高分辨率地震数据处理和反演方法

1、,高分辨率地震数据处理和反演方法 及其 在储层研究中的应用,2014年10月 北京海思派克科技有限公司 HiSPEC Research Corp.,高分辨率的一点认识 高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾 HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术,目录,高频拓展的可能性,野外采集的频率只有80Hz， 处理时能够拓宽到120Hz吗 ？,高分辨率的一点认识,褶积模型假设条件下， 地震记录为： s(t) = r(t) * w(t) 褶积过程可表示为如下的线

2、性 方程组,反褶积处理的目的 ： 去除地 震子波的影响，恢复地下地层 的反射系数。,W . R = S,反褶积方法：通过求取反子波，与地震数据进行反褶积处理，消除子波，得到反射系数： r(t) = s(t) * w-1(t) 反褶积过程可以通过求解线性方程组的方法实现： R = W-1S 通过求解以上线性方程组，可以得到宽频带的反射系数序列。,高分辨率的一点认识,同态反褶积 一个典型的经典反褶积方法,同态反褶积 在地震子波、反射系数未知（一个方程，两个未知数）情况下，可以从有限带宽的地震记录得到宽频带的反射系数（数据不含噪声）。,复赛谱中，子波位于低频端，无序的反射系数位于高频端。,复赛谱,A

3、pplication of homomorphic theory in non stationary deconvolution CREWS Research Report Volume11(1999) Mi YanPeng 且, r(t), w(t) 未知； 求解： h(t)=r(t)*w(at); 已知 a1,HFE高频拓展方法原理,求解上述方程的优势 不需要已知子波，避免了求取子波方法上的问题。 由于不需要子波， HFE可以保持地震子波 时变、空变的相对关系， 保持地震数据的时频特性 和波组特征。,常规反褶积降低地震数据原有的信噪比,含噪声的原始数据 反褶积结果 HFE处理结果,HFE高

4、频拓展方法原理,反褶积处理结果,0hz-45hz 45hz-85hz 85hz-125hz,HFE高频拓展方法原理,HFE处理结果,全频带数据 频率扫描结果,HFE高频拓展方法原理,HFE高频拓展方法是一种有效的高精度的高分辨率处理方法，前提条件： 输入数据的信号是真实的。 输入数据要有一定的频带宽度。 频带拓宽的程度依赖于输入数 据的质量 （信噪比较高时，可拓宽到2倍左右）。 频带拓宽是有限的，截止频率是理论上的极限。 由于HFE高分辨率处理的效果依赖于原始数据的品质，对地震数据的前期处理质量有较高的要求。建议在使用这项技术之前，对原始资料处理尽量做到保真处理。,HFE 处理前后，层间反射分

5、析 HFE 处理前后，地层接触关系分析 HFE处理前后, 时间切片分析 HFE 处理结果与井资料的对比,正确认识和利用高分辨率地震数据,HFE拓频处理效果分析,层间反射分析,Before HFE,HFE拓频处理效果分析,层间反射分析,After HFE,Inline526 HFE处理后,HFE拓频处理效果分析,层间反射分析,Inline526 HFE处理前,HFE处理前,地层接触关系分析,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE处理后,地层接触关系分析,HFE 及 AIW应用实例分析,时间切片分析,HFE处理前,HFE拓频处理效果分析,时间切片分析,HFE处理后,HFE拓频处理效果分析,相干切片

6、分析,HFE拓频处理效果分析,HFE处理前 HFE处理后,井数据对比分析,HFE拓频处理效果分析,HFE处理前（上） HFE后（下）,井数据对比分析,HFE处理前（上） HFE后（下）,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE处理之前 HFE处理之后,HFE拓频处理效果分析,层间反射分析,高分辨率处理方法的一点认识 高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾 HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术,目录,基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 Acoustic

7、Impedance Inversion based on Wavelet Edge Analysis Model Construction ( AIW ),初始模型高频成份与实际的地下岩性变化情况有较大差异， 井数据插值或外推能够得到较好的初始模型低频部分(背景值), 而难以得到比较准确的高频部分(反映岩性变化的局部异常值)。 直接影响反演结果的精度和真实分辨率，限制了反演结果在分析实际地质问题中的应用效果。,AIW波阻抗反演方法,基于模型的波阻抗反演方法面临的问题,低频 高频 低频+高频,解决方案 地震特征参数是地下地质情况的反映。从地震数据本身提取特征参数来修改初始模型并参与模型扰动,使反

