隨鉆約束處理在地震資料開發(fā)中的應(yīng)用

1面向隨鉆深度偏移處理的隨鉆資料質(zhì)量監(jiān)控手段在傳統(tǒng)意義上，隨孔地震技術(shù)（swd）包括鉆頭隨孔地震和垂直上升地震剖面（sp）。常規(guī)地面地震資料在鉆井中的應(yīng)用一般僅體現(xiàn)在鉆井前的井位目標(biāo)優(yōu)選和軌跡設(shè)計(jì)中然而,這些用于井軌跡動態(tài)優(yōu)化的信息有一定的局限性,特別是在如塔里木盆地縫洞儲集體發(fā)育的地區(qū),地震成像的“串珠”狀特征往往能更好地刻畫其空間展布隨鉆約束處理與鉆井作業(yè)同時(shí)進(jìn)行,對時(shí)效性要求較高。另外,目前油田存儲的共中心點(diǎn)(CMP)道集數(shù)據(jù)及深度偏移速度并不能直接用于隨鉆深度偏移處理,而且深度偏移重處理對道集及速度質(zhì)量也有一定要求。因此,為了滿足隨鉆約束處理對時(shí)效性和數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求,同時(shí)考慮油田存儲數(shù)據(jù)的成本、效率以及存檔數(shù)據(jù)的通用性要求,本文提出了一種面向隨鉆深度偏移處理的CMP道集和深度偏移速度的數(shù)據(jù)存儲、準(zhǔn)備策略、質(zhì)量監(jiān)控手段。本文首先分析目前油田存檔地震資料隨鉆約束處理存在的問題,然后針對上述問題提出一種新的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與存檔策略;針對隨鉆約束地震處理的需求,提出一套地震資料質(zhì)量監(jiān)控方法,并提供質(zhì)控實(shí)例分析。通過隨鉆地震資料約束處理的應(yīng)用實(shí)例分析了方法的效果。2cmp道集的基準(zhǔn)面隨鉆地震資料深度偏移處理需要的地面地震資料為CMP道集和深度偏移速度,然而目前油田存儲的CMP道集均為面向疊加的道集,與面向偏移的CMP道集相比不在同一個(gè)基準(zhǔn)面上。同時(shí)深度偏移速度通常在統(tǒng)一基準(zhǔn)面上,也需要一個(gè)偏移基準(zhǔn)面的信息。另外,CMP道集和速度偏移的質(zhì)量也是制約隨鉆深度偏移處理的重要因素。2.1cmp基準(zhǔn)面的改造目前油田存檔的CMP道集數(shù)據(jù)中普遍存儲的是CMP基準(zhǔn)面信息,即通過定義靜校正基準(zhǔn)面和替換速度進(jìn)行靜校正后得到的靜校正低頻分量,也叫浮動基準(zhǔn)面。CMP基準(zhǔn)面是疊加速度譜的零線,是一個(gè)時(shí)間域的面,因而無法直接作為深度偏移的基準(zhǔn)面。嚴(yán)格來說,深度偏移基準(zhǔn)面應(yīng)該從地表實(shí)際的炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)位置出發(fā),按照建立的地下速度模型進(jìn)行偏移處理油田存檔的CMP道集數(shù)據(jù)中并沒有上述深度偏移基準(zhǔn)面的信息,因此在為隨鉆深度偏移處理提交數(shù)據(jù)時(shí),需要考慮不同的深度偏移基準(zhǔn)面類型,采取合適的方法將CMP基準(zhǔn)面改造為深度偏移基準(zhǔn)面,寫入道集數(shù)據(jù)中,實(shí)現(xiàn)道集數(shù)據(jù)直接用于深度偏移處理。同時(shí),目前油田存檔的深度偏移速度一般是統(tǒng)一基準(zhǔn)面的,也需要添加一個(gè)偏移基準(zhǔn)面的信息。2.2cmp檢測和偏移速度的質(zhì)量用于深度偏移的CMP道集通常需要去噪、規(guī)則化、振幅補(bǔ)償?shù)绕魄疤幚硗瑫r(shí),深度偏移速度在很大程度上控制著成像質(zhì)量3準(zhǔn)備和存儲策3.1提出三種深度偏移基準(zhǔn)面的方法根據(jù)深度偏移的要求確定偏移面,考慮到方法的通用性,提出由時(shí)間域CMP基準(zhǔn)面分別導(dǎo)出上述三種深度偏移基準(zhǔn)面的方法。同時(shí)考慮到深度偏移應(yīng)從接近實(shí)際地表的面進(jìn)行,因此推薦采用地表圓滑面作為深度偏移基準(zhǔn)面。