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专利名称：用正交地震道资料寻找岩性异常体的方法
技术领域：
本发明涉及油气勘探开发的地震勘探技术领域，特别是涉及一种用常规二维地震资料寻找岩性异常体的方法。把常规地震资料转换成正交地震道资料以寻找岩性异常体。本方法属于石油勘探二维地震资料解释技术领域(国际分类G01V 1/28)。
背景技术：
目前，利用地震勘探技术寻找岩性异常体主要有三种方法①地震反射模式判别法根据某区建立的层序地层模式预测砂体可能发育的场所和类型，然后结合地震相分析，根据剖面上地震反射结构识别特殊岩性体的存在；②地震-地层模型判别法在构造、断裂复杂区，地震剖面上难以确定地质构造和岩性的横向变化时，可先建立地质模型，然后输入不同参数获得理论地震剖面，并与实际地震记录进行比较以验证地质模型的正确性，并选择合理地震解释方案，以寻找可能的岩性异常体；③地震反演地层剖面判别法该方法用计算机处理技术，将反映(界面)特征的地震反射剖面直接转换成反映地下地层特征的波阻抗剖面，结合现场实际钻井结果进行解释对比，从而达到寻找岩性异常体的目的。这三种方法都要求岩性异常体的厚度大于或等于1/4λ时才具有可操作性。而当岩性异常体的厚度小于1/4λ时(常规地震纵向能分辨的最小厚度极限为1/4λ，λ为地震波波长)，在常规地震剖面或波阻抗剖面上不能产生可分辨的地震响应。二维地震勘探中，反射波振幅是一个极为重要的参数，它是在常规地震剖面上进行构造解释和油气识别(包括亮点、暗点、平点等)的重要依据。用正交地震道寻找岩性异常体也基于振幅参数的变化。正交地震道的优越性在于它能在一定程度上突出反映常规二维地震资料不能分辨的部分(即处于零交叉位置�：恼穹畔�)。因此，将正交地震道和常规二维偏移地震资料相结合进行对比解释，理论上二者的综合纵向分辨率可达到1/8λ。在实际工作中，有时厚度小于1/4λ但大于1/8λ的地层中可能包含了良好的储集砂体或油气层等重要的油气信息，由于在常规地震剖面上不能够进行识别和分辨，因而会漏掉可能的岩性油气藏。

发明内容
本发明目的是提供一种用正交地震道资料寻找岩性异常体的方法，使异常体的厚度在小于1/4λ但大于或等于1/8λ时，仍然可以用正交地震道结合常规二维地震资料进行综合解释，以识别可能的砂体或油气层所形成的岩性异常体。克服了二维地震资料在岩性异常体厚度小于1/4λ但大于或等于1/8λ时不能分辨的问题。本办法能揭示更丰富的地层信息，可以捕捉厚度小于1/4λ但大于或等于1/8λ的油气层与围岩所形成的岩性异常体，以发现油气田。
正交地震道能突出分辨常规偏移地震资料中模糊信息的原理将常规偏移地震资料进行90°相移滤波得到正交地震道的同时，地震子波由零相位子波变为不对称子波，子波波形的差异是正交地震道能突出分辨常规偏移地震资料中�：畔⒌墓丶�。通常，一个零相位子波是用有相等峰值振幅的许多零相位正弦波合成的。在保持振幅谱和频率成分不变的情况下，可以用修改相位谱来改变子波的形状。其中，线性相位移等同于子波的一个常数时移，子波的波形不变。而常数相位移则改变了子波的形状。其中90°相位移将零相位子波转换为不对称子波(附图1(a)(b))。一个实地震道经过90°相移滤波后，变成其正交地震道。在常规偏移地震资料中的波峰和波谷，在其正交地震道上变为零交叉(zero crossing)，而在常规偏移地震资料中的零交叉在其正交地震道上变为波峰和波谷。因此正交地震道能突出反映常规偏移地震资料中处于零交叉位置的朦胧的、�：恼穹畔�(附图2)。这是用正交地震道寻找岩性异常体的前提和基础。将正交地震道和常规偏移地震资料进行对比解释，理论上二者的综合纵向分辨率可达到1/8λ。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是以常规二维偏移地震道为基础的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于该方法主要由三部分组成①计算正交地震道打开计算正交地震道的菜单，输入二维地震数据，获得正交地震道数据体。
