文庫發(fā)布：strata手冊

STRATA地震反演工作室1Hampson-Russell軟件服務(wù)公司STRATA工作室理論與實踐2002年3月20日(周三)2STRATA課程概覽反演簡介褶積模型遞推反演基于模型反演稀疏脈沖反演稀疏脈沖-基于模型反演練習1-楔型模型練習

2-Erskine

三維模型初始化初始猜測模型check-shot校正測井曲線校正練習3-Erskine三維測井校正測井記錄內(nèi)插練習4-Erskine

從三維模型中去除水平層位子波提取練習5-Blackfoot-工區(qū)啟動反演參數(shù)練習

6-Blackfoot-反演3反演簡介地質(zhì)模型地質(zhì)模型地震響應地震響應模擬算法反演算法正演模型反演模型輸入:處理:輸出:反演即正演模擬的逆過程.反演至多能夠得到與正演模擬算法相當?shù)男Ч?正演模擬比較簡單.目前這種技術(shù)是很成熟的,即對于任意給定的一個模型,它只能產(chǎn)生唯一的地震響應.反演則頗為復雜:有些正演模擬不存在反演過程,同時一種地震響應可能會源自多種地質(zhì)模型.了解反演之前,我們必須首先了解正演.4地震反演的方法的分類如上圖所示.STRATA只是利用振幅值進行疊后反演,而不用其時間值.疊后反演包括有限帶寬、稀疏脈沖和基于模型反演.反演簡介5反演簡介所有的反演算法都存在多解性的問題.這意味著形成地震響應的地質(zhì)模型可能不止一個.解決多解性的唯一途徑是利用來自地震資料以外的信息.通常這些信息來自于以下兩方面:初始猜測模型最終結(jié)果的約束條件也就是說,最終的反演結(jié)果取決于地震方面的數(shù)據(jù)和其它方面的信息.6褶積模型地震道的褶積模型如下:

地震道=子波*反射系數(shù)+噪聲

上式中*代表褶積.上式成立的假設(shè)條件是:地震道是零偏的疊后數(shù)據(jù).沒有多次波.沒有AVO效應.噪音是隨機的白噪音,與地震道不相關(guān),即沒有相關(guān)噪音.子波是常量,沒有時變性.地震數(shù)據(jù)已經(jīng)做過偏移,每個地震道只與其下方的反射系數(shù)序列有關(guān).7褶積模型地震道的褶積模型如下:

地震道=子波*反射系數(shù)+噪聲8褶積模型頻率域中,褶積等于反射系數(shù)相位譜和子波相位譜的乘積.通常來說,這意味著地震道會丟失高頻段和低頻段的信息.反演即嘗試著來恢復這些丟失的信息.恢復這些信息的方法取決于反演算法.9褶積模型上式只有垂直入射,即忽略

AVO效應,時才成立..如果地震數(shù)據(jù)包含著

AVO異常,反演就會(錯誤地)將AVO歸結(jié)于速度和密度的變化,而不是泊松比的變化.因為反射系數(shù)取決于密度和速度的乘積即波阻抗,而不單單取決于二者之一,所以疊后反演不能單獨地求解密度或速度.通過反演只能夠得到波阻抗.其中:第i個界面的反射系數(shù)定義如下:10褶積模型系數(shù)

a和b可以利用工區(qū)中的井資料通過最小二乘法求得.

注意:對Gardner公式兩邊取對數(shù)使之線性化.STRATA提供的最終的反演結(jié)果是一系列的波阻抗曲線.STRATA通過廣義Gardner公式求得速度,即對上式兩邊求對數(shù):當測井曲線被加載到STRATA之后,下式中的系數(shù)a,b就可以通過菜單來修改.創(chuàng)建密度測井曲線對正演模型而言,需要已知速度和密度.而密度通常是得不到的.

STRATA想用Gardner公式來計算密度:當

Gardner公式用于正演模型后,反演模型將會自動地采用與之相同的系數(shù).如果正演模型中采用真實的密度值,我們可以由波阻抗求出相應的速度值,所以將實際的密度和速度用于上式,我們就可以求得系數(shù)a和b.注意:疊后反演不能夠確定波阻抗的變化是來自于速度的變化還是密度的變化,或者是二者的變化.

STRATA假設(shè)波阻抗的變化來自于二者的共同變化.11遞歸反演從第二層開始,每層的波阻抗可以通過下式遞歸地得到:第i+1層的波阻抗能從第i層的波阻抗求得:遞歸反演也稱有限帶寬反演,是最簡單的反演算法.反射系數(shù)定義如下:12理想狀態(tài)下運用遞歸反演,我們可以得到:遞歸反演13遞歸反演遞歸反演中的一些問題:確切地說,地震道代表反射系數(shù).但地震子波不能直接獲得.井曲線都已經(jīng)過正確標定.反射系數(shù)必須在-1和+1之間.地震道允許有任意的振幅.遞歸反演

假設(shè)絕對標定的正確性.Therecursiveinversionformulaassumesthattheabsolutescalingiscorrect.由于波阻抗從上向下通過遞歸求得,所以誤差從上到下存在積累的過程.換句話說,底部的誤差比頂部的誤差大很多.這種累積誤差的最大影響在于它存在這種累積趨勢和它的低頻分量.Thegreatesteffectofthiscumulativeerrorisinthetrendorlow-frequencycomponentoftheanswer.正常情況下,這種趨勢很難定義,習慣于從反演結(jié)果中剔除,而用初始猜想模型的趨勢取代之.這就是STRATA所運用的原理.在遞歸反演的菜單中,用單個參數(shù)定義了低頻.因為最終的波阻抗具有與所輸入地震數(shù)據(jù)相同的頻帶,所以此過程稱為有限帶寬反演.14基于模型(方波)反演基于模型反演基于以下的褶積模型:

