针对储层含油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方法

摘要

本发明涉及一种针对储层含油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方法，包括以下步骤：1)模拟地面地震，数据采集器采集地震波信号，按振幅相对保真处理流程进行预处理；2)输入设备根据储层预测需要选定局部目标成像范围，并对角度域成像数组进行初始化；3)数据采集器将步骤1)预处理后的地震波数据逐道输入到处理器，处理器根据中心点位置与偏移孔径限制，确定该道地震波对应的最大成像范围，并判断该道最大成像范围是否在选定的局部目标成像范围内，若为是，执行步骤4)，若为否，输入下一道等。与现有技术相比，本发明具有根据地震波局部方向特征实现局部角度域叠前时间偏移成像，直接在偏移过程中一步获得高保真的入射角域共成像点道集等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种角度域叠前偏移数据处理方法，尤其是涉及一种针对储层含 油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方法。

背景技术

地震勘探是通过人工激发地震波，在地下传播的波场信号到达地表检波器或 传感器被记录下来。这些波场记录中携带了地下地质结构、岩石弹性性质与孔隙流 体性质有关的响应信息。根据地震波在地层岩石中的传播规律，利用合理的波场传 播模型和地震数据处理、反演与解释方法，结合对研究区域的地质认识寻找石油、 天然气等化石能源的地球物理探测方法。

地震勘探一方面利用观测波场的运动学信息获得地下宏观速度结构和构造图 像，在此基础上利用波场的动力学信息估算地层弹性参数，预测储层及其含油气性 质。因此，从地震资料中估计地层介质的弹性参数，并结合测井与岩石物理资料将 弹性参数与岩性与流体性质联系起来，对油气储层预测与描述至关重要。

目前，油气预测技术仍然比较匮乏。从地震数据中恢复地层波阻抗界面对应 反射振幅随偏移距变化(Amplitude versus Offset，简称AVO)或者反射振幅随入 射角变化(Amplitude versus Incident-angle，简称AVA)分析或反演，以及物理基 础相同的弹性阻抗(Elastic Impedance，简称EI)反演等叠前反演技术在储层与油 气分布预测方面扮演重要角色。其基本原理是从地面观测地震记录通过恰当的处理 恢复目标界面反射振幅随偏移距或入射角的变化特征，通过Zeoppritz方程或其近 似形式将AVO/AVA响应与地层弹性参数与物性参数联系起来，通过分析或反演获 得能够指示储层、区分流体类型与饱和情况的AVO属性或弹性参数等。该反演过 程的数据基础和关键是获得相对保真的“角道集”或“共角度剖面”。常规做法是 采用“两步法”，首先利用正常时差(NMO)校正或叠前时间偏移获得偏移距道集， 再由偏移距-入射角映射获得“角道集”(Castagna and Backus，1993)。近来研究表 明，第一步中使用的偏移距域成像会引起振幅在角度域的混叠(Zheng，2006)，第二 步中入射角的计算没有考虑下行与上行射线非对称情况，仅适用于水平层状介质 (程玖兵等，2009)。这些限制降低了所获得“角道集”的AVA响应的保真度，会降 低在此基础上的储层参数与流体参数反演精度。目前一些地质情况较复杂地区油气 预测成功率不高与传统方法这些缺陷不无关系。AVO/AVA反演前处理常常采用的 Kirchhoff叠前时间偏移算法只能得到偏移距域共成像点道集。为此，王楠等(2008) 和程玖兵等(2009)提出了基于局部一维介质射线追踪走时表驱动叠前时间偏移角 度域成像方法。该方法在横向非均匀性很弱的地区效率与精度都比较高。但随着横 向非均匀性增强，需要根据速度模型实现多次局部一维射线追踪，然后在成像时插 值获得实际位置对应射线路径的走时、角度与加权系数信息，这样做效率降低很多， 缺少灵活性，而且精度与射线追踪的密度与速度变化特点有关。该类方法目前还没 有扩展的各向异性介质情况。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针对储层含 油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种针对储层含油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方法，其特征在于， 包括以下步骤：

