CN104755960B - 基于盆地建模对用于处理地震数据的速度模型的改进 - Google Patents
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Abstract
在具有处理器和存储器的计算机系统中实施一种开发用于对地震数据集进行处理的速度模型的方法。所述方法包括：由所述地震数据集导出第一速度模型；基于所述速度模型和对地震数据集的解释构建盆地模型；采用校准数据验证所述盆地模型；由所述经验证的盆地模型导出第二速度模型；以及至少部分地基于所述第二速度模型更新所述第一速度模型。
Description
技术领域
所公开的实施方式总体上涉及地震数据处理，具体而言，涉及用于基于盆地建模改进用于处理地震数据(例如，成像，层析成像等)的速度模型的系统和方法。
背景技术
地震成像是一种将在地表记录的地震波移到地下的事件发生位置，由此建立更加精确的地下图像的方法。高质量地震图像有利于降低油气勘探风险以及将干钻孔的数量降至最低，随着石油勘探向基性盐储集层成像的转移就更是如此。由地震数据集生成高质量地震图像(尤其是诸如断层、盐矿体、褶皱等的复杂地址构造的深度图像)的前提是具有准确的速度模型。就常规而言，地震成像采用的速度模型是采用(例如)地震层析成像由地震数据集本身导出的，其受到有限量的非地震数据，例如，测井曲线数据和实验室试验结果的限制。因此，所述速度模型倾向于是静态模型，因为它只是基于当前可得的信息构建的，而没有利用与特定区域内的地质、地质力学或岩石的成岩历史相关的信息。
盆地建模(或油气系统建模)是一种用于分析沉积盆地的形成和演变，对来自多个地质学科的信息加以处理以及建立用于表征(例如)某一区域内的埋藏史、热史、壮年期历史以及碳氢化合物的排出、迁移和捕集的直观模型的工具。由对这些模型的分析，人们能够对一些事情做出推断，例如，油气生成和时间推定、潜在油源岩的壮年期以及排出碳氢化合物的迁移路径。但是到目前为止，盆地建模技术在用于地震成像的速度模型的改进方面还没什么用处。
发明内容
根据下文所述的一些实施方式，在具有处理器和存储器的计算机系统中实施一种开发用于对地震数据集进行处理的速度模型的方法。所述方法包括：(i)由所述地震数据集导出第一速度模型，(ii)基于所述速度模型和对地震数据集的解释构建盆地模型，(iii)采用校准数据验证所述盆地模型，(iv)由所述经验证的盆地模型导出第二速度模型，以及(v)至少部分地基于所述第二速度模型更新所述第一速度模型。
在一些实施方式中，所述第一速度模型是通过对地震数据集的地震层析成像生成的。在这样的实施方式中，构建盆地模型包括(i)采用第一速度模型由地震数据集生成地震图像，(ii)识别地震图像中的地质构造，以及(iii)采用所识别出的地质构造和非地震数据构建盆地模型，所述非地震数据包括下述数据的至少其中之一：(i)实验室测试结果、(ii)由测井曲线数据导出的一种或多种岩石物理性质以及(iii)机械地球模型。
在一些实施方式中，验证盆地模型包括由盆地模型导出在一个或多个预定义位置处的地球物理学数据。这样的预定义位置包括井位置、伪井位置、具体地层和2D/3D地质体的至少其中之一。在这样的实施方式中，所述验证还包括将导出的地球物理学数据与校准数据进行比较，并在由盆地模型导出的地球物理学数据和预定义位置处的校准数据之间根据一个或多个预定义标准存在不匹配时采用校准数据中的至少一些对盆地模型进行修改。
在一些实施方式中，导出第二速度模型还包括从经验证的盆地模型提取有效应力数据，并采用一个或多个变换函数将有效应力数据变换为第二速度模型。这样的变换函数是由对井数据和可用模拟的岩石物理性质分析以及地震数据集和非地震数据生成的。在一些实施方式中，这样的变换函数的生成是最初采用地震数据集和非地震数据构建一个或多个岩石性质立方体。所述岩石性质立方体跟踪地质力学性质、埋藏史、地层情况和成岩作用。从对应于预定义位置的岩石性质立方体提取岩石性质，所述预定义位置包括地层、井位置、伪井位置、2D/3D地质体。之后采用所提取的预定义位置处的岩石性质定义变换函数。
在一些实施方式中，更新第一速度模型还包括生成第一速度模型和第二速度模型之间的差，并识别出第一速度模型中的需要进一步考查的区域。这样的区域包括第一速度模型和第二速度模型之间的差高于预定义阈值水平的区域。更新第一速度模型还包括采用第二速度模型修改第一速度模型中的所识别出的区域的至少其中之一，以及对经修改的第一模型进行平滑处理。
