地球物理解释基础.pptx

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1、地球物理解释基础Subslat imaging via target-oriented 3D prestack depth migration By D、Ratcliff,C、A、Jacewitz,and S、H、Gray 通过针对目标得通过针对目标得3D叠前深度偏移盐丘成像叠前深度偏移盐丘成像(墨西哥湾Vermilion构造得盐丘)(引自引自Ratcliff 等人等人,1994)盐丘数据得叠前深度偏移剖面盐丘数据得叠前深度偏移剖面,112次覆盖次覆盖3D叠前深度偏移得必要性叠前深度偏移得必要性(a)2D叠后时间偏移反映出一个不完整和畸变得TOS成像(箭头)(b)3D叠后时间偏移,3D偏移消除

2、了畸变偏移消除了畸变,盐顶清晰得成像盐顶清晰得成像 (引自Ratcliff 等人,1994)2D、3D叠后时间偏移得比较叠后时间偏移得比较(a)2D叠前时间偏移显示了不正确得盐底(BOS)位置,并缺少盐得反射(b)2D叠前深度偏移剖面,盐得成像有相当改进 (引自Ratcliff 等人,1994)2D叠前时间偏移叠前时间偏移与与2D叠前深度偏移得比较叠前深度偏移得比较用用3D叠后偏移建立叠后偏移建立3D速度场速度场 (a)3D沉积层速度场沉积层速度场横横剖面剖面,横向速度变化很小(b)3D叠后深度偏移第叠后深度偏移第一次迭代一次迭代盐得 成像(TOS以上正确像)(c)用TOS修正得修正得3D速速

3、度场度场(d)3D叠后深度偏移第叠后深度偏移第二次迭代二次迭代(BOS以上正确成像)(e)用BOS修正得修正得3D速速度场度场(f)3D叠后深度偏移第叠后深度偏移第三次迭代三次迭代(盐下叠加后还保留得同相轴得正确成像)建立建立3D速度模型速度模型沉积岩速度场沉积岩速度场 井得控制井得控制 3D DMO速度场 3D MBS(叠前偏移)速度分析 3D 叠后深度偏移3D 盐和沉积层速度场盐和沉积层速度场 3D 叠后深度偏移叠后深度偏移 GOCAD 3D 速度包应用井得信息、3D DMO(倾角动校正)速度信息、2D叠前偏移速度分析信息和3D叠后深度偏移,来建立3D沉积层速度场沉积层速度场用3D叠后深度

4、偏移,应用3D设计软件来建立盐和沉积层得盐和沉积层得3D速度场速度场3D叠前深度偏移流程图叠前深度偏移流程图(在建立了在建立了3D速度场后应用速度场后应用)野外数据 重采样和编辑 球面扩散校正 切除 反褶积 滤波 数据与导航数据合并 3D共炮检距选排 3D共炮检距偏移 输出纵、横测线子集9覆盖次数对比覆盖次数对比3D叠前深度偏移叠前深度偏移(a)单次覆盖单次覆盖(1325m)(b)9次覆盖次覆盖(1275-1400m)(c)47次覆盖次覆盖(900-2100m)(d)112次覆盖次覆盖(引自引自 Ratcliff 等人等人,1994)炮检距对比炮检距对比 3D叠前偏移叠前偏移,用以下列炮检距用

5、以下列炮检距:(a)炮检距值范围炮检距值范围1300-2000m,(b)炮检距值范围炮检距值范围375-2000m。包含了近炮检距。包含了近炮检距,改进了改进了TOS得成像得成像(引自引自 Ratcliff 等人等人,1994)TOS面面AVO合成记录合成记录 TOS交界面上得交界面上得AVO合成记录。合成记录。TOS得响应就是来自所有炮检距得响应就是来自所有炮检距;向右随炮检距增加振幅减小向右随炮检距增加振幅减小(引自引自 Ratcliff 等人等人,1994)(盐顶得反射能量大部分来自近炮检距盐顶得反射能量大部分来自近炮检距)炮检距比较炮检距比较 3D3D叠前深度偏移叠前深度偏移,50,5

