確定地表下溫度的改進(jìn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及確定地球表面以下的區(qū)域中的溫度，具體而言涉及基于地震數(shù)據(jù)來(lái)確 定地球表面以下的區(qū)域中的溫度。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)地殼內(nèi)的溫度分布的理解有助于識(shí)別高熱能的區(qū)域。
[0003] 在油氣勘探與生產(chǎn)工業(yè)中，地殼中的溫度狀況可以確定儲(chǔ)層質(zhì)量以及地表下儲(chǔ)層 中所存在的碳?xì)浠衔锏念?lèi)型，并且進(jìn)而影響從此儲(chǔ)層提取碳?xì)浠衔锏哪芰Α?br>[0004] Steen 和 Nadeau 所提出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（參見(jiàn)，Steen,砍，and Nadeau, P. K.,2007,AAPG annual meeting， Long Beach,AAPG Search and Discover Article，#90063)顯示世界的油氣田的90%是在低于120攝氏度的當(dāng)代溫度下發(fā)現(xiàn)的。因 此，識(shí)別這個(gè)地帶意義重大。類(lèi)似地，可以期望識(shí)別可能是非生產(chǎn)性的、具有未熟源巖的或 者傾氣性的盆地的部分。對(duì)于發(fā)現(xiàn)盆地中用于油氣生成的最佳位置而言，在地質(zhì)盆地的評(píng) 估中包括溫度至關(guān)重要。
[0005] 可以獲取地震數(shù)據(jù)，以用于對(duì)地表下結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。例如，可以進(jìn)行區(qū)域的地震勘 測(cè)，在該區(qū)域中地震波從地表傳播到地表下。然后，接收器可以用于響應(yīng)于該傳播以及與該 傳播有關(guān)的地震波的到達(dá)時(shí)間來(lái)測(cè)量來(lái)自地表下的地震波的振幅。高振幅事件可以與地表 下巖石結(jié)構(gòu)中的聲反射器相關(guān)聯(lián)。來(lái)自不同橫向位置的數(shù)據(jù)可以以對(duì)齊的時(shí)間序列跡線的 形式存在，以形成示出不同反射器的時(shí)間位置的地表下的2D地震圖像（時(shí)間實(shí)際上代表深 度）。這樣的圖像可以揭示地表下的結(jié)構(gòu)。通常，繪制振幅相對(duì)于全雙程走時(shí)（TWT)的圖， 該全雙程走時(shí)（TWT)是傳播的地震波從地震震源行進(jìn)到地表下反射器并從反射器到地震 接收器的時(shí)間。走時(shí)取決于地表下巖石結(jié)構(gòu)的地震波速度，并且例如可以通過(guò)采用"垂直延 伸"技術(shù)而被轉(zhuǎn)換為真實(shí)深度振幅剖面圖。
[0006] 在獲取數(shù)據(jù)期間，可以使地震數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可視化。可以利用勘測(cè)船來(lái)離岸進(jìn)行此獲 取?？梢赃M(jìn)行數(shù)據(jù)的初步處理。然后，可以經(jīng)由通信鏈路向配備有顯示器的數(shù)據(jù)室發(fā)送此 數(shù)據(jù)，以便例如以2D地震圖像的形式使此數(shù)據(jù)可視化。
[0007] 常常將溫度信息加到海底的地震圖像，以便使溫度分布可視化。例如，投射到海床 的表面上的TWT的等值線圖可以具有溫度疊加，或者可以將等溫線繪制在2D TWT地震剖面 圖上。
[0008] 用于確定溫度分布的當(dāng)前技術(shù)通常涉及利用盆地建模的軟件包，其需要利用地球 物理屬性（例如，熱導(dǎo)率、密度和熱容量）所填充的真垂直深度的地質(zhì)模型，或者利用地表 下巖性和相關(guān)聯(lián)的壓實(shí)趨勢(shì)的庫(kù)。這些技術(shù)可以通過(guò)解傅立葉定律方程或者解與全時(shí)間有 關(guān)的熱方程利用穩(wěn)定狀態(tài)近似法來(lái)計(jì)算溫度剖面圖。
[0009] 由于軟件的輸入需求，所以這些技術(shù)可能不便于使用。這在數(shù)據(jù)室中可能尤其如 此，在數(shù)據(jù)室中數(shù)據(jù)在有限的時(shí)間段（例如，幾個(gè)小時(shí)或者最多兩天）內(nèi)對(duì)于用戶是可訪問(wèn) 的或者可見(jiàn)的。此外，這種專(zhuān)業(yè)軟件在數(shù)據(jù)室中可能并不可用。此外，這種軟件的使用可能 需要專(zhuān)家用戶來(lái)對(duì)它進(jìn)行操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種確定地球表面以下的區(qū)域的溫度的方法，該 方法包括：
