《AVO及数据处理》PPT课件.pptVIP

BGP 2007.6 AVO与数据处理 东方地球物理公司 目录 一.AVO分析基础 二.影响AVO分析的多种因素 三.AVO分析用数据的保幅处理 四.实例 东方地球物理公司 AVO分析基础 AVO分析利用在叠前数据上观察到的振幅随炮检距的 变化来估算地下介质的弹性特性，进行油气检测和油藏描 述。 AVO分析建立在采样数据的振幅与反射系数成正比关 系的基础上。 AVO分析由两个处理流程组成：叠前数据的保幅处理 流程和AVO分析处理流程。 高质量的叠前数据处理是AVO分析工作的基础，也是 排除非油气因素AVO响应的最有效方法。 东方地球物理公司 AVO分析基础 几个术语 AVO：Amplitude Variation with Offset AVA: Amplitude Variation with incident Angle AVP: Amplitude Variation with ray-Parameter 东方地球物理公司 AVO分析的基础理论公式：Zeoppritz方程 AVO分析基础 P1P1 P1 P1S1 f1 P1P2 P1S2 q1q1 q2 f2 Vp1,Vs1,r1 Vp2,Vs2,r2 随入射角的振幅属性变化 用Zoeppritz方程计算 平面波假设 从振幅随炮检距的变化关 系可推断出弹性参数和密 度。 简化分析对两个半空间做 弹性各向同性假设，并限 讨论P波。 东方地球物理公司 AVO分析基础 AVO反演： Shueys 方程 常用线性近似而不是Zoeppritz方程来计算，因为线性模 型便于求解。线性近似可写成多种形式。 Reflection Amplitude R(q) Sin2 q A 两项的近似等价于拟合曲线 其中Shueys 方程（1985） 东方地球物理公司 AVO分析基础 AVO反演是建立在一系列的简化了的假设基础上的： 数据采集中引起的畸变应校正 若畸变未完全校正或处理过程中引入误差，则会对岩 石、流体特性的估算发生偏差。 数据处理过程不要引入人为的假象 褶积模型 一维地下模型假设 层状介质中地震波的传播需校正 假设多次波已消除 东方地球物理公司 目录 一.AVO分析基础 二.影响AVO分析的多种因素 三.AVO分析用数据的保幅处理 四.实例 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 大地滤波系统的作用： 球面扩散 地层吸收 界面透射损失 层间多次 薄层振幅调谐 波的相位转换 介质各向异性 地质构造 数据采集系统的作用： 激发和接收条件的变化 震源和检波器的耦合状况变化 震源和检波器的组合响应 仪器和检波器的灵敏度 仪器道的一致性 噪声系统的作用： 环境干扰 源生干扰 次生干扰等 印兴耀等地震技术新进展 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 球面扩散 依据旅行时间和速 度函数进行校正 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 传输损失 可用Zeoppritz方程 计算。 一阶的传输损失（8毫秒平滑） 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 非弹性介质的吸收和衰减 能量损失 dB Loss(f)=log10exp(2fx/2vQ) 衰减与传播距离、频率成正比 非弹性介质引起的吸收和频散应在AVO反演前校正 吸收和传输损失相似、难以区分，可作类似的校正： Q 补偿 地表一致性反褶积 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 出射角和自由表面校正 大多数情况下忽略 出射角校正 记录的是垂直振动 必须对每条射线分别进行校正补偿 自由表面校正 更为复杂 如已知 近地表的Vp/Vs (gamma) 可计算 额外的校正量 Angle of emergence (radians) Scaling factor 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 速度横向变化 AVO分析是从1-D模型导出的，针对速度的横向变化，在 做AVO分析前： 海洋数据：做叠前偏移 陆地数据：有时有炮点、检波点分布稀疏和不规则 问题，对于平层的情况有时NMO加叠后偏移可得到很好 的结果。 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 采集因素及校正 数据采集中的相关问题： 仪器因素 采集时的环境噪声 炮点、检波点组合 炮点、检波点耦合 炮点、检波点虚反射 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 采集因素及校正 仪器因素：在解编时做振幅恢复 分析数据是否有足够的炮检距/角度分布 考虑是否有小角度数据 考虑信噪比是否足够高 震源的变化和检波器耦合：通过地表一致性增益解决 震源的变化和检波点虚反射：通过地表一致性反褶积校正 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 处理过程中人为假象问题 数据处理中的几个问题： 道均衡 动校正拉伸和剩余动校正 噪声 地层倾角 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 道均衡 AGC, mean scaling会改变 AVO 属性 有时道均衡的作用不能恢复 如某些反褶积模块在算子应用后归一化能量 道均衡选用要慎重 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 properly scaled dataAfter mean scaling Model data after preconditioning 东方地球物理公司 FECB A (Veritas Downton, 