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STRATA地震反演培训 理论和练习 2 STRATA培训 STRATA课程大纲 地震反演基础 3练习1 楔型模型简单练习 递推 模型 61练习2 Erskine3D 数据加载 99测井曲线时深对比 118练习3 Erskine3D 测井曲线时深对比 131测井曲线层间插值建模 156子波提取 174练习4 Blackfoot 子波提取 198基于模型反演参数 225练习5 Blackfoot 基于模型反演 241其它反演参数 256练习6 Blackfoot 其它反演方法 271 3 STRATA培训 地震反演基础 反演 从地震数据中提取它所包含的潜在地质信息的过程 传统上 反演是在叠后地震数据上进行 目的是提取声波阻抗体 近年来 反演已经被扩展到叠前数据体 目的是既提取声波阻抗又提取横波阻抗体 从而可以推得孔隙流体 另外 最新的发展认为可以利用反演结果直接预测岩性参数如孔隙度和含水饱和度 4 STRATA培训 几种不同反演方法 递归法 传统带限反演颜色反演 递归反演的改进稀疏脉冲法 两个不同算法 约束以获得尽可能少的同相轴基于模型法 迭代更新层状初始模型弹性波阻抗 对AVO数据的改进LMR 对AVO数据的改进联合反演 对AVO数据的改进 在STRATA软件中提供以下这些反演方法 六种方法七个模块 5 STRATA培训 阻抗 纵波横波弹性波 反射系数 子波 地震道 所有反演方法中共同的正演模型 反演中的一般正演模型 6 STRATA培训 波阻抗 反射系数 反演子波 地震道 反演试图反推得到这个正演模型 反演模型 纵波 横波 弹性阻抗 7 STRATA培训 纵波阻抗或横波阻抗或弹性阻抗 阻抗反射系数 纵波阻抗 横波阻抗 弹性阻抗 复杂公式 后面介绍 8 STRATA培训 反射系数地震道 地震道 子波与反射系数的褶积 噪音 注释不存在模型化的多次波 没考虑传播损失和几何扩散 没考虑频率吸收 子波可能是时变的 9 STRATA培训 反射系数与子波褶积的结果是移除了大量高频细节 10 STRATA培训 在时间域中的褶积就是频率域中的乘积 从这些图中可以看出 子波的作用是将地震频谱中高频和低频都消除了 理论上讲 反演就是试图将这些失去的频率区域进行恢复 11 STRATA培训 反演中 多解性 问题 所有反演算法都有多解性问题 存在多于一种地质模型可以与地震数据相一致 要在这些可能的模型中决定一个模型 就需要去选择地震数据以外的的一些信息 通常用以下两种方法来使用地震以外的信息 初始猜测模型的建立对最终结果与初始猜测模型背离幅度进行约束最后反演结果既依赖于 其它信息 也取决于地震数据 12 STRATA培训 带限 递归 反演 递归反演 也称为带限反演是最简单和最早一种反演方法 从第一层开始 可以用这个公式递推后续每层的阻抗 ith 1层的阻抗可以从上一层ith确定 从定义反射系数开始 13 STRATA培训 在这个简单的实例中可知 a 告诉我们如果给出一个脉冲 那么我们就可以恢复阻抗的真实值 但是 b 中看到如果我们用一个子波与脉冲进行褶积 那就无法恢复阻抗的真实值 带限反演 14 STRATA培训 输入地震数据 递归反演数据 递归反演获得的结果与输入的地震数据频带一样 从图中可以看出 与测井比较反演结果损失了高频细节 15 STRATA培训 步骤1 递归反演的初始背景模型是通过对井阻抗滤波获得 10 Hz高截滤波 16 STRATA培训 步骤2 对地震道运用递归运算 注释 这几乎等同于在相位域进行 90度转换 17 STRATA培训 步骤3 滤波后的模型加上比例化反演道集就得到了最终结果 18 STRATA培训 递归反演中几个要点 不考虑子波 这意味输入的地震数据必须是零相位 如果有提取子波可行Strata软件可以自动地对地震数据 去相位 即使地震数据是零相位 实际子波的旁瓣在递归算法中也会被解释为岩性的变化 反演的结果其频带与地震数据频带一样 对地震数据的加权值 与反射系数匹配 决定了递归反演的结果阻抗值范围是否合适 19 STRATA培训 基于模型的反演 基于模型反演是从褶积模型方程式开始的 假定地震道S 和子波W 是已知的 假定噪音是随机的并与地震信号不相关 求解反射系数 R 以满足这个等式 这是一个非线性问题 所以求解过程是迭代进行的 20 STRATA培训 步骤1 基于模型反演的初始背景模型是通过对井阻抗分段形成的 用户用毫秒 MS 来定义层分块大小 所有的层分段开始时都被设成一样大小 用毫秒 21 STRATA培训 步骤2 利用层状模型和已知的子波计算人工合成地震道 这是与实际地震道的比较 通过分析人工合成地震记录与实际地震道的误差 每层 分段 的厚度和震幅值都进行修改以减少误差 这个步骤通过一系列递归不断重复 Synthetic Seismic 22 STRATA培训 输入地震数据 基于模型反演 基于模型反演获得了宽频的结果 问题是高频成分可能来自于初始猜测模型而不是来自地震数据 23 STRATA培训 递归反演 基于模型反演 这是递归反演和基于模型反演的比较 通常基于模型反演可以获得更细致信息 但这个结果实际上相当类似 24 STRATA培训 基于模型反演的几个要点 由于已经知道子波 在计算过程中它的影响从地震数据中排除了 也就是说地震数据没有必要是零相位 而只要子波与地震数据等相位就可以 估算的子波若有误差 将导致反演结果出差错 地震有效分辨率得到提高 反演结果可能在很大程度上依赖原始猜测初始模型 解决的方法是对初始模型进行滤波 与其它反演方法一样 存在多解性问题 25 STRATA培训 稀疏脉冲反演 稀疏脉冲反演假定实际反射可以认为是由一系列大脉冲里夹杂有小脉冲背景 稀疏脉冲反演假定只有大脉冲有意义 该方法通过检查地震道来寻找大脉冲的位置 26 STRATA培训 稀疏脉冲反演每次建立一个脉冲反射序列 