CN112255678A - 一种提高天然气水合物矿体分辨率方法及处理终端 - Google Patents

一种提高天然气水合物矿体分辨率方法及处理终端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高天然气水合物矿体分辨率方法及处理终端，所述方法包括：步骤1：获得原始地震数据，并计算地震工区网格下的层速度；步骤2：将深度域的层速度转换为时间域的层速度，并对记录时间保留预设时间长度；步骤3：对地震工区网格重新定义，得到目标地震工区网格；步骤4：将新的层速度加载到目标地震工区网格；步骤5：对层速度进行插值；步骤6：对地震炮线数据观测系统重定义；步骤7：对地震炮线数据按要求进行选取；步骤8：对地震炮线数据进行抽道集；步骤9：进行偏移成像，得到最终结果。本发明能利用现有的三维地震采集数据进行处理，能够得到超高分辨率和超小面元的地震数据成像结果。

Description

一种提高天然气水合物矿体分辨率方法及处理终端
技术领域
本发明涉及水合物勘探分辨率技术领域，具体涉及一种提高天然气水合物矿体分辨率方法及处理终端。
背景技术
当前，对天然气水合物的海上三维(3D)地震勘探测量都是通过布置多条电缆和多震源排列来实现的，海上3D地震勘探和调查大多数典型的纵、横测线方向上的道距分别是12.5～25m(和25～50m，对应的面元尺寸分别为12.5m×25m和25m×50m。即便横测线方向的道距尽量取小，从经济的角度，通常也需要横测线方向的道距比纵测线大。由于受野外地震采集经济成本因素、缆间距的限制(最小为75m，远不足以采集小面元的地震数据)、船装水平以及复杂的采集环境对采集方式的限制，目前的水合物勘探技术难以实现超高分辨率、超小面元的三维地震勘探。目前，在国内的油气和天然气水合物勘探中，面元一般为6.25m×50m，这对于天然气水合物矿体边界的精细刻画而言，这个面元太大，无法实现目标区边界的精细刻画，从而加大了水合物开采时井位选址的风险。而国外，目前成熟的小道距电缆一直受到国外技术封锁，更无法用于实际的水合物勘探中。为此，需要一种能够提高天然气水合物矿体分辨率的方法，以满足实际勘探需求，降低水合物开采井位选址的风险。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供一种提高天然气水合物矿体分辨率方法，其能够解决水合物矿体分辨率不足的问题；
本发明的目的之二提供一种处理终端，其能够解决水合物矿体分辨率不足的问题。
实现本发明的目的之一的技术方案为：一种提高天然气水合物矿体分辨率方法，包括如下步骤：
步骤1：获得原始地震数据，将原始地震数据的的层速度的主测线每隔m条抽出一条主测线，联络测线保持不变，得到目标地震工区网格下的层速度，m为≥2的正整数；
步骤2：将步骤1得到的属于深度域的层速度转换到时间域的层速度，得到新的层速度，并且将原始地震数据的记录时间的记录长度保留在预设t时间以内，以使得保留的记录时间所对应的层速度至少能够覆盖水合物目标区的主要范围；
步骤3：将原始地震数据的地震工区网格面元横向方向缩小一半，原点坐标和方位角保持不变，得到目标地震工区网格，
将步骤2中新的层速度加载到新的目标地震工区网格中；
步骤4：对目标地震工区网格的层速度进行插值，以使得目标地震工区范围内的速度体每个点均有数值，得到插值后的层速度；
步骤5：将原始地震数据的地震工区的地震炮线数据复制到目标地震工区下，并结合导航文件完成地震炮线数据观测系统重定义；
步骤6：对由p源q缆采集的地震炮线数据进行选取，得到新的地震炮线数据，p源q缆是指p个震源、q个拖缆，p和q均为大于1的正整数，
将q个拖缆中间的n条拖缆的地震炮线数据全部保留，剩余拖缆的地震炮线数据则保留偏移距在预设范围n内部分的数据，得到新的地震炮线数据，n为小于q的正整数，
步骤7：对新的地震炮线数据进行抽道集处理，得到抽道集数据，
根据抽道集数据和插值后的层速度进行叠前时间偏移，得到偏移成像结果剖面图。
进一步地，所述步骤2中得到的新的层速度以SEGY格式输出。
进一步地，所述步骤4中的插值，包括以下步骤，
选用层速度进行速度体创建，通过相邻层速度来内插对空值处的层速度进行插值，完成对速度体每个点的层速度插值。