地震道=子波*反射系數(shù)+噪聲假設(shè):地震道已知子波已知噪聲是隨機的,與地震道不相關(guān)反射系數(shù)是與地震道擬和的最好的反射序列.也就是說,如果我們能找到一個反射系數(shù),它與子波的褶積可以最大限度地近似于實際的地震道,那么這個反射系數(shù)就是我們的最佳選擇.在實際中,首先要建立一個起始猜測模型,然后經(jīng)過一系列步驟來改進它,以便提高它與實際地震道的擬和程度.地震道圖示:地震子波如圖示:初始猜想模型的波阻抗示意圖:15基于模型(方波化)反演第一步:對初始猜測模型的波阻抗曲線進行方形濾波.第二步:用塊化的波阻抗和已知的地震子波進行褶積形成地震合成記錄:第三步:將得到的合成記錄與真實的記錄相比較.第四步:改變方波化波阻抗的振幅和厚度來提高它與真實波阻抗的擬和程度:重復上述步驟直到達到理想的結(jié)果.16基于模型(方波化)反演使用錯誤子波反演,情形如下:使用正確子波反演,情形如下:基于模型反演中存在的一些潛在的問題(1)反演對子波的過分依賴性:17基于模型(方波化)反演基于模型反演中存在的一些潛在的問題:解的非唯一性.對于給定的一個子波,以下的結(jié)果都可以很好地與地震道擬和:18稀疏脈沖反演稀疏脈沖反演假定只有那些大的脈沖才有意義.通過檢驗地震道來確定大脈沖的位置.

稀疏脈沖反演假設(shè)反射序列是由一系列大的脈沖疊加而成的,這些大的脈沖以若干小的脈沖為背景:19稀疏脈沖反演通過基于模型反演算法來確定波阻抗塊的振幅???Theamplitudesoftheimpedanceblocksaredeterminedusingthemodel-basedinversionalgorithm.稀疏脈沖反演每次建立一個脈沖反射序列.逐步地增加脈沖,不斷地迭代,直到與真實的合成記錄擬和得足夠精確:20稀疏脈沖反演稀疏脈沖反演只在有地震記錄波峰(谷)的地方輸入脈沖.Putseventsonlywheretheseismicdemands.力求建立最簡單的與實際數(shù)據(jù)相匹配的模型.通常這種反演得到的地震記錄的同相軸較實際的少.Oftenproducesfewereventsthanareknowntobegeologicallytrue???.不要過多地依賴初始猜測模型.基于模型反演只能根據(jù)初始猜測模型輸入地震道.能夠得到與初始猜測模型最相近的模型,同時與地震數(shù)據(jù)相符.與只用地震數(shù)據(jù)相比,基于模型反演能夠得到高分辨率的結(jié)果.存在非唯一性解.反演結(jié)果取決于初始模型.21練習1:楔型模型啟動GEOVIEW程序,出現(xiàn)上面的窗口.GEOVIEW是個測井曲線的數(shù)據(jù)庫,也是其它Hampson-Russell程序的啟動界面.如果曾運行過GEOVIEW,打開GEOVIEW界面就會看到上次的井數(shù)據(jù)庫.本練習是關(guān)于一個楔型模型的反演.目的是練習最簡單情形時反演的基本步驟.點擊Database菜單下的New項,創(chuàng)建一個新的GEOVIEW數(shù)據(jù)庫.22命名新的數(shù)據(jù)庫為“workshop_database”,如下所示:練習1:楔型模型點擊

STRATA按鈕,啟動STRATA:選中

StartaNewProject:新工區(qū)命名為“wedge_project”:

23在STRATA界面,點擊選項Seismic讀入地震道,如下所示:選擇文件菜單中的文件“wedge.sgy”,接著點擊

Next>>.練習1:楔型模型24該菜單有一系列指定數(shù)據(jù)格式和幾何結(jié)構(gòu)的選項.我們將在下頁指定結(jié)構(gòu)為“CDP(矩形)”.實際上,這是一個二維測線,我們要按三維測線來讀入.兩次點擊Next>>按鈕后,界面如下:點擊Ok默認以上的選項.我們將在后面的練習中看到更為詳盡的參數(shù)選擇.練習1:楔型模型25現(xiàn)在我們來看楔型模型.本練習的目的是對此模型進行反演.首先,我們需要將井曲線和所拾取的水平層位相結(jié)合起來,創(chuàng)建一個地質(zhì)模型.練習1:楔型模型先將該數(shù)據(jù)體的有關(guān)井曲線讀入GEOVIEW.井資料包括ASCII格式的單井聲波測井曲線.回到GEOVIEW窗口,點擊LoadLogs/SingleLog加載井曲線:26之后,點擊<NewWell>創(chuàng)建一個新的井位來存放要加載的測井曲線:這時,出現(xiàn)一個新的彈出式菜單.在Wellname處填上新的井名“wedge_well”,點擊Ok默認該井的各選項:練習1:楔型模型創(chuàng)建了新井之后,選擇井曲線的類型和設(shè)置文件格式,如圖所示:而后點擊

Ok.27現(xiàn)在出現(xiàn)文件選擇菜單.選中“wedge_log.txt”文件如下所示:練習1:楔型模型當我們指定文件格式為“GeneralASCIIfile”時,右圖的界面就會出現(xiàn).點擊DisplayFile按鈕,讀取文件.28ASCII格式的文件如下所示:改變下圖所示的參數(shù),而后點擊OK.練習1:楔型模型29接著,點擊Ok確認.如果不想加載另一口井的曲線,點擊

No按鈕.這時GEOVIEW窗口會出現(xiàn)一個圖標,標志著該井曲線已被讀入.雙擊“wedge_well”圖標,右圖所示的界面出現(xiàn),你可以看到剛才讀入GEOVIEW的井曲線.練習1:楔型模型30在STRATA窗口中,點擊Database菜單下“WellMapTableMenu”來插入我們所需的井.井在Xline45處.如下圖所示,在Xline項填上45,點擊Ok:練習1:楔型模型31這樣“wedge_well”就被插在楔型模型中,但是,井曲線可能與地震數(shù)據(jù)的相關(guān)性不太好.如圖所示,點擊Well/Edit/CorrelateWell:在井列表中選擇wedge_well,點擊Edit:練習1:楔型模型32井相關(guān)窗口如下.點擊Correlate按鈕做井相關(guān):平均井眼附近的地震道提取單井綜合地震記錄.系統(tǒng)默認的參數(shù)是平均了井眼附近+/-1道的所有地震記錄.點擊

Ok,選取默認的參數(shù).練習1:楔型模型33現(xiàn)在,井相關(guān)窗口顯示出以下各項:

藍色標識的一條合成記錄(地震子波).紅色標識的真實的綜合地震記錄.黑色標識的原始的地震記錄.再做井相關(guān)之前,我們需要計算出一個較好的地震子波.練習1:楔型模型34用作地震記錄的默認子波稱為“currentwavelet(當前子波)”.