②二维地震振幅交互对比在地震剖面解释窗口，将剖面按变密度方式显示，选择或编辑色标的原则是用丰富的色彩来代表剖面上不同的振幅值，开两个地震剖面解释窗口，二者显示参数一致，地震数据体分别选择二维偏移地震数据和正交地震道数据，在正交地震道剖面上选择一个存在振幅异常的相位，把该相位的中心线及其相当的位置(异常不存在时)作为一个地震层位，并以此为依据展开对二维正交地震道剖面的对比。
③提取平均振幅成图-显示振幅异常区打开提取平均振幅的菜单，选择地震层位上下时间间隔一致的窗口作为提取平均振幅的参数，将提取出的平均振幅进行输出，在双狐软件或Earthvision等作图软件中把该层的平均振幅值进行网格化，在平面图中显示出振幅异常区，该振幅异常区为岩性异常体的分布范围，该异常体是否为油气的地质属性需要结合井资料、区域地质资料或辅以其他手段进行综合论证。
下面进一步描述本发明的较好方案，以在landmark工作站地震解释系统上进行实施本方法的三个部分进行再说明①、计算正交地震道正交地震道基于常规偏移地震资料。由landmark主菜单(OpenWorks 2003 Command Menu)→Applications→PostStack/PAL→选择二维地震工区→按Launch…键→进入PostStack Family 2003{二维地震工区名}主菜单→在Input Data选择输入二维地震数据(segy格式)或已经生成的二维地震数据(2v2文件)→在Output Data创建输出文件名(为9个字符的Vertical格式)→Processes→Attributes→Instantaneous→Quadrature Trace→运行Run，结束后即完成对常规偏移地震资料(segy格式文件)的正交地震道计算，或把已经存在的实地震数据(2v2格式文件)转换成正交地震道数据(2v2格式文件)。
②、二维地震交互对比解释由landmark主菜单(OpenWorks 2003Command Menu)→Applications→Seisworks→2D进入SeisWorks2003，选择二维地震工区。在地震剖面解释窗口，地震剖面按变密度显示，纵向比例可选15.49cm/second-30.98cm/second之间，横向比例可选32.28trace/cm-10.76trace/cm之间，以便能清楚地表现出正交地震道剖面与偏移地震道剖面上振幅的不同变化。色标的选择、编辑以尽可能丰富的色彩来表现剖面上不同的振幅值为原则(或选择色标中的dipazim)。开两个地震剖面解释窗口，分别置于左右屏，二者的显示参数一致。地震数据体分别选择偏移地震数据和正交地震道数据。把常规偏移地震剖面和其正交地震道剖面上目的层段的振幅值进行观察、对比，在正交地震道剖面上选择一个有可能存在振幅异常的相位(波峰或波谷)，并把该相位的中间线作为一个地震层位h，假定其双程反射时间为T0毫秒，那么在常规偏移地震剖面上进行振幅对比层位hl(对应波峰或波谷的中间线)的双程反射时间近似为T0+10毫秒。并将这两个层在剖面上进行对比解释。如果二者横向上没有明显的振幅差异，则说明该处附近正交地震道较常规地震道能突出分辨的部分与常规地震道能分辨部分的地层岩性横向变化不大，如果二者的振幅有明显的差异，比如在偏移地震剖面上的某一位置为一波谷的连续反射，而在其正交地震道剖面的相应位置为一波谷的断续反射或向某一方向消失，我们就认为在正交地震道上存在振幅异常，可以间接说明正交地震道剖面较常规地震剖面能突出分辨部分的地层岩性横向上存在着变化。仅用偏移地震剖面无法识别该岩性体，而正交地震道剖面却可以突出反映它。把正交地震道剖面上的异常振幅的中心线和与其相当的位置(异常不存在时)作为一个地震层位进行解释，并在二维地震测线上进行追踪对比，在SeisWorks/Map窗口可以显示出该异常的大致平面范围。
