波阻抗反演中多井条件下的子波提取方法
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2 多井条件下常规的子波提取方法
在一个工区进行波阻抗反演时 ,不论有多少口 井存在 ,一般整个工区内都只提取一个子波. 常用的 子波选择和提取主要有以下方法. 2. 1 选择野外观测的震源子波 ,或选择 VSP 观测 的子波
Abstract Wavelet extraction is t he most important technique in t he wave impedance inverse wit h well restrictions. Differ2 ent type of wavelet can be extracted from t he different well when more t han one well is located at t he same region. Usually , t he optimal inverse results only can be obtained wit hin t he profile or zone if t he wavelet is extracted based on t he across well profile or well restricting belts. Namely , t he good results cannot be surely obtained on ot her profiles or zones. As a result , t he unclose of zones constricted by different well and lit hology in profile will present if t he inverse is respectively carried out by different wavelet in t heir each restricting profiles or zones. The change of wavelet will result in t he different inverse re2 sults , which will finally lead to t he wrong interpretation of lit hology. In t his paper , t he idea of correlation among multi2sta2 tions in t he velocity analysis is used to pursuit t he met hod of wavelet extraction wit h multi2well restriction and t he quantita2 tive criterion of determining t he optimal wavelet .
第 1 8 卷 第 4 期 地 球 物 理 学 进 展 Vol. 18 No. 4 2003 年 12 月 (623～627) PRO GRESS IN GEOPH YSICS December 2003
这种常规的波阻抗反演技术 ,建立在以褶积模 型为基础的理论之上[3 ] . 以褶积模型为基础的反演 方法 ,在实现过程中都会遇到一个棘手的问题 ,就是 如何提取或选择准确的子波. 子波选择的准确与否 , 将直接影响人工合成地震记录的制作及其与地震道 的匹配 ,直接影响反射系数求取的精度 ,进一步影响 波阻抗求取和岩性反演结果的品质.
当然 ,计算反射系数序列时 ,还要考虑地震波倾 斜入射时的 AVO 问题 ,抛弃垂直入射假设的观点 , 将全波信息考虑在内[11 ] . 当地层倾斜或复杂构造的 情况下 ,需要精细解释地震剖面 ,然后用射线追踪方
法计算地震波的入射角. 才能得到较为准确的合成 地震道和与实际地震道匹配的结果. 1. 3 多井条件下子波提取的步骤
要从事石油地球物理方法研究.
6 24 பைடு நூலகம் 地 球 物 理 学 进 展 18 卷
是高分辨率勘探的最终成果[1 ] . 由于波阻抗信息的 简单性和精确性 ,使得地震数据到波阻抗的反演成 为一个迅速发展的领域[2 ] . 自从 R. O. Lindset h 1978 年提出该项技术以来[3 ] ,该项技术在 20 多年的时间 内 ,获得了长足的进展 ,新方法和新软件不断涌 现[1 ,4 ,5 ] . 包括在波阻抗反演的线性 、非线性算法 ,模 拟退火 、遗传等最优化算法 ,低频分量 、约束条件等 的求取等方面 ,都取得了不少新认识. 目前这种方法 已经从垂直入射假设的理论 ,向考虑 AVO 问题的 弹性阻抗 ( Elastic Impedance) 反演的方向发展[6 ] .
结构和物理性质进行成像 (求解) 的过程. 建立于反 射系数垂直入射假设基础之上的叠后地震反演技 术 ,是油藏描述与储层预测的关键技术. 该项技术的 意义在于将反映构造信息的地震剖面 ,转换成为反 映岩性信息的波阻抗剖面. 李庆忠认为 ,波阻抗剖面
收稿日期 2003201227 ; 修回日期 2003206210. 基金项目 国家自然科学基金 ( H40144017) 资助. 作者简介 许升辉 ,男 ,1960 年生 ,内蒙古人 ,1982 年毕业于长春地质学院物探系 ,现为中国科学院地质与地球物理研究所博士研究生 ,主
其次 ,对各井提取的子波进行频谱分析 ,统计各 井点子波的振幅谱和相位谱分布. 分析整个工区或 剖面上子波振幅谱和相位谱的变化. 如果子波振幅 谱和相位谱分布有规律 ,就说明子波提取的质量较 高和子波在地震剖面上的横向变化较稳定. 如果个 别的子波振幅谱和相位谱没有规律可循 ,就需要抛 弃这些井点的子波. 如果所有的子波振幅谱和相位 谱分布没有规律可循或变化很大 ,则需要重要提取 子波 、或者要选择其它方法得到子波.