通过增加脉冲直到地震道被足够准确地反演完成 阻抗块的振幅值是由基于模型反演算法来确定 27 STRATA培训 输入地震 稀疏脉冲反演 稀疏脉冲反演生成一个宽带高频反演结果 28 STRATA培训 基于模型反演 稀疏脉冲反演 稀疏脉冲反演结果与基于模型反演结果类似 主要区别是缺少非常薄层的细节 29 STRATA培训 稀疏脉冲反演几个要点 只有当地震数据有脉冲 稀疏脉冲反演才得到同相轴 它试图利用地震数据获得最简单的可能模型 通常得到的结果比地质本身实际的同相轴少 它比基于模型反演更少的依赖于初始猜测模型 30 STRATA培训 颜色反演 颜色反演是对递归反演的修改 最早是由BP公司的LancasterandWhitcombe在2000年SEG年会上提出来的 这种反演过程 寻找一个简单操作因子O 对地震道进行直接转换求得反演结果 作者在频率域确定简单操作因子 O 通过比较地震数据和实际反演结果 认为简单操作因子的相位是 90度 31 STRATA培训 简单操作因子震幅谱用这种方式来求取 利用工区的一组井 所有井的声阻抗的振幅谱做交汇图 通过理论预测 我们可以拟合一条直线来代表 理想 输出阻抗谱 Log Frequency Log Impedance 声阻抗震幅谱 32 STRATA培训 然后 利用井旁一组地震道 求取平均地震谱 地震谱 Frequency Hz 操作因子谱 从以上两个频谱 求取操作因子谱 使得地震谱形状在地震频带内转换为阻抗谱 33 STRATA培训 颜色反演操作因子 Time ms 将获得的震幅谱做 90度相移就生成了颜色反演操作因子 将它与所有地震道褶积 34 STRATA培训 输入地震 颜色反演 颜色反演结果非常类似于递归反演 其中一个区别是颜色反演的结果是相对声阻抗 既有正值也有负值 3000 0 3000 35 STRATA培训 递归反演 颜色反演 3000 0 3000 4600 8300 12000 相对AI 绝对AI 36 STRATA培训 颜色反演几点小结除了定义整体阻抗趋势外 与初始模型基本无关 运算非常快 用户所需要定义的参数非常少 假定地震数据是零相位的 在最初实施中 该方法可以获得相对阻抗体 虽然我们可以选择添加低频阻抗背景趋势 37 STRATA培训 AVO反演 基本褶积模型反演假定的是零偏移距地震数据 褶积反演法不能运用到带有AVO响应的地震数据 因为褶积反演法没有明确地考虑VP VS的变化 将反演方法延伸到叠前AVO地震数据的处理 目前这些算法主要运用于 弹性阻抗反演Lambda Mu Rho LMR 反演联合反演 38 STRATA培训 弹性阻抗 弹性阻抗概念最初由Connolly先生提出 TheLeadingEdge 18 no 4 438 452 1999 他利用Aki Richards方程 将反射震幅与入射角联系起来 注释 在常规反演理论中假定B C 0 而没有考虑VP VS的变化 39 STRATA培训 注意 对于零偏移距 通过类推 Connolly定义了一种新阻抗类型 通过数学处理 最终 40 STRATA培训 这张图重叠显示了同一口井位置弹性阻抗与声波阻抗 在碳氢聚集区域弹性阻抗值显示异常低值 41 STRATA培训 道集 AVO分析 近角度叠加stackatq1 远角度叠加stackatq2 反演成弹性阻抗EI q1 反演成弹性阻抗EI q2 这种反演的工作流程是从迭前道集开始 首先产生两组角度叠加剖面 分别对其进行反演 42 STRATA培训 这就获得两种反演结果 远角度反演 近角度反演 43 STRATA培训 近角度反演与远角度反演进行交绘显示 远角度反演异常低值区可被解释为潜在含有碳氢聚合物 近角度反演 远角度反演 44 STRATA培训 将交绘图中的异常低值点从交绘图中成像到原始地震数据剖面上以进行解释 45 STRATA培训 Lambda Mu Rho LMR LMR方法运用了VP VS r之间的关系式及拉梅常数l和m 注意 最终结果表达式是lr和mr 可以通过纵波 横波阻抗ZP和ZS的关系式来表示 LMR方法最初是由Goodwayetal SEGExpandedAbstracts 1997 提出来的 类似于弹性阻抗法 这种方法对处理含AVO效应的数据比常规反演更有利 46 STRATA培训 LMR反演流程首先从叠前数据分析得到纵横波反射系数体RP和RS对RP和RS分别反演会生成纵横波阻抗体ZP和ZS 这些数据体会通过类似Goodway等关系式或交汇图进行转换 LMR反演流程 47 STRATA培训 如图展示了对Albert地区典型含气砂岩运用LMR法得到的结果 图中椭圆内指示为含气砂岩 上剖面为 体 下剖面为 体 LMR反演例子 48 STRATA培训 左图为 与 交汇图 红色区域指示气层 低 蓝色区域指示泥岩和水砂岩 这些区域投到剖面上如下图所示 可以指示含气砂岩区域 红色部分 LMR反演实例 49 STRATA培训 联合反演 联合反演可以对输入的叠前角道集数据反演得到ZP ZS 或者可能密度体 这种方法的优点在于它可以将这些参数进行约束 这样就可以使结果更稳定并且尽量避免多解性问题 where 我们从Fatti sversionoftheAki Richards 方程开始 这个公式用角度作为变量来表示反射系数 50 STRATA培训 联合反演 假定水砂岩可以用一个线性关系式来表示 联合反演寻找背景趋势的偏差 51 STRATA培训 联合反演 联合反演生成Zp Zs Density体 以及推导得到的各种组合 52 STRATA培训 联合反演 联合反演的解释与其它AVO反演结果类似 53 STRATA培训 它是地质统计反演的一种形式 可以通过对输入地震数据体运算产生大量的反演结果以此来解决多解性的问题 每一个运算结果要与地震数据一致 并且保持如方差图中所包含的所期望的连续条件 通过分析这些结果以估算得到一个非确定性结果 以及最大可能结果 随机反演 