一种地震波波阻抗反演的方法技术

一种地震波波阻抗反演的方法，确定叠后地震数据的振幅谱和相位谱，并在井旁地震道上提取地震子波，确定地震子波的振幅谱和相位谱、谱宽度和主频；拾取地质地层层位对应的地震地层层位，并对拾取的层位进行检验和校正处理以及平滑和内插处理；对测井的声波时差曲线和密度曲线进行标定，把深度域测井的声波时差曲线和密度曲线标定为时间域，与叠后地震数据的层位一致，生成井中波阻抗；对叠后地震数据进行小波奇性分析与小波特征提取；在油田的勘探、开发、开采中为油藏描述提供高分辨率的波阻抗参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田的勘探、开发、开采过程中为储层预测和油藏描述，是一种提供高分辨率的波阻抗参数的地震波波阻抗反演的方法。
技术介绍
地震勘探是在地面的一系列点上，利用人工激发地震波，地震波向地下传播，当遇到波阻抗界面(即上下地层波阻抗差异面)时，地震波产生反射，地震波传播方向发生改变，部分地震波开始向上传播，在地面的一系列接收点上安置着接收器，接收向上传播的地震波数据，这是地震勘探的正过程。而地面接收器接收到的地震波数据中不但包含着地下地层波阻抗界面的信息，而且还包含着激发点和接收点空间位置和排列位置的信息以及各种噪声干扰。地震数据处理就是将野外勘探过程中接收的向上传播的地震波数据，仅保留反映地下地层波阻抗界面的信息，而消除其它信息，此即叠后地震数据。波阻抗就是地震波传播速度与地层密度的乘积，此数值反映了地下地层的结构以及储层中油气的分布情况，波阻抗是油气勘探、开发过程中最重要的参数。波阻抗反演就是根据地面接收到的反映地下地层界面的反射信息，求取地下地层波阻抗的过程。现行的技术可以求出相应的波阻抗参数，但是由于地震记录中存在噪声，此外，有时地震记录的分辨率不是难以满足描述地质目标对地层纵横向分辨率的要求；测井技术虽然具有很高的纵向分辨率，但无法获得空间信息，难以满足描述地质目标对井间地层参数变化的要求。地震波阻抗反演要求地震波具有振幅真值，且激发地震波的震源为已知，保存有全套多次波信息，没有噪声干扰特别是没有规则的干扰。在这样严格的条件下才能有效反演可靠的波阻抗参数，但是在实际地震波采集过程中这些条件往往难以满足。因此实际地震波波阻抗反演的关键在于已知信息严重不足，从而导致反演结果不准确。实际可以提供用于反演的数据，仅仅是叠后地震数据。叠后地震数据中，并不包含噪声信息，而仅仅包含着反映地下地层波阻抗界面的信息和地震波传播的地震子波信息。仅仅已知叠后地震数据，其并不包含噪声信息，而仅仅包含着反映地下地层波阻抗界面的信息和地震波传播的子波信息，即用一个数据求两个未知数，故求解需要的已知信息严重不足。测井是在已经钻探的井中，将各种激发设备和接收设备放置在一根钢管内，激发设备和接收设备保持数米的距离，用电缆连接激发设备和接收设备到地面。在地面，通过匀速下降电缆和匀速提升电缆，利用激发设备进行激发，激发的信息穿过井壁地层，由接收设备接收，通过电缆传输到地面存并予以记录存储。一次可以同时得到许多测井参数。地震波阻抗反演需要的测井参数是声波时差参数和密度参数。声波时差的倒数即为速度，因此利用这两个参数可以得出波阻抗参数。声波时差参数是由声波测井获得的，密度参数是由密度测井获得的。声波测井设备包括一个声波脉冲发射器和一个声波脉冲接收器。