專利名稱：介質(zhì)地球物理屬性偏移校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于介質(zhì)地球物理屬性的偏移方法，更具體地說，是關(guān)于對所述介質(zhì)給定區(qū)域的地球物理屬性偏移校正(migration)方法。
反射地震勘探是為獲得被勘探介質(zhì)的地震圖象所采用的一種標準方法，特別是在石油勘探中采用的一種標準方法。在這種方法中，利用稱作發(fā)射源(emitter)的適當能量源發(fā)射聲波，這些聲波在被勘探的介質(zhì)中傳播，并在介質(zhì)中所包含的各種反射體或反射界面(horizon)處被反射。被反射的波作為時間的函數(shù)被分布在介質(zhì)表面上的適當?shù)慕邮掌饔涗浵聛怼?br> 然后，根據(jù)按要達到的目標所確定的判據(jù)，這些記錄或稱記錄道被分組并構(gòu)成了記錄道選排(gather)。共中點(CMP)記錄道選排則把指定給用于得到所述記錄道的發(fā)射源-接收器對的連接直線段中點的記錄道系列歸為一組。
地震處理從所述記錄道選排中提取出通過這組中點的垂直平面中的地震圖象。如果假定介質(zhì)是均勻的和各向同性的，并具有平面的平行層，則在共中點記錄道選排上觀察到的在各反射體上波的反射在理論上與稱作指示體的雙曲線對齊，這些雙曲線的中心位于通過該中點的垂直線上。為對每個選排的記錄道進行疊加，要用速度場或速度變化規(guī)律V(t)對所述記錄道進行動態(tài)校正。得到這種速度場的一種方法是對有限數(shù)量的共中點記錄道選排進行單獨的速度分析，然后一方面對每次分析在時間上解釋這些分析的結(jié)果，另一方面在空間上沿著橫坐標解釋這些分析的結(jié)果。
標準的速度分析的組成步驟依次為對于選定的中點，對CMP記錄道選排采用常數(shù)速度，然后對所用的每個速度疊加經(jīng)動態(tài)校正后的記錄道，并人工選擇那些產(chǎn)生疊加記錄道最大能量的速度。
在發(fā)表于GEOPHYSICS(地球物理學)第53卷第2期(1988年2月)第143至157頁上的題為“正常擴散回游非均勻介質(zhì)和彎曲界面(NormalMoveout RevisitedInhomogeneous media and curved interfaces)”一文中，Eric de Bazelaire發(fā)展了用于得到改善的疊加剖面的另一種速度分析方法，稱作“多重疊加(POLYSTACKS)”。簡單地說，多重疊加方法的組成是掃描同一CMP記錄道選排的所有記錄道，并根據(jù)一族與時間無關(guān)的而且各疊加記錄道彼此不同的雙曲線來把一靜態(tài)校正加到所有記錄道上，從而產(chǎn)生一個“小記錄道選排(BAP)”，它的每個記錄道是來自CMP組的按這種方式校正的記錄道的一個疊加結(jié)果。
另一種比“多重疊加”法更復雜的方法是在專利申請FR-A-2726091中描述的。這另一種方法稱作“三角形疊加(DELTA STACK)”法，它象前一種方法那樣產(chǎn)生一個分辨率更高的精細化的速度場和一個改善的疊加剖面，這里使用了“多重疊加”型“小記錄道選排(BAP)”，但其大小小于先前的一個。
“多重疊加”和“三角形疊加”方法都有一種奇特的性質(zhì)，即包括和/或使得所勘探的介質(zhì)區(qū)域的地球物理屬性更加容易理解，當然包括振幅和速度屬性。
由前面概述的各種方法所得到的疊加剖面包括需要校正的多種異常(繞射雙曲線，傾斜波至的不良位置等)。
當被勘探的介質(zhì)區(qū)域是各向同性的、均勻的、帶有平面平行層時，能用專業(yè)人員公知的DIX公式很容易地計算出“薄層的”或者說層速度值。
對于由傾斜反射體構(gòu)成的區(qū)域，則必須在偏移校正之前加一校正，稱作DMO(移走傾斜(DIP MOVE OUT))。
利用從時間偏移校正到深度偏移校正的切換或反過來的切換，可以根據(jù)要實現(xiàn)的目標使疊加剖面成為按時間偏移校正的或按深度偏移校正的。這對于專業(yè)人員是公知的，故不再詳細描述，這種偏移校正的效應是把出現(xiàn)在疊加剖面上的一個或多個地震波至移回到它們的地質(zhì)位置的直上方。
為了偏移校正一個地震信號，就必須知道在地下的速度分布，用地球物理術(shù)語來講，這相當于知道在被偏移校正的位置的層速度場。