在一些实施方式中，更新第一速度模型还包括确定地震数据集中的常见图像采集的采集平直度的量度。所述常见图像采集是由第一速度模型中的需要进一步考查的区域生成的。在所述采集平直度的量度满足预定义误差水平时，保持第一速度模型中的所述区域；在采集平直度的量度不满足预定义误差水平时，采用第二速度模型中的对应区域替代第一速度模型中的所述区域。之后对经修改的第一速度模型进行平滑处理。
在一些实施方式中，更新第一速度模型还包括采用地震数据集和非地震数据识别第一速度模型中的泥线，所述泥线在第一速度模型中具有预定义深度，低于该深度将认为第一速度模型是不可靠的。在这样的实施方式中，采用第二速度模型的对应部分代替所述预定义深度的地层以下的第一速度模型。之后对经修改的第一速度模型进行平滑处理。
在一些实施方式中，更新第一速度模型还包括选择第一速度模型中的对应于2D/3D地质体的区域，并向所选择的区域分配来自第二速度模型的速度。之后对经修改的第一速度模型进行平滑处理。
在一些实施方式中，所述校准数据是通过采用地震数据集和非地震数据修改第一速度模型并识别出经修改的第一速度模型中的一个或多个在第一速度模型和盆地模型之间存在不匹配的参考区域而生成的。从经修改的第一速度模型中提取对应于所识别出的参考区域的速度，并将其变换成作为校准数据的部分的压力数据。
根据下文所述的一些实施方式，提供了一种开发用于对地震数据集进行处理的速度模型的计算机系统。所述计算机系统包括存储器、一个或多个处理器以及存储在存储器内的一个或多个程序模块。所述程序模块在通过一个或多个处理器运行时被配置为使所述一个或多个处理器执行某些操作。一项这样的操作是由地震数据集导出第一速度模型。另一项这样的操作是基于第一速度模型和对地震数据集的解释构建盆地模型。另一项操作是计算上覆岩层压力(overburden)、孔隙压力和有效应力。又一项这样的操作是采用校准数据验证所述盆地模型并由经验证的盆地模型导出第二速度模型。又一项这样的操作是至少部分地基于第二速度模型更新第一速度模型。
根据下文所述的一些实施方式，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其存储着一个或多个程序，所述程序供计算机系统的一个或多个处理器运行，以开发用于处理地震数据集的地震模型。所述一个或多个程序包括用于执行下述某些操作的指令。一项这样的操作是由地震数据集导出第一速度模型。另一项这样的操作是基于第一速度模型和对地震数据集的解释构建盆地模型。另一项这样的操作是计算上覆岩层压力、孔隙压力和有效应力。又一项这样的操作是采用校准数据验证所述盆地模型并由经验证的盆地模型导出第二速度模型。又一项这样的操作是至少部分地基于第二速度模型更新第一速度模型。
总之，可以采用本申请中公开的技术开发更为精确的速度模型，之后能够采用其生成更加精确的地震图像。速度模型的准确度不仅基于地震数据，而且还采用非地震数据对其校准。具体而言，盆地建模通过在动态地质演变过程的背景下更新速度模型对速度模型的改进做出了特有的贡献，而单独采用地震数据则做不到。
附图说明
通过下文所述的结合附图考虑的对本发明的各个方面的详细说明，本发明的上述实施方式以及其他实施方式将得到更加清楚的理解。在附图的几个视图当中以类似的附图标记表示对应的部分。
图1是示出了根据一些实施方式的用于在迭代的基础上执行地震成像和速度模型评估的过程的流程图。
图2A是示出了根据一些实施方式的用于构建/修改盆地模型并由盆地模型导出速度模型的过程的流程图。
图2B是示出了根据一些实施方式的构建/修改岩石性质立方体的过程以及由岩石性质立方体导出速度变换函数的过程的流程图。
图2C是示出了根据一些实施方式的基于地震数据由速度模型生成盆地模型校准数据的过程的流程图。
图3A是示出了根据一些实施方式的采用由盆地建模导出的速度模型改进地震层析成像的过程的流程图。
图3B是示出了根据一些实施方式的借助于由盆地建模导出的速度模型更新地震层析成像速度模型的过程的流程图。
图3C-3E是说明根据一些实施方式如何借助于由盆地建模导出的速度模型更新地震层析成像速度模型的相应情况的流程图。
图4是说明根据一些实施方式的包括各种程序模块的计算机系统的方框图，所述程序模块用于采用盆地建模改进适用于地震数据处理的速度模型。
具体实施方式
如上文所述，地震成像的结果取决于地震成像采用的速度模型的准确度。区域的地质构造越复杂，速度模型的准确度对于精确的地震图像的生成就越重要。反之，所得到的地震图像还可用于改进速度模型。例如，通过分析地震图像，解释器能够识别出图像中的主要地质构造，并判断地震事件在该图像中的聚焦水平如何。之后，可以通过这样的解读结果得到改进的速度模型，继而采用该模型生成更加精确的图像。因此，经常将地震成像和速度建模表征为可以多论迭代直到获得预期结果的自举过程。