Thewaveletwhichisbeingusedforthesyntheticisadefaultwaveletcalledthe“currentwavelet”.點擊Wavelet/DisplayCurrentWavelet就會看到默認的子波:該子波是一個頻率為5/10-50/60的帶通濾波器.點擊Frequency按鈕,子波的頻域和時域響應顯示如下:練習1:楔型模型35現(xiàn)在,我們來抽取一個統(tǒng)計子波,它并不用來與井擬和.根據(jù)地震數(shù)據(jù)的頻率響應創(chuàng)建一個零相位的子波.點擊

ExtractWavelet/Statistical:子波提取的菜單中,首頁是用于設(shè)置分析窗口.在此,我們默認這些選項.雙擊Next>>.練習1:楔型模型36后面的學習中,我們還會討論上頁中的默認參數(shù).點擊

Ok就可以提取統(tǒng)計子波了.所提取的子波如左圖所示.點擊Frequency標簽,驗證它的頻率響應.練習1:楔型模型37剛提取出的子波自動生成為“當前子波”.這意味著它要與井曲線做相關(guān)來擬和地震綜合記錄.你將注意到藍色的地震道有些許改變.同時,下圖菜單的底部,紅色標記顯示出的子波的名字也被改變了.井相關(guān)的過程就是連接地震子波(藍色)的點和相應的地震道的點(紅色),使之達到最大相似.點擊鼠標的左鍵,連接右邊的四個地震道.當你做到下面這一步時,點擊Stretch按鈕:練習1:楔型模型38井相關(guān)與checkshot做校正相類似.基于此,以下兩個菜單用于設(shè)置checkshot校正的參數(shù)表.我們在后面會詳細討論這些參數(shù).此處我們點擊Ok,默認其值.練習1:楔型模型39從下圖你可以看到拉伸過的地震子波與地震數(shù)據(jù)擬和的更好.所以,我們能夠通過井與地震數(shù)據(jù)的相關(guān)來提取更好的子波.點擊ExtractWavelet/UseWell:接著,選擇列表中的wedge_well,不斷地點擊Next>>直到最后點擊OK.練習1:楔型模型40新提取的子波與前面得到子波極為相似,如右圖:但是,點擊Frequency標簽后,我們發(fā)現(xiàn)有一個小的相位校正.練習1:楔型模型41點擊Ok,完成校正.接下來的窗口顯示出一個新的聲波相關(guān)井,命名為P-wave_correlated,點擊Ok:點擊File/ExitWindow:練習1:楔型模型42接下來我們要插入地震層位,對初始猜測模型進行內(nèi)插.點擊

Horizon/Pickhorizons:在層位選擇窗口中,默認層位名字,點擊Ok.練習1:楔型模型43STRATA窗口的底部顯示出層位拾取的選項,如下圖:練習1:楔型模型44將鼠標點到150ms

附近的波峰處,拾取第一層位:點擊鼠標左鍵,就會自動地執(zhí)行左右重復拾取同相軸.

Theeventwillbepickedtotheleftandrightautomatically:點擊NewHorizon開始拾取第二個水平層位:將拾取模式設(shè)置為“Left&RightRepeat”.練習1:楔型模型45該層位名字默認為Horizon2.點擊Ok:將位置設(shè)置在頂部的波谷,點擊鼠標提取層位2.同樣地,拾取楔型模型底部450ms附近的波峰、波谷層位，如下圖所示.點擊Ok存儲所拾取的層位.練習1:楔型模型46點擊STRATA窗口中的Model/Build/RebuildaModel,通過井曲線和上面提取的四個層位來建立初始猜測模型:首先設(shè)置新模型的名字,此處我們?nèi)∠到y(tǒng)的默認名字.以下各步驟我們均取默認的數(shù)值,不斷點擊Next>>,直到最后點擊OK,這時新的模型就建好了.彩色的初始猜測模型顯示在楔型數(shù)據(jù)之后.練習1:楔型模型47點擊Invert/Bandlimited,開始做反演:練習1:楔型模型反演菜單中,我們修改輸出數(shù)據(jù)體的名字為“bandlimited”如下圖所示:48練習1:楔型模型點擊Ok,反演結(jié)果顯示如下:點擊Invert/ModelBased,我們來進行第二種反演模式:49將輸出數(shù)據(jù)體的文件名設(shè)置為“model_based”:接受其它的默認選項,求取基于模型的反演結(jié)果:練習1:楔型模型50右圖顯示出我們所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)體:點擊Project/Save存儲該工區(qū).點擊File/ExitProject退出STRATA.練習1結(jié)束.練習1:楔型模型51練習2:Erskine

三維初始化本練習中,我們將要對加拿大西部的一個三維地震體進行反演.第一步,將單井數(shù)據(jù)讀入到GEOVIEW數(shù)據(jù)庫中.在GEOVIEW窗口中,點擊LoadLogs/GroupofLogs:格式菜單出現(xiàn)后,點擊<NewWell>如下所示:52將該井命名為“erskine_well”,然后點擊Ok:練習2:Erskine三維初始化與上一個聯(lián)系不同的是,這次的井文件采用LAS格式,所以井的格式菜單處選擇LAS(如下圖所示),點擊Ok:53在文件列表中選擇文件“erskine_log.las”而后點擊Ok.練習2:Erskine三維初始化上式窗口出現(xiàn),可以看到LAS格式的單井聲波文件.點擊

Ok讀入單井聲波曲線.54將井讀入

GEOVIEW后,雙擊圖標“erskine_well”:Erskine聲波測井曲線顯示如右圖所示.練習2:Erskine三維初始化55將新的工區(qū)命名為“erskine_project”選擇“StartaNewProject”:練習2:Erskine三維初始化第一步,點擊Seismic/OpenSeismicfromFile,將3D地震體讀入STRATA:選擇文件“ersk3d.sgy”然后點擊