进一步地，所述导航文件为实际勘探时获得所述原始地震数据的导航文件。
进一步地，所述结合导航文件完成地震炮线数据观测系统重定义，包括以下步骤，
通过地震炮线数据与导航文件匹配相同时间，将导航文件的XY轴坐标、偏移距和水深赋值给地震炮线数据道头中，从而完成地震炮线数据观测系统重定义。
进一步地，所述m的具体取值根据目标地震工区网格对应的面元相比于原先的地震工区网格的倍数得到。
进一步地，所述地震炮线数据通过长缆结合短缆采集的方式得到，长缆用于获取较深地层成像及速度结构，短缆用于构建超小面元。
进一步地，所述抽道集处理后，还包括对抽道集数据进行噪音压制。
实现本发明的目的之二的技术方案为：一种处理终端，其特征在于，其包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法的步骤。
本发明的有益效果为：本发明能利用现有的三维地震采集数据进行处理，能够得到超高分辨率和超小面元的地震数据成像结果。
附图说明
图1为本实施例的流程示意图；
图2为原始地震工位网格示意图；
图3为目标地震工区网格的示意图；
图4为对地震炮线数据选取前后对比图；
图5为地震炮线选取后的长缆进行远偏移距速度分析示意图；
图6为地震炮线选取后的短缆进行近偏移距速度分析示意图；
图7为利用本发明处理得到的偏移成像结果示意图；
图8为采用常规三维叠前时间偏移成像结果示意图；
图9为处理终端的示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述。
如图1-图8所示，一种提高天然气水合物矿体分辨率方法，包括如下步骤：
步骤1：获得原始地震数据，原始地震数据可通过实际勘探得到，原始地震数据记录了地震工区网格、层速度、地震炮线数据等信息，其中，层速度包括测线，测线包括主测线和联络测线，地震工区网格为三维地震工区的网格。从原始地震数据的三维地震工区网格中，将层速度的主测线每隔m条抽出一条主测线，m为≥2的正整数，联络测线保持不变，得到地震工区网格下的层速度。也即每隔m条主测线选取出一条作为新的主测线，联络测线保持不变，从而得到新的三维地震工区，也即得到目标地震工区网格的层速度。其中，m的具体取值取决于目标地震工区网格对应的面元相比于原先的地震工区网格的倍数。
本实施例，选取的一个原始地震数据的三维地震工区网格的面元为6.25米(纵向)x12.5米(横向)，经过抽取主测线后，新的三维地震工区网格(也即是目标地震工区网格)对应的面元为6.25米(纵向)x6.25米(横向)，即横向测线的面元缩小一倍，而主测线范围增大一倍，因此，m取值为2。
步骤2：将步骤1中属于深度域的层速度转换到时间域的层速度，并且将原始地震数据的记录时间的记录长度保留在预设t(秒)时间以内，以使得保留的记录时间所对应的层速度至少能够覆盖水合物目标区的主要范围，从而得目标地震工区网格对应的新的层速度，并以SEGY格式输出。
本实施例，选取的一个原始地震数据的原始记录长度为8.192s(秒)。选取的三维地震工区网格内的水合物矿体目标区主要集中在4s以内，为精细刻画目标区的边界，将原始地震数据的记录时间记录长度保留到4s。
步骤3：将原有的三维地震工区网格面元横向方向缩小一半，原点坐标和方位角保持不变，从而实现对原有的三维地震工区网格重定义，得到新的三维地震工区网格，也即得到目标地震工区网格。也即将原有三维地震工区网格面元6.25x12.5修改为6.25x6.25，而原点坐标和方位角则保持不变。
步骤4：将步骤2中的SEGY格式输出的新的层速度重新加载到新的目标地震工区网格中。
步骤5：因为重新定义出的目标地震工区网格下的层速度的主测线方向(即横向)的面元从12.5缩小一倍后变为6.25，而联络测线方向的面元保持不变，仍然为6.25，所以主测线范围相对于原始的三维地震工区的主测线要扩大一倍，需要对层速度的主测线范围乘以2倍系数。在步骤1中层速度的主测线范围是每隔2条抽出1条，从而使得相邻主测线之间存在空值，因此，需要对新的三维地震工区网格下的层速度进行插值，以将空值补充。本实施例，选用该层速度进行速度体创建，这样空值处的层速度通过相邻层速度来内插，从而保证三维地震工区范围内的速度体每个点都有数值，完成层速度插值。