StochasticInversionThisisaformofgeostatisticalinversionwhichexplicitlyaddressesthenon uniquenessproblembyproducingalargerangeofinversionresultsforagiveninputseismicvolume Eachoftheresultsisconsistentwiththeseismicdata andhonorstheexpectedcontinuityconditions ascontainedinthevariograms Theseresultsareanalyzedtogiveanestimateoftheuncertaintyintheresult alongwiththemostprobableresult 54 STRATA培训 一般地震反演流程 1 建模型 选择测井每口井进行相关提取子波读取 拾取地震反演 2 完成反演 选择反演方法和参数对反演结果进行QC 3 解释反演结果 做数据切片做交绘图输出到EMERGE软件 55 STRATA培训 反演结果QC 两种方法 误差图交互验证 我们如何知道反演结果是否有效 输入地震 反演结果 56 STRATA培训 从阻抗道利用已知的子波可以计算人工合成道 理想情况 这个人工合成道应该与输入地震道非常相似 输入地震 人工合成道 57 STRATA培训 从输入地震道中减去人工合成道 就得到反演误差图 如果反演效果不错 误差图上应该只有非常小的震幅 并没有聚集在某处 由于存在多解性 即使微小的误差图也不能保证反演结果就是正确的 输入地震 反演误差 58 STRATA培训 第二种质量控制方法是交互验证 在这个验证中 我们在初始模型中删除一口井 在其位置做反演 然后将反演结果与隐藏井进行比较 隐藏井 反演结果 反演误差 59 STRATA培训 每口井分析误差 以便识别有问题的井 60 STRATA培训 反演作为EMERGE一种属性 最新使用反演结果是将其做为EMERGE软件的输入 EMERGE可以直接预测孔隙度和其它岩性体 反演 EMERGE 孔隙度体 61 STRATA培训 练习1 楔形模型练习 第一个练习对楔型模型做反演 目的是在简单例子上学习反演的基本步骤 在WINDOWS UNIX 上键入geoview或从Windows启动GEOVIEW软件 我们将创建一个新的GEOVIEW数据库 选择New 如显示 然后在显示的第一个菜单上点击OK 如上图 点击WellExplorer出现如下图所示界面 62 STRATA培训 现在我们为这个工区创建一个新的数据库 如果Geoview工区已打开可以点Database New创建 如果这是GEOVIEW第一次在这台机器上运行 你可以看到如右图窗口 选择New并点击OK 63 STRATA培训 将数据库命名wedge databaseOk 现在 可以看到WellExplorer中没有井显示 64 STRATA培训 现在 为这个数据库添加井曲线 如下步骤 点ImportData 选择Wedge well logs las文件并点Next 65 STRATA培训 在接下来的菜单中 选择默认的即可 NotethatwearecreatinganewwellcalledWedge well 最后 我们可以读取声波曲线等如下 在这个菜单 选择默认的参数即可 如XY坐标 66 STRATA培训 接下来点OK 出现如下提示窗口 问你选择哪种单位 点击Ok即可 67 STRATA培训 当曲线加载完成后 出现如下窗口 点 1 选择这口井 然后点Displaywell 曲线就会显示出来 68 STRATA培训 接下来启动Strata 选择GEOVIEW主窗口上的STRATA按钮 选择StartNewProject 给新工区命名 wedge project 69 STRATA培训 在STRATA窗口上 通过DataManager ImportData OpenSeismic FromSEG YFile加载地震数据 在FileSelection菜单 选择文件 wedge sgy 点击Next 70 STRATA培训 这菜单有几页来定义文件格式和数据的几何形状 观测系统 下一页 尽管数据是一条2D测线 我们可以建立3D观测系统 接下来 需要告诉程序在道头中没有Inline Xline数也没有X Y坐标 71 STRATA培训 点击Next 两次 地震数据扫描后 出现这样界面 电击Ok利用这些缺省值 后面的练习将更仔细地观测分析地震数据的加载 72 STRATA培训 现在可以看见这个楔型模型 另外 还会有如下图所示窗口显示出来 定义井在地震上的位置 可以在Xline处填45 然后点击OK即可 73 STRATA培训 这口井就会显示在这个模型上然而 井曲线并不一定对应准确 所以需要做校正 点Well Edit CorrelateWell 让你选择井来进行校正 选择这口井 然后点Edit 74 STRATA培训 eLog窗口就会出现 右侧显示的是模型数据 75 STRATA培训 eLog软件窗口弹出 显示井曲线wedgelog 完成井曲线对比 在井口位置求一个平均地震复合道 缺省值是在井口 1周围道求平均地震道 点击Ok使用缺省值 进行井曲线对比 点击Correlate按钮 76 STRATA培训 eLog软件窗口显示如下 蓝色显示人工合成记录道 红色显示复合地震道 原始地震道用黑色显示 在对井曲线进行对比前需要一个更准确的子波 77 STRATA培训 用于计算合成记录的子波是缺省的称为 currentwavelet 查看缺省子波 点击Wavelet DisplayCurrentWavelet 缺省子波是带通滤波 频率 5 10 50 60 点击Frequency标签可在频率域显示子波 78 STRATA培训 求取 统计 子波 