專利名稱：用于確定地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地震勘查和處理，更特別地，涉及確定在給定地震勘測中針對多個位 置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。
背景技術(shù)：
在石油工業(yè)中，地震勘探技術(shù)通常用于輔助搜索和評估地下油氣儲藏。在地震勘 探中，地震能量的一個或多個震源將波發(fā)射到所關(guān)心的地下區(qū)域中，諸如地質(zhì)地層。這些波 進(jìn)入地層并且可以被地下地震反射構(gòu)造(即具有不同彈性特性的地下地層之間的交界面) 例如通過反射或折射被散射。由一個或多個接收器對被反射的信號進(jìn)行采樣或測量，并且 記錄結(jié)果數(shù)據(jù)。所記錄的采樣可以被稱作地震數(shù)據(jù)或“地震道(seismic trace)”?？梢詫?地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以提取正在勘查的地球地下區(qū)域的結(jié)構(gòu)和特性的詳細(xì)信息。地震勘探由三個單獨(dú)的階段組成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)解析。地震勘探操作 的成功取決于所有三個階段的圓滿完成。總體上說，地震勘探的目的是通過將能量向下發(fā)送到底部，并且記錄從下面的巖 層返回的“反射”和“回聲”來映射或成像一部分地球地下表面(地層)。發(fā)送到地層的能 量通常是聲能。向下傳播的聲能可以源自各種震源，諸如陸地上的爆炸或地震振蕩，或者海 洋環(huán)境中的氣槍。地震勘探通常使用一個或多個能量源，并且通常使用大量傳感器或檢測 器。可以用于檢測返回的地震能量的傳感器通常是地震檢波器(陸地勘測)或水中地震檢 波器(海洋勘測)。本領(lǐng)域中所使用的地震勘測的一個例子是三維(“3D”)地震勘探。在三維地震勘 探中，密集地設(shè)置勘測線和地震陣列，以提供詳細(xì)的地下覆蓋。通過這種高密度覆蓋，在進(jìn) 行最終解析之前需要記錄、存儲和處理極大量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。處理要求大量的計算機(jī)資源和 復(fù)雜的軟件，以增強(qiáng)從地下接收到的信號并且消減掩蓋信號的伴隨噪音。在處理數(shù)據(jù)之后，科學(xué)家和工程師收集并解析代表地下特征的顯示的三維數(shù)據(jù)立 方形式的三維地震信息。使用該數(shù)據(jù)立方，可以以各種形式顯示信息?？梢栽谒x擇的深 度制作水平時間切片圖。使用計算機(jī)工作站，解析器還可以通過數(shù)據(jù)立方切片以調(diào)查在不 同地震層位處的儲集層問題。也可以在任何方向使用地震或鉆井?dāng)?shù)據(jù)制作垂直切片或橫截 面?？梢岳L制出反射器的地震拾取的等高線，從而生成時間層位圖。時間層位圖可以被轉(zhuǎn) 變成深度，以提供在特定層面的真實(shí)尺度結(jié)構(gòu)解析。通常為了針對結(jié)構(gòu)和地層解析成像地震反射的目的獲取并處理地震數(shù)據(jù)。最終在 結(jié)構(gòu)和地層解析中使用的地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量取決于許多不同因素，并隨不同的勘測而變化。 在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)解析階段中省略的或沒有正確完成的步驟可能會大大影響最 終圖像的質(zhì)量或地下特征的數(shù)值表示。地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接地影響從地震數(shù)據(jù)得到觀測和 數(shù)值測量的可靠性，并且影響可以或應(yīng)該基于地震數(shù)據(jù)的決策。構(gòu)造精確的地震圖像和相應(yīng)的地球模型在進(jìn)行與石油和天然氣勘查以及儲集層 管理相關(guān)的商業(yè)或運(yùn)營決策中是重要的。例如，地球科學(xué)家使用地震圖像來確定在含有油氣儲集層的地下區(qū)域中何處設(shè)置鉆井。他們還建立地下模型，以創(chuàng)建適用于儲集層流體流 動建模的儲集層模型。商業(yè)和運(yùn)營決策的質(zhì)量在很大程度上取決于地震圖像和地球模型的質(zhì)量。如以上所描述的，確定在地震圖像和地球模型中使用的地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量是重要 的。用于確定地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的現(xiàn)有技術(shù)方法僅僅產(chǎn)生針對整個地震勘測的數(shù)據(jù)質(zhì)量的單個 值。