针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法

摘要

提出了一种针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法，包括：在叠加剖面或反偏移剖面进行断层和层位的解释，并在目的层进行二维测线断层平面组合；对平面组合的结果进行网格化，生成T0构造图；基于T0构造图，进行速度转换及变速成图，得到视海拔深度层位数据；以及基于视海拔深度层位数据进行自动空校。

说明书

技术领域

本发明属于地震资料构造解释领域，具体涉及一种针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法。

背景技术

变速成图技术和空校技术是地震资料解释中涉及的重要技术。

地震资料解释最为重要的一个重要环节即速度分析与成图，准确的速度提取一直是地震勘探的核心问题。传统地震资料解释过程中一般为常速成图，即全区采用统一速度参数来编制构造图，且速度参数常由少量速度谱或探井资料来获得。此成图方法一般近似认为一个工区内同一标准层的速度参数常量，从而忽略了地层速度的横向变化。其后发展为变速成图技术。可以较好的解决上述问题，有效的提高较大的二维工区成图的精度。变速成图技术中，主要利用速度谱信息，加入井点速度信息和层位网格控制，通过平面或空间插值的方法生成速度体，进而根据不同的方法转化为层速度或平均速度信息。转换的方法主要有三种：①叠加速度谱或偏移速度谱Dix公式转换法；②叠加速度三维空间射线追踪相干反演法；③共中心点道集(CMP)三维空间射线追踪相干反演法。

空校技术是一项针对在叠加剖面或反偏移剖面进行构造解释后，由于生成的T0不具有真实深度，且没有偏移归位所采用的一种空间校正方法。主要有两种方法：①手工空校：为一项传统技术，假设地下为均匀覆盖介质或随深度线性增加的连续变化介质。且需制作空校量板，人工在透明纸上绘制完成，非常费时费力；②自动空校：当上覆地层的速度是随机横向变化且要求应用平均速度场进行变速空校成图时，再用人工制作变速空校量板就变得不太可能。该方 法利用深度域射线追踪偏移，计算两方向偏移量即可实现曲面和断层的偏移归位，较适用于复杂构造，且通过现有计算机软件可以完成，方便快捷。

二维高陡工区的构造成图工作比三维工区要复杂，其一，二维测线在偏移剖面存在固有的闭合差问题，其二，高陡构造放大了闭合差的影响，且利用Dix进行叠加速度转层速度的方法缺乏其前提条件，而其他速度转换方法要么限制于三维，要么方法复杂，不能有效满足生产需求。

发明内容

本公开提出了一种针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法，针对高陡构造地区，且只有二维地震测线的情况下，采用这种创新的方法，能够方便快速地解决二维构造解释在陡倾角处存在的闭合差的问题，改进了效果的同时提高了工作效率。

一方面，提出了一种针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法，包括：在叠加剖面或反偏移剖面进行断层和层位的解释，并在目的层进行二维测线断层平面组合；对平面组合的结果进行网格化，生成T0构造图；基于T0构造图，进行速度转换及变速成图，得到视海拔深度层位数据；以及基于视海拔深度层位数据进行自动空校。

本发明针对二维高陡工区的构造成图特点，可利用现有的常规软件平台，通过重新组合变速构造成图的流程方法，规避偏移剖面的闭合差问题，匹配地震数据与速度数据，井震结合，高效快捷地进行自动空校，达到生产应用要求。本方法适用于二维工区，且存在高陡构造，地下地形起伏变化较大的区域，对于二维平缓构造区和三维工区的构造解释成图工作同样具有参考意义。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式 中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明实施例的一种针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法的流程图。

图2示出了采用根据本发明示例的针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法，对丁山二维工区4层进行成图的流程图。

图3示出了丁山工区测线和井位分布图。

图4示出了不同变速方法速度平面示意图。

图5示出了空校前后断层线及偏移量示意图。

图6示出了空校前后断层线及偏移量示意图(核心区)。

图7示出了目的层(龙马溪组底)断层平面展布图。

图8示出了目的层(龙马溪组底)真海拔深度构造图。

图9示出了目的层(龙马溪组底)核心区图断层平面展布和真海拔深度构造图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一种针对高陡构造地区二维地震变速空校成图方法的流程图，该方法包括：

步骤101，在叠加剖面或反偏移剖面进行断层和层位的解释，并在目的层进行二维测线断层平面组合。

在一个示例中，断层和层位解释可以在工区建立、井震标定的基础上进行。特别是在断层判断不准的区域参考偏移剖面，如有必要，可以在偏移剖面上同样解释一套断层，并进行平面组合。

