（地球探测与信息技术专业论文）avo角道集正演模拟及非双曲动校正方法研究.pdf

r e s e a r c 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 日期：) n t 口年参月它日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部f - j ( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名： 指导教师签名：手玉 喜卜 日期：2 , o lo 年月暑日 日期：抄。年么月毋日 摘要 a v o 技术是直接预测油气和估计地壳岩性参数的一种较好方法，其理论基础是 z o e p p r i t z 方程。本文在第二章，首先介绍了a v o 技术的基本原理，并对基于z o e p p r i t z 方程的p p 波反射系数近似进行了系统归纳和总结，对各近似式的实质、产生背景、假 设条件、特点及其作用进行了详尽对比，并分别计算了各近似式在不同模型下的p p 波 反射系数随入射角的变化。在此基础上，本文详细讨论了利用z o e p p r i t z 方程及其各种 近似公式正演模拟不同参数的角道集a v o 特征响应的基本原理与实现步骤。在第二章 结尾，讨论了三类含气砂岩的a v o 特征响应及变化规律。 本文第三章的开头，给出了改进的相似系数速度分析方法及公式推导，该方法适用 于存在a v o 特征的叠前道集。常规的相似系数方法是考虑一组序列与另一组常数序列 的相似系数，改进的相似系数方法是将其序列看作向量序列。理论分析推导和数值实验 证明了该方法的可行性。通过模型合成记录和实际资料的例子来表明改进的相似系数方 法对有a v o 特征的叠前集速度分析是有改进的。在第三章的其他部分，想表达的内容 是，通过计算叠前反射波旅行时局部斜率，不需要估计地震速度或任何其他属性，就可 以完成所有的从正常时差校正到叠前时间偏移的时域成像工作，并且用模型合成记录和 实际资料的例子证明了这一点。 共中心点道集纵波反射旅行时双曲线近似法在常规的地震数据处理和解释中占有 重要的地位。众所周知，满足双曲线规律的正常时差校正公式是以各向同性、均匀介质 为基础的。纵波反射时差的常规双曲近似法对于水平反射层各向同性介质或可忽略各向 异性的介质是精确的。但是非均匀性、反射界面曲率及各向异性等任何实际因素的结合 将会引起双曲时差在大偏移距时产生偏离。因此，非双曲时差给平面倾斜反射层上的各 向异性介质提供了精确的走时。在本文的第四章，给出了反射纵波在不同各向异性参数 下走时的理论描述并且比较了因各种因素影响的非双曲动校正的水平程度。 速度分析是地震资料处理中的重要环节，假设介质各向同性的传统速度谱分析技术 已经得到广泛应用，但对于实际资料来说，地下介质中广泛存在着各向异性，对大偏移 距和各向异性介质，反射波动校正时距曲线是满足非双曲线规律的，偏移速度实际上并 非资料的真正成像速度，故共中心点道集、共接收点道集和共成像点道集远偏移距往往 存在同相轴不平的情况，如果忽视各向异性，就会导致地质体垂向深度与横向位置的偏 差，还会引起陡倾地层信息的丢失，因此采用双谱逐点剩余速度分析的方法，针对横向 各向同性( v t i ) 介质进行双参数速度谱扫描，校正大排列情况下各向异性引起的同相轴 弯曲。本文在第五章中，深入地讲解了双谱逐点剩余速度分析方法原理及处理流程，并 详细地讨论了处理的应用效果。结果证明，经过剩余时差校正后的资料保留了更多的远 道信息，成果剖面效果得以改善，反射波同相轴更清晰、连续，信噪比及分辨率有较明 显的提高，为后续的a v o 工作提供了更多有效的信息。 关键词：a 、，o ；正演模拟；共中心点道集；局部斜率；v t i 介质；t t i 介质；各向 异性；非双曲时差校正；双谱逐点剩余速度分析 r e s e a r c ho na v of o r w a r ds i m u l a t i o ni na n g l eg a t h e r a n dn 伽h y p e r b o l i cm o v e o u tm e t h o d y a n gc u r t ( g e o p h y s i c a le x p l o r a t i o na n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n gj u n - h u a a b s t r a c t a v ot e c h n o l o g yi sab e t t e ra p p r o a c ht oi n