1998) S-impedance reflectivity estimate (mean scaling) 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 FECBA (Veritas Downton, 1998) S-impedance reflectivity estimate (s.c. scaling) 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 (Veritas Downton, 1998) S-impedance reflectivity estimate (mean scaling) 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 (Veritas Downton, 1998) S-impedance reflectivity estimate (s.c. scaling) 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 动校正 常规情况下，AVO分析在动校正的道集数据上进行，这 样可能有两个问题： 动校正拉伸：与炮检距有关的振幅和相位畸变 剩余动校正：除振幅畸变外，速度的误差会引起剩余 动校正量，另外高阶项校正、方位角有关的校正量都 能产生剩余校正量。 这些畸变当AVO分析中引入更大炮检距数据时，会使问 题更严重。而大炮检距数据对三项的AVO分析是很重要 的。 东方地球物理公司 动校正拉伸 动校正拉伸使数据对应的 频谱向低频移动，幅值增 大 (Dunkin and Levin, 1973) 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 Offset (m) Time (sec.) 影响AVO分析的多种因素 动校正拉伸 东方地球物理公司 动校正拉伸 Dong (1999) 给出动校正引起的A和B的误差的定量解 析式： where f is a function, is distance from center of wavelet 相关的结论 误差主要在梯度项B上 误差大小取决于 B/A 比值 class II (A=0)小 class I (AB)可能大 泥岩反射的误差小 (AB) 的影响较小 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 简简化模型： 生成 I, II, III and IV 类类异常 密度遵循 Gardner 关系式 褶积积模型 反射系数用 Aki and Richards 方程生成 Ricker子波（32.5 Hz 主频频） 常速，单单一的角度与炮检检距关系 最大炮检检距4倍于目的层层深度，角度达65度 用大角度突出误误差 处处理流程 NMO AVO inversion Smith and Gidlow formulation so exact Redisplay in terms of A &B 反射系数计计算值值与理想值对值对 比 Offset (m) 东方地球物理公司 Input NMO corrected Gather created without moveout Offset (m) 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 estimate actual Class I Class II Class III Class IV AVO reflectivity estimates on data with NMO stretch 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 Pre-stack CMP Gather t offset offset Amp. Intercept Gradient 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 Correct Velocity t offset InterceptGradient 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 InterceptGradient Incorrect Velocity t offset 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 CMP Gathers Manual Velocities 100 ms 0 Iterations 1 km 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 CMP Gathers Extended Swan Velocities 100 ms 6 Iterations 1 km 影响AVO分析的多种因素 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 地层倾角 AVO分析在由炮检距计算反射角时通常假设平 层模型，这样对倾斜地层计算出的AVA响应是 不正确的。 以模型合成记录进行分析，反射层倾角变化 从0到60，最大炮检距8公里。 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 地层倾角 不同倾角的反射角和 炮检距关系曲线，注 意到随倾角增大最大 反射角以非线性的关 系减小。 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 地层倾角 因为岩石物理 参数相同，所 以所有的曲线 是一致的。注 意到随着倾角 增大最大反射 角（箭头指处 ）减小。 东方地球物理公司 影响AVO分析的多种因素 地层倾角 对所有的炮检 距数据振幅随 倾角增大而减 小 对应于第三类 AVO，倾斜层情 况下相对平层的 AVO属性误差 东方地球物理公司 目录 一.AVO分析基础 二.