專利名稱：確定反射系數(shù)頻散、反射能量及識別氣層的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及確定反射系數(shù)頻散、反射能量及識別氣層的方法及裝置。
背景技術(shù)：
反射系數(shù)隨頻率變化，稱為反射系數(shù)頻散。地震波通過所有介質(zhì)特別是通過巖石時(shí)最重要的表現(xiàn)之一是能量被吸收或被轉(zhuǎn)換為熱能等其它形式的能量，通常稱之為衰減。 粘彈性介質(zhì)中的地震衰減有兩種表現(xiàn)形式，一是脈沖信號穿過衰減介質(zhì)時(shí)的頻率組成和振幅變化，一是反射系數(shù)隨頻率變化。前者在很多研究中被視作地震衰減的主要響應(yīng)，即吸收衰減，后者卻很少被研究者注意。如果不涉及品質(zhì)因子很低的特殊地層，通常只考慮吸收衰減是可以的。而當(dāng)遇到品質(zhì)因子非常低的氣層時(shí)，不但要考慮吸收衰減效應(yīng)，還要考慮與吸收衰減相關(guān)的其它效應(yīng)。大量實(shí)驗(yàn)(Ricker,1953,KDonal et al. , 1958,Wuenschel, 1965,Tullos & Reid, 1969)證明，地震波通過巖石的距尚與地震波長密切相關(guān),不同頻率的地震波在巖石中的傳播速度不同。在應(yīng)變大于10_6的強(qiáng)震條件下，吸收是衰減的主要方式，但在地震勘探領(lǐng)域， 巖石應(yīng)變振幅小于10_6，頻散也是地震衰減的一種重要的表現(xiàn)形式，特別是當(dāng)?shù)貙又泻瑲夂笃焚|(zhì)因子降低時(shí)，頻散為衰減的主要表現(xiàn)方式。Winkler & Nur(1982)的研究工作則顯示， 在地震勘探過程中，應(yīng)變振幅小于10_6，地層的應(yīng)變線性連續(xù)變化，其衰減是由于地層品質(zhì)因子而不是吸收引起的，Kolsky(1956)和Kjartansson(1979)對兩者對地震波能量的影響進(jìn)行了更深一步的研究后發(fā)現(xiàn)，此時(shí)地層中幾乎不存在吸收現(xiàn)象，反射系數(shù)隨頻率變化或反射系數(shù)頻散使得地震波在傳播過程中能量發(fā)生衰減。研究反射系數(shù)隨頻率的變化規(guī)律，涉及兩個(gè)重要基礎(chǔ)。一是速度隨頻率的變化，即速度頻散公式；一是地層界面處的地震波能量分配方程。速度頻散(也稱速度耗散、波散)現(xiàn)象經(jīng)常被用于地震衰減的解釋，它與巖石的品質(zhì)因子和頻率有關(guān)，品質(zhì)因子越小，速度頻散越嚴(yán)重。Futterman(1962)和 Kjartannson (1979)對速度頻散進(jìn)行了理論上的研究，其發(fā)表的頻散公式也一直得到廣泛引用。速度頻散實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果(Batzle等，2003)證實(shí)，縱波速度對頻率變化很敏感，橫波速度基本不變。在高頻(測井和超聲波)條件下的巖石縱波速度與低頻速度之間有較大區(qū)別，變化最快的頻率區(qū)間與常規(guī)地震勘探的頻率區(qū)間基本吻合。這一現(xiàn)象表明，超聲波縱波速度與地震低頻縱波速度之間的差異使得在利用常規(guī)地震勘探資料研究油氣藏時(shí)，不能忽略速度頻散的影響，粘彈性介質(zhì)中波速隨頻率變化是普遍規(guī)律，地層含氣后，速度頻散更加顯著，中低孔隙度氣層縱波速度在地震頻段內(nèi)的速度變化可達(dá)3 5%以上，由此引起的反射系數(shù)(或反射能量)相對變化更大，達(dá)到5 10%。而速度頻散則會(huì)進(jìn)一步影響縱波反射系數(shù)隨頻率的變化，引起嚴(yán)重的反射系數(shù)頻散。關(guān)于地層界面兩側(cè)的能量分配，最早可以追溯到1898年Knott的研究，現(xiàn)在應(yīng)用最多的是 Zoepperitz (1919)方程，且 Aki & Richards (1980)、Shuey (1985)等提出了簡化表達(dá)式，為后來的彈性介質(zhì)AVO理論和技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 但是，對于氣層識別，利用現(xiàn)有的速度頻散公式和地震波能量分配方程并不能準(zhǔn)確地確定地層含氣后引起的反射能量的變化，使氣層識別存在多解性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種反射系數(shù)頻散確定方法，用以將地層中含氣后引起的速度 頻散及能量變化通過反射系數(shù)準(zhǔn)確地反映出來，該方法包括對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行保幅處理，并提取角道集；根據(jù)地震資料的品質(zhì)選擇合適角度的角道集；通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度；確定地層縱波品質(zhì)因子和橫波品質(zhì)因子；按如下公式確定反射系數(shù)頻散もRf = R( Θ , Q, f) = R( Θ )+R(Qp, f) · sec2 Θ +R(Qp, Qs, f) · sinθ其中R( 0 ) = A+Bsin2 0 +Csin2 0 tg2 0
