專利名稱：地震資料的波形相似性體曲率分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地震勘探數(shù)據(jù)處理與解釋領(lǐng)域，是一種通過曲率分析方法同時(shí)檢測(cè)地震數(shù)據(jù)體中因構(gòu)造形變所致的地層彎曲和相鄰地震道之間地震波形相似性程度，指示地質(zhì)構(gòu)造特征和沉積相帶邊緣的技術(shù)。
背景技術(shù)：
利用地震資料提取沉積巖相是油氣地球物理勘探的重要內(nèi)容。沉積巖相是指在具有一定巖性特征、古生物特征和其他標(biāo)志的巖石或巖層的綜合，這些特征和標(biāo)志能反映沉積物形成時(shí)的自然環(huán)境。因此，沉積相是沉積物的特征及其生成環(huán)境的總和，揭示了目的層段的沉積環(huán)境、儲(chǔ)集巖成因及其分布規(guī)律。地震相則是沉積巖相的地震響應(yīng)，是由“沉積環(huán)境所形成的地震特征的綜合反映”(aierifT，1982)。不同的巖相，其地震反射波的一些物理參數(shù)，如波形、反射結(jié)構(gòu)、振幅、產(chǎn)狀等的統(tǒng)計(jì)特征是不同的，這為利用地震資料進(jìn)行沉積相帶的識(shí)別和劃分提供了可能。傳統(tǒng)的地震相劃分是通過人工觀察地震剖面上的反射特征來描述的，俗稱“相面法”，存在效率低和較明顯的人為主觀性問題。近年來，地震相的劃分主要是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同的波形進(jìn)行分類，達(dá)到區(qū)分不同沉積體的目的，它利用了不同沉積體的地震波波形的變化。地震曲率分析是繼相干技術(shù)之后的又一種強(qiáng)大的地震幾何屬性分析方法，它是利用地層的彎曲程度進(jìn)行構(gòu)造解釋和儲(chǔ)層分析的新方法(Roberts，2001; Chopra and Marfurt, 2007)，它對(duì)構(gòu)造形變引起的彎曲敏感，對(duì)于各種復(fù)雜斷層、裂縫，河道及構(gòu)造彎曲(褶皺，撓曲，滑塌、穹窿等)的刻畫能力優(yōu)越，近年來得到了廣泛的關(guān)注及應(yīng)用(Chopra and Marfurt, 2007a; 2007b; 2008; Flierman et al. , 2008; Buck et al.，2007)。早期有高斯曲率與露頭上的張開裂縫的相關(guān)性研究(Lisle，1994) ；Roberts系統(tǒng)地提出了地震曲率屬性的分類及二維層面曲率的計(jì)算方法，用于描述斷層，預(yù)測(cè)裂縫的分布與方向 (Roberts, 2001), Hart O002)研究了新墨西哥州西北部地層的走向曲率與張開裂縫間的關(guān)系。第一代曲率是用層位數(shù)據(jù)計(jì)算的二維層面曲率(Roberts，2001)，沒有直接利用地震振幅信息與地震反射的幾何特征信息，層位追蹤的偏差及因閉合問題引入的噪聲都會(huì)對(duì)二維層面曲率產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，且易引起構(gòu)造假象(Al-Dossary and Marfurt, 2006; Blumentritt et al.，2006; Chopra and Marfurt, 2007a; 2007b; 2008)，為了克服二維層面曲率的局限性，出現(xiàn)了第二代曲率，即體曲率(Al-Dossary and Marfurt, 2006; Blumentritt et al.，2006; Klein et al.，2008)，它主要利用了地震資料的振幅信息禾口地震反射的幾何特征信息。但目前的曲率分析主要利用了構(gòu)造形變引起的彎曲信息，對(duì)于因不同沉積巖相所致的地震波形，反射結(jié)構(gòu)等統(tǒng)計(jì)參數(shù)的橫向變化并不敏感，即曲率異常難以與沉積巖相形成較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以目前的曲率分析難以直接用于指導(dǎo)沉積巖相的劃分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種基于地震資料的波形相似性體曲率分析方法，它能有效識(shí)別構(gòu)造形變所致的地層彎曲和地層巖性的橫向變化，為描述儲(chǔ)層巖性的展布特征、指示沉積相帶邊緣，進(jìn)行地震相帶劃分提供依據(jù)。本發(fā)明的波形相似性體曲率分析方法，在計(jì)算時(shí)首先采用層拉平或Wheeler變換域方法，消除后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積相帶分布的影響，可突出地質(zhì)異常引起的波形相似性差異，由此獲得的巖相分布更為準(zhǔn)確。本發(fā)明的波形相似性體曲率分析方法，采用的三維體曲率計(jì)算方法，它以趨勢(shì)面分析理論為基礎(chǔ)，與其它常規(guī)曲率計(jì)算方法相比，計(jì)算效率高，對(duì)地震信號(hào)或地震數(shù)據(jù)中的奇異信息檢測(cè)效果更好。本發(fā)明的基于地震資料的波形相似性體曲率分析方法，具有如下優(yōu)越性
(1)充分利用了地震波波形相似性差異所體現(xiàn)的沉積巖相差異信息，使波形相似性異常的邊界能在曲率屬性中反映，建立了沉積巖相與波形相似性體曲率異常之間的聯(lián)系；
(2)直接指示沉積相分布的橫向變化，減少了三維體曲率分析中構(gòu)造信息對(duì)提取沉積相帶分布的影響。本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)原理如下