③、提取平均振幅并进行平面成图由landmark主菜单(OpenWorks2003 Command Menu)→Data→Management→Seismic Project Manager→Horizons进入提取平均振幅的StratAmp 2003主菜单，选择二维地震工区和正交地震道数据，再选择输入的地震层位和命名输出的平均振幅层位，计算输入层位上下各1毫秒-15毫秒范围内某一时间窗口的平均振幅值(时窗越�。谄矫嫔峡袒恼穹斐７植记阶既�)。把平均振幅作为一个层位从工作站输出，在双狐软件或Earthvision作图软件中把该层的平均振幅值进行网格化，即可显示出异常振幅的平面分布范围，再结合井资料和区域地质资料来确定该异常的地质属性，或辅以其他方法进行验证。
本发明有益效果是在地震勘探中，反射波振幅是一个极为重要的参数。在上下地层厚度大于或等于1/4λ地震纵向可分辨的前提下，在常规地震剖面上可以形成波阻抗界面，表现为波峰或波谷。而当地层中存在的岩性尖灭体或油气层的厚度大于1/8λ但小于1/4λ时，在常规地震剖面上不会产生可分辨的地震响应。单纯的正交地震道其纵向可分辨的极限厚度虽然也为1/4λ，但由于正交地震道能突出反映常规地震道零交叉位置�：恼穹畔�。因此，正交地震道与常规地震道二者结合起来，其综合的纵向分辨率理论上可达到1/8λ。把正交地震道某层振幅的横向变化与常规地震资料中相应层位的振幅进行对比解释，找出正交地震道剖面上的振幅异常(所谓的“振幅异常”只是相对于常规偏移地震剖面而言，其相位的宽度并不代表可能的岩性异常体的厚度，但其反射的强弱却可以间接反映上下地层岩性差异的横向变化)。其平面上的振幅异常区，即为岩性异常体的分布范围。本发明以这一原理为依据，实现确定岩性异常体的分布范围，寻找可能存在的油气藏。所以本办法有以下效果1、根据常规偏移地震资料和其正交地震道资料上振幅信息的差异来识别岩性异常体。由于正交地震道能突出分辨常规地震资料处于零交叉位置�：�、朦胧的振幅信息，从而可以揭示更丰富的地层信息。二者综合的纵向分辨率理论上可达到1/8λ。当岩性异常体厚度小于1/4λ但大于1/8λ时，在常规地震剖面上不会产生可分辨的地震响应，但在正交地震道剖面上可以将其�：�、朦胧的信息突出反映出来。把常规偏移地震剖面和其正交地震道剖面上相关层位的振幅值进行对比解释，在正交地震道剖面上寻找可能的振幅异常，其平面上的振幅异常区，就是可能的岩性异常体的分布范围。在实际工作中，有时小于1/4λ但大于1/8λ的地层中可能包含了储集砂体或油气层等重要的油气信息，由于在常规地震剖面上不能够进行识别和分辨，因而会漏掉可能的岩性油气藏。而结合正交地震道资料则克服了单纯用常规二维地震资料不能分辨厚度小于1/4λ但大于1/8λ地层的不足。
2、在仅有常规偏移地震资料的情况下，针对有利的目的层段，利用本发明办法可以进行大规模岩性异常体的搜索，速度快，成本低廉。
3、本办法实施简便，易于掌握，操作简单，实用价值大。对油气层厚度小于1/4λ但大于1/8λ的岩性油气藏的勘探，具有重要的意义。


附图1(a)中的下图为零相位地震子波的波形，其上图是该地震子波的相位谱。附图1(b)中的下图为不对称地震子波的波形，其上图是该地震子波的相位谱。两幅图进行对比，说明图(a)中的零相位的地震子波的波形和其相位谱，该子波经过90度相移滤波变成不对称子波，其波形和相位谱都发生了改变，变成图(b)中的子波波形和相位谱。
附图2是正交地震道与实地震道对比图。图中A为正交地震道能突出分辨实地震道的部分；B为最大正振幅；C为最小负振幅。
