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123.深度域合成地震记录的应用

一,概述

地震解释人员时有得到深度域地震体,而该体和井筒数据由于地震处理中速度问题往往在深度上对不齐。此时我们需要将地震体进行必要的移动及局部拉伸或压缩以便向井筒数据靠拢。移动量以及压缩拉伸量可通过深度域合成地震记录制作过程中获得。Petrel人工合成地震记录模块为用户提供了方便实用的工具以钻井地质分层为参考将地震道进行拉张和压缩,实现井震对比。各井点处的校正量(depth correction)存储在地质分层列表中,见下图。得到的校正量结果可以在整个工作流的后续步骤中得以应用,最终目的是通过建立的深度校正速度模型对地震体进行校正。

二,深度域合成地震记录的原理

制作合成地震记录的基本数据是反射系数曲线和子波,目前子波的提取还只限时间域的地震体,在做深度域合成记录之前我们必须要创建一个理论子波,或者在时间域地震资料里提取子波。下面图示清楚地描述了深度域合成记录的制作原理,首先将输入曲线用当前的时深关系TDR转换成时间域曲线,与子波褶积,生成时间域的合成记录,然后将记录用相同的TDR转换成深度域的合成记录,最后用钻井地质分层对地震道进行校正。需要特别说明的是可以用时变子波。

三,实现步骤或工作流

1.数据输入及参数设定(见下图)

1) 创建/编辑一个STUDY,选择Depth Seismic Calibration任务

2) 选择一口井

3) 选择子波,可以是理论子波或从时间域里提取的子波

4) 选择钻井地质分层文件夹

5) 选择深度域地震体

6) 选择反射系数技算方法

2.钻井地质分层及解释层面显示

解释过的地震层位或网格化后的层面,可以将其显示到合成记录窗口中以便在对比中参考。如下图中虚线是网格化后的解释层面,很明显HOUSTON层吻合很好,KOBE误差较大,PARIS层有一定误差。见下图。

3.井震对齐过程

打开Well Tie Editing 工具栏,按编辑图标进入状态,将光标放在地震道位置的地质分层上(绿色线)光标会变成双箭头,按左键把钻井层位拖到地震层面(虚线)上面。注意如果没有解释层面做参考,就要将地质分层拖到相应地震反射同相轴的位置上。

按调整图标(下图左上红框处),地震剖面将会被拉伸和压缩,请看黄色的KOBE层(黄虚线)已经不压在波峰上了,该波峰向下移动了半个相位。Paris层(绿虚线)也不压再压在波形的零线上,而是压在波谷上了。

这里还需要指出的是,如果两个大层之间的某个明显同相轴需要调整但没有现成的地质分层,用户可在当前合成记录窗口中用光标加入新的地质分层以实现对比 (在Stratigraphy菜单下打开Edit welltops工具栏) 如下图中Kobe层和Paris层之间的Horizon1分层。

4.检查校正量

打开WELL TOPS文件夹的电子表格(SPREADSHEET),最右面有一列叫Depth Correction的属性,其数值为各个分层相应的校正量,注意是对地震体的校正量。

5.校正函数的生成

在钻井数量很少情况下,对已经解释过的深度层面的校正只有靠深度校正函数来进行,这个函数是一条目标深度(所要得到的)和原有深度的线性或非线性关系曲线。我们可通过合成地震记录制作过程中生成的DEPTH CORRECTION 的值求取并拟合。

1) 这里井筒中钻井分层的深度为目标深度(Z),Z减去DEPTH CORRECTION 值就是校正前的原有深度值。这样我们在WELL TOPS 电子表格中再增加一个属性,也就是在WELL TOPS Attributes calculator中键入表达式,比如 D1=Z - Depth Correction见下图。

2) 打开一FUNCTION 窗口,选D1为X坐标轴,地质分层的Z为Y坐标轴,拟合一条线性或非线性的函数曲线,Z=f(D1). 该曲线将存储在Input版面下面。

6.深度域解释层面的校正

生成的函数曲线可用于下面的Surface operation对层面进行深度校正。将光标放在深度层面名字上双击或右键打开Settings, 选Operations > Common operations > Lookup,在界面下方将函数从蓝箭头处放入,按最下方第一个图标(运算完将生成一个新层面) 再按RUN键完成校正,见下图。其原理很简单,就是输入自变量D1得到目标深度值Z。

依次将所有深度层面校正完后在剖面(Intersection)或3D窗口中显示检查,三个输入层面均得以调整。调整后的层名后缀为Lookup。

7.建立深度校正速度模型(Z-Z)

对深度域地震体进行深度校正是通过速度模型得以实现的,输入端是深度,输出端也是深度,既Z-Z模型,见下图。建模界面中Base列下面的是输入深度层面,亦即校正前的解释过的地震层面,Correction列下面的层面是上一步计算出的深度层面,亦即校正后的地震层面。V=V0=Vint在这里已不是层速度而是校正因子。是由BASE/Correction Surface求取出来的。APPLY后完成速度建模。

8.深度域地震体的校正

生成的速度模型将用于地震体做深度校正。在General Depth Conversion 模块里进行。

至此,整个地震体深度校正工作流全部完成,下图是校正前后的地震体对比,浅黄色的KOBE层是校正前的,桔黄色的是校正后的KOBE层。左半部分地震剖面是校正前的,右面是校正后的地震剖面,两者的交线可明显看到校正结果。

四, 后序

由地震处理速度导致深度域地震和井筒数据存在的偏差,通过合成地震记录的制作求取各井点主要目的层位的偏差量,从而对深度域的地震数据体实现校正。当研究区内井点较密集时可直接应用Z-Z速度模型实现校正,因为钻井分层有足够的控制点,速度建模内置算法可以内插外推出合理的校正面。下面参数设置即可实现快速建模,而不需要通过上述合成记录工作流。

勘探阶段井点较少,在速度建模算法中内插外推难免出现不合理的地方,尤其是测区边缘。本文所述工作流是在速度建模之前把主要层位通过函数先进行深度校正,然后把校正后的深度层面放入速度建模界面,绕过直接使用WELLTOPS,避免不合理结果。

通过这一工作流的学习,不难看出Petrel具备超强的地球物理功能及工具,各个模块紧密结合,灵活运用,可将非常复杂的地球物理任务在同一软件内高效完成。仅就该深度域合成记录制作及应用工作流而言,它涉及到:时深关系定义,子波提取,关键层位追踪,合成地震记录制作,地质分层属性运算,相关分析及函数拟合,层面运算,特殊速度建模,以及域转换等众多功能。

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