波阻抗反演中多井条件下的子波提取方法
许升辉1 ,2 , 马劲风3
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所 ,北京 100029 ; 2. 中石化新星公司科技部 ,北京 100083 ; 3. 西北大学地质学系 ,西安 710069)
摘 要 对于井约束的波阻抗反演来说 ,子波提取是反演中最重要的技术环节之一. 在一个工区有多口井的条件下 , 根据不同的井可以提取不同的子波. 过井的测线或井控制的区块范围内提取的子波 ,往往只在这条测线或这个区块 范围内 ,获得最佳的反演结果. 而在其它测线或其它井控制的区域 ,不一定会得到好的结果. 如果采用不同的子波 ,分 别在其控制测线或区块进行反演 ,就会出现不同井控制区域或测线上岩性的不闭合. 子波的变化造成反演结果岩性 的变化 ,进而造成岩性解释的错误. 本文借用速度分析中多道相关的思想 ,给出了多井条件下子波提取的方法和选择 最佳子波的定量标准.
我们知道 ,在一条测线 、一个工区或一个工区的 不同断块 ,有多口井存在 ,或者只有进行多井的标准 化处理 ,才能得到准确的声波时差曲一 ,才能进行准 确的 深 时 转 换 运 算 和 计 算 出 准 确 的 反 射 系 数 系 列[10 ] . 1. 2 对地震资料的特殊要求
井资料与地震资料的匹配 ,也需要对地震资料 本身进行校正. 一方面 ,野外采集的地表条件一致 性 ,能确保激发子波的一致性和子波横向变化的唯 一性 ,是子波提取的基础. 海上资料在这方面有独特 的优势 ,而对陆地资料则需要进行子波一致性的处 理. 另一方面 ,目前的水平叠加剖面 ,是对不同炮检 距的共中心点道集进行动校 ,然后进行叠加处理的 结果. 由于共中心点道集中存在振幅随炮检距的变 化 ,和不同炮检距地震子波的变化. 尤其较大炮检距 的地震子波受吸收衰减 、各向异性的影响都比较大. 水平叠加后就会使不同炮检距的反射振幅和相位平 均化 ,淹没子波振幅和相位的变化 ,形成平均化的复 杂子波. 此时 ,我们可以在共中心点道集内 ,采用分 炮检距叠加的方法 ,选择反射振幅随炮检距线性变 化的范围进行叠加 ,以降低较大炮检距范围子波变 化和反射振幅变化的影响. 在这种分段叠加剖面上 提取的子波 ,具有比较好的振幅和相位一致性.
关键词 子波提取 ,多井 ,匹配 ,波阻抗反演 ,相关分析 中图分类号 P315 ,P631 文献标识码 A 文章编号 100422903 (2003) 0420623205
Wavelet extraction method of wave impedance inverse with multi2well restrictions
4 期 许升辉 ,等 :波阻抗反演中多井条件下的子波提取方法研究 6 25
件下选择地震子波的标准是什么 ? 这一直是多井条 件下波阻抗反演中棘手的一个问题. 本文分析了多 井条件下井旁地震道子波求取中存在的问题 ,提出 了多井条件下井旁道最佳子波的提取方法和判断标 准.
XU Shen2hui1 ,2 , MA J in2feng3
(1. I nstit ute of Geology and Geophysics , Chi nese A cadem y of Sciences , Beiji ng 100029 , Chi na ; 2. S i nopec S tar Pet roleu m Co. L t d . , Beiji ng 100083 , Chi na ; 3. Geology Depart ment of Nort hwest U niversity , Xi’an 710069 , Chi na)
要提取多井条件下的最佳子波 ,首先提取准确 的单个井点的子波. 进行单井的子波提取需要进行 下面几步工作 :
(1) 进行单井资料的环境校正 、多井资料的标准 化 ,及使用分段叠加的地震剖面.