附图3为塔里木盆地满南地区的一条剖面MD04-152，该剖面过塔中32井，塔中34井为投影(距该测线5.7km)。图中绿色的框内为志留系内幕反射对比情况，可以看出在常规偏移地震剖面中，塔中32、34井的蓝色相位(波谷)是连在一起的(将该层命名为地震Tg42反射层，处于该蓝色波谷的中心线，为了显示蓝色相位的变化，未标出具体的位置。它是正交地震道剖面上地震Tg43反射层的对比层位，并且，从地震反射双程时间来看Tg43≈Tg42-10毫秒)，没有什么区别，而在其正交地震道剖面上，塔中32井处于蓝色相位的边缘，该井在志留系下砂岩段发现1.1m的油气显示，经用VSP速度在正交地震道剖面上进行标定，其位置就在蓝色相位上。塔中34井在塔中32井志留系相应显示段无油气显示，在MD04-152的正交地震道剖面上相当于塔中34井投影的位置也没有蓝色相位的异常显示，从两口井实钻资料来看，塔中32井油气显示段为三角洲河口坝沉积，物性较好，塔中34井在对应井段为三角洲平原相，物性较差。可以认为，在志留系内幕层段的物性差异和含油气性的差异是造成正交地震道剖面上两口井异常显示差异的主要原因。
附图4是满南地区志留系内幕振幅异常平面分布图。该图为志留系内幕地震Tg43反射层上下5毫秒平均振幅平面变化图，图中深色曲线圈闭的范围为志留系内幕的振幅异常区，也即志留系内幕有利的岩性异常体的范围。该异常区的面积为1400平方公里。从图中可以明显看出，塔中32井处于该振幅异常区的边缘，而塔中34井则处于该异常区之外。
具体实施例方式
实施例用基于常规偏移地震资料的正交地震道在塔中32井区发现了志留系内幕振幅异常区，即岩性异常体的分布范围。
塔里木盆地塔中32、34井区志留系为由北向南抬升的单斜，背斜构造不发育。1995年，该区钻探的塔中32井以志留系沥青砂岩剥蚀圈闭为目标，该井在志留系3791.71-3792.81井段发现了1.1米的油气显示。其中，油浸0.77米、油迹0.33米。第二年又在该井东南5km志留系沥青砂岩剥蚀圈闭的高部位钻探了塔中34井，结果未发现任何油气显示。从两口井的钻探结果来看，志留系剥蚀圈闭缺乏有效的盖层。在MD04-152测线志留系的上倾方向，志留系最终被上覆层-石炭系剥蚀殆�。肯档撞棵挥心嘌业扔行Ц遣悖な抵玖粝盗で嗌把野慈Ρ詹荒苄纬捎行У挠推Ρ�。塔中32井的油气显示应为受岩性控制所形成的岩性油气藏的一部分。虽然从区域沉积角度和地质方面上对该区评价较高，但在常规地震剖面上难以找到可供钻探的目标，制约了该区的勘探进程。2004年在该区部署了31条二维地震测线，以落实用从前老测线作出的三个志留系内幕地层超覆圈闭显示，经对2004年常规偏移地震资料进行解释成图，证实三个志留系内幕超覆圈闭均不存在。后来，笔者用正交地震道资料在塔中32井志留系下倾方向识别出了志留系内幕的振幅异常区(面积为1400平方公里)，即志留系内幕岩性异常体的分布范围，它是志留系内幕岩性油气藏有利的勘探目标区。实际操作过程是一、计算正交地震道正交地震道基于常规偏移地震资料。由landmark主菜单(OpenWorks 2003 Command Menu)→Applications→PostStack/PAL→选择mn2d二维地震工区→按Launch…键→进入PostStack Family 2003{mn2d}主菜单→在Input Data选择输入已经生成的二维地震数据文件mn2d.2v2→在Output Data创建输出文件名quadratur→Processes→Attributes→Instantaneous→Quadrature Trace→运行Run，结束后即把已经存在的实地震数据(2v2格式文件)转换成正交地震道数据(quadratur.2v2格式文件)。