沒有測量地震數(shù)據(jù)質(zhì)量，并且忽略了特定勘測中地震質(zhì)量的空間可變性?，F(xiàn)有技術(shù)方 法沒有考慮在單個地震勘測中地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量可能在不同點(diǎn)發(fā)生變化。因此，地震勘測中 的一個特定位置可能具有差的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量，而在相同勘測中的另一個位置處，可能具有 相對較好的地震數(shù)據(jù)量?，F(xiàn)有技術(shù)沒有基于地震數(shù)據(jù)質(zhì)量在地震勘測中不同位置之間進(jìn)行 區(qū)分。因此，當(dāng)?shù)卣鹛匦怨烙嬇c鉆井?dāng)?shù)據(jù)結(jié)合時，使用全局相關(guān)系數(shù)，并不考慮地震數(shù)據(jù)的 質(zhì)量的空間可變性。當(dāng)與石油和天然氣勘查以及儲集層管理相關(guān)的決策很大程度上基于地震數(shù)據(jù)時， 確定高質(zhì)量或低質(zhì)量地震數(shù)據(jù)存在于給定地震勘測中的何處是很重要的。需要一種確定在給定地震勘測中針對多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供一種確定在給定地震勘測中針對多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法，本發(fā) 明克服了現(xiàn)有技術(shù)的以上描述的和其它缺點(diǎn)。本發(fā)明的一個實(shí)施例包括用于測量地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法，該方法包括針對所關(guān)心 的區(qū)域的地震勘測獲取疊前的地震數(shù)據(jù)，并且將預(yù)測得到的屬性和與疊前地震數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián) 的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以生成針對給定地震勘測中多個位置中每一個位置的數(shù)據(jù)質(zhì)量測量 結(jié)果。預(yù)測得到的屬性受到地球物理?xiàng)l件約束，使得它們可以被精確地預(yù)測。該方法還包 括將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果顯示給用戶，以表明針對地震勘測中多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的差 別。應(yīng)該理解，可以以各種方式利用本發(fā)明所生成的數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果。例如，本發(fā)明 的一個實(shí)施例還包括獲取與所關(guān)心的區(qū)域相關(guān)的鉆井日志，并且將針對該鉆井日志的連井 (well-tie)測量計算成疊前地震數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果與連井測量結(jié)果進(jìn)行比較，以 生成在地質(zhì)統(tǒng)計模型中使用的多個相關(guān)系數(shù)。地質(zhì)統(tǒng)計模型的一個用途是確定P90，P50和 PlO值，它們與針對地震數(shù)據(jù)執(zhí)行的分析相關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的另一個實(shí)施例還包括對鉆井日志數(shù)據(jù)進(jìn)行退化并且計算針對退化鉆井 日志數(shù)據(jù)的連井測量結(jié)果，以及將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果與針對退化鉆井日志數(shù)據(jù)的連井測量 結(jié)果進(jìn)行比較，以生成要在地質(zhì)統(tǒng)計模型中使用的多個相關(guān)系數(shù)。應(yīng)該理解，預(yù)測得到的地球物理屬性和與用于確定地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的疊前地震數(shù)據(jù) 相關(guān)聯(lián)的地球物理屬性包括地震幅度和入射角或者地震幅度和偏移(震源和接收器之間 的距離)。還應(yīng)該理解，通過確定其中地震數(shù)據(jù)質(zhì)量低的區(qū)域，可以執(zhí)行進(jìn)一步的分析，以確 定低地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的原因。本領(lǐng)域公知的這種原因的例子是多次波、余量時差、各向異性、 隨機(jī)噪聲和相干噪聲。石油和天然氣勘查和儲集層管理計劃也從本發(fā)明受益。