地震資料的波形相似性體曲率分析方法
2023-05-25 20:50:46
專利名稱：地震資料的波形相似性體曲率分析方法
技術領域：
本發明涉及石油地震勘探數據處理與解釋領域，是一種通過曲率分析方法同時檢測地震數據體中因構造形變所致的地層彎曲和相鄰地震道之間地震波形相似性程度，指示地質構造特徵和沉積相帶邊緣的技術。
背景技術：
利用地震資料提取沉積巖相是油氣地球物理勘探的重要內容。沉積巖相是指在具有一定巖性特徵、古生物特徵和其他標誌的巖石或巖層的綜合，這些特徵和標誌能反映沉積物形成時的自然環境。因此，沉積相是沉積物的特徵及其生成環境的總和，揭示了目的層段的沉積環境、儲集巖成因及其分布規律。地震相則是沉積巖相的地震響應，是由「沉積環境所形成的地震特徵的綜合反映」(aierifT，1982)。不同的巖相，其地震反射波的一些物理參數，如波形、反射結構、振幅、產狀等的統計特徵是不同的，這為利用地震資料進行沉積相帶的識別和劃分提供了可能。傳統的地震相劃分是通過人工觀察地震剖面上的反射特徵來描述的，俗稱「相面法」，存在效率低和較明顯的人為主觀性問題。近年來，地震相的劃分主要是利用人工神經網絡對不同的波形進行分類，達到區分不同沉積體的目的，它利用了不同沉積體的地震波波形的變化。地震曲率分析是繼相干技術之後的又一種強大的地震幾何屬性分析方法，它是利用地層的彎曲程度進行構造解釋和儲層分析的新方法(Roberts，2001; Chopra and Marfurt, 2007)，它對構造形變引起的彎曲敏感，對於各種複雜斷層、裂縫，河道及構造彎曲(褶皺，撓曲，滑塌、穹窿等)的刻畫能力優越，近年來得到了廣泛的關注及應用(Chopra and Marfurt, 2007a; 2007b; 2008; Flierman et al. , 2008; Buck et al.，2007)。早期有高斯曲率與露頭上的張開裂縫的相關性研究(Lisle，1994) ；Roberts系統地提出了地震曲率屬性的分類及二維層面曲率的計算方法，用於描述斷層，預測裂縫的分布與方向 (Roberts, 2001), Hart O002)研究了新墨西哥州西北部地層的走向曲率與張開裂縫間的關係。第一代曲率是用層位數據計算的二維層面曲率(Roberts，2001)，沒有直接利用地震振幅信息與地震反射的幾何特徵信息，層位追蹤的偏差及因閉合問題引入的噪聲都會對二維層面曲率產生嚴重的影響，且易引起構造假象(Al-Dossary and Marfurt, 2006; Blumentritt et al.，2006; Chopra and Marfurt, 2007a; 2007b; 2008)，為了克服二維層面曲率的局限性，出現了第二代曲率，即體曲率(Al-Dossary and Marfurt, 2006; Blumentritt et al.，2006; Klein et al.，2008)，它主要利用了地震資料的振幅信息禾口地震反射的幾何特徵信息。但目前的曲率分析主要利用了構造形變引起的彎曲信息，對於因不同沉積巖相所致的地震波形，反射結構等統計參數的橫向變化並不敏感，即曲率異常難以與沉積巖相形成較好的對應關係，所以目前的曲率分析難以直接用於指導沉積巖相的劃分。
發明內容
本發明是要提供一種基於地震資料的波形相似性體曲率分析方法，它能有效識別構造形變所致的地層彎曲和地層巖性的橫向變化，為描述儲層巖性的展布特徵、指示沉積相帶邊緣，進行地震相帶劃分提供依據。本發明的波形相似性體曲率分析方法，在計算時首先採用層拉平或Wheeler變換域方法，消除後期構造運動對沉積相帶分布的影響，可突出地質異常引起的波形相似性差異，由此獲得的巖相分布更為準確。本發明的波形相似性體曲率分析方法，採用的三維體曲率計算方法，它以趨勢面分析理論為基礎，與其它常規曲率計算方法相比，計算效率高，對地震信號或地震數據中的奇異信息檢測效果更好。本發明的基於地震資料的波形相似性體曲率分析方法，具有如下優越性
(1)充分利用了地震波波形相似性差異所體現的沉積巖相差異信息，使波形相似性異常的邊界能在曲率屬性中反映，建立了沉積巖相與波形相似性體曲率異常之間的聯繫；
(2)直接指示沉積相分布的橫向變化，減少了三維體曲率分析中構造信息對提取沉積相帶分布的影響。本發明的具體實現原理如下
