非线性直接叠前地震泊松阻抗反演的计算机实现的方法技术

本文公开了一种非线性直接叠前地震泊松阻抗反演的计算机实现的方法，以及实现该方法的系统，用于使用非线性直接叠前地震泊松阻抗反演来计算弹性属性的最终模型。在勘测区域的各个入射点处的各个入射角下得到用户输入和地球模型数据。然后计算各种模型以用于岩性识别和流体鉴定，并用于初步地震勘探和储层表征。因此，由于它们对多孔介质的储层有局限性，埋藏深度、压实度和上覆压力的变化会导致这些模型需要进一步优化。通过系统计算机来执行使用非线性直接叠前地震模型的进一步优化，产生了弹性属性的最终模型。这一模型可应用于岩性识别和流体鉴定，识别油气勘探中的潜在目标，并估算非常规页岩气应用中的甜点。并估算非常规页岩气应用中的甜点。并估算非常规页岩气应用中的甜点。

【技术实现步骤摘要】
非线性直接叠前地震泊松阻抗反演的计算机实现的方法


[0001]本公开总体上涉及地震勘探和储层表征领域中的用于岩性识别和流体鉴定的计算机实现的方法和系统。

技术介绍

[0002]1.总论
[0003]本领域的普通技术人员已经知道，岩性识别和流体鉴定在地震勘探和储层表征中起着重要的作用。岩性识别和流体鉴定的定义是使用叠前地震数据的加权叠加方法来估算的，最早由Smith,G.和Gidlow,P.在他们的研究“Weighted stacking for rock property estimation and detection of gas:Geophysical Prospecting(1987)”中提出。后来，Goodway，B.、T.Chen和J.Downton在SEG第67届国际年会上介绍了“Improved AVO fluid detection and lithology discrimination using Lam
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petrophysical parameters:“λρ”,“μρ”&“λ/μfluid stack”from P and S inversions”，发现拉梅参数对烃饱和度来说比弹性参数更敏感，并提出了用于岩性识别和流体鉴定的LMR方法。之后发现，该方法会取决于埋藏深度、压实度和上覆压力而发生变化，因此对于具有多孔介质的实际储层而言有一定的限制。在2006年，Quakenbush,M.、B.Shang和C.Tuttle引入了泊松阻抗的概念，将其用于岩性识别和流体鉴定。实际上，在他们的被认为较新颖的研究论文“Poisson impedance:The Leading Edge,v.25,no.2,pp.128
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138”中，首次根据区分岩性和流体含量的所述方法开发了一种敏感性工具。这开启了开发计算机实现的方法以获取流体属性、执行流体鉴定但不包括烃预测的时代。
[0004]泊松阻抗属性随后定义为声阻抗和剪切阻抗之间的加权差异，其通过轴旋转进行优化，以产生更好的岩性和流体含量的分辨率(例如参见Sharma,R.和S.Chopra，2013，Poisson impedance inversion for characterization of sandstone reservoirs，SEG第83届国际年会，扩展摘要，第2549
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2553页)。考虑到这一研究，然后通过结合泊松比的识别特性和堆积密度(两者都是用于储层划分的参数)而以地震方式推导泊松阻抗。结果，在过去的十年中，泊松阻抗已成为本领域的技术人员的非常有利的工具，可用于识别新的勘探前景并表征弹性储层的属性，在描述页岩中的含烃和盐砂岩方面显示出许多成功的应用。
[0005]另一方面，根据地震振幅以及振幅
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偏移关系来进行烃预测仍然是一项艰巨的任务。一种方法是使用地震反射来将其与地下岩石特性紧密相关。然而，地震数据中最强的振幅
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偏移关系(AVO)通常是由岩石中的烃饱和引起的。使用叠前地震反演来提取地震数据的关于地下弹性参数方面的信息的进步极大地帮助了以最小的误差来表征岩相和预测储层属性，从而减少了世界上某些盆地中的干井数量和钻井风险(例如参见Russel,B.，2014，Prestack seismic amplitude analysis:an integrated overview:Interpretation,v.2,no.2,SC19
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SC36)。这种叠前地震反演模型已经常规地应用于岩性预测和流体探测，以识别油气勘探中的潜在目标。最近，它已被广泛用于估算非常规页岩气应用中的甜点。
[0006]叠前地震反演模型的本质在于这样的事实：当流体饱和度改变时，岩石的剪切模量不会改变。当流体饱和度改变时，体积模量则发生显著变化。由于岩石骨架的剪切模量等于具有孔隙流体的岩石的剪切模量，因此可以将剪切阻抗视为主要连接到岩石骨架的地震属性，而声阻抗则由孔隙流体和岩石骨架两者主导。结果，泊松阻抗可以最佳地从剪切模量和声阻抗中消除岩石骨架的影响，从而可以产生更好的流体含量的分辨率。通过叠前地震数据，传统上是根据可以直接从地震数据中求反的P波速度、S波速度和密度而间接地计算出泊松阻抗(见Goodway，同上)。但是，参数估算的间接方法会因间接计算而产生更多的不确定性(例如参见Zong,Z.、X.Yin和G.Wu，2013，Elastic impedance parameterization and inversion with Young
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s modulus and Poisson
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s ratio，Geophysics，v.78,no.6,N35