(2) 选择一个模型子波然后制作人工合成地震 记录 ,并与井旁地震道进行互相关运算 ,求取时间域 声波时差或反射系数序列与井旁地震道的最佳匹配 位置.
(3) 选择不同的子波相位 ,从 0 到 360°进行扫 描 ,逐个与反射系数褶积并与井旁道求取互相关系 数 ,确定最佳匹配时的子波相位 ;如果先对地震剖面 进行相位扫描 ,然后校正为零相位剖面 ,子波提取的 效果会更好.
(4) 使用匹配好的井旁地震道与反射系数序列 进行反褶积 ,来提取井点的子波.
Keywords wavelet extraction , multi2well , matching , wave impedance inverse , correlation analyisis
1 波阻抗反演技术
1. 1 波阻抗反演技术 地震反演是利用地表观测的地震资料 ,以已知
地质规律和钻井 、测井资料为约束 ,对地下岩层空间
第三 ,选择振幅谱和相位谱分布有规律的子波 , 制作各井点的合成地震道 ,并与井旁道进行相关运 算 ,求取相关系数的和 ,确定最佳子波.
求人工合成地震道与井旁道的互相关时 ,可能 会遇见整个井段两者匹配不好 ,但是局部主测线与 联络测线上分别过不同的井. 利用不同的井和地震 剖面 ,往往会提取到不同的地震子波. 如果在二维工 区的交叉测线上 ,提取和采用不同的子波进行波阻 抗反演运算 ,就会在主测线和联络测线的交点出现 岩性的不闭合现象. 在三维地震工区中 ,如果有多口 井存在 ,选择哪一口井提取的子波进行反演运算 ? 还是采用综合多口井的子波进行反演运算 ? 一般来 说 ,在三维工区不同的断块上 ,可以采用断块上的井 提取的子波进行波阻抗反演运算. 这样做 ,在不同断 块的衔接处 ,也会出现岩性的不一致现象. 因此 ,究 竟选择什么样的子波进行反演运算 ,或者说多井条
在一个工区进行波阻抗反演时 ,不论有多少口 井存在 ,一般整个工区内都只提取一个子波. 常用的 子波选择和提取主要有以下方法. 2. 1 选择野外观测的震源子波 ,或选择 VSP 观测 的子波
Abstract Wavelet extraction is t he most important technique in t he wave impedance inverse wit h well restrictions. Differ2 ent type of wavelet can be extracted from t he different well when more t han one well is located at t he same region. Usually , t he optimal inverse results only can be obtained wit hin t he profile or zone if t he wavelet is extracted based on t he across well profile or well restricting belts. Namely , t he good results cannot be surely obtained on ot her profiles or zones. As a result , t he unclose of zones constricted by different well and lit hology in profile will present if t he inverse is respectively carried out by different wavelet in t heir each restricting profiles or zones. The change of wavelet will result in t he different inverse re2 sults , which will finally lead to t he wrong interpretation of lit hology. In t his paper , t he idea of correlation among multi2sta2 tions in t he velocity analysis is used to pursuit t he met hod of wavelet extraction wit h multi2well restriction and t he quantita2 tive criterion of determining t he optimal wavelet .
第 1 8 卷 第 4 期 地 球 物 理 学 进 展 Vol. 18 No. 4 2003 年 12 月 (623～627) PRO GRESS IN GEOPH YSICS December 2003
这种常规的波阻抗反演技术 ,建立在以褶积模 型为基础的理论之上[3 ] . 以褶积模型为基础的反演 方法 ,在实现过程中都会遇到一个棘手的问题 ,就是 如何提取或选择准确的子波. 子波选择的准确与否 , 将直接影响人工合成地震记录的制作及其与地震道 的匹配 ,直接影响反射系数求取的精度 ,进一步影响 波阻抗求取和岩性反演结果的品质.
