一種利用井數(shù)據(jù)提高成像速度模型精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地球物理領(lǐng)域，涉及一種地球物理數(shù)據(jù)處理方法，具體涉及一種利用 井數(shù)據(jù)提高成像速度模型精度的方法，該方法適用于在石油勘探開發(fā)中提高成像速度模型 精度而進行的地震速度模型建立。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油地球物理勘探是根據(jù)地下巖層物理性質(zhì)的差異，通過物理量測量，對地質(zhì) 構(gòu)造或巖層性質(zhì)進行研究，以尋找石油和天然氣的地球物理勘探。在石油勘探中，對于被 表土、沙漠和海水覆蓋沒有巖層直接出露的地區(qū)，主要依靠石油地球物理勘探方法間接 了解地質(zhì)構(gòu)造和巖層性質(zhì)，尋找油氣藏。目前，石油地球物理勘探已成為覆蓋區(qū)勘探石油 的一種不可缺少的手段。當前，復(fù)雜地區(qū)低信噪比數(shù)據(jù)處理已成為處理方法研究和處理應(yīng) 用技術(shù)研究的最熱門的課題。經(jīng)過多年研究攻關(guān)，在靜校正、疊前去噪、速度建模、偏移歸位 等領(lǐng)域均已有較大的進展，速度的各向異性研究也開始受到人們的重視，但低信噪比數(shù)據(jù) 處理仍存在著許多有待研究的課題。
[0003] 隨著地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展和勘探程度的不斷提高，地質(zhì)情況簡單、易被發(fā)現(xiàn) 的簡單構(gòu)造圈閉越來越少，所面對的已基本上都是復(fù)雜地區(qū)的復(fù)雜油氣藏，即復(fù)雜區(qū)。復(fù) 雜地區(qū)包括沙漠、丘陵、沼澤、林帶等復(fù)雜的地表區(qū)域等，復(fù)雜油氣藏包括復(fù)雜構(gòu)造、地層、 巖性和復(fù)合型圈閉油氣藏。這些復(fù)雜的勘探隊相對以地震勘探為主體的油氣地球物理技 術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。尤其是在復(fù)雜低信噪比資料處理方面，仍存在許多難以解決的瓶頸技 術(shù)。其一：受地表地質(zhì)條件復(fù)雜的影響，復(fù)雜區(qū)地表起伏往往變化劇烈、地表速度復(fù)雜，地 表非均質(zhì)性造成原始數(shù)據(jù)資料的信噪比低、干擾嚴重，面波、折射波尤其是散射噪音比較發(fā) 育，給提高資料的信噪比帶來較大的難度；其二：由于地下地震地質(zhì)條件復(fù)雜，使復(fù)雜區(qū)資 料構(gòu)造極其復(fù)雜，斷裂發(fā)育，尤其是在復(fù)雜的斷塊區(qū)域，一般具有多套斷裂系統(tǒng)，斷層即多 又小；斷距變化大，從幾十米到幾百米不等，再加之復(fù)雜區(qū)往往火成巖比較發(fā)育，分布廣泛， 由于火成巖的速度高，和圍巖之間存在較大的波阻抗差異，其結(jié)果火成巖反射強，屏蔽下伏 地層的反射能量，使得火成巖下的有效反射目的層能量弱，不能很好成像。另外，火成巖產(chǎn) 生的多次波對有效反射產(chǎn)生很強的干擾作用，這些問題的存在使原來就比較復(fù)雜的波場變 得更加復(fù)雜化，給構(gòu)造的精確成像帶來困難。