Next>>:現(xiàn)在我們在STRATA中啟動一個新的工區(qū)對erskine數(shù)據(jù)體進行反演.在GEOVIEW界面中點擊STRATA,啟動STRATA程序.56接下來,我們來設(shè)置關(guān)鍵的共反射點集CDP(矩形).這就意味著地震道被組織成一系列

Thismeansthatthedataisorganizedasaseriesofinlineswiththesamenumberoftracesineachone.雙擊

Next>>接受所有默認選項.到了最后一頁,確定每個縱測線(inline)上的橫向測線(cross-line)數(shù)目.此處填上“155”.用總的道數(shù)除以cross-line的數(shù)目就能得到Inlines的數(shù)目.點擊Ok加載地震體.練習2:Erskine三維初始化57在井的列表中插入

erskine_well

如下所示.注意:因為wedge_well不屬于該組地震體,所以

標示“Unused”.在

Inline項填入“24”,而后畫圖,得到下面的界面:練習2:Erskine三維初始化58現(xiàn)在我們需要一系列水平層位來建立初始猜測模型.首先提取單個層位,隨后輸入前面我們拾取好的一些層位.點擊

Horizon/Pickhorizons:取默認的名字“Horizon1”,點擊

Ok.練習2:Erskine三維初始化59如前所述,在將選取的層位附近點擊鼠標來拾取層位:由于這是個3D數(shù)據(jù)體,左圖會顯示出inline方向的拾取時間.練習2:Erskine三維初始化60通過利用所拾取的單個inline,程序會自動地對整個3D數(shù)據(jù)體進行水平層位拾取.拾取菜單中,所有項均取默認值:點擊

Ok,開始自動拾取數(shù)據(jù)體.從拾取圖中我們可以看出起始的兩個inlines有些潛在的問題.練習2:Erskine三維初始化點擊Options/AutomaticPicking.61在STRATA窗口的上部填入2,inline2就會顯示出來.

從下圖可以看到局部部位出現(xiàn)起跳.點擊鼠標,手動調(diào)整誤差:練習2:Erskine三維初始化62再來做自動拾取.點擊AutomaticPicking,我們會發(fā)現(xiàn)原來的自動拾取選項都已更新,現(xiàn)在依據(jù)手動拾取來進行:點擊Ok得到新的結(jié)果.這次手動提取有助于指導整個地震體的自動拾取.Notethatpickingthesecondinlinemanuallyimprovedthemodeltoguidetheautomaticpicking:練習2:Erskine三維初始化63接下來,輸入拾取的層位.首先,刪除剛才拾取的層位:點擊Ok去掉層位.練習2:Erskine三維初始化點擊Horizon/Importhorizon輸入層位:64在文件列表中,選取5個文件:erskine1.pik

到

erskine5.pik:練習2:Erskine三維初始化文件類型為

DefaultGeoquest:點擊Next>>,在該頁上默認所有選項,而后點擊OK,讀入拾取的層位.65層位讀入后,

STRATA顯示如下:練習2:Erskine三維初始化66點擊Ok,看到下圖所示的拾取時間.練習2:Erskine三維初始化點擊Horizon/DisplayHorizon,可以看到輸入的層位:菜單出現(xiàn)后,選擇erskin4來顯示.67點擊Model/Build/RebuildaModel,建立初始模型來反演.在建模的菜單中,將模型的名字設(shè)為“Model_1”,選取erskine_well用于反演,其余皆選取默認值.練習2:Erskine三維初始化68建好模型后,STRATA窗口會顯示出內(nèi)插模型和地震道集.注意由于還未作井相關(guān),層位erksine3與高阻抗的碳酸巖相關(guān)的并不好.練習2:Erskine三維初始化69初始猜測模型由波阻抗測井曲線來建立初始猜測模型.波阻抗測井曲線通常由實際的聲波測井曲線與密度測井曲線相乘而得.Theinitialguessmodelforeachtraceconsistsofanimpedancelog.必須用雙程走時來測量波阻抗,原始的測井值是深度域的.時深轉(zhuǎn)換是非常關(guān)鍵的一步:70

初始猜測模型深時轉(zhuǎn)換通過時距曲線實現(xiàn).時距曲線圖中,每個深度對應著一個雙程走時(從地表到該深度然后又返回到地表的時間):71初始猜測模型其中,

ti

為聲波到達第i層的時間;

dj

為第j層的深度;

Vj為第j層的速度.注意:到達該層的時間取決于以上各層的速度,包括第一層到地表的速度V1.V1通常情況下得不到,可以通過外推首層速度得到.Thetimetoaneventdependsonallthevelocitiesabovethatlayer,includingthefirstvelocitytothesurface,V1.Thatvelocityisunknownandisusuallyapproximatedbyextrapolatingthefirstmeasuredvelocitybacktothesurface:深-時關(guān)系可以通過下式用聲波測井速度來求得:72初始猜測模型如果井為定向井,深度必須從補心高度校正到基準面.

Ifthewellisdeviated,itmustbecorrectedtoverticalandthecorrectionmadefromKBtodatum:DM:從補心(KB)起測得的深度DV:從補心(KB)起的垂直深度DS:從基準面算起的垂直深度T:從基準面算起的雙程時間73初始猜測模型由聲波測井計算得到的深-時關(guān)系所建立的波阻抗模型一般不能夠正確地約束地震數(shù)據(jù),這是因為:地震基準面與測井基準面不同.第一層層平均速度未知.聲波測井速度在走時計算過程中產(chǎn)生累積誤差.Theeventsontheseismicdatamaybemispositionedduetomigrationerrors.頻率相關(guān)吸收和短周期多波使得地震道的時間受到拉伸;Theseismicdatamaybesubjecttotimestretchcausedbyfrequency-dependentabsorptionandshort-periodmultiples.以下方法可以提高善深-時關(guān)系的精度:應用checkshot校正.進行手動井校正,使之與地震道相關(guān).CheckShot校正

