火山岩下伏地层的构造形态正确成像的方法

摘要

本发明是地震数据处理中火山岩下伏地层的构造形态正确成像的方法。利用火山岩顶、底层位，建立叠前深度偏移沿层速度模型，在深度偏移后的目标线上沿真实的地质层位追踪火山岩顶层位深度Ht和火山岩底层位深度Hb；然后在火山岩底层位深度Hb基础上，根据钻井资料、地质资料确定预期的火山岩底界层位深度Heb；利用（Heb-Ht）与（Hb-Ht）两者的厚度之比求得火山岩的层速度系数；将火山岩层速度系数与火山岩层速度相乘，得到深度偏移速度模型中火山岩层新速度，将火山岩层的新速度填充到深度速度模型中，进行目标线深度偏移，最终使火山岩下伏地层的构造形态正确成像。本发明可以解决二叠系火山岩发育区下伏地层随火山岩厚度变化起伏问题。

说明书

技术领域

本发明属于地震数据处理技术，具体是一种火山岩下伏地层的构造形态 正确成像的方法。

背景技术

由于火山岩速度与厚度的空间变化，时间偏移得到的偏移成果不能正确 描述火山岩下伏地层的构造形态，通常的解决方案是叠前深度偏移，而对于 火山岩速度和厚度的准确成像则是能否解决问题的关键。

目前在深度偏移速度建模中通常应用的方法主要有两种：一是首先在时 间域的偏移剖面上进行速度层位的解释；然后在井速度趋势的约束下，将叠 前时间偏移的均方根速度转换为层速度，建立初始速度模型；在深度偏移处 理道集校平、剩余速度归零准则的约束下，迭代修正火山岩的层速度，得到 最终速度场。第二种方法是不考虑速度层位的约束，整个速度场的速度是点 点变化的，通常被称为网格层析速度反演技术；该技术首先需要一个初始速 度模型（可以有叠前时间偏移的均方根速度转换得到，也可以采用第一种方 法中得到的初始或最终速度模型），然后通过网格层析速度反演迭代技术获 得最终速度模型。

在实际应用中，前面两种方法都不能很好的校正火山岩下伏地层跟随火 山岩厚度、速度变化的问题。第一种速度建模方法人为因素较多，在进行火 山岩层位拾取时，如果不能很精确的拾取火山岩顶面和底面的变化（火山岩 顶面通常起伏剧烈，有些地段识别困难），仅靠“道集校平、剩余速度归零” 准则约束速度建模，是不能准确给出火山岩速度的空间变化的，那么下伏地 层的起伏是不能消除的。第二种方法虽然减少了人为因素的影响，但在应用 中最终速度模型对初始速度趋势的依赖性很大；即使通过网格层析的多次迭 代，也很难改变初始速度模型的趋势。综上所述，对地层沿层分布、厚度不 稳定、岩性多变的高速火山岩，即使地震资料处理中采用了叠前深度偏移处 理技术，也不能使下伏地层的构造形态正确成像问题依然很难解决。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能与钻井吻合的火山岩下伏地层的构造形态 正确成像的方法。

本发明通过以下步骤实现：

1）采集地震数据，预处理得到叠前时间偏移剖面，在叠前时间偏移剖面 上以较密的间隔追踪火山岩顶、底层位；

所述的顶、底层位要求与火山岩顶、底界面的起伏保持一致。

在火山岩顶、底层位解释的过程中，如附图1中深黑色和浅灰色所示火 山岩顶、底层位解释都是不符合要求的，只有白色是符合火山岩顶、底层位 解释的要求。

2）利用火山岩顶、底层位，按照常规叠前深度偏移速度的方法建立火山 岩层速度的叠前深度偏移沿层速度模型；

3）用步骤2）得到的速度模型进行目标线的Kirchhoff积分法深度偏移；

所述的目标线的密度要求能控制火山岩界面的起伏变化。

4）首先在深度偏移后的目标线上沿真实的地质层位追踪火山岩顶层位深 度Ht和火山岩底层位深度Hb；

所述的火山岩底层位深度Hb反映火山岩底界的起伏变化；

然后在火山岩底层位深度Hb基础上，根据钻井资料、地质资料确定预期 的火山岩底界层位深度Heb；

所述的确定预期的火山岩底界层位深度Heb是：

(1)在火山岩变厚并且下伏地层形态扭曲的部位重新拾取，其它部位与原 层位保持一致（如附图2中(a)所示）；

(2)遇到断层时，保持断层断距大小变化（如附图2中(b)所示）。

5）采用以下公式校正火山岩层速度：

Vc=（Heb-Ht）/(Hb-Ht）

Vc：火山岩层速度系数，Ht：火山岩顶层位深度（单位：m）；

Hb：火山岩底原层位深度（单位：m），Heb：火山岩底预期层位深度（单 位：m）；

将火山岩层速度系数与步骤2）中得到的火山岩层速度相乘，得到深度偏 移速度模型中火山岩层新速度；

6）将火山岩层的新速度填充到步骤2）中的深度速度模型中，进行目标 线深度偏移，当偏移结果满足条件，火山岩速度迭代结束，反之，重新从步 骤4）开始进行迭代，其迭代流程见附图3，满足条件时迭代结束，最终使火 山岩下伏地层的构造形态正确成像。