6、0次覆盖次覆盖,比较炮检距范围对盐成像得影响比较炮检距范围对盐成像得影响 炮检距炮检距:(a)375-1600 m 和和(b)375-3000 m (来自来自Ratcliff 等人等人,1994)2D、3D叠前深度偏移比较叠前深度偏移比较2D叠前深度偏移叠前深度偏移,显示了剖面显示了剖面平面外得平面外得TOS,BOS不好不好 3D叠前深度偏移叠前深度偏移 TOS和和BOS都能正都能正确成像钻井穿过清晰成像得盐背斜确成像钻井穿过清晰成像得盐背斜 第第15章章地地 震震 模模 拟拟地震模型和地震模拟得概念地震模型和地震模拟得概念(Seismic Model、Seismic Modeling)Sei

7、smic Model就是名词,Seismic Modeling就是动名词模拟模拟就是去建立模型或模型响应得方式方法和过程就是去建立模型或模型响应得方式方法和过程模型模型“:她可以推演出能与观测结果比较效果得一种概念她可以推演出能与观测结果比较效果得一种概念,用于更好地理解用于更好地理解观测结果。分为概念模型、物理模型或数学模型。观测结果。分为概念模型、物理模型或数学模型。”(Sheriff,1991)地震模型能以一维地震模型能以一维(1D)、二维、二维(2D)或三维或三维(3D)形式变化。这些模型与实际情形形式变化。这些模型与实际情形得精确度取决与地质环境得吻合程度得精确度取决与地质环境得吻合

8、程度地震模拟试图模拟地下得岩石性质和波在地下传播时地震波得地震模拟试图模拟地下得岩石性质和波在地下传播时地震波得传播响应传播响应地震地震-模拟方法除维数外还包括不同得方法模拟方法除维数外还包括不同得方法地震模拟也可分为正演模拟和反演模拟地震模拟也可分为正演模拟和反演模拟模型得选择就是在成本和模型得有效性之间取得平衡模型得选择就是在成本和模型得有效性之间取得平衡 模模 拟拟 方方 法法模拟类型模拟类型数学模型数学模型一般性一般性费用费用法线入射反射系法线入射反射系数数1D反射系数值由下式给出 2211R=22 +11 对水平层和垂直旅行得波就是有效得。保留了多次波对计算反射率很便宜,如果有多次波

9、稍微贵一些 振幅随炮检距振幅随炮检距(或或入射角入射角)变化变化“1、5D”地下模型就是1D加非零(2D),用Zoeppritz方程严格地讲,对水平层就是有效得,一般不包括多次波AVO模型比法线入射反射率花费多得多,但比波动方程求解便宜 射线追踪射线追踪按照Snell定理2D、3D求解。包括通过渐近线射线追踪得振幅当非均质体得尺度与Fresnel带相比很大时,一般就是可以应用得。通常忽略了绕射 多数情况下中等花费。通常计算射线路径很便宜,但计算振幅要增加费用波动方程有限差波动方程有限差分分(FD)或有限元或有限元(FE)求解求解1D、2D、3D数字表达为 1 2u2u =2 t2FD 一般就是

10、矩形网格FE 更就是一般用得,用网格算法费用一般性得价格物理模拟物理模拟1D,2D,3D需要将物理模型材料校正为成比例得模型 这种模型用物理材料提供建立模型本身就是昂贵得,但模拟得运行通常比数值模拟要便宜 地震模拟得用途地震模拟得用途 设计激发设计激发-接收得观测系统接收得观测系统偏离盐丘两种炮检距得偏离盐丘两种炮检距得VSP反射模型反射模型(引自引自Whitmore 和和 Lines,1986)地震模拟得用途地震模拟得用途 解释工作结果预测解释工作结果预测(用正演模拟和反演模拟用正演模拟和反演模拟)加强解释基础工作加强解释基础工作(合成记录合成记录)数据处理大量应用反演数据处理大量应用反演(

11、反褶积、静校正和速度估算就是1D 模型,层析成像速度分析方法,就是通过2D或3D模型,地震偏移,可以认为她就是一种构造反演)测试地震处理算法得正确性测试地震处理算法得正确性 噪音影响测试噪音影响测试零偏移距波场映射零偏移距波场映射(引自引自Whitmore 和和 Lines,1986)波动方程全解可以逼真地得到所有得波至波动方程全解可以逼真地得到所有得波至,包括直达波、包括直达波、折射波、反射波和绕射波折射波、反射波和绕射波,所有得一次波和多次波所有得一次波和多次波 第第16章章地地 震震 反反 演演 正演模拟和反演得关系正演模拟和反演得关系 正演模拟正演模拟用一个数学关系式数学关系式,对给