图1是示出了根据一些实施方式的用于以迭代方式执行地震成像和速度模型评估的过程的流程图。注意，2D或3D地震数据集经常要经历一个或多个预处理步骤(图中未示出)，之后才能具备用于速度分析模块25和地震成像模块30的适当条件(就像该图中的地震数据20那样)。经过这些年，开发出了很多用于执行速度分析的方法，包括速度－频谱分析以及地震层析成像速度分析，这些都是本领域技术人员已知的。在速度分析模块25由地震数据生成速度模型10之后，地震成像模块30能够采用速度模型10执行对地震数据20的地震成像。就像速度分析一样，有很多已知的地震成像方法，包括时间偏移和深度偏移。地震成像模块30的输出是地震图像40，其可以是2D片层或3D立方体。解释器或解释过程能够由地震图像40识别出图像中的主要反射体的位置，并采用这样的信息确定地下区域内的油气资源分布。成像采集(gather)平直度和/或地震图像40的质量经常是地震成像模块40采用的速度模型10的准确度的良好指标。如果质量令人满意(60，是)，那么可以停止所述过程(80)；否则(60，否)，该过程可以进行至更新速度模型(70)，并向地震成像模块30提供更新的速度模型，从而对地震数据20重新成像。
根据本申请的一些方面，通过盆地建模过程辅助速度模型的更新，因为盆地建模过程提供了地震数据所缺少的目标区域的动态信息。图2A是示出了根据一些实施方式的用于构建/修改盆地模型并由盆地模型导出速度模型的过程的流程图。如图中所示，盆地建模的早期步骤之一是解释(110)地震图像，以识别出地震图像中的处于不同深度上的那些初始地质构造。注意，在此将所述地质构造标示为“初始”是因为它们可能随着盆地建模过程的继续而变化。代表性的地质构造可以包括但不限于地层(其可以表示储集层或封闭区间)、断层、盐、盐焊接等。所述构造的复杂性可能导致单独由地震数据得出的速度模型不准确，而且往往成像也较差。但是，如果能够在地震图像中将它们适当的识别出来，继而将其包含到盆地模型内，那么盆地建模过程可以扩充由地震图像导出的解释结果，并且允许通过使盆地模型与各种类型的校准数据相关而将在地质上合理的参数投射到地震图像的质量较差的区域内。在一些实施方式中，采用这样的信息生成的速度模型比单独由地震数据导出的速度模型更加精确。
所述盆地模型是采用所述解释结果和其他可用数据构建的，所述其他数据包括实验室测试、岩石物理性质和/或机械地球模型。这些年，研究人员和地质学家开发出了很多盆地建模工具，从而通过历史分析地球的内部状况。可以将这些工具用于：(i)碳氢化合物的分析，具有潜在的可采出容量的碳氢化合物的生成、迁移和储量，(ii)通过时间对某一区域的构造形式的重构，或者(iii)确定地下区域内的压力环境。几个代表性的盆地建模工具包括来自美国Platte River Associates公司的BasinModTM、来自法国的Beicip-Franlab的Temis SuiteTM以及来自IESTM(Schlumberger)的PetroMod和PermediaTM(Halliburton)，通过引用将其每者并入本申请。
之后将由所述解释结果导出的初始盆地模型与校准数据进行比较(120)，以判断在盆地模型和校准数据之间是否存在很好的拟合(125)。代表性校准数据包括井数据、伪井数据、地震数据、碳氢化合物迹象(shows)等。在这些盆地建模工具中的大部分当中，与之进行比较的校准数据(例如，孔隙度、温度、源岩壮年期指标、孔隙压力和各种测井曲线)是由各种外部来源导出的，并且将作为输入数据提供给程序，将参照所述数据对盆地模型参数进行调整。如果在盆地模型和校准数据之间存在很好的拟合(125，是)，例如，如果盆地模型和校准数据之间的差满足预定的阈值水平或者拟合标准(其通常处于1％到5％的范围内)，那么认为盆地模型充分准确，之后从所述盆地模型提取(135)有效应力，并采用一个或多个变换函数将其变换(140)成速度模型。下文联系图2B提供了有关所述变换函数的更多细节。
如果所述盆地模型没有很好地拟合(125，否)，例如，如果盆地模型和校准数据之间的差不满足预定义的阈值水平或者拟合标准，