步骤6：将原始的三维地震工区网格的3D(三维)的地震炮线数据复制到目标地震工区下，并结合对原始的三维地震工区网格实际勘探时的导航文件，通过地震炮线数据与导航文件匹配相同时间，将导航文件的XY轴坐标、偏移距、水深等信息赋值给地震炮线数据道头中，从而完成3D的地震炮线数据观测系统重定义。
本步骤中，由于地震炮线数据从原来的三维地震工区网格变为新的三维地震工区网格，工区网格发生变化，因此，需要在新的三维地震工区下重新进行观测系统定义。
步骤7：对由p源q缆采集的地震炮线数据进行选取，得到新的地震炮线数据，p源q缆是指p个震源、q个拖缆，以实现采集地震数据，p和q均为大于1的正整数。将q个拖缆中间的n条拖缆的地震炮线数据全部保留，n为小于q的正整数，剩余拖缆的地震炮线数据则保留偏移距在预设范围n内部分的数据。例如，采用三源十二缆进行采集地震炮线数据，通过编写相关程序，保留中间第7条拖缆的全部地震炮线数据，其余11条拖缆的地震炮线数据仅保留偏移距在150-800米的部分，此范围内的地震炮线数据也刚好对应每条拖缆的前45道数据。
本实施例，是采用长缆结合短缆的方式进行采集地震炮线数据，其中，长缆(即长拖缆)用于获取较深地层成像及速度结构，短缆(即短拖缆)用于构建超小面元。通过此种结合方式，可利用现有地震数据进行数据选取，从而得到满足水合物精细刻画的要求，并获得超高分辨率和超小面元的地震炮线数据。
步骤8：对步骤7得到的新的地震炮线数据进行抽道集处理，得到抽道集数据，并对抽道集数据进行噪音压制。
步骤9：根据步骤8得到的抽道集数据和步骤5中插值后的层速度进行基于弯曲射线的叠前时间偏移，也即进行偏移成像，得到偏移后的成像结果剖面，也即得到偏移成像结果剖面图，此偏移成像结果剖面图能够直观、精细地展示天然气水合物矿体分布情况。
图2和图3分别是原始地震工位网格和目标地震工区网格的示意图，其中，图2的地震数据是采用三源十二缆交替放炮采集方式得到的原始地震数据，炮间距12.5米，道间距12.5米，震源3个，最小偏移距150米，对应的面元大为6.25米(纵向)x12.5米(横向)。主测线有444条，联络测线有5617条。对图2的地震工区网格下的层速度进行去噪、层析成像迭代处理后，得到对应深度域层速度体。其深度域长度为8千米，深度采样间隔为5米，横向主测线间隔为12.5米，纵向联络测线间隔为6.25米。图3是中，目标地震工区网格面元为6.25米(纵向)x6.25米(横向)，与图2的原点坐标和方位角保持相同。图4是对地震炮线数据选取前后对比图，图中的左半部分为未选取前的原始地震炮线数据，右半部分为选取后的地震炮线数据。图5是地震炮线选取后的长缆进行远偏移距速度分析示意图，将选取后的地震炮线数据进行抽道集处理，并利用长缆数据进行层速度分析，此时共中心点道集偏移距范围为961-1501，速度谱能量相对聚集于叠加速度拾取。图6是地震炮线选取后的短缆进行近偏移距速度分析示意图，将选取后的地震炮线数据进行抽道集处理，并利用短缆数据进行层速度分析，此时共中心点道集偏移距范围为163-775，短缆数据可保证近偏移距层速度分析准确。图7是利用本发明处理得到的偏移成像结果示意图，图中清晰地刻画了水合物矿体边界，并且水合物矿体顶部的沉积层和棱镜体内部的沉积层具有更多的细节信息，这些细节信息对于水合物矿体的研究有重要的的意义。图中的水合物矿体是2017年水合物试采井位的一个实际选址区，利用本发明的偏移成像结果将水合物矿体边界刻画更加清晰直观，对顶、底储层厚度及储量的计算起到直接依据作用。图8是采用常规三维叠前时间偏移成像结果示意图，图中，偏移成像结果剖面同向轴比较宽，对水合物矿体边界的刻画比较模糊，这是因为常规三维处理所用的数据为全偏移数据，而所用数据越多，叠加效应就越明显，而叠加本身就会降低分辨率，与图8相比，从图7可看成，本发明更能凸显本方案的优势。
图2和图3中的字母和数字组合表示测线编号，例如，L3121表示第3121个横向测线，C6569表示第6569个纵向测线。