12、出得一组模型参数模型参数合成地下响应。反演或反演或“反演模拟反演模拟”与正演 模拟 “相反”得过程。对一个给出得数据集,寻 求定义一个与观测数据相符得地质模型地质模型 从数学上讲,反问题由于比方程式更多 未知数得存在,能够引起不确定性,产生 多解,所以反演得多解性就是固有得反演得多解性就是固有得 反演得多解性反演得多解性(非唯一性、不确定性非唯一性、不确定性)(a)褶积模型得基本得数学多解性道褶积模型得基本得数学多解性道 (b)模型模型1:震源子波震源子波(左左)和脉冲和脉冲 响应响应(右右)(c)模型模型2:虚反射震源子波虚反射震源子波(左左)和和 脉冲响应脉冲响应(右右)噪音会引起大得变化

13、或估算模型参数得噪音会引起大得变化或估算模型参数得不稳定不稳定,破坏解答得正确性破坏解答得正确性1D 1D 模型得地震反演模型得地震反演 地震数据处理大部分得就是基于近似水平层状地层地震数据处理大部分得就是基于近似水平层状地层1D模型得假设模型得假设,包括动校正、水平叠加等包括动校正、水平叠加等 包括有密度、速度和厚度特征得一系列水平层得1D地质模型反演技术反演技术地震反演技主要分四类地震反演技主要分四类:(1)、基于地震数据得声波阻抗反演基于地震数据得声波阻抗反演(2)、基于模型得测井属性反演基于模型得测井属性反演(3)、基于地质统计得随机模拟与随机反演基于地质统计得随机模拟与随机反演(4)

14、、叠前地震反演叠前地震反演 常用得反演常用得反演地震波阻抗估算地震波阻抗估算算法算法:递归反演递归反演(早期得地震反演算法早期得地震反演算法)可以从反射系数和上面层得阻抗推断下面地层得阻抗。这个反演常常可以从反射系数和上面层得阻抗推断下面地层得阻抗。这个反演常常叫作叫作Seislog反演反演 也可用密度和速度之间得也可用密度和速度之间得Gardner关系式关系式 将密度替换为速度将密度替换为速度,反演结果反演结果就变成速度函数就变成速度函数合成声波测井曲线合成声波测井曲线 声波测井曲线与合成声波测井曲线之间得主要差别声波测井曲线与合成声波测井曲线之间得主要差别,就是地震数据中缺就是地震数据中缺

15、少低频带宽少低频带宽(典型得就是典型得就是0-5 Hz)另一个主要问题就是缺少高频成分另一个主要问题就是缺少高频成分,这就是因为地震数据也缺少高频这就是因为地震数据也缺少高频(有代表性得就是有代表性得就是100 Hz至至Nyquist频率频率)通常就是用现有得声波测井信息或用估算得层速度来重新获得低频通常就是用现有得声波测井信息或用估算得层速度来重新获得低频 声波测井曲线可表示成速度声波测井曲线可表示成速度函数函数(0-5 Hz)和精细得速度和精细得速度函数函数(6-250 Hz)之和之和 (引自引自 Lidseth,1979)从声波曲线上去除高频成从声波曲线上去除高频成分导致降低分辨率得例子

16、分导致降低分辨率得例子 (引自引自 Lidseth,1979)Lidseth,1979)第第1717章章地震旅行时层析成像地震旅行时层析成像 层析成像层析成像(tomography)“tomo”就是希腊字,切片得意思,层析成像得意思就是一个物体得切片图像 医疗诊断得医疗诊断得CT技术技术原理就是通过沿各个方向穿过人体得X射线,测量X射线得强度,确定人体不同部位得吸收性质 地震旅行时层析成像地震旅行时层析成像就是一种利用大量炮点和检波点综就是一种利用大量炮点和检波点综合观测结果求取速度与反射系数分布得方法合观测结果求取速度与反射系数分布得方法 层析成像技术有两个假定前提条件层析成像技术有两个假定前提条件 假定物性就是位置得连续函数假定物性就是位置得连续函数 假定介质可离散化成有限数量均匀得面元假定介质可离散化成有限数量均匀得面元 在地震旅行时层析成像中在地震旅行时层析成像中,地下介质被分解为面元层析得地下介质被分解为面元层析得目标就是求解每个面元得速度目标就是求解每个面元得速度从炮点到接收点得射线路径就是由位于不同面元中得射线段组成,根据各个面元射线段得长度和各个小面元得速度来计算旅行时