[0004] 如今油氣勘探所面臨的地表條件和地下地質(zhì)條件多為巖性橫向變化大、介質(zhì)速度 變化明顯、地層傾角達等地區(qū)，其地震響應(yīng)均具有能量弱、信噪比低、分辨率低和頻率低等 特征。應(yīng)用疊前深度偏移處理就顯得尤為重要。而疊前深度偏移只有在速度模型精確的前 提下才能正確成像。所以建立精確的速度模型是地震勘探的重要課題，直接影響地震勘探 的效益和成果。目前常用的速度建模方法主要可分為兩大類：偏移速度分析和旅行時反演。 kirchhoff積分法疊前深度偏移在當前地震勘探中得到廣泛應(yīng)用，所以基于疊前深度偏移 共成像點道集的層析成像速度建模方法是目前研究最多且應(yīng)用最廣泛的方法之一。隨著計 算機技術(shù)的發(fā)展，波動方程疊前深度偏移技術(shù)得到迅猛發(fā)展，與之相適應(yīng)，發(fā)展了共聚焦點 速度分析、全波形反演等建模方法，但這些方法至今尚未得到大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。
[0005] 基于偏移迭代的速度分析方法利用速度場對偏移成像的影響修正速度模型。常規(guī) 偏移速度分析方法往往假設(shè)橫向變化小、炮檢距小和水平層位反射條件，而在復(fù)雜構(gòu)造地 區(qū)很難獲得精確的速度模型。所以常規(guī)偏移速度分析方法難以滿足復(fù)雜構(gòu)造疊前深度偏移 的要求。
[0006] 中國專利申請CN103149585A公布了一種彈性偏移地震波場構(gòu)建方法及裝置。其 根據(jù)彈性波速度應(yīng)力方程，求取擴展緊致交錯網(wǎng)格有限差分系數(shù)，計算擴展緊致交錯網(wǎng)格 有限差分算子矩陣，構(gòu)建震源波場正向外推算子，根據(jù)所述震源波場正向外推算子、預(yù)先設(shè) 定的介質(zhì)模型和震源函數(shù)，實現(xiàn)地震波場的正向外推，獲得震源波場的正向外推，獲得震源 波場。根據(jù)所述檢波波場逆時外推算子，預(yù)先設(shè)定的介質(zhì)模型和預(yù)先設(shè)定的多分量地震資 料，實現(xiàn)地震波場的逆時外推，獲得檢波波場。但是該方法依賴地震資料的品質(zhì)，在低信噪 比復(fù)雜構(gòu)造，資料品質(zhì)差的地方，地震波場構(gòu)建的精度不能夠保證。
[0007] 中國專利申請CN103308941A公布了一種基于任意廣角波動方程的成像方法及裝 置。其利用正演模擬得到速度模型的合成地震記錄，對正演模擬的合成地震記錄和給定的 震源波場做傾角濾波處理，從頻散關(guān)系出發(fā)，分析任意廣角波動方程的成像精度，得到任意 廣角波動方程的最優(yōu)化參考速度，采用有限差分法求解最優(yōu)化參考速度的任意廣角波動方 程，并在邊界處采用完美匹配層PML吸收邊界條件，是一種先進的偏移成像方法，可以避免 低頻成像噪音和大存儲量的問題，更適應(yīng)于速度橫向變化較大的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)以及陡傾角界 面的成像，雖然在速度橫向變化較大的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)，成像效果要好于目前常規(guī)的地震偏移 方法，但其速度模型仍依賴于地震資料的品質(zhì)，在資料不好的位置，速度模型精度提高的程 度有限，故而影響低信噪比復(fù)雜構(gòu)造的成像。
[0008] 中國專利申請CN103926619A公布了一種三維VSP數(shù)據(jù)的逆時偏移方法，其利用三 維聲波方程進行三維VSP資料逆時偏移成像方法。是利用VSP資料進行資料處理偏移成像 的技術(shù)。該方法只是針對有限的VSP地震資料，深度較淺、密度稀疏，不能對地下地質(zhì)模型 精確刻畫，對常規(guī)三維地震資料成像效果不好。