d i c a t eh y d r o c a r b o nd i r e c t l ya n de s t i m a t e l i t h o l o g i cp a r a m e t e r so fc r u s t t h ez o e p p r i t ze q u a t i o ni st h ef u n d a m e n t a lb a s i sf o ra v o a n a l y s i s i nt h eb e g i n n i n go ft h es e c o n dc h a p t e r , ii n t r o d u c et h eb a s i cp r i n c i p l e so fa v o t e c h n o l o g yf i r s t l y , a n dt h e ng e n e r a l i z ep pw a v ea p p r o x i m a t i o n sa c c o r d i n gt ot h ez o e p p r i t z e q u a t i o n s ，c o m p a r et h ee s s e n t i a l s ，b a c k g r o u n d s ，s u p p o s ec o n d i t i o n s ，s p e c i a l t i e sa n dt h e f u n c t i o n si nd e t a i l ，a n dc a l c u l a t et h ep - p w a v er e f l e c t i o nc o e f f i c i e n tv e r s u si n c i d e n c ea n g l e w i t hd i f f e r e n tm o d e lo fe a c ha p p r o x i m a t i o n s o nt h eb a s i s ，id i s c u s st h eb a s i cp r i n c i p l e sa n d a c h i e v i n gs t e p so f t h em e t h o do fa v of o r w a r ds i m u l a t i o ni na n g l eg a t h e rw h i c hm a k e su s eo f t h ed i f f e r e n ta p p r o x i m a t ef o r m u l a eo fz o e p p r i t ze q u a t i o n st oi n v e r tv a r i o u sa v oa t t r i b u t e s i n t h ef i n a lp a r to fs e c o n dc h a p t e r , is t u d yt h ea v oc h a r a c t e r i s t i cr e s p o n s ea n di t sc h a n g er u l e s o nt h r e et y p e so fg a s - b e a r i n gs a n d i nt h eb e g i n n i n go ft h i r dc h a p t e r , ii n t r o d u c eam o d i f i e df o r m u l af o rag e n e r a l i z e d s e m b l a n c ea t t r i b u t e w h i c hi ss u i t a b l ef o rv e l o c i t ya n a l y s i so fp r e s t a c ks e i s m i cg a t h e r sw i t h a v oc h a r a c t e r w h i l et h ec o n v e n t i o n a ls e m b l a n c ec a nb ei n t e r p r e t e da ss q u a r e dc o r r e l a t i o n w i t hac o n s t a n t t h em o d i f i e ds e m b l a n c ei sd e f i n e da sac o r r e l a t i o nw i t l laf i e n d a n a l y t i c a l d e r i v a t i o