综合速度模型估算以改善各向异性PSDM的归位

Lorie Bear 陈晓梅（摘译） 王宇超（审校）
[1]不详 [2]中国石化江苏油田物探技术研究院 [3]中国石油勘探开发研究院西北分院

文章摘要:尽管众所周知在许多地质条件下我们需要用各向异性偏移来获得精确的地震成像，但是稳定的各向异性参数估算向我们提出严峻的挑战。仅用地震资料不能约束各向异性参数（Tsvankin和Thomsen，1995），只有将地震资料与各种井资料相结合才能更好地约束这些参数。钻井资料一般是稀疏的。因此只能在几个点上进行约束。盟然非唯一性是一个基本问题，为了估算出稳定且一致的各向异性参数，我们研发出一种方法，并做了以下假定。
文章主题:各向异性参数 模型估算 速度 地震资料 地震成像 地质条件 参数估算 钻井资料

文章内容：2006年12月西北油气勘探第8卷第4期综合速度模型估算以改善各向异性的归位等尽管众所周知在许多地质条件下我们需要用各向异性偏移来获得精确的地震成像,但是稳定的各向异性参数估算向我们提出严峻的挑战.仅用地震资料不能约束各向异性参数(和,1995),只有将地震资料与各种井资料相结合才能更好地约束这些参数.钻井资料一般是稀疏的.因此只能在几个点上进行约束.然非唯一性是一个基本问题,为了估算出稳定且一致的各向异性参数,我们研发出一种方法,并做了以下假定:①模型的建立应综合所有可用资料;②模型的复杂程度应满足数据要求;③模型应该在地质上是合理的;④在资料缺乏的地方可采用先验的地质假设来约束模型.我们的方法需要3个关键条件:第一,我们需要一种评估模型与各种数据类型一致性的方法;第二,必须能便于模型的调整以提高拟合;第三,我们需要一种模型表示法,该表示法允许在稀疏点上定义数值并将那些数值展布到模型的其余部分(与所做的地质假设一致).在该篇文章中,我们将介绍满足这些条件的方法,同时还将介绍模型建立的步骤以及3个海相沉积盆地各向异性叠前深度偏移()的实例.对于每个数据集,我们都能在生成合理模型的同时对所有可用资料进行拟合.我们看到与各向同性深度偏移相比,其归位精度有所提高.一,综合速度模型估算我们可以采用地表地震反射,地表地震直达波至,钻井资料和先验地质信息来约束地下速度模型,不同的速度信息来源具有不同的优缺点;将所有可用的速度资料综合到速度模型里,用一种数据的优点弥补一种数据的缺点,从而提高模型的精度.我们把这种结合所有资料的建模方法称作综合速度模型估算.在这一部分我们介绍自己的综合速度模型估算法,特别是讨论一体化方面的困难以及克服的办法.我们早先的尝试大大地提高了成像效果,但是我们发现解释人员不能采用这些图像,因为它们常常含有与模型中的速度假象相关的构造假象.这些假象由以下问题造成:①不同的速度资料来源之间存在明显的不一致性(一般通过考虑各向异性来排除这一问题);②将测量数据转换为层速度的方法不稳定(例如转换放大实测速度的误差);③有些数据类型是稀疏的(例如钻井资料),因而仅有局部作用,造成速度异常局部化;④模型没得到很好的约束而加入了不必要的变化.通用的综合速度模型估算方法就是使用层析成像法,但层析成像法不能解决上述某些西北油气勘探2006正问题.尤其是,层析成像法在数据域中测量模型与数据的拟合,这避免了与野外测量值转换为模型(即层速度)有关的不稳定性.比如,通过对比正演模拟的旅行时与实测的校验炮时间将校验炮旅行时测量值加入到模型中,这与将校验炮测量值转换为层速度并与模型速度相比正相反.另外还要注意参数"相拧",在层析成像法中这一难点和某些资料覆盖稀疏都能克服.我们用综合法对层析成像法进行了测试,并且发现该方法常常极大地提高速度异常下方的成像效果.但是解释人员不采用这些图像,因为它们含有构造假象.这些假象是由速度模型中的变化造成的,并由层析成像法引入.即使我们对模型使用平滑度约束,这些假像仍然存在.因为实际地下速度变化的空间比例和速度假象的比例相似,所以平滑度约束不起作用.如果要消除这些假像同时也就去除掉了我们要寻求的地下速度的实际变化.这一经验强调控制好模型的变化的重要性,因此我们开发了一种方法,用一种更易控制的交互的解释方法代替层析成像法中的自动最优化.但在我们的解释方法中尽可能地保留了层析成像法的手段,特别是保留了层析成像法在数据域而不是模型域中的模型对数据拟合的测定,我们的工作流程见图1.除了交互控制以外,我们还发现一种特别设计的模型表示法大大地提高了我们对模型不定性的控制.该表示法的重要特征就是它能具备在空问上变化的分辨率,而且在用户定义的方向上对模型的其余部分内插和外插设置不一致的数值.既然模型可以由多个少数点定义,该表示法就易于编辑.采用用户定义的内插方向可使模型偏向于某些地质假设(比如压实驱动的沉积).图2和图3所示的3可视化显示和模型修改显示对于模型建立很重要.我们用3可视化显示(图2)对模型与数据之间的拟合进行质量控制,确定下一步在哪修改模型.模型修改显示(图3)用来调整特定位置处模型对数据的拟合,显示的是实测值与正演模拟预测图1综合速度模型估算的解释流程之间的差.在3可视化显示中,该差值一般通过彩色编码绘制在测量点上.比如,校验炮测量显示为绘制在校验炮接收点处的小立方体,根据实测的与正演模拟的旅行时之间的差对该立方体进行彩色编码.第18卷第4期综合速度使型估算¨改善各向异性的归位73赫岩偏移校验炮5:-鎏2.一西,.啊■卢寸工'刁^图3两张垂向校正显示图,用于调整模型特性(垂向速度和各向异性参数)直到模型符合所选位置上的所有资料.首先调整垂向速度以拟合声波测井和近偏移距校验炮资料(上图);然后调整各向异性参数以便对远偏移距校验炮和道集进行拟合(下图)我们将综合速度模型修改法的优点概括如下:①用户直接控制模型,容易避免模型中的假象;②我们的模型表示法和地质倾向性提供了一种和地质意义相结合的空间变化的机理;74西北油气勘探2006钲③使用正演模拟减少由放大测量误差的不稳定处理(比如转换)造成的模型假像,而且简化了对更精确的说明更多物理效应的地下表示法(比如各向异性)的处理;④模型修改点的数量和位置控制模型的变化.既然仅在模型与数据不一致的位置上修改模型,变化就放在需要与数据匹配的模型中.典型地,用于模型修改方法的解释点数不到5%.该方法的缺点是需要做一些正演模拟近似,用交互的方式完成其解释(图4),所用近似取决于要分析的数据类型.通常来自地表地震和偏移校验炮的直达波至资料有限,因此可利用3射线追踪以高精度模拟这些资料.交互的3地表地震反射正演模拟较难,所以我们做了近似,即速度局部是横向不变的,而且反射是水平的.我们相信,在模型中综合所有资料以及该方法的稳定性可大大地减轻由近似带来的缺点(等,2003;等人,2003).图4图1中部分流程的详细图解,特别给出用于每一类资料的正演模拟近拟二,模型建立步骤