由声波脉冲发射器发出的声波射向井壁，声波在地层中传播。声波脉冲接收器接收声波在地层中的传播。声波测井参数就是声波通过1英尺地层所需要的传播时间随深度变化的记录。密度测井设备包括一个屏蔽体内的放射性源和一个放射性探测器。由放射性源发出的伽马射线射向井壁地层，这些伽马射线可以看作为高速粒子，在地层中与电子碰撞。每次碰撞伽马射线传递能量给电子而失去一部分能量，能量减少后的伽马射线继续前进。放射性探测器接收到能量减少后的伽马射线。伽马射线能量的减少作为地层密度的指示记录下来，即密度参数。测井参数数据采集很密集，采样率很小，因此测井参数的视分辨率很高，所得到的波阻抗曲线中具有丰富的高频成分。但是这些高频成分既不对应反射界面，也不对应地层界面。因此利用井参数得到的波阻抗曲线，必须根据地质解释人员所掌握测量地区丰富的已知地质层位信息和储层油气水信息，在满足所研究目的层的对层和标定的条件下，对测井参数进行交互解释后，才能作为约束的信息参加反演过程。对一层砂岩一层泥岩的砂泥岩薄互层而言，必须对测井参数曲线进行详细的解释，识别出砂泥岩薄互层。如果没有可靠的井中薄互层解释，就谈不上薄互层反演；同样没有井参数的有效约束，利用地面地震记录直接反演薄互层的可能性很小。地震数据纵向分辨率虽然不高，难以满足储层预测和油藏描述的要求，但是地震数据横向具有一定的连续性和分辨率。而测井资料纵向分辨率虽然很高，可满足储层预测和油藏描述的要求，但是测井资料横向不具有分辨能力。为此有效地利用地震数据横向连续性和测井资料纵向高分辨率的互补特性，并使井中数据的高分辨率特征拓展到井间地震波反演的数据中，以提高物性参数反演的分辨率，此为参数反演的有效途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用地震、测井资料与波阻抗反演技术，在油田的勘探、开发过程中为油藏描述提供高分辨率的地震波波阻抗反演方法。本专利技术的反演地层波阻抗的方法，包括以下步骤(1)对叠后地震数据进行频谱分析，即计算叠后地震数据的振幅谱与相位谱，了解振幅谱的谱宽度与主频，谱越宽、主频越高，地震数据的分辨率越高，分辨地层的能力越强。并在井旁地震道记录中提取地震子波；计算子波的振幅谱与相位谱，了解地震子波振幅谱的谱宽度与主频。(2)在地震数据中，根据已知的先验地质地层层位信息和钻井地层信息，对地震数据体进行层位解释，拾取地质地层位对应的地震地层层位，并对拾取的层位进行检验校正处理以及平滑与内插处理，使得层位闭合且平滑；(3)对测井的声波时差曲线和密度曲线进行分析，编辑和剔除其中异常值，并根据叠后地震数据、解释的层位、已知的先验地质层位信息与钻井地层信息，对测井的声波时差曲线和密度曲线进行标定，把深度域测井的声波时差曲线与密度曲线标定为时间域，使其与叠后地震数据及解释的层位一致，并生成井中波阻抗；(4)对输入的叠后地震数据进行小波奇性分析与小波特征提取。选择小波尺度函数(t)，构建滤波器，将地震道分解成两部分 M(0)f(t)＝f(t)δ(t)=1t=00t≠0]]>式中f(t)为输入的叠后地震数据，t为地震波传播时间，δ(t)为delta函数，D(k)f(t)和M(k)f(t)为第k次分离的结果，k＝1，2，3，...，M，M为逐次分离的次数，每次保留D(k)f(t)，而对M(k)f(t)进行进一步分离，即采用逐次分离的方法进行分解，得到地震道的奇性特征。