checkshot表由一系列實際的雙程走時組成,一個時間對應一個深度:74初始猜測模型CheckShot校正由聲波測井得到的深-時表經(jīng)過不斷的修正,足以達到所需要的checkshot時間.Thedepth-timetablecalculatedfromthesoniclogmustbemodifiedtoreflectthedesiredcheckshottimes:75初始猜測模型線性內(nèi)插:直接用值線連接相鄰采樣點Honorsthepointsexactlywithstraightlinesegmentsbetween樣條內(nèi)插:用平滑的曲線連接相鄰的采樣點Honorsthepointsexactlywithsmoothcurvesbetween多項式內(nèi)插:用最小二乘優(yōu)化法來平滑曲線CheckShot校正校正曲線上點的內(nèi)插有以下三種方式可供選擇:Theinterpolationofpointsonthedriftcurveusesoneofthreeoptions:76初始猜測模型CheckShot校正改變深-時曲線意味著可能輕微改變原始的聲波測井曲線.在STRATA中,有以下三個選項:!!!(1)將新的測井曲線的時間積分到所需的時間,整個井曲線的速度都改變.Changeallthevelocitiesintheloginsuchawaythatthenewlogwillintegratetoexactlythedesiredtimes.注意:這牽涉到對首層測深的速度的漸變問題,通過這樣來處理整體的時移,將地震道上的假反射壓制到最小.Note:Thisinvolvesarampedvelocityabovethefirstmeasureddepthtohandlethebulktimeshiftandtominimizetheeffectofspuriousreflectionsonthesynthetic.在STRATA中這項叫“Applyallchanges”.77TheInitialGuessModelCheckShot校正(2)只改變首尾兩個checkshot之間的速度Changethevelocitiesforlayersbetweenthefirstandlastdepthonly.即,第一層沒有參與漸變Thismeansthatnorampisaddedabovethefirstmeasureddepth.除了整體時移外,對該曲線進行積分.Theresultinglogwillintegratetothedesiredtimesexceptforabulktimeshift.在STRATA中,這項為“Applyrelativechanges”.78初始猜測模型CheckShot校正(3)不改變聲波曲線的速度.該結(jié)果不會積分到理想的時間,而系統(tǒng)會用另一個時深轉(zhuǎn)換表.Theresultinglogwillnotintegratetothedesiredtimes,butGEOVIEWandSTRATAwillusethenewdepth-timetable.該選項保留了原始的反射系數(shù).Thisoptionhastheeffectofmaintainingtheoriginalreflectioncoefficientsforsyntheticcalculations.這就是STRATA中的“Changedepth-timetableonly”.79初始猜測模型注意:本例中的時間拉伸之大是不切合實際的.Note:Thetimestretchesinthisexampleareunrealisticallylarge.CheckShot校正內(nèi)插方式不同,得到的聲波曲線也可能大不相同:80初始猜測模型井相關(guān)井相關(guān)是進行手動校正深-時曲線,使初始猜測模型與實際地震道達到最優(yōu)化擬合的過程.井相關(guān)在checkshot校正后進行,只是進行小的改變.LogCorrelationshouldbeappliedafterthecorrection,andisideallyasmallchange.與checkshot校正一樣,井相關(guān)也是在改變深-時關(guān)系.井相關(guān)就是在子波與反射系數(shù)褶積后的合成記錄上選取同相軸并且在實際的地震道上選取相應的同相軸.LogCorrelationconsistsofselectingeventsonthesynthetictraceandthecorrespondingeventsontherealtrace.因為地震記錄要用于反演,子波的選擇是非常關(guān)鍵的.81練習3:Erskine

三維井相關(guān)這次練習來做erskine地區(qū)的井相關(guān).點擊

Well/Edit/CorrelateWell:菜單中選擇“erskine_well”相關(guān):82在井相關(guān)的窗口中,點擊Correlate:接受地震道抽取的默認選項,它是從erskine地區(qū)的三維體中按照橫向和縱向+/-1來抽取地震道.Onthecompositetraceextractionmenu,acceptthedefault,whichistoextractthecompositetracefromthe3dvolumeusing+/-1inlineandcrossline:練習3:Erskine三維井相關(guān)83井相關(guān)界面如下所示:第一步,提取一個新的子波.由于還未作井相關(guān),只能提取統(tǒng)計子波,該子波為零相位,且保留了綜合地震記錄的振幅譜.First,extractanewwavelet.Sincetheloghasnotyetbeencorrelated,usetheStatisticalwaveletextractiontoextractazero-phasewaveletwiththesameamplitudespectrumastheseismic.練習3:Erskine三維井相關(guān)84以inline24為例設(shè)置單井的分析窗口:

Wewillsettheanalysiswindowtocontainonlythesingle,whichiscurrentlyshowingonthescreen:在最后的界面上,保持默認項Leavethedefaultvaluesonthefinalpageofthewaveletextractionmenu:練習3:Erskine三維井相關(guān)85提取的子波如下圖所示:練習3:Erskine三維井相關(guān)86在井相關(guān)的窗口中,點擊Stretch(拉伸)按鈕,對右圖所示的井點進行相關(guān).Nowcorrelatethepointsonthelogasshownontherightandclickonthebuttononthebottomofthelogcorrelationwindow.練習3:Erskine三維井相關(guān)選擇默認的參數(shù),采用樣條內(nèi)插法.ThedefaultparametersuseSplineinterpolationbetweenpointsonthedriftcurve.87選擇內(nèi)插的類型為

Linear,點擊

Apply.注意零漂曲線形狀的變化.Notethechangeintheshapeofthedriftcurve.練習3:Erskine三維井相關(guān)88改變內(nèi)插類型為Polynomial(多項式),點擊Apply.練習3:Erskine三維井相關(guān)89按下圖更改各選項后,點擊Apply.注意:選擇

Applyallchanges選項使得測井曲線的頂部增加了一段漸變的斜線.

addsaramptothetopofthesoniclog.練習3:Erskine三維井相關(guān)90最后,按下圖更改各項后點擊Apply.隨后在CheckShot窗口點擊