n sa n dn u m e r i c a le x p e r i m e n t sp r o v et h ef e a s i b i l i t yo ft h i sm e t h o d u s i n gs y n t h e t i c a n df i e l dd a t ae x a m p l e s ，id e m o n s t r a t et h e i m p r o v e m e n t si na v ov e l o c i t ya n a l y s i sv i a m o d i f i e ds e m b l a n c e i nt h eo t h e rp a r to ft h i r dc h a p t e r , is h o w t h a t ，b ye s t i m a t i n gl o c a le v e n t s l o p e s i n p r e s t a c ks e i s m i cr e f l e c t i o nd a t a ，i t i s p o s s i b l e t o a c c o m p l i s h a l lc o m m o n t i m e d o m a i ni m a g i n gt a s k s ，f r o mn o r m a lm o v e o u tt op r e s t a c kt i m em i g r a t i o n ，w i t h o u tt h e n e e dt oe s t i m a t es e i s m i cv e l o c i t i e so ra n yo t h e ra t t r i b u t e s ，a n dih a v ep r o v e dt h i sp o i n tb y u s i n gs y n t h e t i ca n df i e l dd a t ae x a m p l e s t h eh y p e r b o l i ca p p r o x i m a t i o no fp - - w a v er e f l e c t i o nt r a v e l t i m e si nc o m m o n m i d p o i n t g a t h e r sp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ei nc o n v e n t i o n a ls e i s m i cd a t ap r o c e s s i n ga n di n t e r p r e t a t i o n i t i sw e l lk n o w nt h a tt h en o r m a lm o v e o u tf o r m u l ai sb a s e du p o nh o m o g e n e o u si s o t r o p i cm e d i a t h ec o n v e n t i n a lh y p e r b o l i c a p p r o x i m a t i o no fp - w a v er e f l e c t i o nm o v e o u ti s e x a c tf o r h o m o g e n e o u si s o t r o p i co re l l i p t i c a l l ya n i s o t r o p i cm e d i aa b o v eap l a n a rr e f l e c t o r a n yr e a l i s t i c c o m b i n a t i o no fh e t e r o g e n e i t y , a n i s o t r o p i cc o e f f i c i e n t ，a n dn o n e l l i p t i ca n i s o t r o p yw i l lc a u s e d e p a r t u r e sf r o mh y p e r b o l i cm o v e o u ta tl a r g eo f f s e t s t h e r e f o r e ，n o n h y p e r b o l i cm o v e o u tg i v e s e x a c tt r a v e l t i m e sf o re l l i p t i c a l l ya n i s o