(5)利用解释的地震层位信息与井中波阻抗，生成初始波阻抗模型；(6)把反演的区间分成若干个子区，并且使得相邻区间有一定的重叠；即划分0≤T0＜T1＜T2＜T3＜…＜TN≤T(7)在第一个区间中，依据地震数据和初始波阻抗模型，利用一维波动方程，采用非线性最小二乘拟合方法，求解第一个区间内的波阻抗；对于一维波动方程∂∂x-σ(x)∂2u∂2t=0,x∈(0,T),t∈(0,2T)]]>∂u∂x|x=0=g(t)]]>u|x＝T＝0u|t=0=∂u∂t|t=0=0]]> u|x＝0＝f(t)(1)其中震源子波g(t)和地面地震记录f(t)是已知，σ(x)是待求的波阻抗参数，为未知参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分辨率的地震波波阻抗反演方法，采集地震数据并进行常规的处理，对叠后地震数据进行频谱分析，其特征在于包括以下步骤：（１）确定叠后地震数据的振幅谱与相位谱，并在井旁地震道上提取地震子波，确定地震子波的振幅谱与相位谱、谱宽度与主频； （２）根据已知的先验地质地层层位与钻井地层，拾取地质层位对应的地震地层层位，并对拾取的层位进行检验、校正并进行平滑与内插处理，使得层位闭合且平滑；（３）根据叠后地震数据、层位，以及已知的先验地质层位与钻井地层，对测井的声波时 差曲线和密度曲线进行标定，把深度域测井的声波时差曲线与密度曲线标定为时间域，使其与叠后地震数据的层位一致，生成井中波阻抗；（４）对叠后地震数据进行小波奇性分析与小波特征提取；选择小波尺度函数φ（ｔ），构建滤波器，将地震道分解成两部分 ：Ｄ↑［（ｋ）］ｆ（ｔ）＝∫↓［－∞］↑［∞］Ｍ↑［（ｋ－１）］ｆ（τ）φ（ｔ－τ）ｄτＭ↑［（ｋ）］ｆ（ｔ）＝∫↓［－∞］↑［∞］Ｍ↑［（ｋ－１）］ｆ（τ）［δ（ｔ）－φ（ｔ－τ）］ｄτＭ↑［（０）］ｆ（ｔ）＝ｆ（ ｔ）＊＊＊式中ｆ（ｔ）为输入的叠后地震数据，ｔ为地震波传播时间，δ（ｔ）为ｄｅｌｔａ函数，Ｄ↑［（ｋ）］ｆ（ｔ）和Ｍ↑［（ｋ）］ｆ（ｔ）为第ｋ次分离的结果，ｋ＝１，２，３，…，Ｍ，Ｍ为逐次分离的次数，每次保留Ｄ↑［（ｋ）］ｆ （ｔ），而对Ｍ↑［（ｋ）］ｆ（ｔ）进行进一步分离，逐次分离进行分解，得到地震道的奇性特征；（５）利用地震层位和井中的波阻抗，生成初始波阻抗模型；（６）把要反演的区间分成若干个子区间，并且使得相邻区间之间有一定的重叠；即划分０ ≤Ｔ↓［０］＜Ｔ↓［１］＜Ｔ↓［２］＜Ｔ↓［３］＜…＜Ｔ↓［Ｎ］≤Ｔ；（７）依据地震数据和初始波阻抗模型，利用以下公式，得到第一个区间中的波阻抗σ（ｘ）；＊＊＊其中震源子波ｇ（ｔ）和地面地震记录ｆ（ｔ）是已知，σ（ｘ ）是待求的波阻抗参数，是未知参数．ｕ＝ｕ（ｘ，ｔ）是地震波传播的波场，ｔ是地震波传播的双程时间，ｘ是地震波传播的地层深度，用时间表示；在给定震源函数ｇ（ｔ）和波阻抗σ（ｘ）的情况下，得到地面合成记录ｆ↓［σ］（ｔ），而地面实际记录为 ｆ（ｔ），则求解波阻抗σ（ｘ）转为求目标函数Ｓ（σ）＝∫↓［０］↑［Ｔ］［ｆ（ｔ）－ｆ↓［σ］（ｔ）］↑［２］ｄｔ的极值，即求...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高少武，赵波，田振平，范祯祥，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]