那么所述过程将采用所述校准数据修改(130)所述盆地模型。例如，可以由盆地模型导出既定井位置处的压力数据。之后，将所述压力数据与在该井位置处测得的压力数据进行比较。如果两组压力数据不相互匹配，那么这意味着必须通过例如修改盆地模型的孔隙度和渗透率数据对盆地模型进行修订，直到由盆地数据导出的压力数据与在该井处测得的压力数据一致为止。注意，这些步骤(120，125和130)可以多次迭代，直到认为盆地模型是对校准数据的很好的拟合为止。在一些实施方式中，可以通过解逆问题实现对盆地模型的校准。
注意，需要一个或多个步骤将作为校准数据的很好的拟合的盆地模型转换为速度模型。例如，首先采用盆地模型的纵向渗透率(Kv)和水平渗透率(Kh)计算压力数据。之后，从地下区域的上覆岩层压力减去所述压力数据，以生成该区域的有效应力。之后，采用一个或多个变换函数将有效应力变换为速度模型。
图2B是示出了根据一些实施方式的构建/修改岩石性质立方体的过程以及由岩石性质立方体导出速度变换函数的过程的流程图。在一些情况下，将这一过程的输入数据划分成两个不同的类别：(i)包括实验室测试、岩石物理性质和机械地球模型的非地震数据150以及(ii)诸如孔隙度、渗透率和地震阻抗等的地震反演结果155。
所述过程采用这两种类型的输入数据构建(160)一个或多个岩石性质立方体，这些立方体将凸显(honor)不同类型的地质观测结果，例如，地质力学性质、埋藏史、地层情况、成岩作用等。在一些实施方式中，岩石性质立方体包括Kv立方体、Kh立方体、孔隙度立方体等。就像盆地建模工具一样，由很多可以用来由地震和非地震数据构建岩石性质立方体的工具。例如，可从开曼群岛乔治市的Paradigm获得的GOCAD以及可从Schlumberger获得的Petrel都是常用的地质建模套装软件，其将适合于根据本发明的一些实施方式的使用。有时对不同的岩石性质立方体进行反复修改，直到它们相互地以及与其他地质信息一致为止。
在生成岩石性质立方体之后，过程进行至从岩石性质立方体提取预定义位置处的一些性质。例如，可以沿那些地层单元(165)，例如，在地震图像的解释结果的基础上，以及沿伪井位置或者2D/3D地质体(170)从不同岩性的对应岩石性质立方体提取垂直和水平渗透率(Kv和Kh)。出于举例说明的目的，在图2B中单独示出了不同类型的位置的性质提取。但是本领域技术人员将理解如果有必要可以将它们合并到一个步骤当中。在相应的岩石性质立方体中提取了预定义位置处的岩石性质之后，所述过程为正在构建的盆地模型定义(175)包括Kv、Kh、孔隙度、有效应力、深度等在内的不同岩石性质之间的一种或多种关系。之后，将这些岩石性质关系添加(180)至盆地模型，可以采用其中的一些(例如，渗透率和有效应力之间的关系)作为变换函数，从而从盆地模型导出速度模型。
如上文所述，用于修改盆地模型的校准数据可以来自不同的来源，其中之一就是地震数据本身。图2C是示出了根据一些实施方式的基于地震数据由速度模型生成盆地模型校准数据的过程的流程图。具体而言，可以采用诸如地震测井和井数据的其他现有数据校准(205)由地震数据生成的速度模型。类似地，可以采用实际井数据修改单独由地震数据导出的速度模型。
接下来，可以在用于盆地模型的校准的改进速度模型中识别(210)出某些参考区域。在一些实施方式中，所识别出的区域是速度模型中的那些被认为正确但是与盆地模型不一致的区域。在这种情况下，采用速度模型生成用于校准盆地模型的额外数据。例如，所述过程可以沿在地震图像中识别出的某些地层从速度模型提取(215)速度，之后采用上文联系图2描述的变换函数中的某些函数将所述速度变换为压力数据。类似地，所述过程可以从速度模型提取出某些预定义地质体内(220)或者伪井位置处(225)的速度，之后将其变换为对应位置处的压力数据。之后，将由速度模型导出的预定义位置处的压力数据添加(220)至校准数据集以作为在必要时对盆地模型进行修改的额外校准数据。
由图2A所示的盆地模型导出的速度模型具有多种用途。例如，可以将所述速度模型用于改善地震层析成像结果。图3A是示出了根据一些实施方式的采用由盆地建模导出的速度模型改进地震层析成像的过程的流程图。在由盆地模型导出(310)速度模型之后，采用某一过程，从而利用(315)速度模型以及由速度模型导出的数据(例如，沿现有地层的速度梯度)定义某些凸显目标区域的地层情况的引导(guiding)趋势。由于盆地建模过程具有某些被构建到盆地模型内的地层信息(例如，来自校准数据)，因而盆地建模结果允许将在地质上合理的参数投射到地震图像不符合要求(例如，由于差的速度模型导致的)的区域内。