3.1.1炮、檢點(diǎn)靜校正高頻分量的引入對于偏移CMP基準(zhǔn)面,只需將疊加CMP基準(zhǔn)面轉(zhuǎn)換到深度域的CMP基準(zhǔn)面,即可作為偏移CMP基準(zhǔn)面。該步驟分兩步完成:第一步是將炮、檢點(diǎn)從CMP點(diǎn)對應(yīng)的CMP面上移到各自實(shí)際位置對應(yīng)的CMP面上;第二步是將時(shí)間域CMP面轉(zhuǎn)換為深度域CMP面。通常在CMP道集中,CMP點(diǎn)對應(yīng)的炮、檢點(diǎn)位于該CMP點(diǎn)位置對應(yīng)的CMP面上,如果直接轉(zhuǎn)換到深度域,其位置與實(shí)際的炮、檢點(diǎn)位置有誤差,不能應(yīng)用于深度偏移,因此需要將CMP點(diǎn)對應(yīng)的炮、檢點(diǎn)移到其實(shí)際炮、檢點(diǎn)位置對應(yīng)的CMP面上(圖2)。具體實(shí)施時(shí),炮、檢點(diǎn)位置移動后產(chǎn)生的時(shí)移可以作為炮、檢點(diǎn)靜校正高頻分量與原高頻分量求和,并作為新的炮、檢點(diǎn)靜校正高頻分量;CMP總靜校正高頻分量則為炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)高頻分量之和。時(shí)間域CMP基準(zhǔn)面是由統(tǒng)一基準(zhǔn)面和替換速度對炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)分別進(jìn)行低速帶靜校正后得到的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)靜校正低頻分量之和的一半,因此用替換速度填充時(shí)間域CMP基準(zhǔn)面之上的速度,然后用統(tǒng)一基準(zhǔn)面求取差值,即得到深度域的CMP基準(zhǔn)面。記深度域CMP基準(zhǔn)面高程為h對CMP點(diǎn)、炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)位置均用式(1)求取對應(yīng)的CMP面高程,即得到深度域CMP面,將其記錄到CMP道集道頭中即可。3.1.2地表滑動面靜校正計(jì)算地表圓滑面是對地表進(jìn)行平滑處理得到的面(圖3)。要得到地表圓滑面的CMP道集,需要首先將CMP道集從CMP基準(zhǔn)面校正到地表,再從地表校正到地表圓滑面。其中第一步只需逆向應(yīng)用總靜校正量即可;第二步首先根據(jù)平滑算法計(jì)算地表圓滑面高程,將其計(jì)入CMP道集道頭中的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)和CMP點(diǎn)高程,之后根據(jù)從地表校正到地表圓滑面的算法計(jì)算每個(gè)位置的時(shí)移量,將其作為高頻靜校正量分別應(yīng)用于對應(yīng)位置的炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)和CMP點(diǎn)即可。這樣,總靜校正量即為從地表校正到地表圓滑面產(chǎn)生的靜校正高頻分量。從地表校正到地表圓滑面,速度一般采用初至波反演得到的近地表速度(圖3)。已知地表面高程h3.1.3基準(zhǔn)面深度偏移算法-cmp道集內(nèi)統(tǒng)一基準(zhǔn)面是選取的一個(gè)平面,該平面一般高于工區(qū)內(nèi)高程的最高點(diǎn)。對于統(tǒng)一基準(zhǔn)面深度偏移,只需將CMP道集從CMP面校正到統(tǒng)一基準(zhǔn)面,即可從統(tǒng)一基準(zhǔn)面開始進(jìn)行深度偏移。具體來說,只需對CMP道集應(yīng)用高低頻靜校正量即可。3.2保存靜校正量對于地震資料存檔,要存檔的CMP道集資料道頭中除了保存常規(guī)信息,如野外文件號、CMP號、炮檢距、炮檢點(diǎn)高程、震源深度、坐標(biāo)、切除、面向疊加的炮檢點(diǎn)和CMP靜校正量之外,還需要保存基準(zhǔn)面標(biāo)識、應(yīng)用過的總靜校正量、炮檢點(diǎn)和CMP點(diǎn)地表平滑面高程、炮檢點(diǎn)野外線點(diǎn)號信息。