不使用井信息 生成零相位子波 其频率域与地震数据的响应一致 点击Wavelet ExtractWavelet Statistical 在子波提取的界面 第一页是设置分析窗口 使用缺省值 点击Next 两次 79 STRATA培训 使用缺省值 这些参数后面再讨论 点击OK提取统计子波 新子波如左图所示 检查它的频率响应 点击Frequency标签 80 STRATA培训 在窗口的底部子波名字也变了 井对比的过程是将蓝色的合成记录道上的点对应于红色地震复合道上的点 用鼠标左键点中 将四个同相轴连接 如右图所示点击Stretch按钮 新子波自动成为 currentwavelet 这意味它被用于在井对比窗口中合成记录的制作 注意到蓝色合成记录道有微小的变化 81 STRATA培训 点击Ok 在CheckShotAnalysis窗口 井对比类似于checkshot校正 故出现两个新窗口 允许设置一些参数 后面更仔细谈论这些参数 82 STRATA培训 点击Wavelet ExtractWavelet UseWell 选择wedge well点击Next 使用缺省值点击OK 在最后一页 这时你会发现合成记录拉伸后与地震数据拟合的更好 现在可以利用井与地震之间的相关求取更好的子波 83 STRATA培训 接下来都选择默认即可 这一页定义合成道在井位置处进行合成 选择时窗 84 STRATA培训 这一页定义子波提取方法以及基本的子波参数 接下来的课程讨论一下这些参数 85 STRATA培训 新子波看起来与上一个很相象 但是点击Frequency标签显示有一个非常小的相位校正 86 STRATA培训 求取了子波 点击Ok查看新的对比结果 菜单告知新对比后的声波曲线将用名字P wave corr 点击Ok 点击File ExitWindow 在eLog窗口 87 STRATA培训 现在加载地震层位用于初始猜测模型的内插 在HorizonSelection菜单 使用缺省值名字点击Ok 点击No 在dialog窗口询问是否显示层位的平面图 点击Horizon PickHorizons 88 STRATA培训 在STRATA窗口底部显示层位拾取的一些选项 89 STRATA培训 如下图所示 注意 一个选择参数 Mode 我们选择 RubberBand 如果我们选择这项后 必须将剖面上目的层点亮 点下左键 释放鼠标后 层位会被拾取出来 也可以选择 RightandLeftRepeat 我们选择用这种方式 90 STRATA培训 拾取第一层位 置鼠标在波峰150ms周围 点击左键 同相轴自动左右拾取 T开始拾取第二层位 点击 在Horizon下拉菜单 设置拾取模式 Left RightRepeat 91 STRATA培训 使用缺省名字 Horizon2 然后改变抓获Snap选项为波谷Trough 点击楔型顶部的波谷 用类似方式 拾取楔型底部以及在450ms周围的波谷如图示 完成后点击Ok存储拾取的层位 92 STRATA培训 现在可以建立初始猜测模型 利用井曲线和四个拾取的层位 点击Model Build RebuildaModel 在STRATA窗口 第一页设置新模型的名字 利用缺省参数 参数含义后面课程再详细解释 连续点击Next 最后点击OK建立模型 93 STRATA培训 初始猜测模型生成 在wedge地震数据后面初始猜测阻抗模型用彩色显示 94 STRATA培训 完成第一种反演 点击Invert Bandlimited 在反演菜单上 将输出名字OutputVolumeFile改为 bandlimited 其它用缺省值 95 STRATA培训 点击OK得到反演结果 96 STRATA培训 现在进行第二种反演 在初始模型窗口 点击Invert ModelBased 改变输出名字OutputVolumeFile为 model based 使用其它缺省获得基于模型的反演结果ModelBased 97 STRATA培训 鉴别反演结果好不好的一个重要标准是 errordisplay 点击眼睛可以从反演窗口查看此项 如右图 在参数菜单选择 model basedderivedSyntheticError 如右图所示 点击Ok 如右图 可以看到原始楔形模型与反演结果生成合成记录之间的差异 这个值接近于0 指示反演结果是成功的 98 STRATA培训 在OpenWindowDataMenu显示了刚生成的所有数据体 该练习结束 点击File ExitProject 在STRATA软件任何窗口 点击Yes 在警告诊断窗口 使STRATA关闭所有窗口并保存工区 99 STRATA培训 练习2 对加拿大西部的一块3D数据做反演 第一步是读一口井曲线到已经定义好的GEOVIEW数据库中 在做这个之前 先创建一个数据库 点击Database New 定义这个数据库名称erskine database 练习2 Erskine3D 初始化 100 STRATA培训 在GEOVIEWWellExplorer窗口 点击ImportData Logs CheckShots Tops DeviatedGeometryfromFiles 101 STRATA培训 改变DestinationWellName域为 erskine well 点击Next 在FileImport页面 选择文件e erskine log las 点击Next 102 STRATA培训 显示有一口井声波曲线 点击Ok读取这根曲线 点击Next 利用缺省位置信息 选取默认单位 103 STRATA培训 在井曲线读进GEOVIEW后 点击erskine well然后点击DisplayWell erskine声波显示如右图 104 STRATA培训 在GEOVIEW主窗口上点击STRATA启动STRATA软件 定义工区为 erskine project 选择StartNewProject 在STRATA建立新工区对erskine地震数据进行反演 