Ok.練習3:Erskine三維井相關(guān)91井相關(guān)界面如下.我們看到該相關(guān)系數(shù)為85%.點擊Parameters按鈕,可以看到有關(guān)參數(shù)值.練習3:Erskine三維井相關(guān)92相關(guān)參數(shù)菜單用來設(shè)置時窗,該時窗內(nèi)計算地震道與實際地震記錄的相關(guān)程度.Thecorrelationparametersmenuisusedtosetthetimewindowoverwhichthecorrelationbetweensyntheticandseismiciscalculated.點擊

CrossCorrelationPlot(互相關(guān)圖)按鈕后會看到相關(guān)函數(shù)圖.從該圖中我們可以看出時窗選得相當好,剩余子波是零相位.

toseethecorrelationfunction.Fromthisplotwecanseethatthetimetieisverygoodandthattheresidualwaveletispracticallyzerophase.練習3:Erskine三維井相關(guān)93做完井相關(guān)后,點擊Ok.出現(xiàn)下面的界面,點擊Ok確認新井命名為P-wave_correlated最后,在井相關(guān)窗口中點擊

File/ExitWindow退出.練習3:Erskine三維井相關(guān)94點擊Invert/ModelBased,用初始模型來進行基于模型的反演.在右圖所示的界面上,默認所有選項:練習3:Erskine地區(qū)三維井相關(guān)反演窗口中,設(shè)置輸出體名字為“model_based”,選擇

Inline的范圍,使之只覆蓋

Inline24單道:95單一測線反演完成后,結(jié)果如下所示:Whentheinversionofthesinglelinehascompleted,theresultshouldlooklikethis:練習3:Erskine三維井相關(guān)96誤差圖是評價反演結(jié)果的一種方法.該圖顯示反演結(jié)果與原始的數(shù)據(jù)的差別.點擊“眼睛”圖標,查看誤差圖.OnewaytoevaluatethequalityoftheinversionresultistocreatetheErrorPlot.Thisisthedifferencebetweenthesyntheticcalculatedusingtheinversionresultandtheoriginaldata.Toseethisplot,clickontheiconontheinversionresultwindow.在該菜單中,將TraceDataVolume設(shè)置為“model_basedderivedSyntheticError”點擊Apply,顯示出誤差圖.練習3:Erskine三維井相關(guān)97誤差圖按照與輸入數(shù)據(jù)相同的比例進行標定.從下圖看到,誤差很小,反演得到的模型可以較好的擬合地震記錄和井曲線.TheErrorPlotisscaledatexactlythesamescaleastheinputdata.Thefactthatthereisverylittlecoherenterrorindicatesthatthederivedmodelisaveryfaithfulrepresentationoftheseismicdata.練習3:Erskine三維井相關(guān)98初始猜測模型井的內(nèi)插給模型加載一個單井,來建一個均勻的水平模型Addingasinglelogtothemodelcreatesauniformhorizontalmodel:99初始猜測模型注意:拾取單個同相軸只是對每道上的井產(chǎn)生一個整體的時移.Asinglepickedeventsimplyproducesabulktimeshiftonthelogforeachtrace.等同于對單點進行checkshot校正.Thisisequivalenttoapplyingacheckshotcorrectionwithasinglepoint.井的內(nèi)插拾取一個同相軸指導井的內(nèi)插Pickingasingleeventguidestheinterpolationofthelog:100初始猜測模型井的內(nèi)插拾取一個不同的同相軸會引起不同的時移.Pickingadifferenteventcausesadifferentshifttobeapplied:101初始猜測模型井的內(nèi)插拾取兩個或多個同相軸等同于對每個地震道進行可變的check-shot校正.拾取的兩個同相軸之間的部分被拉伸或壓縮.Pickingtwoormoreeventsisequivalenttoapplyingavariablecheck-shotateachtrace.Thematerialbetweenthetwopickedeventsisstretched/squeezed.102初始猜測模型井的內(nèi)插使兩個拾取的同相軸收斂即為尖滅.Apinch-outishandledbyforcingthetwopickedeventstoconverge:103初始猜測模型斷層處理STRATA目前還不能處理斷層.但是,可以通過拾取斷層兩邊的同一個同相軸或拾取斷層面來模擬斷層效應.currentlydoesnothandlefaults.However,theeffectmaybesimulatedbypickingthesameeventonbothsidesofthefault,andpickingthefaultplaneaswell:104初始猜測模型井的內(nèi)插當不止一個井加載到模型中時,結(jié)果要用反距離加權(quán)的方法來進行內(nèi)插.Whenmorethanonewellisenteredintothemodel,theresultsareinterpolatedusinginverse-distanceweighting:105初始猜測模型其中:一般情況下:井的內(nèi)插假設(shè)

L1

和L2為輸入井,計算輸出井

Lout.輸出井即為兩個輸入井的線性組合:Lout=w1*L1+w2*L2權(quán)重與輸入井和目標點之間的距離成反比:106初始猜測模型井的內(nèi)插多井的反距離內(nèi)插可以通過拾取同相軸來引導:Usingpickedeventswithmultiplelogsforcestheinversedistanceinterpolationtobeguidedbythepickedevents:107初始猜測模型增加拾取同相軸的一般原則:(1)必須在整個測線范圍內(nèi)拾取同相軸.程序會自動補上漏掉的同相軸.

Pickedeventsmustbepresentacrosstheentiresurvey.Missingpickswillbeinterpolatedbytheprogram.(2) 只能拾取確認的同相軸.

Onlypickeventswhichyouaresureof.(3) 拾取大的同相軸,而不是細微的軸.

Pickthelargescalestructure,notthefinedetails.(4) 通常,常規(guī)解釋過程中所拾取的同相軸都能滿足STRATA所需要的精度.

Usually,theeventspickedduringconventionalinterpretationarepreciselywhatSTRATAneeds.井的內(nèi)插注意有無拾取同相軸時的不同的內(nèi)插結(jié)果.Notethedifferencebetweeninterpolationwithandwithoutpickedevents:108Exercise4:從Erskine地區(qū)三維

模型中去除層位

本練習中,我們要檢驗從Erskine地區(qū)的三維模型中去除層位,即用更少的層位所造成的影響.點擊

Build/RebuildaModel創(chuàng)建一個新的模型,除了三個層位沒用之外,與第一個模型一樣.Inthisexercise,wewillexaminetheeffectofusingfewerhorizonsinthemodelforErskine.Wewantanewmodel,identicaltothefirst,exceptthatthreeofthehorizonsarenotused.在建模的菜單上,選擇從已存在的模型中創(chuàng)建一個新模型的選項,該模型命名為“2_horizons_model”.