采用所述引导趋势信息作为限制条件向地震数据重新应用地震层析成像，以生成(320)比前一个速度模型更加精确的新的速度模型。在一些实施方式中，采用由盆地建模导出的速度模型作为对地震层析成像中采用的速度模型的初始猜测。在这种情况下，由于由盆地建模导出的速度模型与推定的实际速度模型相差不远，因而地震层析成像应当快速地收敛于实际速度模型。
由盆地建模过程导出的速度模型的另一用途是提高地震图像的质量。如上文联系图1所述，地震层析成像速度模型在某些区域(例如，包括复杂地质构造的区域)内可能不够准确。在这种情况下，可以采用基于盆地建模的速度模型更新地震层析成像速度模型，以提高其准确度。图3B是示出了根据一些实施方式的借助于由盆地建模导出的速度模型更新地震层析成像速度模型的过程的流程图。所述过程首先由盆地模型导出(325)速度模型，并由地震层析成像导出(330)另一速度模型。接下来，所述过程通过(例如)从地震层析成像速度模型减去基于盆地模型的速度模型生成(335)两个速度模型之间的差。两个速度模型之间的差突出了两个速度模型彼此不一致的区域。在一些实施方式中，所述过程还识别(340)出地震层析成像速度模型中的(例如)两个速度模型之间的差高于预定义阈值水平(例如，速度的5％)的区域。一般而言，所识别出的两个速度模型彼此不一致的区域往往是需要进一步更新的那些区域。但是，在特定区域内两个速度模型相一致不能保证两个速度模型在该区域内都是正确的。有可能结果两个速度模型都是不正确的。因此，在所述过程借助于两个模型中的一个模型(例如，基于地震模型的速度模型)对另一个(例如，地震层析成像速度模型)进行更新(345)时，焦点未必局限于两个速度模型彼此不一致的区域。在一些实施方式中，所述过程开始于存在显著的不一致的区域，之后继续进行至其他区域(例如，地层、地质体等)，即使两个速度模型看起来是相互一致的，最终将两个速度模型合并成一个混合速度模型。
对于速度模型中的具体区域而言，将两个速度模型合并成一个混合速度模型可能存在多种选择。图3C-3E是说明根据一些实施方式如何借助于由盆地建模导出的速度模型更新地震层析成像速度模型的相应情况的流程图。如图3C所示，所述过程首先识别地震图像中的特定区域处的常见图像采集，其可能要求对其速度模型进一步更新，之后确定(350)这一区域的采集平直度(MGF)的量度。注意，地震成像的主要目标是将在地面采集的地震波移到地下，并使其聚焦在对地震波的生成负责的位置上。如果用于地震数据的迁移的速度模型不正确，地震波就不会聚焦。MGF属性实际上是测量速度模型的准确度的参数。例如，如果MGF低于预定义误差ε(355，是)，那么所述过程假定基于地震层析成像的速度模型充分准确，继而采用(360)其作为特定区域的速度。否则(365，否)，所述过程可以针对这一区域选择(365)基于盆地模型的速度模型来替代基于层析x射线摄影术的速度模型。在一些实施方式中，这一过程针对速度模型中的多个区域重复其自身，直到生成了混合速度模型为止。由于所述混合速度模型可能具有来自不同速度模型的不同区域，因而所述过程可以对所述混合速度模型做进一步的平滑处理(370)。
图3D示出了另一种生成混合速度模型的方案。在这种情况下，研究基于地震层析成像的速度模型，以识别(375)该模型中处于泥线以下的深度，其将使得所述的基于地震层析成像的速度模型被认为是不准确的。一般而言假定基于地震层析成像的速度模型在靠近地表的地方更加准确，随着向地下的深入将逐渐失去其保真度。在一些实施方式中，泥线的识别可能涉及其他类型的可用数据，例如，井数据、地震图像等。在识别出泥线之后，所述过程将采用对应的盆地模型替换(380)泥线下的层析成像速度模型。最后，所述过程可以对所述混合速度模型做进一步的平滑处理(385)。
图3E示出了又一种生成混合速度模型的方案。在这种情况下，所述过程基于不同类型的可用信息，例如，构造解释、地下模型、机械地球模型等识别(390)地震层析成像速度模型中的区域，并定义速度模型中的需要进一步的分析和可能的更新的某些区域、地质体或者其他2D/3D对象。接下来，所述过程向所识别出的区域中的每者分配(395)适当的速度，以生成混合速度模型。在一些实施方式中，用于所识别出的区域的速度可以是来自地震层析成像速度模型的速度或者来自盆地建模速度的速度。最后，所述过程可以对所述混合速度模型做进一步的平滑处理(399)。
应当指出，上文所述的用于生成混合速度模型的三种方案是不互斥的，一种方案的使用排斥另一种方案的使用。实际上，很可能按照互补的方式采用不同的方案，从而能够由不同的方案生成混合速度模型的不同区域。