105 STRATA培训 第一步将3D地震数据读进STRATA软件 点击DataManager ImportData OpenSeismic FromSEG YFile 选择文件 ersk3d sgy 点击Next 106 STRATA培训 同样做为三维地震数据体加载地震数据 这个文件在道头中没有Inline Xline号或X Y坐标 设置primarykeyto CDP Rectangular 这是指数据体是由一系列测线组成 每条线有相同的道数 107 STRATA培训 改变观测系统键入 155 如图显示 INLINE线将由程序计算 点击Ok加载地震数据体 点击Next 两次选择缺省直到最后一页 软件最初假定只有单一一条INLINE线 108 STRATA培训 在WellToSeismicMap菜单 如下所示将井设置在地震数据上 在Plotbox中wedge well井没有被选用因为它不属于这个数据体 在地震显示中 键入 24 作为Inline号显示的结果如右图所示 109 STRATA培训 对这个数据体要建立初始猜测模型 需要一组层位文件 首先拾取一个层位然后读进以前拾取的一组层位 点击Horizon PickHorizons 使用缺省名字 Horizon1 点击Ok 点击 Yes 诊断窗口询问是否显示层位平面图 110 STRATA培训 向以前一样 将鼠标点在靠近层位处拾取单个层位 平面图窗口显示这条INLINE线上拾取的时间 111 STRATA培训 软件利用这个人工拾取层作为引导可以自动拾取整个3D数据体层位 点击Options AutomaticPicking 点击Ok 在AutomaticPicking菜单 整个3D层位就自动拾取 在层位的平面图上观测 最左边上的几条INLINE线上可能拾取的层位位置有问题 112 STRATA培训 显示inline2测线 在STRATA窗口 用手动方式在同相轴上周围重新拾取层位 我们发现自动拾取的结果在一个小区域上层位跳出一段 113 STRATA培训 现在再重新自动拾取 在自动拾取菜单上发现缺省参数是清除以前自动拾取的层位 而保留人工拾取的层位作为新引导 点击Ok得到新层位结果 人工拾取第二条INLINE线后模型得到了改进去引导自动拾取 114 STRATA培训 下面我们读进层位 首先删除刚拾取的层位 层位Ok删除拾取的层位 点击Horizon ImportHorizons FromFile 选择五个文件从erskine1 pik到erskine5 pik 115 STRATA培训 文件类型是缺省Geoquest 点击Next 选择缺省参数包括名字和层位颜色 点击OK读进层位 116 STRATA培训 层位读进后 再显示inline24 STRATA窗口显示为 117 STRATA培训 点击Model Build RebuildaModel 在建模型菜单 我们修改其中两个参数 其它用缺省参数 现在建立反演所需的初始模型 118 STRATA培训 每个地震道初始猜测模型是由阻抗曲线组成的 阻抗曲线通常是将实际声波曲线乘以实际的密度曲线 阻抗曲线模型是以双程旅行时来计算的 原始的测井曲线是按深度测量的 关键的一步是作深 时转换 测井曲线时深对比 119 STRATA培训 深 时转换是用深 时表来完成 转换过程是将每个深度点转到双程旅行时 从基准面 地表 到那个深度和从那个深度回到基准面的时间 120 STRATA培训 到达一个同相轴的时间取决于这个层以上的所有速度 包括到地表的第一层的速度V1 这个速度是未知的 它通常是由测量的第一个速度近似地外推到地表 深 时表用这个等式从声波曲线速度中计算得来 其中 ti 到达第i层的时间dj j层的厚度Vj j层的速度 121 STRATA培训 如果井是斜井 需要校正 投影 成直井并从KB校到基准面 DM 从KB计算的测量深度DV 从KB计算的垂直深度DS 从基准面计算的垂直深度T 从基准面计算的双程旅行时 DM DV DS 122 STRATA培训 从声波曲线计算的深 时表很少能获得理想的阻抗模型使之能与地震数据适当的匹配 原因是 地震基准面与井曲线基准面可能不一样 第一层的平均速度是未知的 声波速度的误差会造成计算的传播旅行时有累积误差 地震上的同相轴由于地震偏移处理误差会造成时间偏移 地震数据由于频率吸收和短周期多次波等影响可能带有时间拉伸 123 STRATA培训 改进深 时表可使用两种途径 运用checkshot校正 应用手动 交互图形化 法将井曲线与地震数据进行对比 CheckShot校正一个checkshot表是由一组深度点计算的实际双程旅行时组成的 124 STRATA培训 从声波曲线计算的深 时表需要修改以获得理想的checkshot时间 原始深 时曲线 理想深 时曲线 125 STRATA培训 线性拟合 用直线段内插样条拟合 用平滑曲线内插多项式拟合 利用最小平方拟合一条光滑曲线 漂移曲线两点间的内插方法有三种选项 126 STRATA培训 改变深 时表意味着原始声波曲线速度可能发生变化 在STRATA软件有三种选项 1 井曲线的所有速度都改变使新井曲线可获得理想对应的双程旅行时 注释 这意味着在第一个测量深度前用斜波速度来处理整体时移以最小化合成记录中可能的伪反射 在STRATA称此选项为 ApplyAllChanges 127 STRATA培训 2 只改变checkshot中起始深度和最后深度之间的层速度 这是指在第一个测量深度前不加斜坡速度 获得新井曲线可得理想对应时间但不考虑整体时移在STRATA称为 ApplyRelativeChanges 128 STRATA培训 3 不改变声波曲线的速度 新井曲线不能对应理想的双程旅行时间 但GEOVIEW和STRATA将利用这个新的深 时表 这个选项可以保留原始反射系数进行人工合成记录的计算 在STRATA称为 ChangeDepth