事實上，層速度場是未知的，不管使用哪種偏移校正技術(shù)波動方程或射線追蹤；它被由疊加或其他形式模型所得到的速度分布規(guī)律來代替。對于這種速度場的任何誤差會把歪斜失真引入到特別是振幅偏移校正的結(jié)果中。
本發(fā)明的一個目的是提出一種方法，用于偏移校正被勘探區(qū)域的地球物理屬性，或者至少是那些在石油勘探中有意義的那些地球物理屬性。
更具體地說，本發(fā)明的一個目的是利用振幅屬性的偏移校正確定被偏移校正過的位置的速度場，并把被偏移校正過的速度場用于任何其他地球物理屬性的偏移校正。
本發(fā)明包含一種方法，其中根據(jù)特定判據(jù)和有關(guān)的所述區(qū)域，對地震記錄道進行分類，由地震記錄道構(gòu)成至少一個地震記錄道選排；利用關(guān)于所述區(qū)域的疊加速度，從所述地震記錄道選排產(chǎn)生一個疊加剖面，其特征還在于a)實現(xiàn)一個與各記錄道振幅有關(guān)的項和一個與疊加速度有關(guān)的項的乘積；b)用一初始偏移校正速度偏移校正振幅數(shù)據(jù)，以得到振幅的偏移校正過的圖象，并用所述初始偏移校正速度偏移校正過的所述乘積，以得到所述乘積的偏移校正過的圖象；c)確定所述乘積的偏移校正過的圖象數(shù)據(jù)與振幅偏移校正過的圖象數(shù)據(jù)之比，以得到被偏移校正的位置的速度，以及d)重復迭代步驟b)和c)，對于每次迭代，所使用的偏移校正速度等于由緊挨著的前一次迭代得到的被偏移校正過的位置速度，直到第(n)次迭代的最后被偏移校正過的位置速度與第(n-1)次迭代的被偏移校正過的位置速度之差低于預定閾值時為止。
本發(fā)明產(chǎn)生的速度場非常接近于被偏移速度場，根據(jù)它可使其他地球物理屬性被正確地偏移校正。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，其偏移校正是時間偏移校正。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，步驟c)是在振幅和乘積的時間偏移校正之后作用于記錄道的包絡上。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，與疊加速度有關(guān)的項被賦予一個小于或等于1的冪指數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，每個其他地球物理屬性是以只實現(xiàn)步驟a)到c)所得到的最后速度場進行時間偏移校正的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特性，初始偏移校正速度是一疊加速度。
通過閱讀本發(fā)明的一個實施例和從附圖中會更清楚地看出本發(fā)明的其他優(yōu)點和特點，這些附圖是

圖1是共中點記錄道選排的合成圖象，圖2是關(guān)于要勘探地區(qū)的地質(zhì)模型的合成圖像，圖3是一個疊加模型的合成圖像，圖4是偏移前速度場的合成圖像，圖5是第一次迭代后速度場估計值的合成圖像，圖6至圖8分別是在第二、第三和第四次迭代之后速度場估計值的合成圖像，圖9是以圖8得到的速度場進行振幅偏移校正的結(jié)果的合成圖像，圖10是使用標準偏移校正技術(shù)得到的振幅偏移校正的合成圖像。
在反射地震勘探中采用的標準技術(shù)被用于構(gòu)成所謂共中點記錄道選排。一個共中點記錄道選排(CMP選排)以人工合成方法示于圖1，它是關(guān)于要勘探的介質(zhì)的一個地質(zhì)區(qū)域。
所關(guān)心區(qū)域的初始地質(zhì)模型表示為圖2中的人工合成圖，圖中的縱坐標軸代表深度，而在其他圖中，其縱坐標代表時間。在這個地質(zhì)模型上，有可能在深度490m(對反射體H1)和2060m(對反射體H6)之間檢出若干個反射體，即反射體H1到H6。這個地質(zhì)模型就其本身的性質(zhì)而言是完美無缺的，因為它是由地球物理學家人為產(chǎn)生的。根據(jù)這一地質(zhì)模型，人工合成了CMP記錄道選排，在此之后進行速度分析并對各CMP選排的記錄道求和(疊加)以得到一個和(疊加)模型，如同圖3中所示那樣，其中在相應的時間看到了相同的反射體H1至H6。