計劃可以被調(diào)整或基于高地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的區(qū)域。例如，可以在具有可獲得最佳質(zhì)量地震數(shù)據(jù)的位置鉆出探邊井和生 產(chǎn)井。則將以高度確定性來進(jìn)行鉆井，使得預(yù)測得到的地層是精確的。這對于在其中幾乎 沒有或完全沒有鉆井日志數(shù)據(jù)的區(qū)域中進(jìn)行鉆井的初始鉆井是尤其可靠的。鉆井?dāng)?shù)值的重要部分是其提供了關(guān)于地下地質(zhì)的硬數(shù)據(jù)，并且特別地，提供了關(guān) 于鉆井的局部區(qū)域中儲集層的硬數(shù)據(jù)。如果在差的或邊緣數(shù)據(jù)質(zhì)量的區(qū)域中進(jìn)行鉆井，將 會有差的鉆井地震關(guān)聯(lián)，即將鉆井特性與已經(jīng)進(jìn)行鉆井之后的地震關(guān)聯(lián)。差的鉆井地震關(guān) 聯(lián)對于根據(jù)地震數(shù)據(jù)估計儲集層特性是一種嚴(yán)重限制。鉆井地震關(guān)聯(lián)是輸入到儲集層特性 工作流中的直接一次波。差的鉆井地震關(guān)聯(lián)是差的巖性和/或孔隙度的橫向變化地震估計 中的重要因素。還應(yīng)該理解，本發(fā)明嘗試使用一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常包括電子配置，該電子配置包 括至少一個處理器、用于存儲程序代碼或其它數(shù)據(jù)的至少一個存儲裝置、視頻監(jiān)視器或其 它顯示裝置(如液晶顯示器)和至少一個輸入裝置。處理器優(yōu)選地是基于微處理器或微 控制器的平臺，其能夠顯示圖像和處理復(fù)雜數(shù)學(xué)算法。存儲裝置可以包括隨機(jī)存取存儲器 (RAM)，用于存儲在與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的特定過程期間生成或使用的事件或其它數(shù)據(jù)。存儲裝 置還可以包括只讀存儲器(ROM)，用于存儲用于本發(fā)明的控制和處理的程序代碼。在下面的具體實(shí)施方式
和附圖中描述并且從其清楚本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)。


考慮到以下的描述、未決的權(quán)利要求和附圖將更好地理解本發(fā)明的這些和其它目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出了本發(fā)明的一個實(shí)施例的流程圖；圖2示出了在針對儲集層管理的工作流中利用的本發(fā)明的一個實(shí)施例；圖3示出了在針對勘查/評估的工作流中利用的本發(fā)明的一個實(shí)施例；圖4示出了由本發(fā)明的一個實(shí)施例使用以確定地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的地震幅度和入射 角的圖；圖5示出了地震勘測的圖像；圖6示出了在圖5中所示的地震勘測，其中本發(fā)明的一個實(shí)施例確定針對地震勘 測過程中多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量；圖7示出了在圖6中所示的地震勘測，在圖像中包括了全角堆疊；圖8示出了由本發(fā)明的一個實(shí)施例針對在圖7所示的地震勘測上選擇的一個位置 生成的輸入收集、預(yù)測收集和余量(從輸入收集減去預(yù)測收集)；圖9示出了圖7中所示的地震勘測，具有兩個所選擇的位置；圖10示出了由本發(fā)明的一個實(shí)施例針對包括在圖9所示的地震勘測中的兩個所 選擇的位置生成的輸入收集、預(yù)測收集和余量；圖11示出了本發(fā)明的一個實(shí)施例的工作流，其中利用地震數(shù)據(jù)質(zhì)量以執(zhí)行鉆井 數(shù)據(jù)和根據(jù)地震估計的儲集層特性的內(nèi)插；圖12示出了由本發(fā)明的一個實(shí)施例利用以確定相關(guān)系數(shù)的圖；以及圖13示出了所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)域的地示，其中本發(fā)明的一個實(shí)施例已經(jīng)確定 了針對包括在層位中的多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式盡管本發(fā)明容許許多不同形式的在附圖中示出并在這里將詳細(xì)描述的實(shí)施例，對 于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解的是本公開應(yīng)被認(rèn)為是本發(fā)明的原理的示例，而不試圖 將本發(fā)明的主要方面限制于所示的實(shí)施例。本發(fā)明使得用戶能夠?qū)υ诘卣鹂睖y中的多個位置的地震質(zhì)量的差別進(jìn)行新穎的 確定。