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高精度合成地震记录制作的技术研究

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高精度 合成 地震 记录 制作 技术研究
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高精度合成地震记录制作的技术研究 孙振涛 孟宪军 慎国强 钮学民 季玉新 王玉梅 (胜利油田物探研究院) 摘要 制作高精度的合成地震记录是精细储层描述的基础,本文在分析合成地震记录原理的基础上,从地震剖面的极性判断、平均速度的选取、反射系数的准确提取、子波的精确估算等方面对制作合成记录的要点进行了分析,通过提高以上四方面的精度,提高了制作合成地震记录的精度,并提出了一套可行的合成地震记录的检查方法。 主题词 合成地震记录 子波 反射系数 极性 平均速度 is of on we of as of of of of be we a of to 言 合成地震记录是联系地震资料和测井资料的桥梁,是构造解释和岩性储层地震解释的基础,它是地震与地质相结合的一个纽带。合成地震记录的精度直接影响到地震地质层位的准确标定,也影响到岩性储层解释的精度,通过制作高精度的合成地震记录,可以将研究的目的层准确地标定在地震剖面上,在井资料与地震资料之间建立准确的对应关系,为精细储层描述打下坚实的基础。 合成地震记录原理 合成地震记录是一维正演模型的制作过程,地震记录是地震子波与反射系数褶积的结果,且都是时间的函数,即 )((*)()( 从上式可知,要得到精确的合成地震记录,就要从提高反射系数的准确性与子波的精度两方面入手。 制作合成地震记录的关键技术 从多个工区的反演及储层描述工作中,认为在制作合成地震记录时应着重分析以下几个方面:地震剖面极性的判断、工区内平均速度的选取、反射系数的提取、子波的精确估算等。 (1)、地震剖面极性的判断 要制作准确的合成地震记录,地震剖面的极性必须明确,因为它关系到所用子波的极性以及合成地震记录的准确性和精度。地震剖面可分为正极性和负极性两类(不一定是零相位的)。对一个大反射系数的地层界面,如正反射系数界面对应波峰,此剖面为正极性剖面;反之,为负极性。 目前,实用的极性鉴别方法有: 1、 单轨、双轨剖面判断法:在正极性剖面上,正反射系数界面,如基岩顶面、海底、火成岩顶面等,表现为单轨强峰;而负反射系数界面,如大套油页岩、煤层顶面,表现为双轨强峰。在负极性剖面上,特征相反。 2、 多井合成地震记录法:对工区内的多口井分别用正极性和负极性的子波制作合成地震记录,确定合成地震记录与地震剖面的匹配关系,正极性相关好的井占多数时,剖面为正极性;反之,为负极性。(图1为分别用正负极性的子波制作合成记录进行极性的判断) 正极性子波的合成记录负极性子波的合成记录 图1、分别用正负子波做合成记录判断剖面极性 (2)平均速度的选取 制作合成地震记录时,必须知道该区时间深度对应关系的尺度,即该区的平均速度(如胜利油田的东营速度)或有好采用为能提高时深转换的精度。 (3)反射系数的精确提取 反射系数反映了上下两层介质的波组抗差,其表达式为: 112211221212+−==(v:速度;ρ:密度;:波组抗 ) 得到精确的反射系数,必须有准确的速度和密度参数,速度是声波曲线取倒数得到的,密度由密度曲线得到,由速度曲线与密度曲线求得波组抗曲线,进而求得反射系数。 但在实际的生产中,经常不用密度曲线,而是采用由声波曲线经βαρ v=ρ为密度;为速度;v α、β为地区经验常数)来求取密度曲线,在岩性变化不大的地层中,此方法对标定厚层是可行的,但在解决高精度的岩性问题时,密度参数的准确与否就不容忽视了。通过分析,由约只占总反射系数的20%左右,速度占80%;而实测密度对反射系数的贡献与速度相比则大小不一。因此,用和不用实测密度曲线求取的反射系数序列是有差异的。 必须用密度曲线与声波曲线计算井的波组抗曲线,然后由波组抗曲线求取反射系数序列,这样,得到的反射系数序列比不用密度曲线求得的反射系数序列准确的多。 (4)子波的精确估算 子波是合成地震记录制作中的重要因素。因地震剖面从浅层到深层的频率变化较大,如果只用一个频率的子波制作合成记录,标定效果不理想,因而运用时变子波是非常必要的,时变子波合成记录的频率与剖面的频率比较协调,吻合较好,这样,对于合成记录整体面貌的提高,是很有帮助的。但在实际生产中,对每口井分别提取随深度变化的子波,并不实用。 