層拉平技術(shù)是對(duì)某一地層進(jìn)行解釋后，將其校正到一個(gè)固定時(shí)刻的基準(zhǔn)面上，使該層位上下的所有反射都隨其作相應(yīng)的時(shí)間校正。進(jìn)行層拉平處理，可以去掉構(gòu)造變形的影響。 對(duì)某一層拉平后的地震剖面相當(dāng)于恢復(fù)了該層在沉積時(shí)期的形態(tài)，利用層拉平剖面可以研究各構(gòu)造層的接觸關(guān)系和構(gòu)造發(fā)育史。應(yīng)用層拉平切片，可以觀察和顯示一定時(shí)窗內(nèi)同一目的層段內(nèi)的各薄層的波形變化規(guī)律，用以推斷該構(gòu)造層內(nèi)的巖性變化，發(fā)現(xiàn)有意義的砂巖透鏡體或河道砂體。Wheeler自動(dòng)變換技術(shù)利用層位追蹤方法獲得層序邊界，并根據(jù)地震同相軸的傾角和方位角在層序內(nèi)部自動(dòng)追蹤所有的等時(shí)沉積界面，實(shí)現(xiàn)在年代地層框架模型中包含所有的沉積控制作用的地質(zhì)等時(shí)界面，分析年代地層框架模型中存在的沉積間斷，在此基礎(chǔ)上，采用三維Wheeler變換構(gòu)建精細(xì)的、能夠反映沉積演化的年代地層模型。波形相似性數(shù)據(jù)體汲取了地震多道相干的思想，引入了協(xié)方差矩陣，對(duì)輸入的地震道進(jìn)行分析，通過多道本征分解處理來計(jì)算波形的相似性。假設(shè)所確定分析窗口內(nèi)的/ 道地震數(shù)據(jù)Uj的坐標(biāo)為、Xj, y)，沿著視傾角對(duì)ip, q)、中心時(shí)間t:n Δ t來計(jì)算2I/+1個(gè)采樣點(diǎn)的協(xié)方差矩陣C為
式中= uj{mLt - Pxi 表示地震道沿著視傾角在時(shí)間 = mM-pr^-qyj處的內(nèi)插值。協(xié)方差矩陣的最大特征值2 ！代表了主要能量，可表征為波形的相似程度，由
此便可得到波形相似性數(shù)據(jù)體為
權(quán)利要求
1.一種基于地震資料的波形相似性體曲率分析，其特征在于采用以下具體步驟(1) 輸入三維疊后地震數(shù)據(jù)體和已解釋的目的層位；( 利用層拉平技術(shù)或Wheeler域自動(dòng)變換技術(shù)將三維地震數(shù)據(jù)體按已解釋的目的層位或等時(shí)沉積旋迴韻律體進(jìn)行層拉平處理，從而得到層拉平后的三維地震數(shù)據(jù)體；(3)選取合適的計(jì)算孔徑，計(jì)算地震波形橫向變化和差異信息，形成波形相似性數(shù)據(jù)體；應(yīng)用趨勢(shì)面分析法擬合波形相似性體中波形相似性差異信息的曲率，從而得到多個(gè)能精確刻畫沉積相帶邊界的三維體曲率屬性數(shù)據(jù)體；(5) 對(duì)得到的體曲率屬性數(shù)據(jù)體進(jìn)行反層拉平恢復(fù)處理，使其包含的時(shí)間(深度)信息與原三維地震數(shù)據(jù)體保持一致；(6)輸入地下目的層段的地震時(shí)間(深度)信息，結(jié)合其它可資利用的地質(zhì)資料，從上述三維數(shù)據(jù)體中抽取一系列垂直剖面、水平(等時(shí))切片、沿層切片或地層切片；(7)利用地震數(shù)據(jù)解釋軟件將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成剖面圖像或進(jìn)行三維可視化顯不。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特征在于 利用體曲率屬性分析方法反映地震波波形的空間橫向變化，獲得沉積相帶邊界。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特征在于采用層拉平技術(shù)或Wieeler域自動(dòng)變換技術(shù)，使在后續(xù)提取巖性或沉積相帶邊界的計(jì)算中，消除因地層沉積后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)提取巖相分布信息的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特征在于利用不同沉積相帶地層的地震反射波形特征的相似性存在差異。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特征在于根據(jù)趨勢(shì)面分析方法擬合空間曲面方程，得到體曲率屬性計(jì)算方法。
全文摘要
地震資料的波形相似性體曲率分析方法是一種石油地震勘探數(shù)據(jù)處理與解釋技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了一種利用地震資料精確刻畫沉積相帶分布的方法。首先將原始三維地震數(shù)據(jù)體按所解釋的層位采用層拉平技術(shù)或Wheeler自動(dòng)變換技術(shù)進(jìn)行層拉平處理以消除構(gòu)造對(duì)巖相分布的影響，再選取合適的計(jì)算孔徑，在提取出波形相似性信息數(shù)據(jù)體的基礎(chǔ)上，應(yīng)用趨勢(shì)面分析方法計(jì)算基于波形相似性體的曲率，獲得多個(gè)波形相似性體曲率屬性數(shù)據(jù)體，它能有效識(shí)別構(gòu)造形變所致的地層彎曲、地層沉積相或巖性的橫向變化，為描述儲(chǔ)層巖性的展布特征、指示沉積相帶邊緣，進(jìn)行地震相帶劃分提供依據(jù)。
文檔編號(hào)G01V1/30GK102200588SQ20111006935
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者楊威, 賀錫雷, 陳學(xué)華 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)