t r o p i cm e d i ao v e r l a y i n gap l a n ed i p p i n gr e f l e c t o r i nt h e f o r t hc h a p t e ro ft h i sp a p e r , is h o wat h e o r e t i c a ld e s c r i p t i o no fp - w a v er e f l e c t i o nt r a v e l t i m e s a n dc o m p a r et h ed e g r e eo fn o n h y p e r b o l i cm o v e o u t 、v i t l ld i f f e r e n ta n i s o t r o p i cp a r a m e t e r s v e l o c i t ya n a l y s i si sap r i m a r yc o m p o n e n t i ns e i s m i cd a t ap r o c e s s i n g i s o t r o p yi su s e di n c o n v e n t i o n a lv e l o c i t ya n a l y s i s b u tf o rr e a ld a t a , a n i s o t r o p yi sw e l lk n o w ni ns u b s u r f a c e 目录 第一章绪论l 1 1 课题来源及选题依据l 1 2 课题的研究意义和国内外研究现状1 1 3 研究目标和研究内容2 1 3 1 研究目标2 1 3 2 研究内容与预期的结果2 第二章a v o 角道集正演模拟3 2 1a v o 技术的研究现状。3 2 2 角道集反射系数的计算与模拟一5 2 2 1 按z o e p p r i t z 方程计算5 2 2 2a v o 角道集正演模拟实验6 2 2 3 按s h u e y 公式计算1o 2 3 三类含气砂岩的a v o 特征1 1 第三章针对a v o 道集的速度分析与动校正方法研究1 7 3 1 基于改进的相似系数方法速度分析与动校正1 7 3 1 1 问题的提出17 3 1 2 相似系数方法原理1 8 3 1 3 模型合成记录实验2 l 3 1 4 实际资料处理一2 7 3 1 5 相关结论2 8 3 2 依赖于反射波旅行时斜率的动校正方法2 9 3 2 1 反射波旅行时斜率的定义2 9 3 2 2 模型合成记录实验3 0 3 2 3 实际资料的处理3l 第四章各向异性非双曲时差的计算3 3 4 1 动校正方法与公式总结3 3 4 1 1 常规动校正3 3 4 1 2 高阶动校正3 4 4 1 3 非双曲线动校正公式总结3 5 4 2 基于v t i 介质的非双曲动校正实验一3 7 4 2 1 基于v t l 介质的非双曲动校正原理3 7 4 2 2 时距曲线校正试验4 2 4 2 3 合成记录模型试验4 4 4 2 5 小结4 5 4 3 基于t t i 介质的非双曲动校正实验4 6 4 3 1 具有任意空间取向对称轴的t t i 介质简介4 6 4 3 2 基于t t i 介质的非双曲动校正方法原理4 6 4 3 3 基于t t i 介质的纵波非双曲时差数值模拟实验4 9 4 3 4 小结5 3 4 4 实际资料处理5 4 4 4 1v t i 介质各向异性参数与速度的关系5 4 4 4 2v t i 介质各向异性速度分析流程5 5 4 4 3 实际资料处理过程及效果分析5 6 4 3 4 小结6 5 第五章基于高密度双谱速度分析方法的非双曲动校正6 6 5 1 高密度双谱速度分析法基本原理6 6 5 1 1 非双曲时距曲线公式转化6 6 5 1 2 双参数分解与转化6 8 5 1 3 高密度双谱分析法实现过程与技术要点6 9 5 2 实际资料处理过程解析7 0 5 2 1 高密度双谱自动速度拾取7 0 5 2 2 地质统计学插值与滤波7 4 5 2 3 双参数属性转换与空间插值7 5 5 2 4 非双曲线时差校正7 7 5 3 实际地震资料处理结果对比分析7 8 5 3 1 叠前道集处理效果对比7 8 5 3 2 剖面成像效果对比8 0 5 3 3 时间切片效果对比8 3 5 4 小结8 5 结论8 8 参考文献91 攻读硕士学位期间取得的学术成果9 7 致诌 9 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 课题来源及选题依据 第一章绪论 随着地震勘探技术的日趋成熟，地震勘探的主要任务已经由过去单纯的地质构造勘 探发展为地质构造解释、地层岩性解释、油气藏储集性能( 孔隙度、渗透率、含油气饱 和度等) 解释和含油气性预测等多方面，这就要求我们从原始地震数据中提取越来越多 的信息。