CN102288997A

CN102288997A - 一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术

Info

Publication number: CN102288997A
Application number: CN2010102494402A
Authority: CN
Inventors: 孙成禹; 印兴耀; 宫同举; 张繁昌; 曹丹平; 王保丽
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明提供一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，针对双井微测井资料，其具体的处理步骤为：先得出第i炮激发后的井底井口接收到的衰减特征信息，对初至波进行频谱变换；计算井口、井底的频谱比值，其中包含的信息有与频率无关的衰减项、频率的变化率项，变化率项包含与路径有关的参数，吸收特征信息；根据射线追踪原理，计算2)中的与路径有关的参数项；重复步直至所有炮处理完毕；联立线性方程组，求取品质因子；其优点在于基于微测井求取品质因子的技术对模型数据进行了试处理，利用微测井资料反演速度值时，在初至时间合理的情况下，能给出比较精确的近地表速度值；反演品质因子值走势与理论值走势相同，可以用于实际资料的应用。

Description

一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术

所属技术领域

本发明属于地震资料处理的方法，是一种近地表吸收参数的实用求取方法。

背景技术

近地表在地震勘探中有着重要的影响。微测井资料是近地表调查的主要手段，其又分为单井微测井和双井微测井。单井资料主要应用于浅层速度的分析，通过资料解释图版给出速度分层；双井微测井资料可以用于调查潜水面。而实际中，浅层存在速度低，吸收强两方面的问题，并且纵向上速度、吸收变化梯度大，很可能在横向上也差异明显。传统方法只是针对速度这一信息，而对吸收方面，缺乏相应的能量衰减量化方法，需要进行进一步的研究，更精确的指导地震勘探。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有近地表调查的局限，实现吸收衰减因素跟速度因素联合，以期更精确的描述近地表的特性，从现有的近地表调查所得的微测井资料出发，深入挖掘其蕴含的信息，在研究地震波传播理论的基础上，而提供的一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体的技术。

本发明所采用的技术方案是：

一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于针对双井微测井资料，其具体的处理步骤为：

1)先得出第i炮激发后的井底井口接收到的衰减特征信息，对初至波进行频谱变换；

2)计算井口、井底的频谱比值，其中包含的信息有与频率无关的衰减项、频率的变化率项，变化率项包含与路径有关的参数，吸收特征信息；

3)根据射线追踪原理，计算2)中的与路径有关的参数项；

4)重复步骤1)至3)，直至所有炮处理完毕；

5)联立线性方程组，求取品质因子。

对单井微测井资料，其具体的处理步骤为：

1)先得出第i-1、i炮激发后的井口接收到的衰减特征信息，对初至波进行频谱变换；

2)计算相邻两道的频谱比值，其中包含的信息有与频率无关的衰减项、频率的变化率项、震源激发项；变化率项中包含与路径有关的参数，吸收特征信息；

3)根据双井微测井得出的层信息结果，替换单井微测井的震源激发项和与频率无关项，以及与路径有关的参数项，求取品质因子；

4)重复步骤1)至3)，直至所有相邻炮处理完毕。

本发明所采用的技术方案还包括：工区内有至少一口双井微测井资料，工区内各点的激发条件变化不大。

激发井口对应有接收检波器，利用激发井口检波器合理拾取初至信息，根据平均速度公式计算得出炮点到井口的平均速度信息，然后利用平均速度和层速度的递推公式

i＝2，3，...，N，得出层速度信息。

双井微测井利用井口井底道的接收信息，做频谱变换取对数比后，表示出每一炮激发后对应的井口井底道关于频率的线性方程，其截距为与频率无关的其他因素引起的衰减项，斜率为频率的变化率。

单井微测井相邻炮之间的振幅比组成的线性方程，除了包括与频率无关的项、频率变化率项之外，还包括一个震源项信息。

本发明的优点是：基于微测井求取品质因子的技术对模型数据进行了试处理，利用微测井资料反演速度值时，在初至时间合理的情况下，能给出比较精确的近地表速度值；反演品质因子值走势与理论值走势相同，可以用于实际资料的应用。

