CN109696704A - 一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法，本发明属于地震勘探技术中地震各向异性建模领域，它涉及一种新的三维各向异性参数模技术，利用构造信息、地震纵波阻抗和测井速度建立反映横向岩性变化的各向异性参数体，较传统的构造、测井约束建模技术，本发明将反应岩性横向变化的纵波阻抗融入了各向异性参数建模中，其结果可更加精确反映横向岩性变化信息，因此可以获得更加合理准确的纵波各向异性体。本发明适用于少井区域的海上地震资料各向异性建模，可以获得更加准确的三维各向异性体，减小地震速度与测井速度误差，降低偏移成像深度误差，结构简单，易于实现。

Description

一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法

技术领域

本发明涉及地震勘探技术中地震各向异性建模领域技术领域，具体为一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法。

背景技术

在常规地震勘探过程中，通常将地下介质假设为各向同性介质，然而实际地下介质的为各向异性介质，对地震波传播的旅行时和振幅都有较大影响。在地震数据处理和偏移过程中，如果不考虑各向异性的影响，很有可能导致错误的处理结果和解释结果。人们通过大量的勘探实践,各向异性是地下介质中普遍存在的现象。岩石自生各向异性之外，1962年，Backus提出了垂向变化水平沉积各向同性介质也能导致各向异性。1986年，Thomsen首次提出了弱各向异性概念，他认为表征弱各向异性方程要比表征强各向异性方程要简单许多，且大部分的岩层呈现出弱各向异性,并采用Vp、δ和ε三参数来描述VTI介质纵波各向异性，使得各向异性能真正应用于地震资料成像。当地震波在各向异性介质中传播时，波前面不是规则的球面，接收到的道集呈现出非双曲线形态。2012年，Supriyouo、Priyono等人提出用速度随偏移距的变化去反演Thomsen各向异性参数。2008年，Romain Prioul提出利用地震数据和声波测井结合的方法求取各向异性参数。

现如今各向异性深度成像已成为工业界新的标准，各向异性偏移算法则采用TI介质模型，TI介质模型因理论假设合理、物理意义明确，是目前广泛使用的各向异性模型。描述TI介质模型需要三个Thomsen参数，即沿介质对称轴的速度v_p0，和Thomsen参数ε和δ。三个参数之间相互耦合，旅行时对各向异性参数ε较为敏感，可以通过地震道集反演得到。然而，旅行时对δ并不敏感，只能依靠测井数据、VSP资料等进行计算。在各向异性参数建模过程中，若只利用接收到的地震反射波进行直接反演Thomsen参数，反演具有较高不稳定性。为了增加反演的准确性和稳定性，实际解决该问题的方式是结合井信息和其它先验信息来约束各向异性模型，在地震各向异性处理过程中，常规做法是利用井信息和层位信息进行约束插值，将井点处的各向异性δ进行外推插值，获得全局的各向异性体δ。为了获得较为准确稳定的各向异性模型，要求测井信息分布范围广。然而在海上地震资料各向异性参数建模过程中，常常存在少井或者无井的情况，从而造成了井点处δ横向外推误差比较大，各向异性参数不稳定等问题,这些都是实际存在而又急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法，解决了背景技术中所提出的问题。本发明利用构造+纵波阻抗+测井约束建立反映横向岩性变化的各向异性δ体，较传统的构造+测井约束建模技术，其通过加入纵波阻抗约束融入了横向岩性变化信息，因此可以获得更加准确的各向异性体。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法。其目的是利用构造层位、纵波阻抗以及测井信息构建各向异性体方法，解决海上地震资料因少井或者无井造成各向异性参数误差大、不稳定等问题。传统的各向异性参数建模流程是基于构造信息和测井信息进行求取各向异性参数体，首先利用各向同性速度进行叠前深度偏移，根据偏移剖面的各个层位与测井分层信息进行对比，利用偏移层位厚度和测井分层厚度来计算各个层位厚度误差，即