影响AVO分析的多种因素 三.AVO分析用数据的保幅处理 四.实例 东方地球物理公司 Removable gain correction to ensure stationarity Trace edits Surface consistent scaling Noise attenuation Surface consistent scaling Q-compensation (optional) Surface consistent deconvolution Surface consistent scaling Velocity Analysis / statics (several iterations) Noise attenuation Migration velocity analysis Prestack migration weights Deterministic gain corrections Residual velocity analysis (A-OK) AVO stream: Residual offset dependent amplitude calibration Full offset stack stream: deconvolution, noise attenuation, scale & stack AVO分析用数据的保幅处理基本流程 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 噪声压制 地震记录上存在的噪声是AVO解释出现偏差导致孔隙流 体预测错误的主要原因。 相干噪声包含多次波、绕射波、侧面能量等。 AVO分析对于处理过程对振幅的改变非常敏感，所以需 要应用对振幅影响很小的噪声压制技术，而如果数据 上噪声很强，又没有适宜、有效的去噪技术可用来消 除这些噪声、同时保持振幅不变的话，这些数据就不 适宜用做AVO分析。 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 通常用拉冬变换来求取多次波模型并在此基础上消除 多次波，但当多次波与一次波的动校时差较小时，两者 不易分离。 多次波 绕射波 理想情况下，绕射能量经过DMO、叠前偏移处理后能够 收敛，但如果相应的算法不稳健，速度场不准确时，绕射 波不能完全收敛。 侧面能量 在2D情况下，处理模块都假设反射能量在采集所在的 平面内，所以侧面的能量要在3D情况下才能应对。 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 转换波能量 识别和压制都有一定的困难，这些能量是非线性、 非抛物线的，通常在大炮检距数据上出现。 基本模型是页岩中含一厚含气砂岩（在2.85公里深处），含气砂和页 岩间的界面有很强的泊松比差异（0.28），合成记录最近、最远炮检距 分别为153米和2088米。 C. Ross 1993，TLE 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 浅层加入一含气砂层（a）其和页岩间的阻抗差在大 角度处产生转换波能量, c上所示气砂岩的AVO梯度发 生了明显变化。（副值变正值） 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 F-K滤波结果 AVO梯度与无噪声干扰时有明显差别 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 绕射噪声 绕射与反射相交处AVO曲线起伏明显，AVO梯度与原无 噪声时的响应曲线有明显差异。 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 拉冬去多次波、DMO、共炮检距偏移等 2.05秒处强振幅与含气储 层和未收敛的绕射波有关 。 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 叠加剖面道集去噪前后 相干噪声与反射波的相消干涉产生错误的AVO梯度,引起曲线的起伏变化 两个已知碳氢反射面亮点 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 地震子波变化 地震子波形状会随时间、空间和炮检距变化，在保持振 幅的处理过程中，子波的时变特性可由确定性的Q补偿来 处理,空间的变化由地表一致性处理来解决。 动校正拉伸类似于一个低通、混合相位、不稳定的滤 波器，使地震子波发生变化，其效应不可能完全消除掉 。因此，常建议在动校正前拾取目的反射层，并拉平以 备AVO分析所用，这样回避了动校正拉伸问题。 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 传输效应补偿 波传输过程中的传输振幅衰减，通过以下流程来补偿。 WesternGeco 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 振幅和相位校正 由上覆地层和处理过程引起的系统的、缓慢的地震振 幅和相位变化会改变AVO的截矩时和梯度。动校正、振幅 均衡、Q补偿和偏移都可能是振幅和相位变化的原因。所 有的这些效应可用一复数的增益函数来描述，此函数应用 到数据上得到处理结果: 其中 是增益加权函数, 是处理结果。 H. Swan 2002，SEG 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 振幅均衡（左），加权（右） 用三项拟合 计算截矩时 和梯度，交 会图上加权 数据（下） 对应交会图 相关性较好 H. Swan 2002，SEG 东方地球物理公司 AVO分析用数据的保幅处理 偏移对AVO的影响 偏移前点绕射与反射波同相轴相交干涉，AVO响应 发生畸变，而偏移结果对应正确的AVO响应。 叠加剖面 C. Mosher 1996 东方地球物理公司 AVO分析