图4是说明根据一些实施方式的包括各种程序模块的计算机系统400的方框图，所述程序模块用于采用盆地建模改进用于地震数据处理的速度模型。计算机系统400包括：一个或多个处理器402，其用于执行存储在存储器412内的模块、程序模块和/或指令，由此执行预定义操作；一个或多个网络或其他通信接口410；存储器412；以及一条或多条用于使这些部件互连的通信总线414。在一些实施方式中，计算机系统400包括用户输入接口404，其包括一个或多个输入装置406(例如，键盘或鼠标)。在一些实施方式中，计算机系统400具有用于显示地震数据和速度模型等的内置显示器408。
在一些实施方式中，存储器412包括高速随机存取存储器，例如，DRAM、SRAM、DDR、RAM或者其他随机存取固态存储装置。在一些实施方式中，存储器412包括非易失性存储器，例如，一个或多个磁盘存储装置、光盘存储装置、闪速存储装置或者其他非易失性固态存储装置。在一些实施方式中，存储器412包括相对于处理器402处于远程位置的一个或多个存储装置。存储器412或者存储器412内的一个或多个存储装置(例如，一个或多个非易失性存储装置)包括非暂态计算机可读存储介质。在一些实施方式中，存储器412或存储器412的计算机可读存储介质存储下述程序、模块和数据结构或其子集：
包括用于操纵各基本系统服务以及用于执行硬件相关任务的过程的操作系统416；
用于通过通信网络接口410以及一个或多个通信网络(有线或无线)、其他广域网、局域网、城域网等将计算机系统400连接至其他装置的网络通信模块418；
一个或多个用于处理地震数据的地震处理模块420，其包括地震层析成像模块422、地震成像模块424、地震反演模块426；
一个或多个盆地建模模块，其包括地质构造解释模块430、盆地模型构造模块432、盆地模型校准模块434、速度生成模块436和输入/输出模块438；
岩石性质立方体生成模块440，其包括一个或多个用于生成渗透率立方体442(其还可以包括垂直渗透率444和水平渗透率446)和孔隙度立方体448等的子模块；
盆地建模校准数据集450，其包括井数据452、伪井数据454和地震数据456；以及
一个或多个速度模型生成模块460，其包括混合速度模型生成模块462、层析成像速度改善模块464等。
在一些实施方式中，计算机系统400对应于单个计算机。在其它实施方式中，所述计算机系统对应于分布式计算机系统。
尽管上文描述了具体的实施方式，但是应当理解其并非旨在使本发明局限于这些具体的实施方式。相反，本发明包括处于所附权利要求的精神和范围内的替代、修改和等价方案。阐述了很多具体的细节，从而提供对文中提供的主题的透彻理解。例如，有可能将地震数据从时域转化到频域，之后在使其受到在频域中执行的数据压缩/解压缩以及多项预测/删除操作。尽管作为例子本申请采用了地表相关多重预测，但是对于本领域技术人员而言显然可以在无需这些具体细节的情况下通过其他可以得益于FPGA协处理器的存储器中的压缩地震记录迹的组织的地震数据处理操作实践所述主题。在其他情况下，没有对公知的方法、过程、部件和电路进行详细描述，以避免对所述实施方式的各个方面造成不必要的模糊。
尽管文中可能采用词语第一、第二等描述各个元件，但是这些元件不应受到这些词语的限制。这些词语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不背离本发明的范围的情况下可以将第一排序标准称为第二排序标准，类似地，可以将第二排序标准称为第一排序标准。第一排序标准和第二排序标准都是排序标准，但是它们并非相同的排序标准。
在文中对本发明的描述当中所采用的术语仅用于描述具体的实施方式的目的，其并非意在对本发明构成限制。本发明的说明书和所附权利要求中采用的单数冠词意在还包含复数形式，除非上下文明确地另行指出。还应当理解，文中采用的词语“和/或”是指并且包含一个或多个相关列举项的任意可能的组合。还应当理解，本说明书中采用的词语“包括”、“包含”指定了所陈述的特征、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。
可以根据上下文将文中采用的“如果”一词解释为表示“在所陈述的先决条件为真时”、“所陈述的先决条件一旦为真就”、“响应于确定所陈述的先决条件为真”或者“根据所陈述的先决条件为真的确定”或者“响应于检测到所陈述的先决条件为真”。类似地，短语“如果判断[所陈述的先决条件为真]”或者“如果[所陈述的先决条件为真]”或者“在[所陈述的先决条件为真]时”可以被解释为表示“在确定所陈述的先决条件为真时”或者“响应于确定所陈述的先决条件为真”或者“响应于所陈述的先决条件为真的确定”或者“一旦检测到所陈述的先决条件为真就”或者“响应于检测到所陈述的先决条件为真”。