其中d_iso为各向同性偏移地层厚度，d_well为测井分层厚度误差，δ_d为基于地层厚度的各向异性参数。利用公式(1)计算得到各向异性参数一般都是选用大套标志层，利用该方法计算得到的各向异性一般都是一个大套层各向异性的平均值，而对于小层标定，会因为小层厚度深度误差相对较大造成各向异性参数误差较大，因此一般计算小层各向异性参数则是基于地震速度与测井速度的各向异性计算方法，即

其中v_iso为各向同性偏移速度，v_well为测井声波时差速度，δ_v为基于地层速度的各向异性参数。利用测井速度计算得到各向异性参数，由于测井速度精度很高，因此得到井点处的各向异性精度相对较高。在计算井点外各向异性参数时，常规方法是利用构造层位信息进行插值计算，获得井点外的各向异性参数。传统各向异性方法适用于井位较多、构造简单、地层横向变化不强烈的区域。但是在处理海上地震资料，在少井或者无井的区域，若地层横向变化强烈，传统基于构造层位约束插值的算法，则无法有效反映各向异性的空间变化规律，造成井点处δ横向外推误差比较大，各向异性参数不稳定等问题。

为了提高各向异性参数δ反演的稳定性及井口外推各向异性参数的准确性，本发明首先利用各向同性速度及各向同性地震数据进行反演，反演的过程中利用各向同性速度体建立低频模型，密度模型采用密度速度经验关系求取，然后与地震数据反演得到的相对阻抗进行合并，进而求得全区绝对纵波阻抗体，在各向异性参数岩层插值外推过程中引入纵波阻抗约束，求得全局的各向异性体。本发明利用反应岩性横向变化的纵波阻抗约束得到各向异性参数，可弥补因测井速度缺少带来的井点处外推误差大的问题。

一般来说，泥岩表现出低速地阻抗特征，砂岩表现出高速高阻抗特征，因此可以利用地区测井数据建立砂岩、泥岩阻抗岩石物理模板，同样也可以利用井点处纵波阻抗与各向异性建立二者关系函数，在求得全区纵波阻抗数据体以后，利用阻抗与各向异性的函数关系，求取全区各向异性体。

基于构造、纵波阻抗速度及井多约束与直接沿层插值的各向异性连井剖面对比，基于构造、纵波阻抗及井多约束的各向异性除了保持井点处的各向异性不变之外，在空间上融入了更多的空间地质变化信息，建立的各向异性体更加合理。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法流程示意图；

图2为本发明一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法图例示意图；

图3为本发明一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法图例示意图；

图4为本发明一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法数据示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：本发明一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法，较传统的构造+测井约束建模技术，其通过加入纵波阻抗约束融入了横向岩性变化信息，因此可以获得更加准确的各向异性体。

一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法，该方法依次含有以下步骤；

S1、首先向计算机输入以下数据，地震解释层位hor，各向同性地震速度体v_iso，测井速度v_well，叠后纯波地震数据；

S2、在步骤S1结束后，再进行叠后纵波阻抗反演；步骤(S2.1)井震标定，对叠后纯波地震数据与测井数据进行标定匹配；

步骤(S2.2)利用标定后的叠后纯波地震数据与测井数据提取地震子波；

步骤(S2.3)利用各向同性地震速度与层位建立低频阻抗模型；

步骤(S2.4)利用(S2.2)地震子波与叠后纯波地震数据反演得到相对纵波阻抗；

步骤(S2.5)利用(S2.3)低频阻抗模型与(S2.4)相对纵波阻抗进行合并获得绝对纵波阻抗；

步骤(S2.6)对(S2.5)得到的绝对纵波阻抗进行低通滤波，一般保留1Hz以下；

S3、在步骤S2结束后，进行纵波阻抗约束下的各向异性参数建模；

步骤(S3.1)利用测井阻抗与井点处各向异性建立各向同性与阻抗的函数关系，这种关系的建立方式为，在同一层通过几口井的阻抗与各向异性δ值的交汇关系来确定一个多项式，而不能通过全井段的阻抗与各向异性δ值来确定此多项式；