[0009] 中國專利申請CN103852786A公布了一種應(yīng)用于陸上地震數(shù)據(jù)的逆時偏移成像的 方法及系統(tǒng)。其利用陸上地震數(shù)據(jù)進行強去噪處理，得到強去噪數(shù)據(jù)，對陸上地震數(shù)據(jù)進行 弱去噪處理，得到弱去噪數(shù)據(jù)，根據(jù)陸上地震數(shù)據(jù)構(gòu)建寬頻子波，根據(jù)強去噪數(shù)據(jù)構(gòu)建速度 模型，然后根據(jù)弱去噪數(shù)據(jù)、寬頻子波、速度模型進行逆時偏移成像處理，得到初始偏移成 像結(jié)果，對這個結(jié)果進行低頻噪音衰減，得到最終逆時偏移成像結(jié)果，這樣可以提高成像精 度，減少成像假象。該方法利用強去噪數(shù)據(jù)進行速度建模，可以一定程度上提高速度模型的 精度，但是要依賴地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量，模型精度仍然受地震資料品質(zhì)的約束。
[0010] 因此，為了進一步提高低信噪比復(fù)雜構(gòu)造區(qū)地震勘探的需求，亟需一種更有效、更 精細的速度建模的方法，在沒有好的資料基礎(chǔ)的前提下，精確描述地下地震速度，建立準確 的偏移速度場，更好地提高地震資料的成像精度，為下一步的地質(zhì)綜合研究提供更佳詳實 的地震資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種利用井數(shù)據(jù)提高成像速度模型精 度的方法，使用該方法能夠解決地震資料偏移成像中低信噪比復(fù)雜構(gòu)造速度模型難以精確 確定的問題。
[0012] 依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，利用井數(shù)據(jù)提高成像速度模型精度的方法包括以下步 驟：
[0013] (1)在野外勘探目標區(qū)中在實際井中以人工方法激發(fā)地震波，利用檢波采集設(shè)備 獲得地震數(shù)據(jù)，將野外采集到的地震數(shù)據(jù)進行處理，得到疊前道集；
[0014] (2)采用垂向速度建模方法得到地震速度模型Vi ;
[0015] (3)在垂向速度分析得到的速度模型Vi上進行沿層速度建模得到速度模型V2，利 用％進行目標線偏移成像；
[0016] (4)對速度模型V2乘以不同的百分比，得到不同的速度模型，并分別對目標線進行 偏移成像；
[0017](5)分析（3)、（4)中偏移的結(jié)果，針對成像效果和地震信號歸位情況，選擇合適的 速度對速度模型v2進行修正，得到更準確的速度模型v3;
[0018] (6)利用目標區(qū)中所有的測井資料建立井數(shù)據(jù)模型目標線偏移；
[0019] (7)利用V3和V#進行速度模型重構(gòu)，得到V3#，并進行目標線偏移；
[0020] (8)在V3#速度模型的基礎(chǔ)上進行網(wǎng)格層析反演速度建模，得到優(yōu)化后的最佳速度 模型
[0021] (9)利用優(yōu)化的速度模型進行整個目標區(qū)的地震資料的整體偏移。
[0022] 更具體地，用井數(shù)據(jù)提高成像速度模型精度的方法，具體包括以下步驟：
[0023] (i)在野外勘探目標區(qū)中在實際井中以人工方法激發(fā)地震波，利用檢波采集設(shè)備 獲得地震數(shù)據(jù)，將野外采集到的地震數(shù)據(jù)進行處理，得到疊前道集；
[0024] (ii)采用垂向速度建模方法得到地震速度模型％;
[0025] 利用經(jīng)過疊前道集制作速度譜，速度譜的密度至少在400米*400米，構(gòu)造復(fù)雜的 位置可加密到200米*200米；在速度譜上結(jié)合道集動校、部分疊加沿垂向選取不同地層的 速度值，形成目標區(qū)的初始速度模型；
[0026] (iii)在垂向速度分析得到的速度模型％上進行沿層速度建模V2及目標線偏移 成像；
[0027] 根據(jù)上述步驟（ii)的結(jié)果，進一步進行沿層速度分析，增加地質(zhì)層位的控制，重 點對中深層資料進行沿層拾取，同時以層位進行速度分析；
[0028] 利用得到的速度模型V2進行疊前偏移目標線成像；
[0029