確定反射係數頻散、反射能量及識彆氣層的方法及裝置的製作方法
2023-07-07 23:59:46
專利名稱：確定反射係數頻散、反射能量及識彆氣層的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及地球物理技術領域，尤其涉及確定反射係數頻散、反射能量及識彆氣層的方法及裝置。
背景技術：
反射係數隨頻率變化，稱為反射係數頻散。地震波通過所有介質特別是通過巖石時最重要的表現之一是能量被吸收或被轉換為熱能等其它形式的能量，通常稱之為衰減。 粘彈性介質中的地震衰減有兩種表現形式，一是脈衝信號穿過衰減介質時的頻率組成和振幅變化，一是反射係數隨頻率變化。前者在很多研究中被視作地震衰減的主要響應，即吸收衰減，後者卻很少被研究者注意。如果不涉及品質因子很低的特殊地層，通常只考慮吸收衰減是可以的。而當遇到品質因子非常低的氣層時，不但要考慮吸收衰減效應，還要考慮與吸收衰減相關的其它效應。大量實驗(Ricker,1953,KDonal et al. , 1958,Wuenschel, 1965,Tullos & Reid, 1969)證明，地震波通過巖石的距尚與地震波長密切相關,不同頻率的地震波在巖石中的傳播速度不同。在應變大於10_6的強震條件下，吸收是衰減的主要方式，但在地震勘探領域， 巖石應變振幅小於10_6，頻散也是地震衰減的一種重要的表現形式，特別是當地層中含氣後品質因子降低時，頻散為衰減的主要表現方式。Winkler & Nur(1982)的研究工作則顯示， 在地震勘探過程中，應變振幅小於10_6，地層的應變線性連續變化，其衰減是由於地層品質因子而不是吸收引起的，Kolsky(1956)和Kjartansson(1979)對兩者對地震波能量的影響進行了更深一步的研究後發現，此時地層中幾乎不存在吸收現象，反射係數隨頻率變化或反射係數頻散使得地震波在傳播過程中能量發生衰減。研究反射係數隨頻率的變化規律，涉及兩個重要基礎。一是速度隨頻率的變化，即速度頻散公式；一是地層界面處的地震波能量分配方程。速度頻散(也稱速度耗散、波散)現象經常被用於地震衰減的解釋，它與巖石的品質因子和頻率有關，品質因子越小，速度頻散越嚴重。Futterman(1962)和 Kjartannson (1979)對速度頻散進行了理論上的研究，其發表的頻散公式也一直得到廣泛引用。速度頻散實驗測試結果(Batzle等，2003)證實，縱波速度對頻率變化很敏感，橫波速度基本不變。在高頻(測井和超聲波)條件下的巖石縱波速度與低頻速度之間有較大區別，變化最快的頻率區間與常規地震勘探的頻率區間基本吻合。這一現象表明，超聲波縱波速度與地震低頻縱波速度之間的差異使得在利用常規地震勘探資料研究油氣藏時，不能忽略速度頻散的影響，粘彈性介質中波速隨頻率變化是普遍規律，地層含氣後，速度頻散更加顯著，中低孔隙度氣層縱波速度在地震頻段內的速度變化可達3 5%以上，由此引起的反射係數(或反射能量)相對變化更大，達到5 10%。而速度頻散則會進一步影響縱波反射係數隨頻率的變化，引起嚴重的反射係數頻散。關於地層界面兩側的能量分配，最早可以追溯到1898年Knott的研究，現在應用最多的是 Zoepperitz (1919)方程，且 Aki & Richards (1980)、Shuey (1985)等提出了簡化表達式，為後來的彈性介質AVO理論和技術的發展奠定了基礎。 但是，對於氣層識別，利用現有的速度頻散公式和地震波能量分配方程並不能準確地確定地層含氣後引起的反射能量的變化，使氣層識別存在多解性
發明內容
本發明實施例提供一種反射係數頻散確定方法，用以將地層中含氣後引起的速度 頻散及能量變化通過反射係數準確地反映出來，該方法包括對地震數據進行保幅處理，並提取角道集；根據地震資料的品質選擇合適角度的角道集；通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度；確定地層縱波品質因子和橫波品質因子；按如下公式確定反射係數頻散もRf = R( Θ , Q, f) = R( Θ )+R(Qp, f) · sec2 Θ +R(Qp, Qs, f) · sinθ其中R( 0 ) = A+Bsin2 0 +Csin2 0 tg2 0
權利要求
1.一種反射係數頻散確定方法，其特徵在於，包括對地震數據進行保幅處理，並提取角道集；根據地震資料的品質選擇合適角度的角道集；通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度；確定地層縱波品質因子和橫波品質因子；按如下公式確定反射係數頻散Rf
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，按如下公式確定地層縱波品質因子Qp和橫波品質因子Qs
3.一種反射能量確定方法，其特徵在於，包括按權利要求I或2所述方法確定反射係數頻散Rf ；按如下公式確定反射能量係數Ced
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，f0的值為IHz。
5.一種氣層識別方法，其特徵在於，包括按權利要求3或4所述方法確定反射能量；根據鑽井和試井情況，確定門檻值；將反射能量低於門檻值的地層識別為氣層。
6.一種反射係數頻散確定裝置，其特徵在於，包括角道集提取模塊，用於對地震數據進行保幅處理，並提取角道集；角道集選擇模塊，用於根據地震資料的品質選擇合適角度的角道集；速度及密度確定模塊，用於通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度； 品質因子確定模塊，用於確定地層縱波品質因子和橫波品質因子；反射係數頻散確定模塊，用於按如下公式確定反射係數頻散Rf Rf = R( 0 , Q, f) = R( 0 )+R(Qp, f) sec2 0 +R(Qp, Qs, f) sin2 0 其中
7.如權利要求6所述的反射係數頻散確定裝置，其特徵在於，所述品質因子確定模塊具體用於按如下公式確定地層縱波品質因子Qp和橫波品質因子Qs
8.一種反射能量確定裝置，其特徵在於，包括權利要求6或7所述的反射係數頻散確定裝置，用於確定反射係數頻散Rf ；反射能量係數確定模塊，用於按如下公式確定反射能量係數Ckd
9.如權利要求8所述的反射能量確定裝置，其特徵在於，f0的值為1Hz。
10.一種氣層識別裝置，其特徵在於，包括權利要求8或9所述的反射能量確定裝置，用於確定反射能量；門檻值確定模塊，用於根據鑽井和試井情況，確定門檻值；氣層識別模塊，用於將反射能量低於門檻值的地層識別為氣層。
全文摘要
本發明公開了一種確定反射係數頻散、反射能量及識彆氣層的方法及裝置，包括對地震數據進行保幅處理，並提取角道集；根據地震資料的品質選擇合適角度的角道集；通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度；確定地層縱波品質因子和橫波品質因子；確定反射係數頻散；確定反射能量係數；確定反射能量；根據鑽井和試井情況，確定門檻值；將反射能量低於門檻值的地層識別為氣層。採用本發明可以將地層中含氣後引起的速度頻散及能量變化通過反射係數準確地反映出來，準確確定反射能量，據此判別地下儲層的含氣性，有效減低氣層識別的多解性。
文檔編號G01V1/28GK102590863SQ20121002023
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月29日 優先權日2012年1月29日
發明者曹宏, 楊志芳 申請人:中國石油天然氣股份有限公司