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N42)。在2006年，Wang,B.、X.Yin和F.Zhang在他们的研究论文“Lam
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parameters inversion based on elastic impedance and its application:Applied Geophysics,v.3,pp.120
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123”中将从叠前地震数据中估计拉梅参数的直接方法与使用反演P波和S波来估计拉梅参数的间接方法进行了比较，但是得出的结论是，它仍然会造成更大的偏差。
[0007]因此，由于所有这些试图减少累积误差以提供准确而合理的结果的尝试均告失败，直接和间接地从叠前地震反演中提取流体因子近年来受到了广泛的关注，特别是考虑到解决上述大型科学和工程问题所需要的具有高性能计算系统的系统计算机的更广泛的可用性和可得性。
[0008]2.叠前地震反演的基本依据
[0009]Zoeppritz方程(Zoeppritz,K.，1919，Erdbebenwellen VII,VII B,und DurchgangseismischerWellendurchNachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaftenzu Mathematisch
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physikalischeKlasse,pp.66
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84.)是叠前地震反演的基础，其描述了在给定入射角下的界面反射率与界面两侧的介质弹性属性之间的非线性关系。但是，Zoeppritz方程的固有的复杂性和高度的非线性使它们无法求解大规模的多层和多维地质模型。在实践中，叠前地震反演方法基于Zoeppritz方程的一阶线性近似，并基于如下假设：两个均匀的半空间在弹性界面处焊接，并且跨边界只发生弹性参数的相对小的变化。由于它们在数学形式和计算效率方面的简单性，在过去的几十年中已经推导了一系列的Zoeppritz方程的线性近似，并用于各种计算机实现的方法和系统(参阅Bortfeld,R.，1961，Approximations to the reflection and transmission c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机实现的方法，该方法使用非线性直接叠前地震反演模型来估计泊松阻抗，并避免在具有至少一个井位的勘测区域中因间接计算产生的不确定性和累积误差，该方法包括：检索在时域中表示的经放大的测井数据，包括所述勘测区域中的各个入射点处的纵波速度、横波速度和密度数据；产生角度图像道集的集合，对其进行预处理以保留所述勘测区域的各个入射角的信号幅度信息；检索包括针对所述勘测区域的地层信息数据的地球模型数据；检索所述勘测区域的一段时间上的地震速度数据；通过基于所述地球模型数据和所述勘测区域的各个入射点处的经放大的测井数据来进行插值，从而生成低频模型的集合；通过对所述角度图像道集的集合和所述经放大的测井数据进行井震连接计算，生成来自于所述勘测区域的多个入射角的角度相关性小波的集合；将所述角度图像道集的集合中的第一角度图像道集和所述低频模型的集合中的对应的第一低频模型与所述角度小波的集合相组合；通过使用组合的第一角度图像道集、第一低频模型和角度小波的集合来执行非线性直接叠前地震反演模型；针对所述勘测区域重复组合和执行的步骤，直到将所述角度图像道集的集合中的所有道集和所述低频模型的集合中的所有对应的低频模型都已经与所述角度小波的集合相组合为止；验证重复步骤是否通过将所述角度图像道集的集合中的最终角度图像道集和所述低频模型的集合中的对应的最终低频模型与所述角度小波的集合相组合而执行了最终的非线性直接叠前地震反演模型；和通过计算弹性反射率的指数积分，从所述非线性直接叠前地震反演模型的结果中产生所述勘测区域中的弹性属性的最终模型。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，生成所述角度图像道集的集合步骤包括以下步骤：检索勘测区域的地震勘测数据；检索勘测区域的地震速度数据；使用针对勘测区域的检索到的地震勘测数据和检索到的地震速度数据来执行叠前时间偏移法；产生偏移图像道集；在不同的入射偏移处堆叠一段时间上所检索到的偏移图像道集；将偏移图像道集转换为角度图像道集；和产生角度图像道集的集合。3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，生成所述低频模型的集合的步骤还包括以下步骤：检索勘测区域的地震速度数据；从勘测区域的地球模型数据中检索经解释的地层信息；
检索在时域中表示的经放大的测井数据，包括所述勘测区域中的各个入射点处的纵波速度、横波速度和密度数据；对检索到的地震速度数据和检索到的经放大的测井数据进行平滑化；使用检索到的经解释的地层信息来将平滑化的地震速度数据转换为层速度数据；使用经解释的地层信息和平滑化的经放大的测井数据来对经转换的层速度数据进行插值；和产生低频模型的集合。4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，生成来自所述勘测区域的多个入射角的角度小波的集合的步骤包括以下步骤：检索勘测区域的角度图像道集；检索勘测区域的经放大的测井数据；从检索到的角度图像道集中提取角度小波的初始集合；从检索到的经放大的测井数据中计算在时域中表示的反射率；对勘测区域的角度小波的初始集合执行井震方法；和生成角度相关性小波的集合。5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其特征在于，产生弹性属性的最终模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏凡，
申请(专利权)人：中石化休斯顿研究开发中心，
类型：发明
国别省市：