由于叠前地震数据【i 】中包含着大量的可参考信息，那么叠前资料处理【2 】、叠前 属性提取以及叠前反演已经越来越多地应用到实际生产中。 胜利油田是一个具有4 0 余勘探历史的老油田，浅层勘探已比较成熟，目前勘探目 标主要集中在中深层，大角度信息甚至是广角信息对中深层油气储层的精细、准确刻画 具有十分重要的作用，针对大角度道集的叠前处理方法1 3 j 研究正在引起越来越多的关注。 1 2 课题的研究意义和国内外研究现状 a v o 正演模型在a v o 技术1 4 j 中占有很重要的位置，可以利用a v o 正演模型研究已 知井油气层的a v o 异常类型，利用该异常类型的特征检测含油气砂岩的分布范围，预 测同一工区内可能的含油气可能性，有助于a v o 资料的处理、解释、钻后油气层位的 标定。同时，也能为分析已知油气层a v o 异常的影响因素和变化规律提供可能的依据。 动校正【5 】是地震资料处理【6 】过程中的关键步骤之一。常规动校正处理是利用d i x 双 曲线公式【7 1 拉平同相轴，但应用d i x 双曲线公式有两个前提：( 1 ) ：各向同性介质；( 2 ) ： 炮点与最大偏移距的距离相对较小。当我们对高速层下地质目标进行勘探时，常采用较 长的检波器排列，以获得高速层下有效反射波【8 1 ，这时对大炮检距【9 j 地震记录应用d i x 公式进行校正就会带来大的误差。 各向异性介质类型中最常见、最简单的是具有对称轴的横向各向同性介质，这类介 质在沉积盆地、山前推覆褶皱带、盐下沉积地层中非常普遍。当沉积地层( 如页岩、砂 泥岩薄互层) 比较平缓时，则可以用具有垂直对称轴的横向各向同性( v t i ) 介质来等效。 对于各向异性问题，考虑到实际地质情况和各向异性的可实现度，目前各向异性非双曲 时差动校正主要应用于v t i 介质例，描述其传播特征的参数有三个：垂向纵波速度、各 向异性参数占和万。r a d o v i c h 和l e v i n 最早指出t i 介质中动校速度与排列长度有关，之 后t h o m s e n 推导了在弱各向异性条件下，水平反射界面短排列纵波动校速度公式。 第一章绪论 a l k h a l i f a h 、h a k e 和c a s t l e 相继对广角地震勘探的动校正方法进行了探讨，并提出了高 阶动校正公式。另外t s v a n k i n 和t h o m s e n 将h a k e 的理论进一步拓展，引入各向异性参 数刁，推导出更为精确的大排列非双曲时差公式。 1 3 研究目标和研究内容 1 3 1 研究目标 由于叠前去噪方法或能量补偿方法的缺陷，导致远近偏移距的能量不一致，造成a v 0 分析3 的虚假异常响应；通过a v o 道集正演与实际数据的测试，对大角度道集去噪、 能量均衡、各向异性动校正等进行验证和应用效果评价。 大角度道集远偏移距较大，超过一定的深度偏移距比后，反射曲线不再符合双曲 线规律，而且还可能存在各向异性问题。因此，必须进行针对性的分析，在此基础上， 分别对应大偏移距( 各向异性等) 进行校正，得到平的道集。 1 3 2 研究内容与预期的结果 ( 1 ) ：针对叠前道集的能量不均一问题( 如由于区域滤波或远、近偏移距不同造成的 能量差异) 进行讨论；结合a v o 角道集正演模型，对应大偏移距( 当广角即口 临界 角入射时) 与中等入射角时( 即0 0 松比都增大v p 2 = 3 6 0 0 ，p 2 = 2 4 ，0 - 2 = 0 4 纵波速度增大，密度 v ，i = 3 0 5 0 ，日= 2 3 ，0 - l = 0 3 对应的p g 关系：p 0 ，g 0 增大，泊松比减小v p 2 = 3 6 0 0 ，p z = 2 4 ，0 - 2 = 0 2 5 纵波速度减小、密度 v 川= 3 0 5 0 ，p l = 2 3 ，0 - l = 0 3 对应的p g 关系：p 0 减小、泊松比增大v p 2 = 2 6 0 0 ，p 2 = 2 2 ，0 - 2 = 0 4 纵波速度、密度、泊 1 p l = 3 0 5 0 ，岛= 2 4 ，0 - 1 = 0 3 对应的p g 关系：p 0 ，g 0 松比减小v p 2 = 2 6 0 0 ，p 2 = 2 3 ，0 2 = 0 1 5 7 i|l；+0l l li|r|ll，ll；|+o|0ii!jl ，。