在圖1中示出了本發(fā)明一個實(shí)施例。該實(shí)施例包括用于測量地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法， 該方法包括了獲取針對所關(guān)心的區(qū)域的地震勘測的疊前數(shù)據(jù)2。該實(shí)施例還包括將預(yù)測得 到的屬性與和疊前數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的相關(guān)屬性進(jìn)行比較，以生成針對地震勘測中多個位置中的 每一個位置的數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果4。在該實(shí)施例中，所使用的預(yù)測得到的屬性是受到地球物 理?xiàng)l件約束的屬性。通這些約束，可以做出關(guān)于針對特定地下位置的屬性之間的關(guān)系的精 確預(yù)測。該實(shí)施例還包括將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果顯示給用戶，以表明針對勘測中多個位置的 地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的差別6。在以上描述的實(shí)施例中，科學(xué)家和工程師將能夠以相對較好的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量和相 對較差的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量確定地震勘測中的區(qū)域。本發(fā)明允許在儲集層管理和勘查/評估過 程中使用地震數(shù)據(jù)質(zhì)量差別，以分析通過這些過程產(chǎn)生的結(jié)果的置信度。例如，圖2示出儲 集層管理過程中的工作流，其中地震數(shù)據(jù)8經(jīng)歷地震反演10，并且估計儲集層特性，諸如孔 隙度、地相和/或巖性12。然后，所估計的儲集層特性被用于生成一個或多個儲集層模型 14。在該實(shí)施例中，本發(fā)明允許在儲集層模型生成期間使用地震數(shù)據(jù)質(zhì)量14，以確定具有相 對較好的和較差的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的區(qū)域。通過這些知識，科學(xué)家和工程師可以對他們的觀 測和測量有較高或較低程度的置信度，這取決于模型中進(jìn)行決策的特定位置和與該位置相 關(guān)聯(lián)的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。圖3示出了在勘查/評估過程中所利用的本發(fā)明的另一個實(shí)施例。在該實(shí)施例中， 根據(jù)從所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)域獲得的地震數(shù)據(jù)18得到地震屬性20。地震數(shù)據(jù)20的例子包括包 絡(luò)振幅、瞬時相位、瞬時頻率、極性、速度、傾向、傾向方位角等。將地震屬性20與已經(jīng)根據(jù) 所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)域的正演模型確定的地球物理屬性進(jìn)行比較24。利用來自地震數(shù)據(jù)的屬性 和來自正演模型的屬性的比較，確定屬性的最終估計，并且這些屬性被用于確定所關(guān)心的 地質(zhì)區(qū)域的特性和在該所關(guān)心的區(qū)域中存在的儲集層的特性26。從這種類型的分析中得到 的一個重要的特性是推斷在所關(guān)心的區(qū)域中存在的流體類型，即咸水、石油或天然氣26?，F(xiàn)有技術(shù)方法已經(jīng)使用這種分析的結(jié)果來計算整體不確定性。本發(fā)明的該實(shí)施例 在已經(jīng)確定地震屬性之后合并地震數(shù)據(jù)質(zhì)量22。通過這種方式，可以更加精確地預(yù)測不確 定性，并且該不確定性可以與地震勘測中的特定位置相聯(lián)系。本發(fā)明允許識別并在該過程的較早階段解決低質(zhì)量地震數(shù)據(jù)的不一致性和起因， 這節(jié)省了寶貴的時間和資源。在圖1中示出的實(shí)施例包括將預(yù)測得到的屬性和與疊前地震數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的相關(guān) 屬性進(jìn)行比較，以生成針對地震勘測中多個位置的數(shù)據(jù)質(zhì)量測量4。在該實(shí)施中所比較的 屬性受到地球物理?xiàng)l件的約束，使得可以精確地預(yù)測該屬性。圖4示出了本發(fā)明的一個實(shí) 施例，其利用地震幅度28與入射角30的關(guān)系來測量地震勘測中特定位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。 