[0011] (a)提供至少一個(gè)地震波走時(shí)，其與對(duì)至少一個(gè)震源的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)，該至少一個(gè)震 源發(fā)射到地震勘測(cè)中的所述區(qū)域中；以及
[0012] (b)利用所述走時(shí)來(lái)確定該走時(shí)或者每個(gè)走時(shí)時(shí)的所述溫度。
[0013] 因此，該至少一個(gè)地震波走時(shí)可以與從震源到所述區(qū)域中的地震波的至少一次發(fā) 射有關(guān)。
[0014] 該方法還包括提供用于組合所述走時(shí)的至少一個(gè)分量，并且步驟b可以包括將所 述分量與所述走時(shí)組合以計(jì)算溫度。
[0015] 用于組合溫度或走時(shí)的分量可以是預(yù)先確定的分量。因此，可能不需要為每次確 定都重新評(píng)估該分量。
[0016] 該分量可以基于地球表面處、在海洋的情況下海底處的熱流。該分量可以基于地 震波速度、熱導(dǎo)率或者地震波速度與熱導(dǎo)率之間的模型關(guān)系。該模型關(guān)系可以包括地震波 速度與熱導(dǎo)率之間的線性關(guān)系。該分量基于至少在某種程度上定義所述模型關(guān)系的參數(shù)。
[0017] 具體而言，該分量可以等于或者近似等于第一參數(shù)與第二參數(shù)之間的比率，第一 參數(shù)是地球表面處的熱流。第二參數(shù)可以等于或者近似等于地震波速度與熱導(dǎo)率之間的比 率。
[0018] 通過(guò)利用地震波速度與熱導(dǎo)率之間的比率的方式，消除了在利用組合分量確定溫 度中對(duì)于深度的依賴性。
[0019] 該分量和第二參數(shù)中的任一個(gè)或兩者對(duì)于以下中的一個(gè)或多個(gè)可以是恒定的： (i)多個(gè)走時(shí)；（ii)至少一個(gè)橫向位置；以及（iii)多個(gè)橫向位置。
[0020] 第二參數(shù)可以是地震波速度與熱導(dǎo)率之間的比例常數(shù)。第二參數(shù)可以典型地取0 至I X 10 3Ws/Km2的范圍內(nèi)的值，并且更典型地取0. 3X 10 3Ws/Km2至0. 7X 10 3Ws/Km2的范 圍內(nèi)的值。
[0021] 該方法還可以包括確定熱流和第二參數(shù)中的任一個(gè)或者兩者。該方法還包括獲取 所述區(qū)域的至少一個(gè)地震波速度以及至少一個(gè)熱導(dǎo)率，并且利用所獲取的速度和/或熱導(dǎo) 率來(lái)計(jì)算它們之間的比率。
[0022] 地震響應(yīng)可以包括與至少一個(gè)橫向位置相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)時(shí)間序列的振幅?？?以在記錄時(shí)間段期間記錄該響應(yīng)，并且提供所述走時(shí)的步驟包括從所述記錄時(shí)間段選擇時(shí) 間。該響應(yīng)還可以包括利用所確定的溫度來(lái)確定鉆鉆孔的位置，并且還可以包括分析地震 響應(yīng)連同所述溫度來(lái)確定所述位置。
[0023] 該方法還可以包括利用所確定的溫度來(lái)確定鉆鉆孔的位置，該鉆孔用于從地表下 提取碳?xì)浠衔铩?br>[0024] 該方法還可以包括利用所確定的溫度來(lái)確定地表下的性質(zhì)。該性質(zhì)可以包括以下 中的任何一個(gè)或多個(gè)：成熟度、地表下所包含的流體的類(lèi)型或者分布。該方法還可以包括利 用所述性質(zhì)來(lái)確定鉆鉆孔的位置，該鉆孔用于從地表下提取碳?xì)浠衔铩?br>[0025] 第一方面中的步驟b可以包括利用所述走時(shí)來(lái)識(shí)別平地層中的至少一個(gè)位置，并 且查看所述位置處的溫度值。然后，該平地層可以包括通過(guò)將分量與模型走時(shí)相結(jié)合所計(jì) 算的預(yù)先確定的溫度值。
[0026] 第二方面中的步驟b可以包括利用所提供的感興趣的溫度來(lái)確定平地層中的位 置，并且可以包括查找所述位置的走時(shí)。然后，這種情況下該平地層可以包括通過(guò)將分量與 模型溫度組合所計(jì)算的預(yù)先確定的行進(jìn)值。
[0027] 在本發(fā)明的第三方面中，提供了 一種用于執(zhí)行第一方面和第二方面中的任一個(gè)的 方法的裝置。
[0028] 在本發(fā)明的第四方面中，提供了 一種用于執(zhí)行第一方面和第二方面中的任一個(gè)的 方法的計(jì)算機(jī)程序，該程序包括用于估算基于所述走時(shí)的溫度的指令。
[0029] 在本發(fā)明的第五方面中，提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，該計(jì)算機(jī)設(shè)備被設(shè)置為執(zhí)行第 四方面的程序來(lái)估算基于所述走時(shí)的所述溫度。
[0030] 在本發(fā)明的第六方面中，提供了 一種包含有第五反面的程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介 質(zhì)。