Onthemodelbuildingmenu,selecttheoptiontocreateanewmodelfromtheexistingmodel.Giveitthename“2_horizons_model”.除了從所選擇的層位列表中去掉三個層位外,別的參數(shù)都不變.Useallthesameparameters,butremovethelast3horizonsfromtheSelectedHorizonslist.109現(xiàn)在可以看到兩個STRATA界面.第一個模型是原來的.第二個模型只用了層為1和2.注意另外兩個層位也畫了出來.Thesecondmodelusesonlyhorizons1and2.Notethattheothertwohorizonsarestillplotted.Exercise4:從Erskine地區(qū)三維

模型中去除層位110點擊Invert/ModelBasedonthesecondSTRATAwindow對第二個模型做基于模型反演.除了輸出體命名不同外,參數(shù)都與前面的相同.Wewillusethesameparametersasbeforeexceptforthenameoftheoutputvolume:Exercise4:從Erskine地區(qū)三維

模型中去除層位111除了層位3附近的少許不同,反演結(jié)果與前面的非常相似.反演1:反演2:Exercise4:從Erskine地區(qū)三維

模型中去除層位112做二者的誤差圖.可以看出反演2的誤差稍微高一些,誤差趨向于一邊.Maketheerrorplotfromthetworesults.Youcanseethattheerrorisslightlyhigherforthesecondinversionandthatittendstobelocalizedatoneside.反演1:反演2:Exercise4:從Erskine地區(qū)三維

模型中去除層位113以下顯示出楔形模型的對比:Thenextslideshowsthesamecomparisonforthewedgemodel.原始模型:以下是在楔形模型的基礎(chǔ)上去掉層位的結(jié)果:Thismodelwascreatedbydeletingthehorizonatthebaseofthewedge:Exercise4:從Erskine地區(qū)三維

模型中去除層位114原始模型及反演去掉層位后的反演115褶積模型是所有反演的基礎(chǔ):

地震道=地震子波*反射系數(shù)+噪聲

頻率域內(nèi),褶積則為乘積的關(guān)系.子波提取反演相當于地震道除以地震子波,得到反射系數(shù):

反射系數(shù)=地震道/地震子波頻域內(nèi)窄頻段的子波限制了信息的獲取范圍.Thenarrowbandwaveletrestrictstheavailablerangeofinformationinthefrequencydomain.116在有限頻率范圍內(nèi),相位譜通?？山茷橐粭l直線.直線的截距是子波的常數(shù)相位旋轉(zhuǎn),它是子波的最佳表征.直線的斜率標示著子波的時移.Theinterceptofthelineistheconstantphaserotationwhichbestcharacterizesthiswavelet.Theslopeofthelinemeasuresthetime-shiftofthewavelet.地震子波完全由它的振幅譜和相位譜來定義:TheWaveletisdefinedcompletelybyitsamplitudespectrumanditsphasespectrum:子波提取117使用“極性約定菜單”可以設(shè)置極性約定:ThepolarityconventionissetusingtheSyntheticPolarityConventionmenu:子波提取另一個默認的約定便是:聲阻抗的增加在零相位的地震數(shù)據(jù)上代表一個波谷.Thealternateconventionisthatanincreaseinacousticimpedanceisrepresentedasatroughonzero-phaseseismicdata:極性的約定:極性約定是一個特殊的子波相位問題.默認的約定便是:聲阻抗的增加在零相位的地震數(shù)據(jù)上代表一個波峰.AspecialwaveletphaseissueisthePolarityconvention.Thedefaultconventionisthatanincreaseinacousticimpedanceisrepresentedasapeakonzero-phaseseismicdata:118子波提取地震子波在時間和空間上都存在著變化,即具有時變性和空變性,這是基于以下幾個原因:Waveletsintheearthvarybothlaterally(spatially)andtemporallyforavarietyofreasons:近地表效應(空變)Nearsurfaceeffects(spacevariant)頻率吸收(時變和空變)Frequency-dependentabsorption(spaceandtimevariant)層間多次波(時變和空變)Inter-bedmultiples(spaceandtimevariant)NMO拉伸處理過程中的人為因素ProcessingartifactsSTRATA假定子波是常數(shù),不隨時間和空間變化:時間不變性:這意味著反演就是在有限的時窗內(nèi)求最優(yōu)化的波阻抗Timeinvariant:Thismeansthattheinversionisoptimizedforalimitedtimewindow.空間不變性:這意味著去除子波的空變后被最優(yōu)化處理.Spaceinvariant:Thisassumesthatthedatahasbeenprocessedoptimallytoremovespatialvariationsinthewavelet.119子波提取通常,許多方法有可以用來提取子波.STRATA中用了以下幾種:Ingeneral,avarietyofmethodscanbeusedforwaveletextraction.SomeareavailableinSTRATA.(1)僅用地震數(shù)據(jù)估計地震子波的振幅譜.假設(shè)相位譜已經(jīng)從別的渠道得知.子相關(guān)autocorrelation最大熵譜分析maximumentropyspectralanalysis交互譜分析crossspectralanalysisSTRATA中統(tǒng)計子波的提取用自相關(guān):Statisticalwaveletextractionusestheautocorrelation(2)單獨使用地震數(shù)據(jù)估算振幅譜和相位譜

Estimatebothamplitudeandphasespectrafromtheseismicdataalone.最小熵子波估計高階力矩法higherordermomentsSTRATA不用這種方法,因為STRATA認為該方法不可靠.(3)使用給定的測量數(shù)據(jù)估計振幅譜和相位譜

Estimatebothamplitudeandphasespectrausingdeterministicmeasurements.海洋信號marinesignaturesVSP分析STRATA中,以ASCII文件形式讀入外部子波120子波提取(4)用地震和測井資料估算振幅譜和相位譜

Estimatebothamplitudeandphasespectrausingbothseismicandwelllogmeasurements. STRATA中用測井資料提取全子波.(5)用地震資料和測井資料估算振幅譜和常數(shù)相位譜