图4中的横坐标表示第500炮，缆1-缆12的炮线数据显示，左下图和右下图的纵坐标表示时间，左上图和右上图的纵坐标表示对应缆1-缆12的炮线数据偏移距范围值。图5中左图的横坐标表示叠加速度，值范围为1000m/s-6000m/s，纵坐标表示时间；右图的横坐标表示共中心点道集1-46道的数据显示，纵坐标表示时间。图6中左图的横坐标表示叠加速度，值范围为1000m/s-6000m/s，纵坐标表示时间；右图的横坐标表示共中心点道集1-52道的数据显示，纵坐标表示时间。图7中的横坐标表示纵向测线，范围为2650-3480，纵坐标表示时间，范围为1650ms-2200ms。图8中的横坐标表示纵向测线，范围为2650-3480，纵坐标表示时间，范围为1650ms-2200ms。
如图9所示，本发明还提供一种处理终端100，其包括：
存储器101，用于存储程序指令；
处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述提高天然气水合物矿体分辨率方法的步骤。
本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：获得原始地震数据，将原始地震数据的层速度的主测线每隔m条抽出一条主测线，联络测线保持不变，得到目标地震工区网格下的层速度，m为≥2的正整数；
步骤2：将步骤1得到的属于深度域的层速度转换到时间域的层速度，得到新的层速度，并且将原始地震数据的记录时间的记录长度保留在预设t时间以内，以使得保留的记录时间所对应的层速度至少能够覆盖水合物目标区的主要范围；
步骤3：将原始地震数据的地震工区网格面元横向方向缩小一半，原点坐标和方位角保持不变，得到目标地震工区网格，
将步骤2中新的层速度加载到新的目标地震工区网格中；
步骤4：对目标地震工区网格的层速度进行插值，以使得目标地震工区范围内的速度体每个点均有数值，得到插值后的层速度；
步骤5：将原始地震数据的地震工区的地震炮线数据复制到目标地震工区下，并结合导航文件完成地震炮线数据观测系统重定义；
步骤6：对由p源q缆采集的地震炮线数据进行选取，得到新的地震炮线数据，p源q缆是指p个震源、q个拖缆，p和q均为大于1的正整数，
将q个拖缆中间的n条拖缆的地震炮线数据全部保留，剩余拖缆的地震炮线数据则保留偏移距在预设范围n内部分的数据，得到新的地震炮线数据，n为小于q的正整数，
步骤7：对新的地震炮线数据进行抽道集处理，得到抽道集数据，
根据抽道集数据和插值后的层速度进行叠前时间偏移，得到偏移成像结果剖面图。
2.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述步骤2中得到的新的层速度以SEGY格式输出。
3.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述步骤4中的插值，包括以下步骤，
选用层速度进行速度体创建，通过相邻层速度来内插对空值处的层速度进行插值，完成对速度体每个点的层速度插值。
4.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述导航文件为实际勘探时获得所述原始地震数据的时的导航文件。
5.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述结合导航文件完成地震炮线数据观测系统重定义，包括以下步骤，
通过地震炮线数据与导航文件匹配相同时间，将导航文件的XY轴坐标、偏移距和水深赋值给地震炮线数据道头中，从而完成地震炮线数据观测系统重定义。
6.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述m的具体取值根据目标地震工区网格对应的面元相比于原先的地震工区网格的倍数得到。
7.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述地震炮线数据通过长缆结合短缆采集的方式得到，长缆用于获取较深地层成像及速度结构，短缆用于构建超小面元。
8.根据权利要求1所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法，其特征在于，所述抽道集处理后，还包括对抽道集数据进行噪音压制。
9.一种处理终端，其特征在于，其包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1-8任一项所述的提高天然气水合物矿体分辨率方法的步骤。
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