一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，包括以下步驟：1)收集或野外施工采集斜井井間地震資料；2)將地震資料進(jìn)行TTI介質(zhì)層析反演，得到二維TTI介質(zhì)偏移模型；3)對(duì)斜井井間地震資料進(jìn)行波場(chǎng)處理，得到用于成像的轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)；4)對(duì)二維TTI介質(zhì)偏移模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；5)將網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型采用初至波射線追蹤方法，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格的初至波時(shí)間；6)基于二維TTI介質(zhì)偏移模型，將地震資料的反射波場(chǎng)進(jìn)行波場(chǎng)逆時(shí)延拓計(jì)算，得到地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值；7)將地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值應(yīng)用成像條件在每一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行成像，得到斜井井間地震深度偏移成像剖面。
【專利說(shuō)明】一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源勘探開發(fā)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法。

【背景技術(shù)】
[0002]井間地震波場(chǎng)豐富，既有上行反射波場(chǎng)，也有下行反射波場(chǎng)，波場(chǎng)分尚難度較大，特別是在海上斜井的情況下，由于三分量檢波器定向難度加大，波場(chǎng)分離的難度就更加明顯。常規(guī)的反射波疊加成像方法(如VSP-⑶P疊加成像方法)要求輸入為單波場(chǎng)，因此波場(chǎng)分離不干凈往往會(huì)導(dǎo)致成像效果不理想。此外，由于油田的持續(xù)開發(fā)，井間儲(chǔ)層變化相對(duì)較大，各向異性問題比較突出，因此常規(guī)深度域偏移成像方法始終存在一定問題，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是成像條件計(jì)算要求更精確，速度更快；二是速度模型要求更復(fù)雜，精度更高。
[0003]一般情況下，深度域偏移成像方法分為偏移模型建立、成像條件計(jì)算和逆時(shí)深度偏移成像三個(gè)部分。在成像條件方面，目前主要有相關(guān)成像條件和激發(fā)時(shí)間成像條件兩種。相關(guān)成像條件是對(duì)波場(chǎng)進(jìn)行正演計(jì)算和反演逆推，再將兩者進(jìn)行相關(guān)，其計(jì)算量較大。激發(fā)時(shí)間成像條件是時(shí)間一致性成像原理的推廣，其是以震源點(diǎn)到成像區(qū)域中每一點(diǎn)的單程旅行時(shí)間作為該點(diǎn)的成像條件。計(jì)算激發(fā)時(shí)間成像條件是波動(dòng)方程逆時(shí)偏移的一個(gè)關(guān)鍵問題。目前常采用的激發(fā)時(shí)間成像條件的計(jì)算方法有射線追蹤法和有限差分法兩種。其中，射線追蹤法是以震源點(diǎn)到成像區(qū)域中每一點(diǎn)的最小旅行時(shí)間作為該點(diǎn)的成像條件，該方法要求速度及速度界面是光滑的，對(duì)速度及速度界面的描述有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，而且，在一定的速度結(jié)構(gòu)下，存在射線達(dá)不到的陰影區(qū)；有限差分法是用矩形網(wǎng)格剖分速度場(chǎng)，從震源點(diǎn)開始一環(huán)一環(huán)地計(jì)算，模擬波前面的傳播，速度模型越復(fù)雜，矩形網(wǎng)格需要剖分的越細(xì)，計(jì)算量也越大。在速度模型計(jì)算方面，目前主要采用測(cè)井插值模型或者是各向同性介質(zhì)直達(dá)波層析成像結(jié)果作為深度域偏移成像的模型輸入，這兩種模型都無(wú)法滿足目前油氣開發(fā)的精度要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足油氣開發(fā)的精度要求、以二維彈性傾斜橫向各向同性介質(zhì)(Titled Transversely Isotropic medium,簡(jiǎn)稱TTI介質(zhì))層析結(jié)果為模型的海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，包括以下步驟:1)收集或野外施工采集斜井井間地震資料；2)將斜井井間地震資料進(jìn)行TTI介質(zhì)層析反演，得到二維TTI介質(zhì)偏移模型；3)對(duì)斜井井間地震資料進(jìn)行波場(chǎng)處理，得到用于成像的轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)，轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)共同組成井間地震資料的反射波場(chǎng)；4)按照成像精度要求，對(duì)步驟2)得到的二維TTI介質(zhì)偏移模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型；5)將網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型采用初至波射線追蹤方法，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格的初至波時(shí)間，所得初至波時(shí)間即為成像條件；6)基于二維TTI介質(zhì)偏移模型，將地震資料的反射波場(chǎng)進(jìn)行波場(chǎng)逆時(shí)延拓計(jì)算，得到地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值；7)將地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值應(yīng)用成像條件在每一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行成像，得到斜井井間地震深度偏移成像剖面。
[0006]所述步驟2)的具體步驟為:①將采集到的斜井井間地震資料進(jìn)行初至?xí)r間拾取，得到斜井井間地震資料的初至波時(shí)間；②將斜井井間地震資料的初至?xí)r間采用TTI介質(zhì)層析反演算法進(jìn)行反演，得到地層TTI介質(zhì)參數(shù)，即二維TTI介質(zhì)偏移模型。