尽管各附图中的一些按照特定的顺序示出了若干逻辑级，但是可以对不具有顺序相关性的级重新排序，并且可以对其他级进行合并或分解。尽管具体地陈述了一些重新排序或者其他分组，但是对于本领域技术人员而言其他的重新排序或分组也是显而易见的，因而根本不存在备选方案的穷举清单。此外，应当认识到可以在硬件、软件或其组合内实施所述级。
出于解释的目的，已经参考具体的实施方式做出了前述说明。但是，上述作为举例说明的讨论并非旨在进行穷举或者使本发明局限于所公开的确切形式。考虑到上述教导很多修改和变化都是可能的。对所述实施方式的选择和描述是为了对本发明的原理及其实际应用做出最佳的解释，由此使本领域技术人员更好地利用本发明并且设想各种适合于具体的用途的具有各种修改的实施方式。实施方式包括处于所附权利要求的精神和范围内的替代、修改和等价方案。阐述了很多具体的细节，从而提供对本发明的透彻理解。但是，本领域技术人员显然可以认识到能够在无需这些具体细节的情况下实践所述主题。在其他情况下，没有对公知的方法、过程、部件和电路进行详细描述，以避免对实施方式的各个方面造成不必要的模糊。
Claims (13)
1.一种开发用于对地震数据集进行处理的速度模型的方法，包括：
在具有处理器和存储器的计算机系统中：
从地震数据集解释初始地质构造；
从所述初始地质构造以及从实验室测量、岩石物理性质和机械地球模型的至少其中之一导出的岩石性质构建初始盆地模型；
采用校准数据验证所述初始盆地模型；
基于水平渗透率和纵向渗透率从经过验证的初始盆地模型确定有效应力；
通过基于岩石物理学的一个或多个变换函数将所述有效应力转换成基于盆地模型的速度模型；
采用地震层析成像从所述地震数据生成地震层析成像速度模型；
通过在每个区域中从所述基于盆地模型的速度模型或者从所述地震层析成像速度模型选择速度来构建包括多个区域的混合速度模型；以及
采用所述混合速度模型用于处理所述地震数据集以产生高质量地震图像，从而降低油气勘探风险并将干钻孔的情况降至最低。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，验证所述初始盆地模型还包括：
由所述初始盆地模型导出一个或多个预定义位置处的地球物理学数据，其中，所述预定义位置包括井位置、伪井位置、具体地层以及多维地质体的至少其中之一；
将所导出的地球物理学数据与校准数据进行比较；以及
在由所述初始盆地模型导出的地球物理学数据和预定义位置处的校准数据之间根据至少一个预定义标准存在不匹配时采用校准数据中的至少一些对所述初始盆地模型进行修改以生成经过修改的盆地模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个变换函数是通过(i)对井数据和可用模拟的岩石物理性质分析以及(ii)采用地震数据集和非地震数据构建一个或多个岩石性质立方体而生成的，其中，所述岩石性质立方体凸显地质力学性质、埋藏史、地层情况和成岩作用；并且所述方法还包括：
从对应于预定义位置的岩石性质立方体提取岩石性质，所述预定义位置包括地层、井位置、伪井位置和多维地质体的至少其中之一；以及
采用所提取的预定义位置处的岩石性质定义变换函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，构建混合速度模型还包括：
生成基于盆地模型的速度模型和地震层析成像速度模型之间的差；
识别地震层析成像速度模型中的需要进一步考查的区域，其中，所述区域包括地震层析成像速度模型和基于盆地模型的速度模型之间的差不满足预定义阈值水平的区域；
采用基于盆地模型的速度模型对地震层析成像速度模型中的识别区域进行修改以构造经过修改的速度模型；以及
对经修改的速度模型进行平滑处理以构建所述混合速度模型。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，构建所述混合速度模型包括：
采用所述地震层析成像速度模型来执行地震成像，从而建立第一地震图像并生成常见图像采集；
识别所述第一地震图像中的其中所述常见图像采集中的地震事件不平直的区域，以构造一组不符合要求的区域；以及
通过在所述一组不符合要求的区域中从所述基于盆地模型的速度模型选择速度以及在别处从所述地震层析成像速度模型选择速度来构建所述混合速度模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，构建所述混合速度模型包括：