這樣處理的優(yōu)勢有:①縮短數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間,提高隨鉆深度偏移處理時(shí)效;②存儲的CMP道集通用性高,既可回溯面向疊加的CMP道集,也可以直接用于克希霍夫疊前時(shí)間偏移(PSTM)、克?；舴虔B前深度偏移(PSDM),或者通過抽取炮集進(jìn)行單程波PSDM處理或者雙程波逆時(shí)偏移(RTM)處理;③存檔單一CMP道集,節(jié)省存儲空間;④方法通用于現(xiàn)有的三種偏移基準(zhǔn)面。4cmp檢測和速度和質(zhì)量分析4.1消毒信息的質(zhì)量控制4.1.1道頭字部分質(zhì)控,依信息直接檢查其合理性CMP道集道頭需要包含全部所需信息,如疊加面信息、時(shí)間偏移面、深度偏移面信息以及其各自對應(yīng)的靜校正信息等,同時(shí)需要保證其正確性。對于這些信息的質(zhì)控,可以通過道頭字繪圖、換算與對比等手段,依據(jù)各種信息內(nèi)在相關(guān)性檢查其合理性。根據(jù)地表、基準(zhǔn)面、靜校正、靜校正低頻分量之間的關(guān)系,可知各種信息內(nèi)在相關(guān)性包括:①地表高程、基準(zhǔn)面高程、靜校正量三者對于炮點(diǎn)、檢波點(diǎn)和中心點(diǎn)來說具有一致性;②地表高程和基準(zhǔn)面高程趨勢之間具有一致性,且基準(zhǔn)面高程要比地表高程圓滑;③靜校正量與高程趨勢之間具有反向一致性;④靜校正低頻分量與靜校正之間具有一致性,且靜校正低頻分量要比靜校正趨勢圓滑。4.1.2靜校正低頻分量法圖4為A區(qū)二維測線CMP道頭靜校正與基準(zhǔn)面質(zhì)控實(shí)例。對比可見,炮檢點(diǎn)、中心點(diǎn)的高程以及基準(zhǔn)面高程具有類似的趨勢,且基準(zhǔn)面高程比地表高程圓滑;同時(shí)靜校正量和高程趨勢之間具有反向一致性,靜校正低頻分量和靜校正之間具有一致性,且靜校正低頻分量比靜校正趨勢圓滑。其各種信息滿足靜校正內(nèi)在關(guān)系,且無異常值,因此認(rèn)為其CMP道集道頭中靜校正和基準(zhǔn)面信息正確。圖5為B區(qū)三維區(qū)塊實(shí)例。對比可見炮檢點(diǎn)基準(zhǔn)面高程與中心點(diǎn)基準(zhǔn)面高程趨勢不一致,而中心點(diǎn)基準(zhǔn)面高程與中心點(diǎn)高程和低頻分量之間對應(yīng)較好,因此認(rèn)為炮檢點(diǎn)基準(zhǔn)面高程錯(cuò)誤。炮檢點(diǎn)基準(zhǔn)面錯(cuò)誤會導(dǎo)致在偏移基準(zhǔn)面改造時(shí),炮檢點(diǎn)無法正確地移動到對應(yīng)位置基準(zhǔn)面上,影響隨鉆深度偏移成像質(zhì)量。對于其他道頭字信息,如激發(fā)井深、切除、野外線點(diǎn)號等信息,可以通過繪圖對比、換算等進(jìn)行驗(yàn)證,不再贅述。4.2速度和累積的質(zhì)量監(jiān)控4.2.1疊加剖面的對比分析對于速度與道集質(zhì)量的監(jiān)控主要通過驗(yàn)證疊加和驗(yàn)證偏移來進(jìn)行。所謂驗(yàn)證疊加,即采用乙方提交的疊加速度對其提交的CMP道集進(jìn)行疊加,將得到的疊加剖面與乙方提交的疊加成果進(jìn)行對比分析。若發(fā)現(xiàn)成像差異過大、疊加剖面干擾嚴(yán)重等不合理現(xiàn)象,再檢查其對應(yīng)位置CMP道集是否存在殘余噪聲、疊加速度不準(zhǔn)確等問題,即可完成疊加速度和CMP質(zhì)量的檢查。4.2.2算法的層位及其偏移質(zhì)量評價(jià)圖6為C區(qū)資料地震疊加結(jié)果和對應(yīng)位置的CMP道集,可以看到其疊加剖面中存在倒錐形異常成像,檢查其對應(yīng)CMP位置的道集可見存在異常振幅道,這些異常振幅道在前期處理中沒有得到較好的衰減,因此在疊加剖面上出現(xiàn)異常振幅,得不到真實(shí)疊加成像。類似地,對于乙方提交的偏移速度和偏移成果,通過采用該速度對CMP道集進(jìn)行偏移,對比得到的偏移剖面和其提交的偏移成果,分析偏移速度和成像的對應(yīng)關(guān)系,觀察速度譜和CRP道集拉平情況等,以發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,如速度及各向異性參數(shù)不合理、偏移孔徑過大、深度偏移時(shí)間層位拾取不合理等。