1)模拟地面地震，数据采集器采集地震波信号，按振幅相对保真处理流程进 行预处理；

2)输入设备根据储层预测需要选定局部目标成像范围，并对角度域成像数组 进行初始化；

3)数据采集器将步骤1)预处理后的地震波数据逐道输入到处理器，处理器 根据中心点位置与偏移孔径限制，确定该道地震波对应的最大成像范围，并判断该 道最大成像范围是否在选定的局部目标成像范围内，若为是，执行步骤4)，若为 否，输入下一道；

4)处理器对该道地震波进行每个成像时间孔径内所有点的角度域成像处理， 判断该道地震波所有的成像时间的角度域成像处理是否完成，若为是，执行步骤 5)，若为否，继续执行步骤4)；

5)处理器判断所有的地震波数据是否都理处完成，若为是，执行步骤6)，若 为否，返回步骤3)；

6)得到局部成像空间的角度域共成像点道集和部分角度叠加剖面，基于角度 域共成像点道集进行振幅随入射角变化AVA分析或反演，或基于部分角度叠加剖 面进行弹性阻抗EI反演，获得反映储层及其含油气性的属性数据与图表，并通过 显示器显示。

所述的步骤4)中的处理器对该道地震波进行每个成像时间孔径内所有点的角 度域成像处理过程如下：

1)从角度域成像空间开始时刻进行偏移脉冲响应计算：根据当前成像时间(τ) 的偏移孔径范围以及中心点坐标，确定当前成像时间成像点横向分布区间；

2)在成像点横向分布区间内，针对每个成像点(x，y，τ)，根据非双曲双平方 根DSR时差方程计算炮点-成像点单程射线走时t_s以及成像点-接收点单程射线走 时t_r，再利用公式：计算入射与散射射线参数p_s与p_r，再根据Snell定 律计算射线的起飞角α_s与α_r，二维各向同性介质情况下按γ＝(α_s+α_r)/2计算得到 入射角，在三维各向同性介质情况下，通过

${\gamma }_{3D}=\frac{1}{2}{\cos }^{-1}(\cos {\alpha }_s{\cos \alpha }_g+\sin {\alpha }_s\sin {\alpha }_g\cos \beta )$

计算得到入射角，其中β是入射射线所在垂直平面与散射射线所在垂直平面的夹 角。对于二维情况，通过如下公式计算几何扩散校正权系数：

$w_{2D}=\frac{\sqrt{{\cos \alpha }_{s_0}\cos {\alpha }_{g_0}}}{v}(\frac{t_g}{t_s}+\frac{t_s}{t_g})$

对于三维情况，通过如下公式计算几何扩散校正权系数：

$w_{3D}=\frac{\sqrt{{\cos \alpha }_{s_0}\cos {\alpha }_{g_0}}}{v}\sqrt{t_s{t}_g}(\frac{t_g}{t_s}+\frac{t_s}{t_g})(\frac{1}{t_s}+\frac{1}{t_g})$

其中与分别对应入射射线与散射射线在地面与垂向的夹角，它们能由各自的 射线参数以及地面速度按Snell定律计算得到。

3)将输入地震道对应走时的振幅乘以几何扩散校正权系数后叠加到角度域成像空 间(x，y，γ，τ)，其中x，y，τ为时间域成像坐标，γ为入射角；完成当前成像时间孔径 内所有点的角度域成像后，进入下一个成像时间，返回步骤1)。

所述的步骤1)中预处理包括叠前去噪、静校正、地表一致性校正。

所述的步骤2)中的局部目标成像范围包括成像空间起始iLine号与xLine号、 起始自激自收时间范围。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)针对复杂地质情况，根据地震波局部方向特征实现局部角度域叠前时间偏 移成像，直接在偏移过程中一步获得高保真的入射角域共成像点道集，可为储层及 其含油气预测提供目的层“原位”的振幅随偏移距或入射角的变化资料，克服了传 统“角道集”生成方法精度较低的问题。

2)考虑了大偏移距射线弯曲效应与速度各向异性，也符合目前AVO/AVA反 演、EI反演主要基于叠前时间偏移成果数据的现状，拓展了它们的应用范围，能 提高储层含油气性检测的准确度。技术流程实用性强，国内外尚无同类方法技术公 开发表。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的硬件结构示意图。