權(quán)利要求
1.一種反射系數(shù)頻散確定方法，其特征在于，包括對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行保幅處理，并提取角道集；根據(jù)地震資料的品質(zhì)選擇合適角度的角道集；通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度；確定地層縱波品質(zhì)因子和橫波品質(zhì)因子；按如下公式確定反射系數(shù)頻散Rf
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，按如下公式確定地層縱波品質(zhì)因子Qp和橫波品質(zhì)因子Qs
3.一種反射能量確定方法，其特征在于，包括按權(quán)利要求I或2所述方法確定反射系數(shù)頻散Rf ；按如下公式確定反射能量系數(shù)Ced
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，f0的值為IHz。
5.一種氣層識別方法，其特征在于，包括按權(quán)利要求3或4所述方法確定反射能量；根據(jù)鉆井和試井情況，確定門檻值；將反射能量低于門檻值的地層識別為氣層。
6.一種反射系數(shù)頻散確定裝置，其特征在于，包括角道集提取模塊，用于對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行保幅處理，并提取角道集；角道集選擇模塊，用于根據(jù)地震資料的品質(zhì)選擇合適角度的角道集；速度及密度確定模塊，用于通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度； 品質(zhì)因子確定模塊，用于確定地層縱波品質(zhì)因子和橫波品質(zhì)因子；反射系數(shù)頻散確定模塊，用于按如下公式確定反射系數(shù)頻散Rf Rf = R( 0 , Q, f) = R( 0 )+R(Qp, f) sec2 0 +R(Qp, Qs, f) sin2 0 其中
7.如權(quán)利要求6所述的反射系數(shù)頻散確定裝置，其特征在于，所述品質(zhì)因子確定模塊具體用于按如下公式確定地層縱波品質(zhì)因子Qp和橫波品質(zhì)因子Qs
8.一種反射能量確定裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求6或7所述的反射系數(shù)頻散確定裝置，用于確定反射系數(shù)頻散Rf ；反射能量系數(shù)確定模塊，用于按如下公式確定反射能量系數(shù)Ckd
9.如權(quán)利要求8所述的反射能量確定裝置，其特征在于，f0的值為1Hz。
10.一種氣層識別裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求8或9所述的反射能量確定裝置，用于確定反射能量；門檻值確定模塊，用于根據(jù)鉆井和試井情況，確定門檻值；氣層識別模塊，用于將反射能量低于門檻值的地層識別為氣層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種確定反射系數(shù)頻散、反射能量及識別氣層的方法及裝置，包括對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行保幅處理，并提取角道集；根據(jù)地震資料的品質(zhì)選擇合適角度的角道集；通過疊前反演方法確定縱波速度、橫波速度和密度；確定地層縱波品質(zhì)因子和橫波品質(zhì)因子；確定反射系數(shù)頻散；確定反射能量系數(shù)；確定反射能量；根據(jù)鉆井和試井情況，確定門檻值；將反射能量低于門檻值的地層識別為氣層。采用本發(fā)明可以將地層中含氣后引起的速度頻散及能量變化通過反射系數(shù)準(zhǔn)確地反映出來，準(zhǔn)確確定反射能量，據(jù)此判別地下儲層的含氣性，有效減低氣層識別的多解性。
文檔編號G01V1/28GK102590863SQ20121002023
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月29日
發(fā)明者曹宏, 楊志芳 申請人:中國石油天然氣股份有限公司