在地震幅度28和入射角30之間的關(guān)系32受到地球物理?xiàng)l件的約束。隨著入射角30的增加，地震幅度28必須以平滑變化的方式發(fā)生變化32。因此，本發(fā)明的該實(shí)施例利用關(guān)系32 來確定地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。將兩個屬性32之間預(yù)測的關(guān)系與從地震數(shù)據(jù)獲得的屬性之間的關(guān)系34進(jìn)行比 較。這兩個關(guān)系32、34之間的差別表明地震數(shù)據(jù)質(zhì)量是相對較高的還是相對較低的。量化 這種差別的一個手段是計算包括所測量的數(shù)據(jù)34的線段的總長度，并且將其與包括預(yù)測 數(shù)據(jù)32的線段的總長度進(jìn)行比較。因此，可以使用這兩個屬性的預(yù)測關(guān)系32的長度和所 測量的關(guān)系34的總長度來確定地震數(shù)據(jù)質(zhì)量值。本發(fā)明的一個實(shí)施例利用以下的數(shù)學(xué)表 達(dá)式來生成地震數(shù)據(jù)質(zhì)量值
權(quán)利要求
一種測量地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法，包括針對所關(guān)心的區(qū)域的地震勘測獲取疊前地震數(shù)據(jù)；將預(yù)測得到的屬性與和疊前地震數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的相關(guān)屬性進(jìn)行比較，以生成針對在地震勘測中多個位置中每一個位置的數(shù)據(jù)質(zhì)量測量，其中預(yù)測得到的數(shù)據(jù)受到地球物理或地質(zhì)條件的約束；和將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果顯示給用戶，以表明針對地震勘測中的多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的差別。
2.權(quán)利要求1的方法，其還包括獲取與所關(guān)心的區(qū)域相關(guān)的鉆井日志，并且將針對該鉆井日志的連井測量計算成疊前 地震數(shù)據(jù)；和將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果與連井測量結(jié)果進(jìn)行比較，以將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果變換成將在建 立地質(zhì)統(tǒng)計模型中使用的多個相關(guān)系數(shù)。
3.權(quán)利要求2的方法，其還包括對鉆井日志數(shù)據(jù)進(jìn)行退化，并且計算針對退化的鉆井日志數(shù)據(jù)的連井測量結(jié)果；和將數(shù)據(jù)質(zhì)量測量結(jié)果與針對退化的鉆井日志數(shù)據(jù)的連井測量結(jié)果進(jìn)行比較，以生成將 在地質(zhì)統(tǒng)計模型中使用的多個相關(guān)系數(shù)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所比較的預(yù)測得到的地球物理屬性和與疊前地震數(shù)據(jù)相關(guān) 聯(lián)的地球物理屬性是地震幅度和入射角。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所比較的預(yù)測得到的地球物理屬性和與疊前地震數(shù)據(jù)相關(guān) 聯(lián)的地球物理屬性是地震幅度和偏移。
6.權(quán)利要求1的方法，還包括從地震勘測中的多個位置中選擇一個位置；顯示針對所述位置的輸入收集和針對所述位置的建模的收集；和將輸入收集和建模的收集進(jìn)行比較，以確定余量，并且將所述余量顯示給用戶。
全文摘要
本發(fā)明確定針對所關(guān)心的地質(zhì)或地球物理區(qū)域的地震勘測中多個位置的地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。本發(fā)明還包括生成與地震數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)的相關(guān)系數(shù)，使得可以將地震數(shù)據(jù)質(zhì)量內(nèi)插到與部分地基于地震勘測的決策相關(guān)聯(lián)的地質(zhì)統(tǒng)計分析。
文檔編號G01V1/30GK101999086SQ200880101594
公開日2011年3月30日 申請日期2008年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者J·K·瓦什布內(nèi), J·R·麥吉爾 申請人:雪佛龍美國公司