8、演结果更接近实际地质情况。,AIW波阻抗反演方法,AIW反演方法关键步骤 利用小波边缘分析从地震数据本身提取地震特征参数。 联合地震特征参数和测井数据建立初始模型。 根据地震特征参数的性质进行模型扰动。,AIW方法特点 充分利用地震信息，减少了对井数据及初始模型的依赖程度，提高了反演的精度和真实分辨率，使反演结果能更好的反映实际地下地质情况。,HFE + 常规反演,滩坝砂岩,滩坝砂岩,HFE处理后,HFE + AIW,AIW波阻抗反演方法,AIW波阻抗反演结果,薄互砂岩储层,大套砂砾岩层,AIW波阻抗反演结果,高分辨率处理方法的一点认识 高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率

9、与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾 HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术,目录,构造形态及地层接触关系 碳酸盐岩储层 砂岩储层（致密砂岩） 非常规储层,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE处理前(上) HFE处理后(下),HFE 及 AIW应用实例分析,地层接触关系分析,反射连续性分析,HFE处理前(上) HFE处理后(下),HFE 及 AIW应用实例分析,HFE 及 AIW应用实例分析,地层接触关系分析,两期水进,Marine ingression,HFE 及 AIW应用实例分析,地层接触关系分

10、析,Before HFE (upper) After HFE (lower) - Canada,HFE 及 AIW应用实例分析,地层接触关系分析,储层形态,Before HFE (upper) After HFE (lower) - The North Sea,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE处理前 HFE处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,地层形态,HFE处理前 Canada HFE处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,小构造,构造形态及地层接触关系 碳酸盐岩储层 砂岩储层（致密砂岩） 非常规储层,HFE 及 AIW应用实例分析,本工区属浅湖相沉积，在湖岸边浅水环境和较弱的波浪作

11、用下，古生物淡水螺和淡水蚌类被冲入小湖湾中，形成小范围和互不连片的分隔状态的堆集，另外当时生活在湖湾中的螺蚌类生物生长，并不繁盛，群体丰度不够，不能形成沿整个湖岸边形成生物群体条带，造成了现在的生物灰岩不能连片分布，只是局部分布。生物灰岩发育规模小，横向变化快，厚度在：5-25m左右。 生物灰岩发育区，储层物性好，一般产能高；生物灰岩不发育区，储层物性差，没有产能或者很低。,w1-SP,w4-SP,w3-SP,w2-SP,w5-SP,w6-SP,浅湖相生物灰岩沉积模式,为泥灰岩,浅湖相 生物灰岩,原始地震数据很难刻画生物灰岩的纵、横向分布。,w1-SP,w4-SP,w3-SP,w2-SP,w5

12、-SP,w6-SP,HFE 处理前,浅湖相 生物灰岩,HFE 及 AIW应用实例分析,生物灰岩,浅湖相 生物灰岩,w1-SP,w4-SP,w3-SP,w2-SP,w5-SP,w6-SP,生物灰岩底界清晰,生物灰岩底界清晰,红、黄色 为生物灰岩,6m,25m,HFE + AIW,w1-SP,w4-SP,w3-SP,w2-SP,w5-SP,w6-SP,浅湖相 生物灰岩,HFE 处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,生物灰岩,IMP,IMP,IMP,IMP,Reef Reservoir,Before HFE,After HFE,HFE + AIW,Reef Reservoir,Reef Reser

13、voir,IMP,IMP,HFE 及 AIW应用实例分析,生物焦,风化壳岩溶模式（茅口组）,茅三段及以上以接受大气降水为主，垂向渗流带和表层岩溶较为发育，形成大量的垂向溶缝、溶沟、溶蚀漏斗及落水洞等，但形成的溶蚀孔洞常被地表残积物或洞壁塌积物充填，有效孔洞较少，储层以裂缝为主。茅二A多发育生物灰岩、颗粒灰岩，为一高渗层，与下部致密灰岩隔水层共同作用，使地下水沿茅二A侧向运移，顺层岩溶，形成缝洞型储层。,HFE 及 AIW应用实例分析,灰岩储层,HFE 及 AIW应用实例分析,灰岩储层,HFE 处理前,HFE 及 AIW应用实例分析,灰岩储层,HFE 处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,灰岩

14、储层,HFE + AIW,HFE处理前 HFE处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,生物礁,构造形态及地层接触关系 碳酸盐岩储层 砂岩储层（致密砂岩） 非常规储层,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE处理前,HFE处理后,HFE + AIW,SP,SP,SP,深湖相 滑塌重力流砂体,深湖相 滑塌重力流砂体,深湖相 滑塌重力流砂体,HFE 及 AIW应用实例分析,滑塌重力流砂体,深湖相 浊积砂体,深湖相 浊积砂体,深湖相 浊积砂体,HFE处理前,HFE处理后,HFE + AIW,HFE 及 AIW应用实例分析,浊积砂体,深湖相 浊积砂体,GR,GR,GR,深湖相 浊积砂体,深湖相 浊积砂体,