層拉平技術是對某一地層進行解釋後，將其校正到一個固定時刻的基準面上，使該層位上下的所有反射都隨其作相應的時間校正。進行層拉平處理，可以去掉構造變形的影響。 對某一層拉平後的地震剖面相當於恢復了該層在沉積時期的形態，利用層拉平剖面可以研究各構造層的接觸關係和構造發育史。應用層拉平切片，可以觀察和顯示一定時窗內同一目的層段內的各薄層的波形變化規律，用以推斷該構造層內的巖性變化，發現有意義的砂巖透鏡體或河道砂體。Wheeler自動變換技術利用層位追蹤方法獲得層序邊界，並根據地震同相軸的傾角和方位角在層序內部自動追蹤所有的等時沉積界面，實現在年代地層框架模型中包含所有的沉積控制作用的地質等時界面，分析年代地層框架模型中存在的沉積間斷，在此基礎上，採用三維Wheeler變換構建精細的、能夠反映沉積演化的年代地層模型。波形相似性數據體汲取了地震多道相干的思想，引入了協方差矩陣，對輸入的地震道進行分析，通過多道本徵分解處理來計算波形的相似性。假設所確定分析窗口內的/ 道地震數據Uj的坐標為、Xj, y)，沿著視傾角對ip, q)、中心時間t:n Δ t來計算2I/+1個採樣點的協方差矩陣C為
式中= uj{mLt - Pxi 表示地震道沿著視傾角在時間 = mM-pr^-qyj處的內插值。協方差矩陣的最大特徵值2 ！代表了主要能量，可表徵為波形的相似程度，由
此便可得到波形相似性數據體為
權利要求
1.一種基於地震資料的波形相似性體曲率分析，其特徵在於採用以下具體步驟(1) 輸入三維疊後地震數據體和已解釋的目的層位；( 利用層拉平技術或Wheeler域自動變換技術將三維地震數據體按已解釋的目的層位或等時沉積旋迴韻律體進行層拉平處理，從而得到層拉平後的三維地震數據體；(3)選取合適的計算孔徑，計算地震波形橫向變化和差異信息，形成波形相似性數據體；應用趨勢面分析法擬合波形相似性體中波形相似性差異信息的曲率，從而得到多個能精確刻畫沉積相帶邊界的三維體曲率屬性數據體；(5) 對得到的體曲率屬性數據體進行反層拉平恢復處理，使其包含的時間(深度)信息與原三維地震數據體保持一致；(6)輸入地下目的層段的地震時間(深度)信息，結合其它可資利用的地質資料，從上述三維數據體中抽取一系列垂直剖面、水平(等時)切片、沿層切片或地層切片；(7)利用地震數據解釋軟體將處理後的數據轉化成剖面圖像或進行三維可視化顯不。
2.根據權利要求1所述的基於地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特徵在於 利用體曲率屬性分析方法反映地震波波形的空間橫向變化，獲得沉積相帶邊界。
3.根據權利要求1或2所述的基於地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特徵在於採用層拉平技術或Wieeler域自動變換技術，使在後續提取巖性或沉積相帶邊界的計算中，消除因地層沉積後構造運動對提取巖相分布信息的影響。
4.根據權利要求1或2所述的基於地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特徵在於利用不同沉積相帶地層的地震反射波形特徵的相似性存在差異。
5.根據權利要求1或2所述的基於地震資料的波形相似性體曲率分析方法，其特徵在於根據趨勢面分析方法擬合空間曲面方程，得到體曲率屬性計算方法。
全文摘要
地震資料的波形相似性體曲率分析方法是一種石油地震勘探數據處理與解釋技術，它實現了一種利用地震資料精確刻畫沉積相帶分布的方法。首先將原始三維地震數據體按所解釋的層位採用層拉平技術或Wheeler自動變換技術進行層拉平處理以消除構造對巖相分布的影響，再選取合適的計算孔徑，在提取出波形相似性信息數據體的基礎上，應用趨勢面分析方法計算基于波形相似性體的曲率，獲得多個波形相似性體曲率屬性數據體，它能有效識別構造形變所致的地層彎曲、地層沉積相或巖性的橫向變化，為描述儲層巖性的展布特徵、指示沉積相帶邊緣，進行地震相帶劃分提供依據。
文檔編號G01V1/30GK102200588SQ20111006935
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月22日 優先權日2011年3月22日
發明者楊威, 賀錫雷, 陳學華 申請人:成都理工大學