TimeTableOnly 129 STRATA培训 注释 例子中时间的拉伸大的不现实 不同的内插选项可能使声波曲线的变化相当大 130 STRATA培训 对比就是对深 时曲线进行手工校正以优化初始模型和地震数据间的相关 对比应在checkshot校正之后进行 理想情况时深校正对井的改变很小的 测井曲线对比改变深 时曲线的方式与checkshot校正一样 测井曲线对比是在合成记录上选择几个同相轴使之对应于实际地震道上 由于使用合成记录 子波的选择是至关重要的 测井曲线时深对比 131 STRATA培训 练习3 Erskine3D 测井曲线时深对比 现在在erskine井上作井对比 点击Well Edit CorrelateWell 选择 erskine well 作相关 132 STRATA培训 在eLog窗口 点击Correlate 在提取地震复合道ExtractCompositeTrace菜单上 使用缺省参数 即使用INLINE和XLINE旁边 1 道提取复合道 133 STRATA培训 井对比窗口 首先 提取一个新子波 由于井曲线尚未对比 利用统计法Statistical求零相位子波而使震幅谱与地震数据的一样 134 STRATA培训 设置分析窗口使用较小时间Time窗口 选择在井旁小范围INLINE和XLINE地震道 使用缺省参数 在第三页 StatisticalWaveletExtraction菜单 135 STRATA培训 提取的子波为 136 STRATA培训 井对比窗口如下 可以看到合成记录同相轴与地震同相轴之间有一个闭合差 程序也会给出提示建议时移14ms 相关系数最高 为了得到更好的效果 也可以点Parameters按钮 137 STRATA培训 井对比窗口会显示合成记录与地震之间的相关系数 注意 当时移14ms时会得到最大相关系数 另外还要注意 通过优化道计算时窗也可以使运算结果会得到提高 遇到这种情况 先放着 138 STRATA培训 现在回到井对比窗口应用建议的时移 点ApplyShift 发生两种改变 1 曲线会时移 2 相关系数提高 139 STRATA培训 这个时移是我们时移得到的最好的效果 要想进一步提高相关系数 我们需要手工应用时变时移 要做这个 可以选择合成道 蓝色 上的轴与实际地震道 red 同相轴点中 然后再点Stretch按钮 140 STRATA培训 缺省选项为Spline漂移曲线间两点进行样条内插 141 STRATA培训 改变内插方式为线性Linear 点击Apply 注意到漂移曲线形状的变化 142 STRATA培训 改变菜单选项如下 点Apply 注意选项Applyallchanges后测井曲线上面多了个斜坡速度 测井曲线值也变了 143 STRATA培训 最后 改变菜单如图示点击Apply 然后在CheckShot窗口点击Ok接受这些参数 144 STRATA培训 井对比窗口现在显示如右图 注意到相关值达到85 要查看计算相关值使用的参数 点击Parameters按钮 145 STRATA培训 从相关系数窗口可以看到在时间0值处出现一个峰值 实际上 它建议时移 1ms 再点击ApplyShift同样从合成记录相关系数上可以看到不需要再做相位调整了 146 STRATA培训 井对比结束 在eLog窗口底部点击OK 下一个菜单允许给新生成的声波曲线命名 点击Ok选择缺省名 P wave corr 最后点击File ExitWindow退出eLog窗口 147 STRATA培训 现在运行基于模型反演建立初始模型 需要分两步完成 第一步 在井位处应用反演决定反演参数并且让程序决定最优比例因子 点Analysis Post stackAnalysis ModelBased 在第一个菜单项 选择ersk3d作为反演输入数据 再点Next 148 STRATA培训 第二项 我们确定应用了正确的子波 点SetCurrentWavelet来设置 图示显示之前提取的子波 已经设置对了 点Cancel退出窗口 然后点Next andOk来接受默认参数和产生反演分析窗口 149 STRATA培训 反演分析窗口显示了一系列有用的曲线 这些曲线帮助我们确认反演运行正确 Synthetic RealData Error InversionTrace InitialModel RealLog 150 STRATA培训 许多显示参数也可以通过点眼睛来设置 选择Curves标签 选择选项应用滤波如右图 然后点击Ok 151 STRATA培训 从这个显示可以看到 应用2QC标准得到一个好的反演结果 反演道 红色 与地震道 蓝色 滤波后的 相关系数很高 同时 合成记录与地震道之间的误差也接近于0 如果喜欢的话 我们可以修改反演参数 点击Apply查看新的结果 然而 这个反演体已经足够好了 继续运行 点File Exit退出分析窗口 152 STRATA培训 在结果菜单 所有的默认参数是正确的 鉴于我们在分析时给出的参数 点击Next 直到达到比例因子选项而 可以看到井点处产生的比例会应用于整个工区 点击Ok对整个工区进行反演 现在 对整个工区应用反演 点击Inversion Post stackInversion ModelBasedInversion 153 STRATA培训 单条线反演结束后得到以下剖面 154 STRATA培训 检查反演结果的质量一种方法是绘制误差图ErrorPlot 这是利用反演结果计算的合成记录和实际地震道之间的差别 点击眼球 eyeball 图标 设TraceDataVolume为 model basedderivedSyntheticError 点击Apply观测误差图 155 STRATA培训 误差图的加权与实际地震数据一样 结果是几乎没有相关误差存在 表明求得阻抗模型可以忠实地反映了地震数据 练习3结束 点File ExitProject退出工区 156 STRATA培训 