较好的步骤是: 1、 提取与震资料的主频相当的雷克子波(极性与地震剖面相一致),也可用从地震资料中提取统计子波进行初步制作合成地震记录,主要检查工区内的标志层段(如4、特殊岩层段(火成岩、煤层等)的地震反射与合成记录的波组对应关系,对准标志层的反射。 2、 针对研究的目的层段,对合成记录进行局部的微调,主要从波组特征、波形特征等方面进行对比,对测井曲线进行微小的拉伸和压缩。使合成地震记录与地震的相关性进一步提高。 3、 井旁地震道与井(有初步时深关系)资料联合提取子波。这样,可提取更适合该井情况的子波。使用新的子波制作新的合成地震记录。重复第2、3步的操作,即可得到精确的子波和高精度的合成地震记录 在运用井旁地震道与井联合提取子波时,应注意以下几点: ①在研究的目的层段内选取地震资料品质好,信噪比较高的时间段作为提取子波的时窗,其长度一般为子波长度的3倍,时窗太小,得不到稳定的子波。 ②子波长度的选取要适宜(一般为100在浅层,地震频带较宽,子波可短些;深层,地震频带窄,子波可略长些。 图2、好子波与坏子波的对比 图3、某工区内井的时深关系与平均速度对比图 (红的为平均速度) ③对提取的子波,要从子波的波形、振幅谱、相位谱等方面进行子波质量的判断,要求子波的波形稳定、单峰值、有效频带内相位稳定。(图2所示) 断层的附近、深层资料、二维工区偏离测线太远的井位处,均不易提取好的子波。 在确定提取了准确的反射系数序列和准确的子波后,即可对目的层段的合成地震记录进行精细的局部微调,使合成记录与地震剖面在波组特征、波形特征、振幅特征、频率特征、相位特征等方面有很好的对应关系,即可得到高精度的合成地震记录。 (5)高精度合成地震记录的检查 对合成记录精度和准确性的检验还可通过以下方法进行相应的质量控制: 1、 相关系数法:通过求取合成记录与地震的相关系数来进行定量的判断。一般在目的层段内的时窗范围内,过断层时除外。 2、 与工区内平均速度对比法:对做完合成地震记录的井按一定间隔提取其时间工区的平均速度曲线相对比,应比较一致。(图3) 3、 与原始声波曲线对比法:为防止在制作合成记录时,对曲线的拉伸和压缩过大,对曲线造成畸变,应将做完时深调整的曲线与原始声波曲线进行对比,两者的曲线形态不能有大的差别。 地震记录 合成记录 测井曲线 4、 地震资料与合成记录求取剩余记录法:剩余记录越少,合成记录越精确。 自然电位 5、 多元标定技术:综合利用电性曲线、岩性剖面及钻井地质分层的多种信息,精确标定出地下某地质体的顶底界面,分析储层的横向变化,提高了标定的准确和形象性,将其与对该区的整体构造与地质认识相对照,分析其是否符合该区地质沉积规律,也可对合成地震记录起到检查的作用。(如图4所示,联合自然电位曲线进行标定) 图4、多元标定技术在合成记录中的应用 井旁地震道合成记录道测井曲线 反演波阻抗子波图5、波组抗进行精细调整) 6、 横向对比法:通过抽出任意井的连线,将测井曲线(波阻抗、伽玛、自然电位)投在地震剖面上,根据地震标准反射层与测井响应一致原则,使井与井之间的地震地质标定的关系保持一致,从而检验空间地震地质标定的合理性和一致性。 应用实例 在桩241地区的反演及储层描述工作中,做了12口井的合成地震记录,严格按照上述步骤工作,取得了良好的效果,合成地震记录的精度得到了很大的提高。做完了波阻抗反演后,又用井的波阻抗曲线结合反演的波阻抗数据体进行精细的微调,两者都是波阻抗数据,增加了对比的直观性(如图5所示),使合成地震记录的精度进一步提高,在此基础上,又用新的合成地震记录做波阻抗反演,也提高了反演的精度,满足了精细储层描述的需要。 有了高精度的合成地震记录做基础,波阻抗反演取得了良好的效果,成功预测了该区浊积砂体的空间分布,提供井位一口且已钻探成功,获得了工业油流,经钻井验证,储层的深度和厚度与预测的深度和厚度非常一致,这也证实了高精度的合成地震记录制作方法是可行的。 结束语 合成地震记录的制作是一个非常复杂的过程,要制作精确的合成地震记录,必须注意以下几方面:①分析地震资料的信噪比和分辨率情况;②测井曲线的准确性分析和校正(进行环境校正和奇异值编辑);③准确判断地震资料的极性;④选用正确的平均速度(时深对应关系);⑤用密度曲线和声波曲线联合提取反射系数;⑥提取精确的子波;⑦对局部的时深关系进行微调。 参考文献: 1、陆基孟.《地震勘探原理》、6) 3、孙学继 2)
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