附图说明

图1为双井微测井井底井口波形、频谱对比图；其中(a)为井底波形，(b)为井口波形，(c)为井底处激发，井底井口单道频谱对比(左侧为对数坐标)；

图2为双井微测井和单井微测井示意图；其中(a)为双井微测井示意，(b)为单井微测井示意；

图3为合成微测井记录波形；其中(a)为双井微测井波形，(b)为单井微测井波形；

图4为微测井反演的速度图；

图5为微测井反演的品质因子图；

图6为原始实际地震剖面；

图7为反演Q值及走势曲线；

图8为工区三维吸收衰减图像。

具体实施方式

在地震波激发、传播和接收这一过程中，激发和接收都要受到近地表的影响，而近地表的低速、低品质因子会对地震波的信息造成巨大的影响。利用双井资料得到的图1，从波形和频谱图中可以看出，在井中激发，地表和井底激发的不同情况，其能量差异在短短40m范围内能达到30db。实际工作中，即使在激发时避开了浅层影响，在接收时也会受到近地表的强吸收作用，因此有必要对浅层地震资料进行能量补偿。

本发明的基本原理是：利用微测井资料进行品质因子的求取，一个主要的问题就是微测井中每炮激发能量的均衡。由于离地面比较近，微测井资料在实际操作中，深处时是使用少量炸药激发，随着深度的递减，主要采用的是雷管激发，离地面越近雷管数量越少。这就使得利用相邻炮之间的能量差异的变化，来进行品质因子的求取变得不可行。对此，我们利用微测井资料中的双井信息，来消除每炮的能量差异。然后将其得出的相关信息应用到单井微测井中，实现利用单、双井微测井资料进行品质因子的求取。

这种反演方法必要的条件有：

1，工区内有至少一口双井微测井资料；

2，工区内各点的激发条件变化不大，否则应增多双井微测井的数量，并且能够达到的垂向分辨率为炮点的间距。

图2给出的是双井微测井和单井微测井的示意图。

根据微测井图示信息，进行速度的求取。可以认为波在地层中沿垂直方向的直线传播。这时的射线平均速度就等于地层的平均速度，这样假设的目的，一是为了简化计算，同时也是为了增强算法的稳定性。事实上，算法的稳定性(或者说反问题的适定性)往往跟计算精度是一对矛盾。为了使得算法稳定，通常采取牺牲一定的精度作为代价。无论是双井微测井还是单井微测井，在激发井口对应都有接收检波器，利用激发井口检波器合理拾取的初至信息，都可以根据平均速度公式计算得出炮点到井口的平均速度信息，然后利用平均速度和层速度的递推公式

就可以得出层速度信息。

在地震波传播过程中，引起振幅衰减的因素有很多，假设除地层的非弹性吸收以外，其他因素引起的能量衰减均与频率无关。基于层状介质模型假设，对双井微测井而言，利用井口井底道的接收信息，做频谱变换取对数比后，就可以表示出每一炮激发后对应的井口井底道关于频率的线性方程，其截距为与频率无关的其他因素引起的衰减项，斜率为频率的变化率。这个变化率项包含了地震波在各层传播时与路径有关的参数(可以通过射线追踪得出)，还含括了表征介质吸收的品质因子的信息。对于微测井激发的N炮，每一炮都可以采取类似的处理，就能得到一个关于各层品质因子的方程，联立进行求解，就得出每一层的品质因子值。

对单井微测井，同样假设其他振幅衰减因素与频率无关，则相邻炮之间的振幅比组成的线性方程，除了包括与频率无关的项，频率变化率项之外，还包括一个震源项信息。这个震源项信息可以利用已求出的双井层信息进行替换，消除不同炮之间能量激发差异的影响。