识别所述地震层析成像速度模型中的泥线的预定义深度，低于该深度将认为所述地震层析成像速度模型是不可靠的；
采用所述基于盆地模型的速度模型的对应部分代替所识别的深度以下的所述地震层析成像速度模型以构造经过修改的速度模型；以及
对经过修改的速度模型进行平滑处理以构建所述混合速度模型。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，构建所述混合速度模型还包括：
选择所述地震层析成像速度模型中的对应于多维地质体的区域；
基于地下模型和机械地球模型的构造解释向所选择的区域分配速度以建立经过修改的速度模型；以及
对经过修改的速度模型进行平滑处理以构建所述混合速度模型。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
采用所述混合速度模型由地震数据集生成新的地震图像；
采用所述混合速度模型和所述初始盆地模型解释所述新的地震图像；
基于所述新的地震图像的解释结果对所述初始盆地模型和所述地震层析成像速度模型进行修订；以及
重复验证、确定和转换步骤以生成新的基于盆地模型的速度模型，并且基于所述新的基于盆地模型的速度模型和经过修订的地震层析成像速度模型来构建新的混合速度模型。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过将所述基于盆地模型的速度模型与所述地震层析成像速度模型进行比较而识别出一个或多个速度限制条件；
采用所述地震层析成像速度模型和所识别出的一个或多个速度限制条件对地震数据集执行地震层析成像，由此导出地震层析成像结果；以及
由地震层析成像结果生成新的地震层析成像速度模型。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述校准数据是通过下述操作生成的：
采用地震数据集和非地震数据修改地震层析成像速度模型；
识别出经修改的地震层析成像速度模型中的一个或多个参考区域，在所述参考区域内在经修改的地震层析成像速度模型和所述初始盆地模型之间存在不匹配；
从经修改的地震层析成像速度模型提取对应于识别出的所述一个或多个参考区域的速度；以及
将所提取出的速度转换成作为校准数据的一部分的压力数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述一个或多个参考区域包括地层、井位置和伪井位置。
12.一种开发用于对处理地震数据集进行处理的速度模型的计算机系统，所述计算机系统包括：
存储器；
一个或多个处理器；以及
存储在存储器内的一个或多个程序模块，其中，所述程序模块在被处理器运行时被配置为使所述处理器执行下述操作：
从地震数据集解释初始地质构造；
从所述初始地质构造以及从实验室测量、岩石物理性质和机械地球模型的至少其中之一导出的岩石性质构建初始盆地模型；
采用校准数据验证所述初始盆地模型；
基于水平渗透率和纵向渗透率从经过验证的初始盆地模型确定有效应力；
通过基于岩石物理学的一个或多个变换函数将所述有效应力转换成基于盆地模型的速度模型；
采用地震层析成像从所述地震数据生成地震层析成像速度模型；
通过在每个区域中从所述基于盆地模型的速度模型或者从所述地震层析成像速度模型选择速度来构建包括多个区域的混合速度模型；以及
采用所述混合速度模型用于处理所述地震数据集以产生高质量地震图像，从而降低油气勘探风险并将干钻孔的情况降至最低。
13.一种开发用于对地震数据集进行处理的速度模型的装置，包括：
用于从地震数据集解释初始地质构造的单元；
用于从所述初始地质构造以及从实验室测量、岩石物理性质和机械地球模型的至少其中之一导出的岩石性质构建初始盆地模型的单元；
用于采用校准数据验证所述初始盆地模型的单元；
用于基于水平渗透率和纵向渗透率从经过验证的初始盆地模型确定有效应力的单元；
用于通过基于岩石物理学的一个或多个变换函数将所述有效应力转换成基于盆地模型的速度模型的单元；
用于采用地震层析成像从所述地震数据生成地震层析成像速度模型的单元；
用于通过在每个区域中从所述基于盆地模型的速度模型或者从所述地震层析成像速度模型选择速度来构建包括多个区域的混合速度模型的单元；以及
用于采用所述混合速度模型用于处理所述地震数据集以产生高质量地震图像，从而降低油气勘探风险并将干钻孔的情况降至最低的单元。
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