二、二维地震交互对比解释由landmark主菜单(OpenWorks 2003Command Menu)→Applications→Seisworks→2D进SeisWorks2003，选择mn2d二维地震工区。在地震剖面解释窗口，地震剖面按变密度显示，纵向比例选择23.23cm/second，横向比例选择32.28trace/cm，本区剖面显示的色标选择dipazim。开两个地震剖面解释窗口，分别置于左右屏，二者的显示参数一致。地震数据体分别选择偏移地震数据mn2d.2v2和正交地震道数据quadratur.2v2。把常规偏移地震剖面和其正交地震道剖面上目的层段的振幅值进行观察、对比，在正交地震道剖面志留系内幕反射选择一个存在振幅异常的相位波谷(其地震反射层为Tg43)，该层在塔中32井处的双程反射时间为2900毫秒，在常规偏移地震剖面上进行振幅对比的层位(地震反射层为Tg42)的双程反射时间为2910毫秒。并将这两个层在剖面上进行对比解释。后者在MD04-152常规偏移地震剖面上塔中32井及塔中34井(投影)的位置为一连续的波谷反射，并在上倾方向被石炭系剥蚀。而在MD04-152正交地震道的对应层位(Tg43)为一断续的波谷反射，相对于常规偏移剖面则存在明显的振幅异常，在志留系的上倾方向，塔中32井处于该异常的边缘位置，在相当于塔中34井的投影处则不存在振幅异常。我们认为在正交地震道上存在的振幅异常，可以间接说明正交地震道剖面较常规地震剖面能突出分辨部分的地层岩性横向上存在着变化。仅用偏移地震剖面无法识别该岩性体，而正交地震道剖面却可以突出反映它。把正交地震道剖面上的异常振幅的中心线作为一个地震层位(地震Tg43反射层)进行解释，并在二维地震测线上进行追踪对比，在SeisWorks/Map窗口可以显示出该振幅异常在二维测线上的分布情况。
三、提取平均振幅并进行平面成图由landmark主菜单(OpenWorks2003 Command Menu)→Data→Management→Seismic Project Manager→Horizons进入提取平均振幅的StratAmp 2003主菜单，选择二维地震工区和正交地震道数据quadratur.2v2，再选择输入的地震Tg43反射层和命名输出的平均振幅层位Tg43_5(即Tg43反射层上下5毫秒的平均振幅)，计算输入层位上下各5毫秒的平均振幅值。把该平均振幅作为一个层位从工作站输出，在Earthvision作图软件中把Tg43_5层的平均振幅值进行网格化，即可显示出异常振幅的平面分布范围，再结合井资料和区域地质资料来确定该异常的地质属性，或辅以其他方法进行验证塔里木盆地塔中32井区可能被漏掉的岩性油气藏。
在MD04-152正交地震道剖面上，经塔中32井VSP速度标定，该井处志留系内幕的振幅异常中包含了1.1米的油气显示段，进一步说明该异常与油气或良好储集砂体的反映相吻合。经在正交地震道剖面上对该振幅异常进行追踪，发现该异常区在平面上的轮廓面积达1400km2，很可能是志留系内幕的一个大型岩性油气藏，具有良好的勘探前景。
权利要求
1.一种应用于石油勘探领域的、以常规二维偏移地震道为基础的正交地震道寻找岩性异常体的方法，寻找地层厚度小于1/4λ(λ为地震波波长)但大于或等于1/8λ的岩性异常体，找到岩性异常体以发现可能的油气藏，本办法在工作站地震解释系统(软件)上实现，其特征在于该方法主要由三部分组成，①计算正交地震道打开计算正交地震道的菜单，输入二维地震数据，获得正交地震道数据体；②二维地震振幅交互对比在地震剖面解释窗口，将剖面按变密度方式显示，选择或编辑色标的原则是用丰富的色彩来代表剖面上不同的振幅值，开两个地震剖面解释窗口，二者显示参数一致，地震数据体分别选择二维偏移地震数据和正交地震道数据，在正交地震道剖面上选择一个存在振幅异常的相位，把该相位的中心线及其相当的位置(异常不存在时)作为一个地震层位，并以此为依据展开对二维正交地震道剖面的对比；③提取平均振幅成图-显示振幅异常区打开提取平均振幅的菜单，选择地震层位上下时间间隔一致的窗口作为提取平均振幅的参数，将提取出的平均振幅进行输出，在双狐软件或Earthvision等作图软件中把该层的平均振幅值进行网格化，在平面图中显示出振幅异常区，该振幅异常区即为岩性异常体的分布范围，然后结合井资料和区域地质资料来确定该异常区的含油气属性。