步骤102，对平面组合的结果进行网格化，生成T0构造图。

在一个示例中，可利用现有的地质成图软件，例如DoubleFox地质成图软件的逆断层成图模块对步骤101中的平面组合的结果进行网格化，以生成T0构造图,也称为T0(时间)层位网格。

步骤103，基于T0构造图，进行速度转换及变速成图，得到视海拔深度层位数据。

在一个示例中，速度转换及变速成图可在EPOS4.1软件平台中完成。

速度转换及变速成图可以通过如下示例性的方式来实现：

1)可选地，可以首先进行前期工作，例如包括工区建立，以及二维测线、层位、井数据的加载，地层(Formation)定义、井平均速度生成与编辑等工作。注意的是工区建立要设置好地震基准面，层位加载进系统之后的类型为散点(Pick)，井数据包含时深关系对(如CheckShot)，井平均速度生成与编辑包括井分层与地层匹配、井地层速度编辑、井地层平均速度生成等。

2)输入叠加速度谱并进行编辑，选择利用的谱线输出均方根(RMS)速度谱线。优选地，编辑的过程可包括在时间(Time)域删除或修正异常点和速度谱，再选择利用的谱线输出均方根(RMS)速度谱线(Time Migration域)。用RMS速度保存主要为了变域，值不变。

3)基于均方根RMS速度谱线，生成速度谱网格(Grid)。可以沿T0层位网格上提取均方根RMS速度谱线，进而插值形成该时间层位的速度谱网格。在二维工区，可利用最小曲率(Minimum Curvature)这种最为平滑的方式的进行插值，同时利用统计值法(Statistic)下的权值平均(Weighted Averages)进行平滑，以减少噪音对于网格化的影响。

4)将所生成的速度谱网格(即叠加速度网格，显示为均方根速度网格)转化成层速度网格。该步骤可基于EPOS4.1系统的变速成图模块中保留的改进Dix公式(考虑了倾角变化等)方法来实现。要采用这个方法，操作步骤比较关键：可先生成RMS(叠加)速度Map网格(已含倾角信息)，利用Map转换，转化 为层速度Map网格，而不直接利用RMS速度谱。这里的参数，速度和梯度来源可选择Map或地层(Map or Formation Table)。两个控制参数中，时间门槛值(Time Threshold)可设为10ms，控制着Dix公式中的最小垂向时间门槛；比例系数一般可设为100％即可。

5)井校平均速度网格：利用井点处在地层(Formation)处的平均速度值，校正生成的该层位的平均速度网格(Grid)，生成最终的平均速度网格。

6)时深转换：利用比例法(Scaling)进行时深转换，将平均速度网格转换成视海拔深度网格。该转换可通过将T0(时间)层位网格与最终的平均速度网格相乘再除以2得到。

7)井校海拔：利用井点处在地层(Formation)处的海拔深度值，校正生成的该层位的视海拔深度网格(Grid)，生成最终的视海拔深度网格。

8)视深度网格转化输出：将最终的视海拔深度网格(Grid)转化成视海拔深度层位数据(Pick)输出。

以上的速度谱网格、平均速度网格和校正后平均速度网格都可在该T0(时间)层位网格上进行。

步骤104，基于步骤103得到的视海拔深度层位数据进行自动空校。

在一个示例中，自动空校可以在例如DoubleFox变速成图软件中完成。

以下给出一个进行自动空校的具体示例。

1)层位散点化：在例如DoubleFox变速成图软件中，利用逆断层成图模块，对上一步输出的层位数据进行散点化，生成用于成图的xyz格式散点文件。

2)相关图件生成：生成用于成图的闭合作图边界多边形和断层线文件(或断层多边形)。注意的是断层线文件是从解释工作站中输出目的层的断层多边形文件，并进行编辑工作(如逆断层双线变单线断层，并适度平滑)。

3)第一次层位数据网格化：可利用平面网格生成模块，获得偏导数而形成的相对光滑曲面。注意此时平滑系数可设置较大值(如100)。这一步是对步骤1)生成的散点文件进行网格化，目的是为了给后续的步骤4)所述的偏导散点 生成提供较为光滑的网格曲面，作为偏导散点生成的输入数据。

4)偏导散点生成：X和Y方向的偏导散点是生成偏导网格的数据基础。可利用平面网格生成模块，将平滑后的原始深度网格(即上述相对光滑曲面)保存为x和y两个方向偏导散点文件。需要注意的是，在生成偏导散点时，注意选择格式为4D(即x、y、z、dx或dy列格式)；