所述的偏移结果满足条件是：

a、道集拉平、剩余谱归零；

b、下伏地层构造形态符合地质认识，并且与钻井资料吻合；

c、奥陶系碳酸盐岩缝洞成像精度得到提高。

本发明可以解决二叠系火山岩发育区下伏地层随火山岩厚度变化起伏问 题。以往深度偏移成果在火山岩厚度大的区域志留系底界面（埋藏深度5400 米）与钻井深度误差大（约90米左右），而火山岩薄的区域志留系底界面与 钻井误差小（约50米左右），验证钻井误差达到40米以内。本发明在消除 火山岩下伏地层构造形态影响的同时，还使深部奥陶系溶洞反射的归位更加 收敛，从而进一步说明了正确性和可行性。

附图说明

图1时间域火山岩顶、底层位解释实例；

图2火山岩底原层位与预期层位解释，(a)在火山岩变厚并且下伏地层形 态扭曲的部位重新拾取，其它部位与原层位保持一致，(b)遇到断层时，保持 断层断距大小变化的合理性；

图3准确描述火山岩层速度迭代流程图；

图4时间偏移剖面：二叠系火成岩分布不均、厚度、岩性、速度横向变 化；

图5所示叠前深度偏移基本流程图；

图6火山岩速度校正前后的平面图及剖面对比；

图7准确描述火山岩层速度前深度偏剖面；

图8准确描述火山岩层速度后深度偏剖面。

具体实施方式

本发明具体实施方式如下：

1）首先经过野外地震采集获得原始地震数据，经过预处理以及kirchhoff 积分法偏移得到叠前时间偏移剖面，在叠前时间偏移剖面上以能够控制构造 变化的间隔追踪火山岩顶、底层位；

所述的顶、底层位要求与火山岩顶、底界面的起伏保持一致。

本发明试验实例是奥陶系凸起的延伸，区域位置十分有利。全区发育一 套二叠系的火成岩，分布不均、厚度、岩性、速度横向变化剧烈（如附图4 中所示），主要目的层受上覆二叠系火成岩影响较大，火成岩速度和厚度纵 横向上的剧烈变化影响了其下伏地层低幅度构造的准确落实，以石炭系东河 砂岩为例，T0图表现的低幅度构造经时深转换后低幅度构造形态发生了变化， 说明研究火成岩速度场的变化对下伏地层构造的准确落实非常重要。

本发明在该区叠前时间偏移剖面上追踪火山岩顶、底层位，在火山岩顶、 底层位解释的过程中，如附图1中深黑色和浅灰色所示火山岩顶、底层位解 释都是不符合要求的，只有白色是符合火山岩顶、底层位解释的要求。

2）按照附图5所示叠前深度偏移基本流程，建立叠前深度偏移沿层速度 模型，该速度模型利用火山岩顶、底层位控制火山岩层速度，如附图6中所 示是火山岩速度校正前层速度剖面。

3）用步骤2）得到的速度模型进行目标线的Kirchhoff积分法深度偏移；

所述的目标线的密度要求能控制火山岩界面的起伏变化。

4）首先在深度偏移后的目标线上沿真实的地质层位追踪火山岩顶层位深 度Ht和火山岩底层位深度Hb；

所述的火山岩底层位深度Hb反映火山岩底界的起伏变化（如附图2中原 层位解释所示）；

然后在火山岩底层位深度Hb基础上，根据钻井资料、地质资料确定预期 的火山岩底界层位深度Heb；

所述的确定预期的火山岩底界层位深度Heb是：

(1)在火山岩变厚并且下伏地层形态扭曲的部位重新拾取，其它部位与原 层位保持一致（如附图2中(a)所示）；

(2)遇到断层时，保持断层断距大小变化（如附图2中(b)所示）。

5）采用以下公式校正火山岩层速度：

Vc=（Heb-Ht）/(Hb-Ht）

Vc：火山岩层速度系数，Ht：火山岩顶层位深度（单位：m）；

Hb：火山岩底原层位深度（单位：m），Heb：火山岩底预期层位深度（单 位：m）；

将火山岩层速度系数与步骤2）中得到的火山岩层速度相乘，得到深度偏 移速度模型中火山岩层新速度；

6）将火山岩层的新速度填充到步骤2）中的深度速度模型中，进行目标 线深度偏移，当偏移结果满足条件，火山岩速度迭代结束，反之，重新从步 骤4）开始进行迭代，其迭代流程见附图3，满足条件时迭代结束，最终使火 山岩下伏地层的构造形态正确成像。

所述的偏移结果满足条件是：

a、道集拉平、剩余谱归零；

b、下伏地层构造形态符合地质认识，并且与钻井资料吻合；

c、奥陶系碳酸盐岩缝洞成像精度得到提高。

在实验区中，按照如前所述步骤4）～6）的火山岩速度校正方法并通过迭 代，可以得到如附图6所示的火山岩新速度，将该速度填充到整个深度-速度 模型中，利用新的深度-速度模型进行叠前深度偏移。

如图7和8分别为该项技术应用前后的叠前深度偏移剖面，通过对比剖 面偏移效果可以看出，应用该项技术之后的深度偏移结果火山岩下伏地层构 造形态合理，并且奥陶系碳酸盐岩缝洞的成像效果得到改善。