当然 ,计算反射系数序列时 ,还要考虑地震波倾 斜入射时的 AVO 问题 ,抛弃垂直入射假设的观点 , 将全波信息考虑在内[11 ] . 当地层倾斜或复杂构造的 情况下 ,需要精细解释地震剖面 ,然后用射线追踪方
法计算地震波的入射角. 才能得到较为准确的合成 地震道和与实际地震道匹配的结果. 1. 3 多井条件下子波提取的步骤
要从事石油地球物理方法研究.
6 24 பைடு நூலகம் 地 球 物 理 学 进 展 18 卷
是高分辨率勘探的最终成果[1 ] . 由于波阻抗信息的 简单性和精确性 ,使得地震数据到波阻抗的反演成 为一个迅速发展的领域[2 ] . 自从 R. O. Lindset h 1978 年提出该项技术以来[3 ] ,该项技术在 20 多年的时间 内 ,获得了长足的进展 ,新方法和新软件不断涌 现[1 ,4 ,5 ] . 包括在波阻抗反演的线性 、非线性算法 ,模 拟退火 、遗传等最优化算法 ,低频分量 、约束条件等 的求取等方面 ,都取得了不少新认识. 目前这种方法 已经从垂直入射假设的理论 ,向考虑 AVO 问题的 弹性阻抗 ( Elastic Impedance) 反演的方向发展[6 ] .
结构和物理性质进行成像 (求解) 的过程. 建立于反 射系数垂直入射假设基础之上的叠后地震反演技 术 ,是油藏描述与储层预测的关键技术. 该项技术的 意义在于将反映构造信息的地震剖面 ,转换成为反 映岩性信息的波阻抗剖面. 李庆忠认为 ,波阻抗剖面
收稿日期 2003201227 ; 修回日期 2003206210. 基金项目 国家自然科学基金 ( H40144017) 资助. 作者简介 许升辉 ,男 ,1960 年生 ,内蒙古人 ,1982 年毕业于长春地质学院物探系 ,现为中国科学院地质与地球物理研究所博士研究生 ,主
其次 ,对各井提取的子波进行频谱分析 ,统计各 井点子波的振幅谱和相位谱分布. 分析整个工区或 剖面上子波振幅谱和相位谱的变化. 如果子波振幅 谱和相位谱分布有规律 ,就说明子波提取的质量较 高和子波在地震剖面上的横向变化较稳定. 如果个 别的子波振幅谱和相位谱没有规律可循 ,就需要抛 弃这些井点的子波. 如果所有的子波振幅谱和相位 谱分布没有规律可循或变化很大 ,则需要重要提取 子波 、或者要选择其它方法得到子波.
波阻抗反演中多井条件下的子波提取方法
许升辉1 ,2 , 马劲风3
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所 ,北京 100029 ; 2. 中石化新星公司科技部 ,北京 100083 ; 3. 西北大学地质学系 ,西安 710069)
摘 要 对于井约束的波阻抗反演来说 ,子波提取是反演中最重要的技术环节之一. 在一个工区有多口井的条件下 , 根据不同的井可以提取不同的子波. 过井的测线或井控制的区块范围内提取的子波 ,往往只在这条测线或这个区块 范围内 ,获得最佳的反演结果. 而在其它测线或其它井控制的区域 ,不一定会得到好的结果. 如果采用不同的子波 ,分 别在其控制测线或区块进行反演 ,就会出现不同井控制区域或测线上岩性的不闭合. 子波的变化造成反演结果岩性 的变化 ,进而造成岩性解释的错误. 本文借用速度分析中多道相关的思想 ,给出了多井条件下子波提取的方法和选择 最佳子波的定量标准.