，ll|jl ，i耐i，言_io|，叶 第二章a v o 角道集正演模拟 实验2 ：根据z o e p p r i t z 方程计算不同弹性参数的含气砂岩和含水砂岩的地震响应。 表2 2 含气砂岩和含水砂岩的弹性参数 模型一模型二 地层参数 第1 层第2 层第3 层第1 层第2 层第3 层 咋( m s ) 2 5 8 02 9 0 02 5 8 02 5 8 03 1 0 02 5 8 0 珞( 叫s ) 1 0 5 3 1 9 3 3 1 0 5 31 0 5 31 6 5 7 1 0 5 3 仃 0 4o 10 40 4o 30 4 p ( g c m 3 ) 2 22 32 22 22 3 52 2 1 0 9 0 8 0 7 o 6 0 5 0 4 0 3 o 2 0 1 0 一多 少 f 一台气砂岩 。 l = 奎水墼岩 ， 一、 。 一 。 、 0 5l o1 52 0 2 53 0 3 54 0 4 55 05 56 06 57 07 5 即8 59 0 图2 4 含气砂岩和含水砂岩的反射系数 , r l l r 川1 r 】? i # “，。，i i ”m w “+ ：穗i 麓 鱼： ； 童 o 1 1q ：r儿一二i ”“r “”r “r ”：f t _ _ “靴：r i l i i， 础 1 “_ 懈! 寸 ，| 7 | _ _ _ ：。 h l ii | | j |i i 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 1 2 1 3 14 15 16 17 18 19 011 12 13 14 15 16 17 18 19 0 - - - i l 芷7 一 m咿 i 燃。球 ，t 【； 落 f ) ，i 肾燃 粉 h r 【l i 1 3 0 51 1 2 5 p ( g c m 3 ) 2 o1 9 5 2 0 上lu上l山刖| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | l i iilll | | | | | | | | | | | | | | | | | | l!ss、 “( 7 ( 7 ( 7 ( 7 ( ， f ff f f f y ，y y l r ， ， (，j ， 、 ii iil 厚度= l o m ； ( a ) 纵波( r p = o 0 7 1 4 ) ： ( b ) 横波( r s = 0 0 6 1 5 ) 。l llli liil iii j i ii ii 第二章a v o 角道集正演模拟 2 2 3 按s h u e y 公式计算 根据2 2 1 小节的讨论，我们知道反射纵波的反射系数可以表示为 r 印= a 船a p = f ( a ，n ，t 0 2 ，巧l ，2 ，k 2 ) ( 2 - 4 ) 由上式可知纵波反射系数r 伊与许多变量有关。a v o 的基本原理就是计算与分析纵 波反射系数r 刀与入射角口的关系式。而经典的z o e p p r i t z 方程变量较多，计算效率相对 较差，为此必须设法减少变量的个数。j g _ , s h u e y 简化公式2 9 】可以表示为 肥m 讹如+ 尚】s i n 2 0 r + 丢等2 a - s i n 2 a ) ( 2 - 5 ) 舻五1 。a 百v p + 等 ( 2 - 6 ) 4 = 皆 玩：k = ( 咋：+ 咋。) 2 p = ( 岛+ 岛) 2 a a = 口2 一口l ( 2 7 ) ( 2 8 ) ( 2 9 ) ( 2 - 1 0 ) ( 2 - 1 1 ) ( 2 1 2 ) ( 2 1 3 ) 口= ( a 2 + 口1 ) 2( 2 - 1 4 ) 为了比较几种不同s h u e y 简化式计算的反射系数对含油气层顶界面a v o 异常的差 异，有必要对单界面a v o 正演模型的特征进行研究，从中总结规律，指导实际的a v o 资料处理和解释。如下所示为含气层层速度高于上覆泥岩层速度的双层介质单界面地层 模型。图2 - 9 为反射系数随角度变化的关系；图2 1 0 是根据如下的地层模型组合参数制 作的a v o 角道集正演模型，其中子波取3 5 h z ，l m s 采样；角度范围为0 0 一5 0 0 ，间隔2 0 。 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 表2 - 4a v o 属性及物理意义 abw 意义 1o p r p o , 垂直入射的p 波反射系数截距 01g 反射振幅随偏移距的变化率梯度 1 2 1 2 ( p + g ) ，2 r 口。