模型中使用一口井产生均衡的水平模型 测井曲线层间插值建模 157 STRATA培训 注释 对每道而言 单个拾取的同相轴只能在每道进行简单井曲线的块状移动 这个等同于用单点进行checkshot校正 拾取一个同相轴指导井的内插 158 STRATA培训 拾取多个同相轴相当于在每道运用可变的check shot校正 在两个层位之间 其阻抗进行相应的拉伸 挤压 159 STRATA培训 层位间内插由STRATA中的模型选项来控制 160 STRATA培训 如右图有三种内插方法 缺省为所有层位间除第一层和最后一层都用整合面来处理 顶超 底超 整合 161 STRATA培训 尖灭点可以通过使两个层位聚合来处理 162 STRATA培训 如果层位交叉 每个层位被赋予优先权值来处理 这种情形 H1优先级高 故H2层位被删这是相反的例子 163 STRATA培训 STRATA目前不处理断层 但是可以在断层的两侧 断层面拾取同样的层位来模拟 164 STRATA培训 模型中有多口井时 井之间可用反距离加权法内插 165 STRATA培训 其中 一般公式 假设有两口输入井曲线L1和L2 我们希望计算输出Lout 这是两个输入曲线的线性组合 Lout w1 L1 w2 L2 从目标点到每个输入曲线 加权变化与距离成反比 166 STRATA培训 井间的内插选项如下 167 STRATA培训 较少使用的选项是三角内插法 在相邻井拟合一系列平面段 和克里金法 其要求有变量图输入 168 STRATA培训 多口井多个层位使用反距离加权法内插由层位指导 169 STRATA培训 加层位的一般准则 1 拾取的层位要贯穿整个工区 没有拾取的点程序将进行内插 2 只拾取可以确定的层位 3 拾取大的构造层位 不拾取细节层位 4 通常解释系统拾取的层位正好可以是STRATA软件所需要的层位 有层位和没有层位内插的比较 170 STRATA培训 STRATA软件缺省自动在内插后对模型通过高截滤波进行平滑 使模型只含有低频成分 这样可以避免模型中的高频成分干扰反演结果 171 STRATA培训 你可以检查通过内插模型道得到的高频模型 但不进行任何平滑处理 还有一种选项是对相邻层位进行模型分块化 172 STRATA培训 HighFrequencyModel SmoothModel InversionResult InversionResult 用高频模型反演与平滑初始模型反演后的对比 173 STRATA培训 用高频模型反演的结果 平滑模型反演的结果 两个结果非常相似 但第二个更可靠 174 STRATA培训 褶积模型是反演基础 地震道 子波 反射系数 噪音在频率域 褶积对应相乘 反演结果可以通过除子波得到 反射系数 地震道 子波通过窄带子波可以限制频率域有用信息的范围 子波提取 175 STRATA培训 从频率域 相位谱很可能近似表达为一条直线 Theinterceptofthelineistheconstantphaserotationwhichbestcharacterizesthiswavelet Theslopeofthelinemeasuresthetime shiftofthewavelet 这条线的截距对应子波常相位旋转 可以很好的描述这个子波 这条线的梯度表示子波时移程度 子波可以完全通过震幅谱和相位谱来描述 176 STRATA培训 0o 45o 90o 180o 90o 这些子波有同样的振幅谱 但是相位谱却存在差异 177 STRATA培训 子波时移可以改变相位谱的梯度 但截距保持不变 178 STRATA培训 子波相位和时移曲线之间存在一个基本的双解问题 考虑到这点 如果波阻抗没有对比好 那么存在一个闭合差 最好的办法是时移这条曲线 改变时深曲线 然后再提取子波 Shift Extract 179 STRATA培训 理论上说 闭合差也可以通过时移子波来解决 然而这样做是不理想的因为 如果有多口井存在这个问题 一个子波的时移不能解决全部井的问题 用时移子波做反演会错误定位阻抗值到相应的时间上 Don tShift Extract 180 STRATA培训 当用STRATA提取子波时 它可以检测一口井上需不需要做时移并且给出提示 用户可以通过点击ApplyShift来应用这个时移就可以了 181 STRATA培训 极性约定可以在SyntheticPolarityConvention菜单进行设置 而alternateconvention的零相位地震数据默认阻抗增加对应波谷响应 一个特殊的子波相位问题就是极性约定 PolarityConvention 常规的零相位地震数据默认阻抗增加对应波峰响应 182 STRATA培训 子波在地球内部传播可能会空变 也可能会时变 原因有下 地表因素影响 空变 频率域吸收衰减 空变和时变 层间多次波 空变和时变 动校拉伸处理上的人为因素STRATA假定子波是常相位的 不管时变还是空间 时变 意味着只能在限定的时窗内进行反演 空变 这意味着对这个数据要选择性的进行反演以消除子波的空变带来的影响 183 STRATA培训 子波提取有两种方法 用井和地震共同来提取子波及其对应的振幅谱和相位谱 只用地震来提取子波的振幅谱 这时假定子波的相位是零相位的 184 STRATA培训 为什么不只用从井上提取子波 因为井相关误差 拉伸 可能导致非常大的相位问题 解决方案 用井和地震提子波前先从地震上提子波并做好井的对比工作 Extract Extract 185 STRATA培训 这一步只用自动相关 相位假定是已知的 主要参数 道范围 通常设定这个大一些来提高统计效果 时窗 应该至少2倍子波长度 子波长度 统计子波提取 不用井 186 STRATA培训 统计子波提取实例 注意子波是零相位的 因为这是已设定好的 187 STRATA培训 用井进行子波提取 188 STRATA培训 这一步用井曲线来提取子波的振幅谱和相位谱 