我们知道 ,在一条测线 、一个工区或一个工区的 不同断块 ,有多口井存在 ,或者只有进行多井的标准 化处理 ,才能得到准确的声波时差曲一 ,才能进行准 确的 深 时 转 换 运 算 和 计 算 出 准 确 的 反 射 系 数 系 列[10 ] . 1. 2 对地震资料的特殊要求
井资料与地震资料的匹配 ,也需要对地震资料 本身进行校正. 一方面 ,野外采集的地表条件一致 性 ,能确保激发子波的一致性和子波横向变化的唯 一性 ,是子波提取的基础. 海上资料在这方面有独特 的优势 ,而对陆地资料则需要进行子波一致性的处 理. 另一方面 ,目前的水平叠加剖面 ,是对不同炮检 距的共中心点道集进行动校 ,然后进行叠加处理的 结果. 由于共中心点道集中存在振幅随炮检距的变 化 ,和不同炮检距地震子波的变化. 尤其较大炮检距 的地震子波受吸收衰减 、各向异性的影响都比较大. 水平叠加后就会使不同炮检距的反射振幅和相位平 均化 ,淹没子波振幅和相位的变化 ,形成平均化的复 杂子波. 此时 ,我们可以在共中心点道集内 ,采用分 炮检距叠加的方法 ,选择反射振幅随炮检距线性变 化的范围进行叠加 ,以降低较大炮检距范围子波变 化和反射振幅变化的影响. 在这种分段叠加剖面上 提取的子波 ,具有比较好的振幅和相位一致性.
关键词 子波提取 ,多井 ,匹配 ,波阻抗反演 ,相关分析 中图分类号 P315 ,P631 文献标识码 A 文章编号 100422903 (2003) 0420623205
Wavelet extraction method of wave impedance inverse with multi2well restrictions
4 期 许升辉 ,等 :波阻抗反演中多井条件下的子波提取方法研究 6 25
件下选择地震子波的标准是什么 ? 这一直是多井条 件下波阻抗反演中棘手的一个问题. 本文分析了多 井条件下井旁地震道子波求取中存在的问题 ,提出 了多井条件下井旁道最佳子波的提取方法和判断标 准.
XU Shen2hui1 ,2 , MA J in2feng3
(1. I nstit ute of Geology and Geophysics , Chi nese A cadem y of Sciences , Beiji ng 100029 , Chi na ; 2. S i nopec S tar Pet roleu m Co. L t d . , Beiji ng 100083 , Chi na ; 3. Geology Depart ment of Nort hwest U niversity , Xi’an 710069 , Chi na)
要提取多井条件下的最佳子波 ,首先提取准确 的单个井点的子波. 进行单井的子波提取需要进行 下面几步工作 :
(1) 进行单井资料的环境校正 、多井资料的标准 化 ,及使用分段叠加的地震剖面.
(2) 选择一个模型子波然后制作人工合成地震 记录 ,并与井旁地震道进行互相关运算 ,求取时间域 声波时差或反射系数序列与井旁地震道的最佳匹配 位置.
(3) 选择不同的子波相位 ,从 0 到 360°进行扫 描 ,逐个与反射系数褶积并与井旁道求取互相关系 数 ,确定最佳匹配时的子波相位 ;如果先对地震剖面 进行相位扫描 ,然后校正为零相位剖面 ,子波提取的 效果会更好.
(4) 使用匹配好的井旁地震道与反射系数序列 进行反褶积 ,来提取井点的子波.
Keywords wavelet extraction , multi2well , matching , wave impedance inverse , correlation analyisis
1 波阻抗反演技术
1. 1 波阻抗反演技术 地震反演是利用地表观测的地震资料 ,以已知
地质规律和钻井 、测井资料为约束 ,对地下岩层空间
第三 ,选择振幅谱和相位谱分布有规律的子波 , 制作各井点的合成地震道 ,并与井旁道进行相关运 算 ,求取相关系数的和 ,确定最佳子波.
求人工合成地震道与井旁道的互相关时 ,可能 会遇见整个井段两者匹配不好 ,但是局部主测线与 联络测线上分别过不同的井. 利用不同的井和地震 剖面 ,往往会提取到不同的地震子波. 如果在二维工 区的交叉测线上 ,提取和采用不同的子波进行波阻 抗反演运算 ,就会在主测线和联络测线的交点出现 岩性的不闭合现象. 在三维地震工区中 ,如果有多口 井存在 ,选择哪一口井提取的子波进行反演运算 ? 还是采用综合多口井的子波进行反演运算 ? 一般来 说 ,在三维工区不同的断块上 ,可以采用断块上的井 提取的子波进行波阻抗反演运算. 这样做 ,在不同断 块的衔接处 ,也会出现岩性的不一致现象. 因此 ,究 竟选择什么样的子波进行反演运算 ,或者说多井条