一r s o ，纵横波差异 1 2- 1 2 ( p - g ) 2 r s o ，横波垂直入射的反射系数 g0 指示振幅随偏移距增加而增加 场l = 3 0 0 0 m s ，肛= 2 5 9 c m 3 , 仃l = 0 3 5 泥岩 场2 = 3 3 0 0 m s ，p 2 = 2 4 9 c m 3 , 盯2 = 0 1 6 含气层 图2 9 按s h u e y 公式计算反射系数曲线图2 - l o 按s h u e y 公式制作模型合成记录 2 3 三类含气砂岩的a v o 特征 根据z o e p p r i t z 方程可知，反射系数的变化规律不仅受到界面上下纵、横波速度和 密度的影响，同时也受到入射角变化的影响。只要存在泊松比差【2 0 1 ，两种介质之间界面 的纵波反射系数就会随入射角的增加而一致增加p 盯：) ，泊松 比差值的大小控制了曲线的斜率。与岩石速度的多解性【2 l 】相比，各种岩石的泊松比的唯 一性可以帮助我们预测岩性和寻找油气。 第二章a v o 角道集正演模拟 如图2 1 2 ，通过实际计算表明，当界面上下的介质参数【3 l 】给定时，反射系数是随着 入射角而变化的，当入射角小于临界角时，反射系数变化比较简单，在代数范围内表现 为单调的上升或下降；当入射角大于临界角时，反射系数变化比较复杂，同时相位的变 化也比较复杂，这时的反射为广角反射。 虽然所有的岩石，包括火成岩、变质岩、碳酸岩和碎屑岩等，只要存在孔隙、裂缝 和油气运移通道1 3 2 】等条件，都有可能储集油气。但实际上，目前己发现的油气储集层主 要以砂岩和碳酸盐岩为主，砂岩含气【3 3 】的a v o 特征研究较多，含气砂岩的a v o 特征比 较明显，所以这里简单描述一下含气砂岩的反射系数随入射角的变化规律。s t e v e n r r u t h e r f o r d 等在1 9 8 9 年根据含气砂岩顶面法线入射时反射系数将含气砂岩定性地分为三 类，三类气砂岩的a v o 特征曲线各不相同，如图2 1 2 所示。 图2 - 1 2 三类含气砂岩的a v o 特征曲线 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 表2 5 三类含气砂岩的介质参数表 场1 = 2 6 9 0 m s ，v s l = 1 8 1 0 m s ，岛= 2 4 9 c m 3 泥岩 正波阻抗含气砂岩 v p 2 = 3 5 6 0 m s ，v s 2 = 2 5 9 0 m s ，岛= 2 2 9 c m 3 含气砂岩 近零波阻抗含气砂岩 印1 = 2 6 9 0 m s ，v s l = 1 8 1 0 m s ，, o l = 2 4 9 c m 3 泥岩 a v p 2 = 3 1 6 0 m s ，v s 2 = 2 3 9 0 m s ，仍= 2 1 2 9 c m 3 含气砂岩 近零波阻抗含气砂岩 v p l = 2 6 9 0 m s ，v s l = 1 8 1 0 m s ，岛= 2 4 9 c m 3 泥岩 b 场2 = 3 0 2 0 m s ，v s 2 = 2 3 4 0 m s ，p 2 = 2 0 4 9 c m 3 含气砂岩 v p 】= 2 6 9 0 m s ，v s l = 18 1 0 m s ，p l = 2 4 9 c m 3 泥岩 负波阻抗含气砂岩 r p 2 = 2 7 6 0 m s ，v s 2 = 2 2 9 0 m s ，, 0 2 = 1 9 l g c m 3 含气砂岩 ( a ) | r ! ll ： ， 一1 一一 ； 。! ! ： i ； l川l洲 l l ； ； r 尸一 _ j i l l | | ”一 。rr ，。：川；|雌! ：。 l f ；! ； ( c ) ( d ) ( a ) ：正波阻抗含气砂岩( b ) ：近零波阻抗含气砂岩a ( c ) ：近零波阻抗含气砂岩b( d ) ：负波阻抗含气砂岩 图2 1 3 三类含气砂岩的a v o 特征响应 1 3 第二章a v o 角道集正演模拟 ( 1 ) ：正波阻抗含气砂岩。这类含气砂岩的波阻抗高于上覆泥岩的波阻抗，第一条深 蓝色的曲线代表它的反射系数随入射角变化的特征。这类砂岩往往是经受了中等到高度 压实作用1 3 2 】的成熟砂岩。当法线入射时有较高的正反射系数，其值开始时随入射角的增 大而减小。越过零线时反射系数为负值，其绝对值随入射角的增加而增加，也就是说当 入射角足够大时，在c m p 道集上应该能看到振幅的极性变化。但在叠加过程中，由于 极性相反，能量相互抵消，使我们在叠加剖面上看不到强反射，这就是人们通常所说的 暗点，可用a v o 分析识别。在入射角较小时，c d p 道集上只能看到振幅随入射角瞰】的 增加而减小，看不到极性反转，c m p 叠加后呈亮点型反射，但用a v o 分析识别它较难。 ( 2 ) ：近零波阻抗含气砂岩。这类含气砂岩具有几乎与上覆介质相同的波阻抗。这类 砂岩通常是在中等压实和固结作用下形成的。第二条粉色的曲线和第三条蓝绿色的曲线 代表其反射系数随入射角变化的特征，当法线入射时反射系数趋于零，随着入射角的增 加其反射系数为负值，且绝对值也随之增加。由于存在噪声影响，在实际记录上近偏移 距处反射振幅也许会看不到，但当超过一定的偏移距后可明显看到振幅的增加。较大的 反射系数的相对变化，令我们可以通过a v o 技术预测这类砂岩。 ( 3 ) ：负波阻抗含气砂岩。这类砂岩的波阻抗低于上覆介质的波阻抗1 35 。，一般属于压 实不足和未完全固结的砂岩。第四条红色的曲线代表它的反射系数随入射角变化的特 征。大部分利用a v o 技术发现的气藏，均与这类含气砂岩的a v o 特征曲线有关。全部 反射系数均为负值，包括法线入射在内，所有入射角都有较高的反射系数，其值稳定地 增加，但相对振幅变化小于第二类含气砂岩。在叠加剖面上很容易看到这类砂岩形成的 亮点异常。对影响a v o 的因素作正确校正后，一般能够根据a v o 曲线识别这类气藏。 如图2 1 4 所示，下面以三类含气砂岩为例对深度为1 0 0 0 4 0 0 0 的水平地层模型讨论 角道集记录变化规律。 ( a ) 1 4 深 与双程 能够看 第二章a v o 角道集正演模拟 总结一下上面的正演模拟实验可知：r u t h e r f o r d 和w i l l i a m s 的含气砂岩分类方法主 要是依据含气砂岩与上覆介质的波阻抗差进行划分的，根据图2 1 2 可以得出如下结论： 当入射角小于临界角时，三类砂岩的反射系数随入射角的变化趋势是相同的，都呈现单 调递减的趋势，即随入射角的增大，反射系数向更负的方向变化；当入射角大于临界角 【3 6 】时，反射系数会有一个突变的过程，并且变化比较复杂，同时相位的变化也比较复杂， 这时的广角反射【3 7 1 对大角度、大偏移距地震勘探有着重要的影响。下文将针对大角度、 大偏移距的各种处理方法进行讨论。 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第三章针对a v o 道集的速度分析与动校正方法研究 3 1 基于改进的相似系数方法速度分析与动校正 如果速度分析和动校正不考虑地层界面反射波振幅与角度的关系，也就是说不考虑 存在同相轴振幅突变【4 0 】的情况时，常规的一些速度分析和动校正方法在大部分情况下是 能够较准确的拾取速度并且将同相轴动校正水平的。但是如果存在由于偏移距造成的地 震波同相轴振幅突变，那么速度分析和动校正时就必须考虑振幅突变对其叠加能量是否 收敛的影响。可以理解为叠加时极性相反的振幅值相互抵消，进而导致能量团不收敛。 例如：当反射波同相轴存在振幅极性反转时，无论是常规的速度谱还是相似系数速度谱 都存在能量团不收敛的问题。那么在速度分析h 1 1 和动校正时如何消除这种振幅突变的影 响呢? 为了解决这个问题，r a t c l i f f e 、a d l e r 和s a r k a r 研究了一种相对于振幅变化的相似 系数算法，本文中称它为改进的相似系数方法。 3 1 1 问题的提出 根据第二章的内容可以得出偏移距与反射波振幅存在下面的关系： ( 1 ) ：偏移距对应入射角度：道集上的某一个偏移距对应有一个入射角度；随着偏移 距的增加，反射波的入射角度也增加； ( 2 ) ：根据z o e p p r i t z 方程【4 3 1 能够计算出反射系数随入射角的变化规律；只要存在泊 松比差，两种介质之间界面的纵波反射系数代数值就会随入射角的增加而一致增加 h 吒) ； ( 3 ) ：地震波的振幅与反射界面的反射系数存在定量的关系。 - 删烈纠 叫7 me 7 洲；： ( a ) ：地震波振幅是沿着时差曲线均匀分布的 1 7 第三章针对a v o 道集的速度分析与动校正方法研究 嚣姒纵 ( ( ( ，( ，( i ， ( b ) ：振幅沿着时差曲线非均匀分布，即存在角度对振幅的影响或者说是存在振幅的极性反转 ( c ) ：将存在角度对振幅的影响的道集校正水平 图3 1 振幅与反射系数关系图 图3 1 是根据z o e p p r i t z 方程计算入射角度与反射系数的关系得到的单层模型合成记 录【州。如图所示，如果存在由于偏移距造成的地震波同相轴振幅突变，那么制作速度谱 时就必须考虑振幅突变对其叠加能量是否收敛的影响；可以理解为叠加时极性相反的振 幅值相互抵消，进而导致能量团不收敛。那么在速度分析和动校正时如何消除这种振幅 突变的影响呢