圖3中的疊加模型例如是代表疊加振幅的，它是要被時間上偏移校正的一個地球物理屬性。為此，則必須使用任何初始速度場，例如用于疊加的速度場或序言中概述的“多重疊加”或“三角形疊加”方法所得到的速度場。能用于偏移校正振幅屬性的一個初始速度場示于圖4。在這個速度場上有各種色調(diào)等級，從黑經(jīng)過灰到白，它們對應于等速度值，其值可用示于圖4中左側(cè)的調(diào)色板來確定。這樣，在圖中左下方的灰色區(qū)對應于5000m/s量級的速度，在兩倍2.5秒時間之上的第一白色條對應于速度4686m/s，如此等等。橫坐標指出用于產(chǎn)生該模型的CMP記錄道的文件號。
在本發(fā)明方法的第一步，得到振幅項A和代表疊加速度V的項之積。當然，這些項的任何其他組合也能使用，如果它是相干的話，而乘積A*V是最簡單的組合，但是，A和V的任何可逆函數(shù)也可用來得到這個組合。事實上，這第一步包括對疊加模型的每個疊加記錄道進行采樣，并得到每個樣本振幅乘以相應疊加速度的乘積。
因為速度場能有很寬的譜，例如在1000和10000m/s之間，或如圖4中的速度場在2490和5000m/s之間，所以V項用一指數(shù)α加權(quán)，α的最大值為1，以便衰減由偏移校正帶來的不希望的效應。指數(shù)α最好等于0.5。這對于由乘積A*Vα定義的處理的其余部分產(chǎn)生一個固定的振幅。
第二步操作是在由所用初始速度場(如前所述，它可以是疊加速度場)導出的同一層速度場中偏移校正振幅記錄道A和乘積A*Vα。為最優(yōu)化這一步驟，最好采用基爾霍夫(KIRCHHOFF)型偏移校正，其中利用例如EIKONAL算法計算了旅行時間，因為這一計算對于A和A*Vα兩種偏移校正是相同的。然而，任何其他時間偏移校正也能使用，例如波動方程偏移校正，這是一種對于本專業(yè)人員公知的技術(shù)。
這樣，上述的時間偏移校正產(chǎn)生一個對應于振幅的時間偏移校正過的圖象和一個對應于乘積A*Vα的時間偏移校正過的圖象。
第三步是得到偏移校正過的圖象(A*Vα)與偏移校正過的圖象A之比，從而得到第一偏移校正過的位置速度Vα，因為
為防止偏移校正過程中疊加振幅記錄道穿過零，最好在偏移校正后的振幅A記錄道的包絡和乘積A*Vα的包絡上求上述比值。
這就提供了第一偏移校正過的位置速度場。然而，先前的偏移校正是不完美的，這在于它是由未偏移校正過的位置的疊加速度場得到的。于是本發(fā)明還包含了利用相繼迭代使偏移校正過的速度場收斂的步驟。
在第一次迭代中，以第一偏移校正過的位置速度V1重復第二步和第三步。這樣，使用速度V1對振幅項A和乘積A*Vα進行時間偏移校正，然后計算如下式的比值
以在迭代1結(jié)束時得到偏移校正過的位置速度V2。這如圖5中所示，其中仍能看見長的黑色條紋。
在第2次迭代中，使用偏移校正速度V2來偏移校正振幅項A和乘積A*Vα，由此第2次迭代得到的兩項比值給出速度場V3，它示于圖6，與圖5相比它已有明顯的改善。
在第3次迭代中，使用偏移校正過的位置速度V3作為偏移校正速度，所得到的偏移校正過的速度場示于圖7。圖7中的速度場是令人滿意地收斂的。
在第4次迭代結(jié)束時，如圖8所示的相應速度場已經(jīng)完全收斂，它與圖7中所示速度場有細小差異。到了這一步，已經(jīng)沒必要繼續(xù)迭代了，因為按這種方法所能得到的速度場不會明顯地比圖8所示速度場更加精確。事實上，當?shù)趎次(這里是第4次)迭代所得到的偏移校正過的速度場和由第n-1次(這里是第3次)迭代所得到的偏移校正過的速度場之差低于某一預定閾值時，迭代過程便停止了，其極限在于使轉(zhuǎn)換成的在偏移校正過的位置的疊加速度場的層速度與用來實現(xiàn)偏移校正的層速度場是同一的。
要說明的是，該過程自動收斂于在DIX意義上的介質(zhì)的地下的真正的層速度場。
圖9示出以第4次迭代的速度場得到的振幅偏移校正過的圖象。如果把這一偏移校正過的圖象與圖10所示用先有技術(shù)得到的同一振幅的偏移校正過的圖象作比較，則不難看出，圖9的反射體H2和H3比圖10中的相同反射體更加彎曲而超出它們的頂點，這更好地確定了由所述反射體的右手端限定的斷層。再有，向著圖9和圖10底部的最后一個反射體H7在圖9中比在圖10中被標記得更加明顯。
本發(fā)明還使得能對其他地球物理屬性ATT(如信號/噪聲比，曲率精度等)進行時間偏移校正。
如果知道偏移校正過的位置速度場，則足以作用于乘積A*AαTT，對振幅項A和乘積A*AαTT用偏移校正過的位置速度場進行時間偏移校正，例如可以使用第4次迭代得到的偏移校正過的位置速度場，它事實上構(gòu)成了最終的速度場，進而計算比值。
