (倾角、方位角、连续性等)进行提取;②利用提取的构造属性进行自动追踪成像点;③自动剩余速度分析。Pencil数据库存储的信息在平面上是规则的,在垂向上随着层位解释的不规则性而呈不规则分布,同时可以进行三维可视化质量控制。

5)综合利用Pencil数据库中的各种信息资源,通过建立和解析层析矩阵的过程来完成速度模型的更新,重复以上步骤逐步修正速度模型,使速度模型与地下实际地质构造高度符合。

3 应用实例

桂中坳陷属于典型的低信噪比地区,地表主要为石炭系、二叠系出露,勘探目的层较老,主要为石炭系-上泥盆统,兼顾中-下泥盆统,基底为寒武系。地表、地下条件极其复杂。通过网格层析成像技术较好地解决了研究区的深度域速度建模问题,地震资料成像品质得到了较大改善 (图4)。对研究区以及南方山地三维工区的速度建模具有一定的参考意义。

4 结论

通过基于网格层析成像技术的叠前深度域速度建模方法在桂中坳陷的应用,笔者认为使用该技术时应注意几个方面:该技术适用于低信噪比地区;构建深度域初始层速度模型时,可先采用沿层拾取大套层位来约束DIX公式转换;为保证构造属性的精度,应尽可能地提高地震资料的信噪比,可以做过度去噪处理;对于深度域层速度的构建是否合理,应该从CRP道集是否拉平、剩余速度谱上的剩余延迟是否都趋于零值附近、偏移剖面的波组特征、陡倾角地层的连续性、断面等多个方面来验证速度模型的可靠性和精确性。

图4 叠前时间偏移(a)与叠前深度偏移(b)对比

[1]Versleeg R.Sensitivity of pre-stack depth migration to the velocity model[J].Geophysics,1993,58(6):837～882.

[2]井西利,杨长春,李幼铭.建立速度模型的层析成像方法研究[J].石油物探,2002,41(1):72～76.

[3]马在田.论反射地震偏移成像[J].勘探地球物理进展,2002,25(3):1～5.

[4]周振兴,陈志德,何玉前,等.兴城地区火山岩地区三维地震资料叠前深度偏移[J].勘探地球物理进展,2006,29(5):366～369.

[5]李来林,吴消岭,何玉前.叠前深度成像技术及其应用[J].大庆石油地质与开发,2004,23(5):110～112.

[6]胡英,张妍,陈立康,等.速度建模的影响因素与技术对策[J].石油物探,2006,45(5):503～507.

[编辑] 龚丹

P631.44

A

1000-9752(2014)12-0094-04

2014-09-25

司卫(1982-),男,2005年大学毕业,工程师,现主要从事地震资料处理研究工作。