STRATA中用測井資料提取常數(shù)相位子波.STRATA中提取子波的方法:第一步,是否用測井資料來估算子波的相位.關(guān)鍵是看測井資料與地震資料的相關(guān)性是否好.通常情況下,必須首先進行手動校正測井曲線.Thecriticalissueforthisdecisionishowwellthelogstietheseismicdata.Usually,manualcorrelationmustbedonetoalignthelogsfirst.121子波提取主要參數(shù):道范圍(通常設(shè)置為較大值以增加統(tǒng)計所用的道數(shù))Tracerange(usuallysetthislargetoincreasestatistics)時窗(至少應該為子波長度的兩倍)子波長度(取決于層厚和分辨率,層厚一般取200ms,薄層取50~100ms).1提取統(tǒng)計子波(不用井資料):這個過程只是通對地震道進行自相關(guān)計算子波的振幅譜,并假設(shè)已知子波的相位.122子波提取2用測井資料提取子波:123子波提取此方法用測井資料估算子波的振幅譜和相位譜.效果取決于測井曲線和地震道的相關(guān)程度.主要參數(shù):選擇要用的井(只用標定效果好的井)道范圍(距井的距離)時窗子波長度用測井資料提取子波:124子波提取3用測井資料計算單一常數(shù)相位值該方法使用地震道的自相關(guān)計算子波的振幅譜,與統(tǒng)計子波提取方法中一樣,用測井資料計算子波的相位譜,并且相位譜被近似為一個單一的常數(shù)譜.Thisprocedurecalculatestheamplitudespectrumofthewaveletusingtheautocorrelationoftheseismictraces,exactlyasinthestatisticalprocedure.Thephasespectrumisapproximatedasasingleconstantvalue,usingthewelllogs.這種方法比較穩(wěn)定,特別是測井資料與地震數(shù)據(jù)的相關(guān)性較差時.Thisprocedureismorerobustthanthefullphasespectrumcalculation,especiallywhenthetiebetweenlogsandseismicispoor.計算相位的步驟:(1)用統(tǒng)計子波提取方法計算子波(不用井資料). (2) 對所提取的子波進行一系列的常相位旋轉(zhuǎn)

(3) 用每一次旋轉(zhuǎn)后的子波計算合成道,并且與地震道進行相關(guān).(4) 選出與地震道產(chǎn)生最大相關(guān)值的相位旋轉(zhuǎn)125子波提取子波提取中的問題:用井提取子波時,必須首先求出測井曲線之間的最優(yōu)化相關(guān)Toextractawaveletusinglogs,anoptimumcorrelationmustbedonefirst.正確地相關(guān)必須以子波已知為前提Toperformcorrelationproperly,thewaveletmustalreadybeknown.實際子波提取的流程:用統(tǒng)計子波提取來確定一個初步的子波,假設(shè)子波的近似相位已知.拉伸或壓縮測井曲線來標定地震道.使用新的測井曲線來提取新的子波.重復第(2)、（3）步，直到提取的子波達到要求為止.126練習5:Blackfoot工區(qū)的反演本練習中,我們將反演一個來自加拿大西部的Blackfoot的數(shù)據(jù)體.該數(shù)據(jù)體有13口井來約束3維地震體.這些井以被加載到GEOVIEW數(shù)據(jù)庫中.第一步,打開數(shù)據(jù)庫.選中數(shù)據(jù)庫“blackfoot.wdb”在GEOVIEW界面中點擊

Database/Open:127雙擊任一個圖標,你會發(fā)現(xiàn)每口井都包括一條聲波測井曲線和一條密度測井曲線.因為我們已經(jīng)更改了數(shù)據(jù)庫,所以必須將SATRATA程序完全關(guān)閉.

然后,點擊在GEOVIEW中點擊STRATA啟動該程序.練習5:Blackfoot工區(qū)的反演GEOVIEW窗口如下所示:128建立一個新工區(qū):命名為“blackfoot_project”:練習5:Blackfoot工區(qū)的反演打開segy文件(blackfoot三維數(shù)據(jù)體包含在該文件中):該文件名字為“blackfoot.sgy:”129現(xiàn)在我們要做的是用Inline數(shù)和

Xline數(shù)將地震道記錄頭讀入文件.Thistimewearegoingtoreadthefileusingthenumbersfromthetraceheaders:下一步,點擊DetailSpecification按鈕(如下圖)來檢查道頭以確認Inline數(shù)和

Xline數(shù)是否無誤.

Onthesecondpage,wewishtoexaminetheheaderstomakesurethattheInlineandXlinenumbersarecorrect.Todothat,clickonDetailSpecificationasshownhere:練習5:Blackfoot工區(qū)的反演130一系列窗口顯示出來.首頁包括道頭的一些常規(guī)信息.這些均可以修改.點擊Next>>,到第二頁.

Anewmenuwillappearwithaseriesofpages.Thefirstpagecontainsgeneralinformationfromthelineheader.Notethatthiscanbemodifiedifitiswrong.ClickNext>>togetthenextpage.練習5:Blackfoot工區(qū)的反演131第三頁給出了Inline數(shù)和

Xline數(shù)的字節(jié)位置.ThethirdpageshowsthebytelocationoftheInlineandXlinenumbers.第四頁如右圖所示.如果所有數(shù)據(jù)均合適,點擊ＯK按鈕接受SEGY標準格式．Thefourthpageallowsyoutoviewtheactualnumbers.Sinceeverythingisokhere,clickontheOKbuttononthismenutoacceptthestandardSEGYformat.練習5:Blackfoot工區(qū)的反演132測線的幾何結(jié)構(gòu)如下圖所示.雖然Inline數(shù)和

Xline數(shù)已經(jīng)正確無誤,但還未設(shè)置坐標,所以仍需一些修正.

TheGeometrypagewilllooklikethis:TheInlineandXlinenumbershavebeenreadcorrectly,butsincenocoordinateshavebeenread,westillneedtomakesomemodifications.改變Spacing和Orientation為紅色方框內(nèi)所示,然后我們注意到Inlines方向改變?yōu)橛晌飨驏|的方向.NowtheInlinesareoriente