以得到在偏移校正過的位置的AαTT，這不需要迭代，因為現(xiàn)在的偏移校正速度是已知的。
不待說，前面描述的迭代過程只收斂于未偏移校正過的位置中疊加速度場的空間帶中。使用一個內(nèi)插的速度場只會確定實際速度場的低頻部分。這就是本發(fā)明最好使用“多重疊加”和“三角形疊加”技術(shù)的原因(這兩種技術(shù)產(chǎn)生具有同一空間帶的振幅和速度剖面)，其目的是得到在被偏移校正位置的“多重疊加”或“三角形疊加”剖面。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于層速度的空間分布知道得更加準確，從而有可能確定在被偏移校正的剖面中的真實速度，而對這些真實速度的了解會對確定例如地下的巖性作出貢獻。
權(quán)利要求
1.用于偏移校正被勘探介質(zhì)區(qū)域地球物理屬性的方法，其中根據(jù)特定判據(jù)和有關(guān)的所述區(qū)域，對地震記錄道進行分類，由地震記錄道構(gòu)成至少一個地震記錄道選排，利用關(guān)于所述區(qū)域的疊加速度，從所述地震記錄道選排產(chǎn)生一個疊加剖面，其特征還在于a)實現(xiàn)一個與各記錄道振幅有關(guān)的項和一個與疊加速度有關(guān)的項的乘積；b)用一初始偏移校正速度偏移校正振幅數(shù)據(jù)，以得到振幅的偏移校正過的圖象，并用所述初始偏移校正速度偏移校正過的所述乘積，以得到所述乘積的偏移校正過的圖象，c)確定所述乘積的偏移校正過的圖象數(shù)據(jù)與振幅偏移校正過的圖象數(shù)據(jù)之比，以得到被偏移校正的位置的速度，以及d)重復迭代步驟b)和c)，對于每次迭代，所使用的偏移校正速度等于由緊挨著的前一次迭代得到的被偏移校正過的位置速度，直到第(n)次迭代的最后被偏移校正的位置速度與第(n-1)次迭代的被偏移校正的位置速度之差低于預定閾值時為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于偏移校正是時間偏移校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于步驟c)是在時間偏移校正后在振幅記錄道的包絡和所述乘積的包絡上完成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，與疊加速度有關(guān)的項被賦予一個小于或等于1的冪指數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的方法，其特征在于，每個其它地球物理屬性是以只實現(xiàn)步驟a)到c)所得到的最后速度場進行時間偏移校正的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其初始偏移校正速度是一疊加速度。
全文摘要
公開了一種介質(zhì)地球物理屬性偏移校正方法。該方法包括:構(gòu)成至少一個伴隨一介質(zhì)區(qū)域并根據(jù)預定判據(jù)進行分類的地震記錄道集合,并利用與所述區(qū)域有關(guān)的疊加速度場根據(jù)所述地震記錄道集合產(chǎn)生一個疊加剖面。根據(jù)本方法(a)確定與記錄道振幅有關(guān)的項和與疊加速度有關(guān)的項的乘積;(b)以初始偏移校正速度對振幅數(shù)據(jù)和乘積進行偏移校正,以分別給出被偏移校正的振幅圖象和被偏移校正的乘積圖象;(c)建立被偏移校正的乘積圖象數(shù)據(jù)與被偏移校正的振幅圖象數(shù)據(jù)的比值,以給出被偏移校正的位置速度;以及(d)以如下方式重復迭代步驟(b)和(c):每次迭代的偏移校正速度與前一次迭代得到的被偏移校正的位置速度相同,直至最后迭代(第n次)和倒數(shù)第2次迭代(第n－1次)的被偏移校正的位置速度之間的偏差低于預定閾值為止。
文檔編號G01V1/28GK1198216SQ97190928
公開日1998年11月4日 申請日期1997年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月19日
發(fā)明者瓊－皮埃爾·達納德, 埃里克·德貝茲拉瑞 申請人:埃勒夫勘探產(chǎn)品公司