5)第一次空间网格化：可利用空间网格生成模块，将步骤4)生成的两个偏导散点文件网格化，得到两个方向的偏导网格。需要注意的是，在空间网格化中，注意选择维数3D，并且需通过调节网格变化值调整网格数目，使得三个维度网格数目值比较接近，此时平滑系数设置较大值(如不可信度为100)。

6)层位和断层数据空间格式转换。层位数据转换主要为层位空间网格化提供输入数据(4D格式：x、y、x、z)，而断层数据转换主要为断层插值提供输入数据(3D格式：x、y、x)。可利用数据转换(T0Faulto3D)模块，输入第1)步的散点文件和第2)步的断层线文件，输出多1维的层位散点和断层线文件。

7)第二次空间网格化：可利用空间网格生成模块，将第6)步的层位散点进行空间网格化，作为断层插值运算的基础。注意此时平滑系数设置较小值(如不可信度为0)。

8)断层插值散点化：断层插值即为断层空校所做的数据准备，利用断层插值(DFVf(xyz)OutPut)模块，给断层线数据上Z值，生成可用于断层偏移的数据(3D格式：x、y、z)。

9)空间曲面偏移和断层偏移：当上述各种类型数据正确生成后，即可直接打开空间曲面偏移模块，进行层位偏移和断层偏移工作。按两次执行，第一次是进行空间曲面偏移，输入第1)步的散点和第5)步两个方向的偏导网格，生成偏移校正后的层位散点数据；第二次是进行断层偏移，输入第8)步的数据和第5)步两个方向的偏导网格，生成偏移校正后的断层线数据。注意偏移系数的设置，默认为0.7。

10)第二次层位网格化：可利用平面网格生成模块，获得最终经过自动空 校后的真海拔深度构造图。注意此时平滑系数设置较大值(如10)。

通过对比常规二维工区构造成图方法和现有技术，本方法具有合理性、准确性和实用性：

(1)解决了偏移剖面利用叠加速度的跨域不匹配问题。“跨域不匹配问题”指的是，通常利用时间偏移域数据进行T0构造图生成，再利用叠加速度进行时深转换，一个是“偏移域”时间数据，一个是“叠加”速度谱，造成理论上的匹配错误。本发明直接利用“叠加”剖面来生成T0构造图，这样就和“叠加”速度谱匹配上了。

(2)解决了偏移剖面交叉测线(特别是高陡区域)固有的闭合差问题；“闭合差问题”是利用偏移剖面解释高陡构造区(即比如正交xy两个方向倾角差别较大)时存在的固有问题，而在叠加剖面则不存在。因此本发明直接利用叠加剖面来生成T0构造图，绕开偏移剖面闭合差问题。对于利用叠加剖面解释造成的层位和断层归位不准的问题，在后面的视深度网格自动空校中予以解决。

(3)在层位上进行速度转化，考虑到了倾角的变化，改进了高陡构造Dix公式不适用问题；

(4)视深度构造图进行空校，完成了偏移归位，提高了构造准确性；

(5)空校采用自动方法，即可利用计算机实现，方便快捷；

(6)所有工作可以利用现有的软件平台，可以通过各软件模块的重新组合使用(例如是EPOS4.1和DoubleFox)达成成果，具有很强的实用性，利于生产推广。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。：

以生产项目“2014年度丁山地区地震资料处理解释及评价部署”为例子，开展二维变速空校成图应用。本区位于四川与贵州交界处，区内地形起伏剧烈， 高差大，在构造上位于四川盆地东南部川东南拗褶区。由于本区受到加里东、燕山-喜山等构造运动的综合影响，本区构造特别复杂，北北东和北东向的高陡背斜带和断裂带发育，背斜紧凑、向斜宽缓，成排成带排列。同时，研究区面积大，达25573km²，但勘探程度较低，至2014年，区内收集到120条二维测线和6口有数据的测井，测线和井分布也不均匀。在这种情况下，相交的偏移剖面存在严重的闭合差问题，最大处达400ms左右。故采用偏移剖面进行常规构造解释成图没有合理性，因而实施本发明。

按照发明的流程，首先对6口井做合成记录，再在120条叠加剖面上解释层位4层(龙马溪组底、韩家店组底、龙潭组底、须家河组底)，在120条叠加剖面和对应的偏移剖面上各解释一套断层108条，并在4个层位进行断层组合，形成断层多边形。

如图2至图8所示，依据发明内容所述，依次进行T0成图、速度转化及时深转换、自动空校的流程，最终制成丁山二维工区4层(龙马溪组底、韩家店组底、龙潭组底、须家河组底)真深度构造图。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。