15、GR,GR,GR,GR,GR,GR,HFE处理前,HFE处理后,HFE + AIW,HFE 及 AIW应用实例分析,浊积砂体,SP,SP,SP,SP,SP,SP,深湖相 浊积砂,深湖相 浊积砂,深湖相 浊积砂,B,A,B,A,B,A,两个独立的砂体,B井注水，A井压力无变化，砂体如何变化？,HFE处理前,HFE处理后,HFE + AIW,HFE 及 AIW应用实例分析,浊积砂体,HFE 及 AIW应用实例分析,潮道砂体,HFE 及 AIW应用实例分析,分流河道,HFE 及 AIW应用实例分析,叠置砂体,SP,SP,相互叠置的滨、浅湖相滩坝砂岩,相互叠置的滨、浅湖相滩坝砂岩,HFE处理前,HFE

16、处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,滩坝砂岩,GR,GR,GR,深湖相 浊积砂体,砂体边界,GR,GR,GR,深湖相 浊积砂体,HFE处理前,HFE处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,Before HFE (upper) After HFE (lower) - Canada,河道砂体,HFE 及 AIW应用实例分析,Before HFE (upper) After HFE (lower) - The Java Sea,陆相砂体,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE + AIW 波阻抗反演结果,HFE 拓频结果,原始地震数据,HFE 及 AIW应用实例分析,致密砂岩,HFE处理前 HF

17、E处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,陆相砂体,HFE处理前,砂砾岩,HFE处理后,HFE 及 AIW应用实例分析,HFE处理前,HFE处理后,Interpreted limits of intra-layer reflection,异常反射带平面分布范围,HFE 及 AIW应用实例分析,砂砾岩,地震反射异常体 平面分布范围 （HFE处理后）,气层平面分布范围（预测） HFE 拓频 + AIW 波阻抗反演 （波阻抗沿层切片）,HFE处理前,HFE 及 AIW应用实例分析,砂砾岩,地震数据平均振幅,平均波阻抗数据,地震数据平均振幅,HFE处理前,HFE处理后,AIW波阻抗反演,HFE 及 A

18、IW应用实例分析,滨岸砂滩(坝),HFE处理前,HFE处理后,AIW波阻抗反演,地震数据平均振幅,平均波阻抗数据,地震数据平均振幅,HFE 及 AIW应用实例分析,河道砂,HFE处理前,HFE处理后,AIW波阻抗反演,地震数据平均振幅,平均波阻抗数据,地震数据平均振幅,HFE 及 AIW应用实例分析,三角洲前缘砂,构造形态及地层接触关系 碳酸盐岩储层 砂岩储层（致密砂岩） 非常规储层,HFE 及 AIW应用实例分析,8m砂层组，包含2m夹层，其中砂层顶部3449.53453.6m为油层,红色低阻膏岩,膏岩夹砂岩薄互层,HFE 及 AIW应用实例分析,膏岩夹砂岩,花岗片麻岩 风化裂缝带油层,HF

19、E 及 AIW应用实例分析,花岗片麻岩,火山岩储层,HFE 及 AIW应用实例分析,火山岩,GR,IMP,分辨率不足，优质页岩气层顶界不清,梁山底,龙马溪组底,HFE 及 AIW应用实例分析,页岩气层,原始地震剖面,GR,IMP,HFE 及 AIW应用实例分析,页岩气层,HFE + AIW 页岩气层厚度预测,优质页岩气层顶,高分辨率处理方法的一点认识 高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾 HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术,目录,三参数 HiS

20、PEC-AVO 反演技术 三个重要的弹性参数 AVO技术的发展历程 常规两参数AVO分析方法 三参数HiSPEC-AVO分析方法,三个重要的弹性参数,AVO 反演技术,三个根本的弹性参数： 密度 ，体积模量 剪切模量 可计算：拉梅系数、泊松比 等参数；是进行岩性分析、裂隙分析、流体分析、油气预测的基础。 AVO分析是获得 , , 三个弹性参数的重要手段。,常规两参数AVO分析方法,结果：常规两参数AVO分析方法得到： P剖面、G剖面。 局限：不能直接计算出 , , ，而且存在多解性。,AVO技术的发展历程,70年代出现的“亮点”技术，是AVO技术的雏形。 80年代初，Ostrander 提出利用反射系数随入射角变化识别“亮点”型含气砂岩。 Shuey 对 Zoeppritz 的P波反射系数公式进行简化，得到两参数AVO分析方法（P剖面,G剖面）。 Skidmore（2001）采用三参数的AVO反演方法提高了烃类检测能力。但是得到的结果仅仅是：,AVO技术的发展历程,HiSPEC-AVO三参数AVO分析方法,AVO技术的突破,直接从地震数据反演出 , , 三个根本的弹性参数。 利用 , , 三个弹性参数分析岩性问题。 HiSPEC-AVO是目前最先进的三参数AVO反演方法,从根本上提高了地震数据AVO反演的精度。,Gas,