[0031] 在另一方面中，可以提供一種確定地震波走時(shí)的方法，在該地震波走時(shí)時(shí)地球表 面以下的區(qū)域具有感興趣的溫度，所述時(shí)間與對(duì)從震源到所述區(qū)域中的地震波的發(fā)射的響 應(yīng)相關(guān)聯(lián)，該方法包括：提供感興趣的溫度；以及利用所提供的感興趣的溫度來(lái)確定所述 走時(shí)。該方法還可以包括提供用于組合所提供的感興趣的溫度的至少一個(gè)分量，并且可以 包括將所述分量與所述溫度組合以計(jì)算走時(shí)。
[0032] 以上方面中的每個(gè)方面都可以包括如任意組合的權(quán)利要求書(shū)或本說(shuō)明書(shū)或附圖 中所闡述的其它特征。該特征可以在不同方面中的任意方面之間進(jìn)行組合。
[0033] 可以將本說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)或者所說(shuō)明的每個(gè)特征并入本發(fā)明中，而不論是以單獨(dú) 的形式還是以與本文中所公開(kāi)或者所說(shuō)明的任何其他特征一起的任何適當(dāng)結(jié)合的形式。
[0034] 本發(fā)明提供了一種例如在深度所轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)不可用的情況下較方便的計(jì)算溫度 的方法。在不要求將所述走時(shí)轉(zhuǎn)換為深度的情況下，可以執(zhí)行步驟b，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比 這可以簡(jiǎn)化溫度的確定。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 現(xiàn)在參考附圖僅以舉例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：
[0036] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的步驟的流程圖；
[0037] 圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟的流程圖；并且
[0038] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的裝置的代表圖，并且該裝置可以用于執(zhí)行圖 1或圖2中的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 可以按照地震波雙程時(shí)間來(lái)執(zhí)行估算當(dāng)前日的地表下溫度的"經(jīng)驗(yàn)法則"估算。假 設(shè)：
[0040] 1、熱流是恒定的（穩(wěn)定狀態(tài)近似法）；
[0041] 2、熱導(dǎo)率與縱向地震P波速度之間存在線性關(guān)系，具有公知的比例常數(shù)；以及
[0042] 3、海床處熱流的估算是可用的（通常來(lái)自出版物）
[0043] 另外假設(shè)垂直延伸類(lèi)型深度轉(zhuǎn)換在可接受的范圍內(nèi)是合理的。
[0044] 可以如下導(dǎo)出用于對(duì)溫度進(jìn)行估算的地質(zhì)模型或者關(guān)系：
[0045] 假設(shè)傅利葉定律對(duì)于ID熱流適用，并且已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。然后，可以給出相 對(duì)于深度的溫度梯度為：
[0047] 其中，T是溫度，z是深度，k是熱導(dǎo)率，并且q是穩(wěn)定狀態(tài)熱流。然后，可以給出 (1)的解為：
I：
[0049] 其中，下標(biāo)zSF表示海底，并且是海底以下的深度。
[0050] 我們假設(shè)熱導(dǎo)率與速度V。之間的線性關(guān)系給出如下：
[0051] k(z) = av〇(z) (3)
[0052] 系數(shù)a是傳導(dǎo)率與速度之間的比例常數(shù)，并且已經(jīng)被經(jīng)驗(yàn)性地如下確定（參 JAL? Rybachj L. , Leuj ff. , and Greberj E. , 1997, Sediment thermal conductivity derived from wireline logs-calibration by cores and cutting，59th EAGE Conference and Technical Exhibition，Geneva，Expanded Abstract，F(xiàn)028):
[0054] (即，v。的單位為m/s)
[0055] 代入k (z)的方程式（3)，積分（2)可以寫(xiě)為：
I：
[0057] (4)中的積分變量可以從深度變?yōu)榭v向地震波雙程時(shí)間t。，如下：
[0059] 將改變的變量插入（4)中，溫度積分變得獨(dú)立于速度并且簡(jiǎn)化，如下所示：
[0061] 重寫(xiě)（6)的積分，時(shí)刻t。時(shí)的溫度為：
[0062]
[00