针对双井微测井资料，具体的处理步骤分为以下几步：

1)先得出第i炮激发后的井底井口接收到的衰减特征信息，即对初至波进行频谱变换。

2)计算井口、井底的频谱比值，其中包含的信息有与频率无关的衰减项，频率的变化率项；变化率项中又包含与路径有关的参数，吸收特征信息。

3)根据射线追踪原理，计算2)中的与路径有关的参数项。

4)重复步骤1)至3)，直至所有炮处理完毕。

5)联立线性方程组，求取品质因子。

对单井微测井资料，具体的处理步骤分为以下几步：

1)先得出第i-1，i炮激发后的井口接收到的衰减特征信息，即对初至波进行频谱变换。

2)计算相邻两道的频谱比值，其中包含的信息有与频率无关的衰减项，频率的变化率项，另外有震源激发项；变化率项中包含与路径有关的参数，吸收特征信息。

3)根据双井微测井得出的层信息结果，替换掉单井微测井的震源激发项和与频率无关项，以及与路径有关的参数项，求取品质因子。

4)重复步骤1)至3)，直至所有相邻炮处理完毕。

通过以上具体的步骤处理，达到利用单井微测井资料求取品质因子的目的。

利用基于微测井求取品质因子的技术对模型数据进行了试处理。如图3为人工合成微测井记录波形。在正演过程中，双井资料是井口、井底道间隔记录图；单井资料是井口接收图。在双井资料中，可以看出，井底井口接收道波形差异明显，能量相差也很大。

图4为微测井反演的速度图，图5为微测井反演的品质因子图。从图中可以看出，利用微测井资料反演速度值时，在初至时间合理的情况下，能给出比较精确的近地表速度值；反演品质因子值走势与理论值走势相同，可以用于实际资料的应用。

图6为某地区的微测井资料，图7为其对应的品质因子走势图。从波形图可见每炮激发强度不同，能量差异显著，由浅到深，波形整体满足变弱趋势。地面-30m激发时间隔1m，30m-50m间隔2m。对比反演结果品质因子图可以看出，随着波形出现异常，在25-30m范围段，Q值也比较小，衰减比较严重。

当微测井数量比较多时，就可以给出工区范围内三维的近地表吸收衰减图像。对某工区进行了近地表吸收衰减求取后，得到的近地表三维品质因子数据体见图8。

通过前面的处理实例可以看到，利用基于微测井资料反演品质因子的技术，可以有效的得到近地表吸收衰减模型。结合速度信息，能建立比较精确的近地表模型。

Claims

1.一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于针对双井微测井资料，其具体的处理步骤为：

3)根据射线追踪原理，计算2)中的与路径有关的参数项；

4)重复步骤1)至3)，直至所有炮处理完毕；

5)联立线性方程组，求取品质因子。

2.根据权利要求1所述的一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于对单井微测井资料，其具体的处理步骤为：

4)重复步骤1)至3)，直至所有相邻炮处理完毕。

3.根据权利要求1所述的一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于工区内有至少一口双井微测井资料，工区内各点的激发条件变化不大。

4.根据权利要求1所述的一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于激发井口对应有接收检波器，利用激发井口检波器合理拾取初至信息，根据平均速度公式计算得出炮点到井口的平均速度信息，然后利用平均速度和层速度的递推公式

得出层速度信息。

5.根据权利要求1所述的一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于双井微测井利用井口井底道的接收信息，做频谱变换取对数比后，表示出每一炮激发后对应的井口井底道关于频率的线性方程，其截距为与频率无关的其他因素引起的衰减项，斜率为频率的变化率。

6.根据权利要求2所述的一种利用微测井反演近地表品质因子三维数据体技术，其特征在于单井微测井相邻炮之间的振幅比组成的线性方程，除了包括与频率无关的项、频率变化率项之外，还包括一个震源项信息。