[发明专利]采用倾斜的横向各向同性的3D逆向时间偏移的地震成像系统与方法有效

专利信息
申请号: 200980162298.3 申请日: 2009-11-02
公开(公告)号: CN102597808A 公开(公告)日: 2012-07-18
发明(设计)人: 江凡;金胜汶 申请(专利权)人: 界标制图有限公司
主分类号: G01V1/28 分类号: G01V1/28
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 张欣
地址: 美国得*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 采用 倾斜 横向 各向同性 逆向 时间 偏移 地震 成像 系统 方法
【说明书】:

背景

地震学被用于要求地质信息的勘探、考古学研究、以及工程项目。勘探地震学提供数据,当这些数据结合其他可用的地球物理学、钻孔、和地质数据时,可提供有关岩石类型及其成分的结构和分布的信息。这样的信息大大有助于寻找水源、地热储集层、和诸如油气层和矿脉之类的矿床。大多数石油公司依赖于勘测地震学来选择钻取勘测石油井的地点。

常规的地震学采用人工生成的地震波来绘制地下构造。地震波从源头向下传播到地球中,并从地下构造之间的边界处被反射。表面接收器检测并记录经反射的地震波用于之后的分析。尽管从对所记录的信号的直接检验经常可感知一些大型结构,一般情况下,处理所记录的信号以移除失真并展现地下图像的更精细的细节。各种现有的处理方法没有充分地移除失真,另外它们对于计算资源方面有过度要求。此处公开了被改进的系统与方法。

附图简述

当结合所附图而考虑以下详细描述时,可获得对各公开实施例的更好的理解,附图中:

图1示出示例性的地震勘测环境;

图2示出示例性地震源和接收器的几何排列;

图3示出示例性的地震勘测记录系统;

图4示出示例性地震轨迹;

图5示出示例性的三维数据体;

图6示出示例性成像系统;以及

图7示出示例性地震成像方法的流程图。

虽然本发明容许多种修改和替代形式,但其具体实施例将通过附图中的示例示出且将在本文中详细描述。然而应理解,附图及其详细描述并不旨在将所公开的实施例限制为所示特定形式,相反,本发明意在覆盖落在所附权利要求范围内的所有修改、等效方案以及替换方案。

详细描述

此处公开的是各种系统和方法,其将地震勘测数据转换为用户可查看从而理解和分析勘测区域中的地下构造的地下数据体。所公开的系统和方法中的至少一些采用了使用适于用在具有倾斜横向各向同性的地层(formation)中的波动方程的三维逆向时间偏移。相对于现有方法,所公开的系统和方法依赖于较少的近似,受它们所能利用的环境的限制较少。另外,由于所公开的波动方程是从胡克定律(Hooke’s law)中推导出来的(且因此它们在直接与物理量关联的领域中操作),它们相对于现有方法表现出增加的稳定性。采用所公开的系统和方法的勘测数据分析师应该获得更好的地下的图像,且能更好地标识用于商业开发的储集层和沉积物。

当以示例性使用语境来描述时,可最佳地理解所公开的系统和方法。相应地,图1示出示例性地震勘测环境,勘测者以间隔开的布置在地球表面104上放置地震接收器102的阵列来检测地震波。(该阵列一般在每个方向延伸数公里,且被周期性地从一处移动到另一处,直到整个勘测区域都被覆盖。)接收器102无线地或经由电缆地与接收、处理、并存储由接收器所收集的地震信号数据的数据获取单元106通信。勘测者触发位于多个位置的地震能量源108(如,振动器卡车)来产生传播通过地球110的地震能量波。这样的波从声阻抗间断点反射而达到接收器102。示例性间断点包括缺陷、地层基之间的边界、以及地层流体之间的边界。间断点表现为从地震信号数据中推导出来的地下构造图示中的亮点。

图1进一步示出了示例性地下模型。在这个模型中,地球具有成分不同并因此声音速度不同的三个相对平坦的地层和两个倾斜地层。在每一个地层中,声音速度可以是各向同性(即,在每一个方向都是相同的)或各向异性的。由于岩石形成的方式,几乎所有的各向异性的地层都是横向各向同性的。换言之,在各向异性地层中的声音速度在每一个“水平”方向中都是相同的,但是对于在“垂直”方向中传播的声音则是不同的。然而,注意,地质活动可改变地层取向,将垂直的横向各向同性(“VTI”)地层转变为倾斜的横向各向同性(“TTI”)地层。在图1中示出第三平坦层为VTI,而第一倾斜地层是TTI。

图2示出当俯视时可见的源位置202和接收器位置204的几何排列。可行的地震勘测几何排列是变化无穷的,且可由扇区-接-扇区为基础、转动几何排列为基础、移动阵列为基础、以及上述各种组合来排列。此处主要的信息是响应于地震源的每一次激发而获得的接收器信号的数量是非常大的,且当考虑了源激发的数量时,所得的轨迹的数量可轻易地达到百万。

图3示出具有耦合至总线302来将数字信号通信给数据记录电路306的接收器102的示例性地震勘测记录系统。位置信息传感器304(以及任选的其他参数的传感器)也被耦合至数据记录电路306来使数据记录电路能够存储对解释所记录数据有用的附加信息。示例性地,这样的附加信息可包括源波形特征、数字化设置、系统中的所检测到的断层,等。

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