步骤(S3.2)利用(S3.1)得到的函数关系及绝对阻抗得到全区各向异性体。

本发明所述的一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性建模方法，将反应岩性横向变化的纵波阻抗融入了各向异性参数建模中，其结果可更加精确反映横向岩性变化信息，因此可以获得更加合理准确的纵波各向异性体。本发明适用于少井区域的海上地震资料各向异性建模，可以获得更加准确的三维各向异性体，减小地震速度与测井速度误差，降低偏移成像深度误差，其次利用纵波阻抗反映各向异性变化规律。利用层位、纵波阻抗及井点处的各向异性参数作为约束建模，从而获取全区相对准确的δ体。相对于井点处各向异性直接岩层插值建立δ体，实际数据应用表明该方法能准确建立δ体，有效减小井震误差，同时还能提高成像质量。

本文通过一个实际数据来测试本方法的有效性，图2为某地区地震数据与地震各向同性速度叠合显示剖面，我们以A井作为已知井建立过B、C及D井的各向异性剖面。从图2中可以看到，A井所在位置呈现高速特征，而B、C及D井所在位置呈现低速特征，该地区钻井资料表明，A井所在地区主要以砂岩为主，地震速度偏高，各向异性相对较弱，B、C及D井所在地区主要以泥岩为主，地震速度偏低，各向异性相对较强。图3为利用A井各向异性参数通过文中方法流程及直接沿层插值外推得到的各向异性参数剖面对比，由图可知，文中新方法流程所得到的各向异性参数具有明显横向变化特征，也更加符合该地区地质特征。其合理性通过各向异性深度偏移误差统计(图4)进一步加以验证，由于C、D井距离非常近，本文中不对D井深度误差进行讨论。各向同性深度偏移目标层位的深度误差A井约为60m，B、C井深度误差约为300m。如果直接利用A井的各向异性参数进行沿层插值外推，那么B、C井深度误差最大约为60m，如果采用文中新方法计算各向异性，各向异性深度偏移后的深度误差最大为16m，深度误差大大缩小。B、C井各向异性深度偏移均为钻前数据，计算具体参数本文予以省略。

以上实际数据测试结果表明，在存在较大横向岩性参数变化的情况下，利用能反映岩性与各向异性变化关系的关键属性，该地区的各向异性参数与岩性具有直接的关系，而沙泥岩速度、纵波阻抗又具有明显的差异，通过测井数据建立其函数关系，然后通过文中流程可以建立相对比较合理的各向异性参数。相对于各向异性参数直接插值建模，其精度有较大提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法，其特征在于，通过加入纵波阻抗约束融入了横向岩性变化信息，因此可以获得更加准确的各向异性体。

2.根据权利要求1所述的一种基于纵波阻抗约束的地震各向异性δ建模方法，其特征在于，该方法依次含有以下步骤：

S1、首先向计算机输入以下数据，地震解释层位hor，各向同性地震速度体v_iso，测井速度v_well，叠后纯波地震数据；

S2、在步骤S1结束后，再进行叠后纵波阻抗反演；

步骤(S2.1)井震标定，对叠后纯波地震数据与测井数据进行标定匹配；

步骤(S2.2)利用标定后的叠后纯波地震数据与测井数据提取地震子波；

步骤(S2.3)利用各向同性地震速度与层位建立低频阻抗模型；

步骤(S2.4)利用(S2.2)地震子波与叠后纯波地震数据反演得到相对纵波阻抗；

步骤(S2.5)利用(S2.3)低频阻抗模型与(S2.4)相对纵波阻抗进行合并获得绝对纵波阻抗；

步骤(S2.6)对(S2.5)得到的绝对纵波阻抗进行低通滤波，一般保留1Hz以下；

S3、在步骤S2结束后，进行纵波阻抗约束下的各向异性参数建模；

步骤(S3.1)利用测井阻抗与井点处各向异性建立各向同性与阻抗的函数关系，这种关系的建立方式为，在同一层通过几口井的阻抗与各向异性δ值的交汇关系来确定一个多项式，而不能通过全井段的阻抗与各向异性δ值来确定此多项式；

步骤(S3.2)利用(S3.1)得到的函数关系及绝对阻抗得到全区各向异性体。