圖7為E工區(qū)驗(yàn)證深度偏移結(jié)果與乙方提交的深度偏移成果對比。由圖可見,在黑色橢圓框內(nèi)兩者成像有明顯的差異,進(jìn)一步分析,可見圖7b中的陡傾角構(gòu)造與周圍構(gòu)造存在明顯不連續(xù)現(xiàn)象,是不合理的成像,對于深度偏移來說,這種構(gòu)造一般是由于偏移孔徑過大引起的偏移劃弧,因此認(rèn)為乙方在進(jìn)行深度偏移處理時(shí),選取的偏移孔徑參數(shù)不合理。圖8為深度偏移時(shí)間域不同人員拾取的層位對比,背景剖面為時(shí)間偏移剖面。對比可見,圖8a的時(shí)間域?qū)游慌c時(shí)間偏移同相軸對應(yīng)較好,而圖8b的時(shí)間域?qū)游浑m然層位劃分相對細(xì)致,但存在明顯的串層現(xiàn)象,與時(shí)間偏移同相軸對應(yīng)較差,不利于深度域速度建模。圖9為圖8對應(yīng)的數(shù)據(jù)各向異性深度域速度建模得到的深度偏移層速度和各向異性δ體對比。由圖可見,層位拾取不準(zhǔn)確導(dǎo)致速度求取不準(zhǔn)確,在速度剖面上表現(xiàn)為橫向速度變化劇烈,速度界面抖動劇烈,各向異性參數(shù)在同一層內(nèi)快速變化,容易導(dǎo)致深度偏移成像誤差。圖10為圖8對應(yīng)的數(shù)據(jù)偏移結(jié)果對比。由圖可見,N公司的速度存在明顯的不收斂現(xiàn)象,導(dǎo)致深度偏移成像資料與M公司相比較差。至此,完成該工區(qū)兩家公司的速度及深度偏移質(zhì)量評價(jià),認(rèn)為M公司深度偏移優(yōu)于N公司,N公司的速度及各向異性參數(shù)需進(jìn)一步調(diào)整。圖11和圖12分別為P工區(qū)和Q工區(qū)深度域速度譜及成像顯示對比。對于P工區(qū),其深度域速度在深度為7.5~8.0km范圍內(nèi)不準(zhǔn)確,CRP道集不能拉平,導(dǎo)致其偏移剖面存在劃弧現(xiàn)象,產(chǎn)生假象,因此認(rèn)為其速度不合理,需進(jìn)一步調(diào)整。對于Q工區(qū),同樣其速度在深度為2.0~4.0km范圍內(nèi)不準(zhǔn)確,CRP道集不平,導(dǎo)致其偏移剖面中的“串珠”特征沒有得到較好的收斂,后續(xù)會影響碳酸鹽巖溶洞儲集體的準(zhǔn)確解釋與鉆井定位,因此質(zhì)控認(rèn)為其深度偏移速度不合理,需要整改。5基于amesim的深度偏移處理在中國西部G油田H工區(qū)實(shí)施了地震導(dǎo)向鉆井(Seismicguideddrilling,SGD)隨鉆約束處理作業(yè)。SGD綜合利用地面地震資料和隨鉆井下資料:鉆前進(jìn)行地質(zhì)地球物理約束的深度建模與成像確定靶點(diǎn)位置;鉆井過程中,利用井下資料實(shí)時(shí)更新油藏目標(biāo)位置和深度偏移模型,利用新模型深度偏移成像更新靶點(diǎn)位置隨鉆約束處理作業(yè)涉及3次模型與成像實(shí)時(shí)更新,每次更新耗時(shí)約30h。利用本文方法為SGD隨鉆約束處理提供面向深度偏移的CMP道集和基準(zhǔn)深度偏移速度,為實(shí)時(shí)更新減少數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間約8h,保證了隨鉆處理的時(shí)效性需求。圖13為H工區(qū)隨鉆約束深度偏移處理對比。對比可知,3次更新后,“串珠”成像更為收斂,且位置也有變化。利用更新后的深度偏移資料建議的新靶點(diǎn)位置比設(shè)計(jì)靶點(diǎn)偏北約25m,比設(shè)計(jì)深度加深25m。新預(yù)測漏失點(diǎn)垂直井深為6625m,實(shí)鉆泥漿漏失位置垂直井深為6624m,更新后預(yù)測誤差僅為1m。6基準(zhǔn)面和道集相對質(zhì)量監(jiān)控方法針對目前油田存檔地震資料存在的問題和隨鉆約束處理的需求,本文提出了一套CMP道集和深度偏移速度的數(shù)據(jù)存儲、準(zhǔn)備策略和質(zhì)量監(jiān)控方法。(1)本文方法涵蓋了目前深度偏移