[0007]所述步驟②中，所述TTI介質(zhì)層析反演算法采用共軛梯度法求解帶約束的阻尼最小二乘問題。
[0008]所述步驟4)中，所述網(wǎng)格的大小根據(jù)實(shí)際觀測(cè)系統(tǒng)和成像精度要求進(jìn)行確定。
[0009]所述步驟5)中，所述初至波射線追蹤方法采用分區(qū)多步改進(jìn)型最短路徑射線追蹤方法。
[0010]所述步驟6)中，所述波場(chǎng)逆時(shí)延拓采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于波場(chǎng)延拓計(jì)算采用彈性波動(dòng)方程交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法進(jìn)行逆時(shí)間外推，網(wǎng)格可剖分任意大小，因此得到的成像精度高，同時(shí)保持了波場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征；2、本發(fā)明由于二維TTI介質(zhì)偏移模型輸入采用TTI介質(zhì)初至波層析反演成像結(jié)果，可得到地層的各向異性展布(即各向異性參數(shù)分布)，使得輸入的模型滿足油氣開發(fā)的成像精度要求；3、本發(fā)明由于采用適用于TTI介質(zhì)的分區(qū)多步改進(jìn)型最短路徑射線追蹤方法計(jì)算成像條件，因此可適應(yīng)各向同性介質(zhì)和TTI介質(zhì)，且該方法計(jì)算速度快，計(jì)算精度高；4、本發(fā)明的成像方法由于較好地保持了波場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，因此與常規(guī)基于射線理論的成像方法相比，本方法可適應(yīng)復(fù)雜構(gòu)造地層以及各向同性和TTI介質(zhì)，總體成像精度高于常規(guī)成像方法；5、本發(fā)明成像方法由于可實(shí)現(xiàn)全波場(chǎng)成像，避免了井間地震波場(chǎng)分離的困難，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)單波場(chǎng)成像，因此適應(yīng)性較廣；6、本發(fā)明成像方法由于在計(jì)算過(guò)程中沒有對(duì)波動(dòng)方程進(jìn)行近似，與常規(guī)的反射波疊加成像方法相比具備天然保幅性，因此成像結(jié)果的精度和可靠性要高于常規(guī)的反射波疊加成像方法。因此本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于能源勘探開發(fā)過(guò)程中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明方法流程不意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明激發(fā)點(diǎn)經(jīng)繞射點(diǎn)到接收點(diǎn)的繞射路徑示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明中用作建立TTI介質(zhì)模型的TTI介質(zhì)初至波層析反演結(jié)果示意圖，其中，圖(a)是采用TTI介質(zhì)層析反演算法利用初至?xí)r間反演得到的TTI介質(zhì)的彈性參數(shù)all的分布圖，圖(b)是采用TTI介質(zhì)層析反演算法利用初至?xí)r間反演得到的TTI介質(zhì)的彈性參數(shù)al3的分布圖，圖(c)是采用TTI介質(zhì)層析反演算法利用初至?xí)r間反演得到的TTI介質(zhì)的彈性參數(shù)a33的分布圖，圖(d)是采用TTI介質(zhì)層析反演算法利用初至?xí)r間反演得到的TTI介質(zhì)的彈性參數(shù)a44的分布圖；
[0015]圖4是本發(fā)明中用作成像條件的TTI介質(zhì)分區(qū)多步改進(jìn)型最短路徑法計(jì)算得到的初至波時(shí)間示意圖，其中“ ☆”表示震源，色塊之間的黑色曲線是初至?xí)r間的等值線，表示等時(shí)的波前面，黑色的折線表示該震源的初至波射線路徑。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，通過(guò)接收點(diǎn)接收到的單炮地震記錄，即疊加成像前的單炮地震記錄，計(jì)算繞射點(diǎn)處開始發(fā)生繞射時(shí)的波形，分為二維TTI介質(zhì)偏移模型的建立、成像條件計(jì)算和逆時(shí)深度偏移成像三個(gè)部分，具體包括以下步驟:
[0018]1、收集或野外施工采集斜井井間地震資料；
[0019]如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例采集井間地震資料過(guò)程為:假設(shè)有相鄰兩個(gè)斜井，定義左邊的為左井，右邊的為右井。震源S位于左井上，地震波由震源S發(fā)出，傳播到繞射點(diǎn)D，地震波由震源S傳播到繞射點(diǎn)D所需的時(shí)間為Tsd ;地震波在繞射點(diǎn)D將發(fā)生繞射，一部分地震波由繞射點(diǎn)D直接到達(dá)右井上的接收點(diǎn)G，另一部分地震波經(jīng)過(guò)地層反射后再傳播至右井上的接收點(diǎn)G ;接收點(diǎn)G接收到的地震記錄即為采集到的井間地震資料。本發(fā)明通過(guò)接收點(diǎn)G接收到的地震記錄，計(jì)算繞射點(diǎn)D處開始發(fā)生繞射時(shí)的波形，即繞射點(diǎn)D在Tsd時(shí)刻的波形。
[0020]2、將斜井井間地震資料進(jìn)行TTI介質(zhì)層析反演，得到二維TTI介質(zhì)偏移模型，具體步驟為:
[0021]2.1)將采集到的斜井井間地震資料進(jìn)行初至?xí)r間拾取，得到斜井井間地震資料的初至波時(shí)間；
[0022]2.2)將斜井井間地震資料的初至?xí)r間采用TTI介質(zhì)層析反演算法進(jìn)行反演，得到地層TTI介質(zhì)參數(shù)(如圖3所示)，即二維TTI介質(zhì)偏移模型，其中，TTI介質(zhì)層析反演算法可以采用共軛梯度法求解帶約束的阻尼最小二乘問題進(jìn)行非線性反演；
[0023]3、對(duì)斜井井間地震資料進(jìn)行波場(chǎng)處理，得到用于成像的轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)，轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)共同組成井間地震資料的反射波場(chǎng)，波場(chǎng)處理的具體過(guò)程為:
[0024]3.1)將斜井井間地震資料采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行波場(chǎng)處理，去除直達(dá)波場(chǎng)，得到地震資料的轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)；
[0025]3.2)將轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行去噪處理，進(jìn)一步提高地震資料的信噪比；
[0026]4、按照成像精度要求，對(duì)步驟2得到的二維TTI介質(zhì)偏移模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型，其中，網(wǎng)格的大小可以根據(jù)實(shí)際觀測(cè)系統(tǒng)和成像精度要求進(jìn)行確定，在此不作限定；
[0027]5、將網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型采用初至波射線追蹤方法，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格的初至波時(shí)間(如圖4所示)，所得初至波時(shí)間即為成像條件，其中，初至波射線追蹤方法可以采用分區(qū)多步改進(jìn)型最短路徑射線追蹤方法；
[0028]6、基于二維TTI介質(zhì)偏移模型，將地震資料的反射波場(chǎng)進(jìn)行波場(chǎng)逆時(shí)延拓計(jì)算，得到地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值，其中，波場(chǎng)逆時(shí)延拓可以采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法；
[0029]7、將地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值應(yīng)用成像條件在每一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行成像，得到斜井井間地震深度偏移成像剖面，將得到的深度偏移成像剖面用于油藏精細(xì)解釋，指導(dǎo)油氣開發(fā)。
[0030]上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各參數(shù)設(shè)置等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，包括以下步驟: 1)收集或野外施工采集斜井井間地震資料； 2)將斜井井間地震資料進(jìn)行TTI介質(zhì)層析反演，得到二維TTI介質(zhì)偏移模型； 3)對(duì)斜井井間地震資料進(jìn)行波場(chǎng)處理，得到用于成像的轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)，轉(zhuǎn)換波場(chǎng)和反射波場(chǎng)共同組成井間地震資料的反射波場(chǎng)； 4)按照成像精度要求，對(duì)步驟2)得到的二維TTI介質(zhì)偏移模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型； 5)將網(wǎng)格化的二維TTI介質(zhì)偏移模型采用初至波射線追蹤方法，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格的初至波時(shí)間，所得初至波時(shí)間即為成像條件； 6)基于二維TTI介質(zhì)偏移模型，將地震資料的反射波場(chǎng)進(jìn)行波場(chǎng)逆時(shí)延拓計(jì)算，得到地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值； 7)將地震資料不同時(shí)刻的波場(chǎng)值應(yīng)用成像條件在每一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行成像，得到斜井井間地震深度偏移成像剖面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟2)的具體步驟為: ①將采集到的斜井井間地震資料進(jìn)行初至?xí)r間拾取，得到斜井井間地震資料的初至波時(shí)間； ②將斜井井間地震資料的初至?xí)r間采用TTI介質(zhì)層析反演算法進(jìn)行反演，得到地層TTI介質(zhì)參數(shù)，即二維TTI介質(zhì)偏移模型。
3.如權(quán)利要求2所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟②中，所述TTI介質(zhì)層析反演算法采用共軛梯度法求解帶約束的阻尼最小二乘問題。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟4)中，所述網(wǎng)格的大小根據(jù)實(shí)際觀測(cè)系統(tǒng)和成像精度要求進(jìn)行確定。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟5)中，所述初至波射線追蹤方法采用分區(qū)多步改進(jìn)型最短路徑射線追蹤方法。
6.如權(quán)利要求4所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟5)中，所述初至波射線追蹤方法采用分區(qū)多步改進(jìn)型最短路徑射線追蹤方法。
7.如權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟6)中，所述波場(chǎng)逆時(shí)延拓采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法。
8.如權(quán)利要求4所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟6)中，所述波場(chǎng)逆時(shí)延拓采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法。
9.如權(quán)利要求5所述的一種海上斜井井間地震疊前逆時(shí)深度偏移成像方法，其特征在于:所述步驟6)中，所述波場(chǎng)逆時(shí)延拓采用交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分算法。
【文檔編號(hào)】G01V1/40GK104391327SQ201410730015
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】胡光義, 孫淵, 李緒宣, 范廷恩, 張顯文, 馬淑芳, 俞岱, 田建華, 范洪軍, 趙衛(wèi)平 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院