它的好坏很大程度上信赖于之前井和地震对比的质量 主要参数 选择井时窗子波长度提取类型 常相位 用井进行统计子波提取 189 STRATA培训 它可以通过解决时域算子 描述地震合成道对应的井上的反射系数 问题来精确地提取振幅谱和相位谱 这项只有在对比非常好的情况下使用 FullWavelet选项 190 STRATA培训 通过与地震道之间的互相关 用统计方法准确地计算子波的振幅谱和相位谱 相位谱可以粗略的记作一个常值 这个方法比FullWavelet要稳定 尤其是井震对比不是太好的情况下 一般把它作为默认选项 ConstantPhase选项 191 STRATA培训 计算相位谱的流程 1 用统计子波提取方法提取子波 不用井 2 对提取的子波用一系列的常相位旋转 3 对每一个相位旋转后的子波 生成合成记录道与地震道做对比 4 选择得到最大相关系数的相位 192 STRATA培训 这一项应用了RoyWhite White R E andSimm R 2003 Tutorial Goodpracticeinwellties FirstBreak21 75 83 发明的一个算法 提取方法与FullWavelet方法相似 另外 还会生成一个鉴定结果允许用户估算子波提取中的误差 RoyWhite选项 193 STRATA培训 FullWavelet 如果井对比很好 各方法提取的子波会比较相似 ConstantPhase RoyWhite 194 STRATA培训 子波提取中的一个基本问题 用井提取子波前 必须优化对比结果 把它做好 要合理地应用对比 子波必须已知 子波提取流程 1 用统计子波提取一个初始的子波 这意味着子波的相位近似已知 2 对曲线进行拉伸与地震对齐 3 用井数据提取一个新的子波 4 再重复第 2 和 3 步多次得最终结果 195 STRATA培训 对子波判别非常有用的相关窗口 当前井时移后的最大相关 建议时移 只有在没做拉伸前使用 两侧是平行对称的说明没有剩余相位误差 196 STRATA培训 如果有多口井 一个很好的判别方法是Multi wellAnalysis 197 STRATA培训 相关图展示了每一口井的相关系数 它可以用来标记不好的井 在接下来子波提取中进行删除 Multi wellanalysis 198 STRATA培训 练习4 Blackfoot 子波提取练习 这个练习 对一个新数据体作反演 这个数据来自加拿大西部的Blackfoot 印地安人种族 地区 整块三维有13口井 这些井已经加载到GEOVIEW数据库 第一步就是打开那个数据库 选择数据库 blackfoot wdb 点击Database Open 在GEOVIEW窗口 199 STRATA培训 GEOVIEW井数据库 WellExplorer 窗口如下 查看任一口井 发现都有声波和密度曲线 我们已经修改了外部数据库 故需要完整退出STRATA软件 然后重新启动STRATA软件 在GEOVIEW窗口点击STRATA按钮 200 STRATA培训 启动新工区 命名为 blackfoot project 点击DataManager ImportData OpenSeismic FromSEG Y打开blackfoot3D数据 文件为 blackfoot seismic sgy 201 STRATA培训 这次利用道头中Inline Xline读地震数据 第四页 检查道头以确认InlineandXline数是正确的 如下点击DetailSpecification 202 STRATA培训 新菜单出现带有数页菜单 第一页包含测线道头的一般信息 内容如果有误可以修改 点击Next 两次得到第三页 203 STRATA培训 这页显示Inline和Xline字节位置 第四页允许观测实际道头数值 各道头正确点击OK按钮采用标准的SEGY格式 204 STRATA培训 扫描后 观测系统几何Geometry页显示如下 点击Ok加载数据 205 STRATA培训 井到地震成像是正确的因为在GEOVIEW软件中井的X Y坐标已经设置好 点击Ok 在WellToSeismicMap菜单 STRATA窗口中的地震显示 206 STRATA培训 观测井的位置在STRATA窗口点击View BaseMap 底图为 207 STRATA培训 修改参数如下显示Xline42测线 208 STRATA培训 在显示中插入不同的井曲线 点击眼球 eyeball 图标出现菜单 修改参数菜单中Insert页如右图 然后点击Apply可看到下图 在加载密度曲线后 点击Cancel 参数菜单 恢复显示声波曲线 209 STRATA培训 现在读进层位 点击Horizon ImportHorizons FromFile 选择文件 blackfoot horizons txt 这文件有两个层位 以自由格式 FreeFormat 210 STRATA培训 下一页定义有两个层位 最后一页 点击层位名 然后点击 Displayselectedfile 按钮便可以确定格式参数 211 STRATA培训 层位文件格式 如左图插入参数 改变层位名字 212 STRATA培训 层位读进后下一步将对每口井进行对比 实际上所有井已经做过对比 检查其中一口井 点击井well 08 08 然后点击Edit按钮 点击Well Edit CorrelateWell 213 STRATA培训 在eLog窗口 点击Correlatebutton 点击Ok 在ExtractCompositeTrace菜单 利用缺省值提取复合地震道 214 STRATA培训 先看一下 对比比较差 点击Wavelet DisplayCurrentWavelet看缺省的子波 但是在提取更好子波前不应做决定 215 STRATA培训 提取统计子波点击Wavelet ExtractWavelet Statistical 设时间窗口为800to1200ms 而Inlin