图3为本发明提取的小、中、大角度成像剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

实施角度域叠前时间偏移处理之前，在常规处理流程中对叠前地震资料做到振 幅相对保真的噪音压制、静校正以及地表一致性校正等准备工作。建议利用井资料 基础上的AVO/AVA正演对角度域成像结果进行质量控制。

先由常规叠前时间偏移处理获得合理的速度模型供偏移使用，并转换生成相对 准确的层速度供角度计算使用。然后按照本发明技术方案实现角度域叠前时间偏移 成像，提高储层及其含油气性预测的精度，提高油气勘探开发的成功率。

如图1、图2所示，一种针对储层含油气性检测的角度域叠前偏移数据处理方 法，包括以下步骤：

1)模拟地面地震，数据采集器1采集地震波信号，按振幅相对保真处理流程 进行预处理；

2)输入设备4根据储层预测需要选定局部目标成像范围，并对角度域成像数 组进行初始化；

3)数据采集器1将步骤1)预处理后的地震波数据逐道输入到处理器2，处理 器2根据中心点位置与偏移孔径限制，确定该道地震波对应的最大成像范围，并判 断该道最大成像范围是否在选定的局部目标成像范围内，若为是，执行步骤4)， 若为否，输入下一道；

4)处理器2对该道地震波进行每个成像时间孔径内所有点的角度域成像处理， 判断该道地震波所有的成像时间的角度域成像处理是否完成，若为是，执行步骤 5)，若为否，继续执行步骤4)；

5)处理器2判断所有的地震波数据是否都理处完成，若为是，执行步骤6)， 若为否，返回步骤3)；

6)得到局部成像空间的角度域共成像点道集和部分角度叠加剖面，基于角度 域共成像点道集进行振幅随入射角变化AVA分析或反演，或基于部分角度叠加剖 面进行弹性阻抗EI反演，获得反映储层及其含油气性的属性数据与图表，并通过 显示器3显示(如图3)。

所述的步骤4)中的处理器对该道地震波进行每个成像时间孔径内所有点的角 度域成像处理过程如下：

1)从角度域成像空间开始时刻进行偏移脉冲响应计算：根据当前成像时间(τ) 的偏移孔径范围以及中心点坐标，确定当前成像时间成像点横向分布区间；

2)在成像点横向分布区间内，针对每个成像点(x，y，τ)，根据非双曲双平方 根DSR时差方程计算炮点-成像点单程射线走时t_s以及成像点-接收点单程射线走 时t_r，再利用公式：计算入射与散射射线参数p_s与p_r，再根据Snell定 律计算射线的起飞角α_s与α_r，二维各向同性介质情况下按γ＝(α_s+α_r)/2计算得到 入射角，在三维各向同性介质情况下，通过

${\gamma }_{3D}=\frac{1}{2}{\cos }^{-1}(\cos {\alpha }_s{\cos \alpha }_g+\sin {\alpha }_s\sin {\alpha }_g\cos \beta )$

计算得到入射角，其中β是入射射线所在垂直平面与散射射线所在垂直平面的夹 角。对于二维情况，通过如下公式计算几何扩散校正权系数：

$w_{2D}=\frac{\sqrt{{\cos \alpha }_{s_0}\cos {\alpha }_{g_0}}}{v}(\frac{t_g}{t_s}+\frac{t_s}{t_g})$

对于三维情况，通过如下公式计算几何扩散校正权系数：

$w_{3D}=\frac{\sqrt{{\cos \alpha }_{s_0}\cos {\alpha }_{g_0}}}{v}\sqrt{t_s{t}_g}(\frac{t_g}{t_s}+\frac{t_s}{t_g})(\frac{1}{t_s}+\frac{1}{t_g})$

其中与分别对应入射射线与散射射线在地面与垂向的夹角，它们能由各自的 射线参数以及地面速度按Snell定律计算得到。

3)将输入地震道对应走时的振幅乘以几何扩散校正权系数后叠加到角度域成 像空间(x，y，γ，τ)，其中x，y，τ为时间域成像坐标，γ为入射角；完成当前成像时间 孔径内所有点的角度域成像后，进入下一个成像时间，返回步骤1)。