2.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于所述的计算正交地震道是常规偏移地震资料，由landmark主菜单(OpenWorks 2003 Command Menu)→Applications→PostStack/PAL→选择二维地震工区→按Launch…键→进入PostStack Family 2003{二维地震工区名}主菜单→在Input Data选择输入二维地震数据(segy格式)→在Output Data创建输出文件名(为9个字符的Vertical格式)→Processes→Attributes→Instantaneous→Quadrature Trace→运行Run，结束后即完成对常规偏移地震资料(segy格式文件)的正交地震道计算，转换成正交地震道数据(2v2格式文件)。
3.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于所述的二维地震交互对比解释是由landmark主菜单(OpenWorks 2003Command Menu)→Applications→Seisworks→2D进入SeisWorks2003，选择二维地震工区，在地震剖面解释窗口，地震剖面按变密度显示，纵向比例可选15.49cm/second-30.98cm/second之间，横向比例可选32.28trace/cm-10.76trace/cm之间，开两个地震剖面解释窗口，分别置于左右屏，二者的显示参数一致，地震数据体分别选择偏移地震数据和正交地震道数据，把常规偏移地震剖面和其正交地震道剖面上目的层段的振幅值进行观察、对比，在正交地震道剖面上选择一个存在振幅异常的相位(波峰或波谷)把正交地震道剖面上的异常振幅的中心线和与其相当的位置(异常不存在时)作为一个地震层位进行解释，并在二维地震测线上进行追踪对比，在SeisWorks/Map窗口可以显示出该异常的大致平面范围。
4.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于所述的提取平均振幅并进行平面成图是由landmark主菜单(OpenWorks2003 Command Menu)→Data→Management→Seismic Project Manager→Horizons进入提取平均振幅的StratAmp 2003主菜单，选择二维地震工区和正交地震道数据，再选择输入的地震层位和命名输出的平均振幅层位，计算输入层位2毫秒至30毫秒(即该层上下各1毫秒-15毫秒之间)某一时窗的平均振幅值，把平均振幅作为一个层位从工作站输出，在双狐软件或Earthvision作图软件中把该层的平均振幅值进行网格化，显示出异常振幅的平面分布范围。
5.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于二维地震数据为segy格式的偏移地震数据。
6.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于二维地震数据为已经加载后生成的供常规二维地震解释的偏移地震数据体。
7.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于正交地震道剖面上的振幅异常为波峰。
8.如权利要求1所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于正交地震道剖面上的振幅异常为波谷。
9.如权利要求1-8所述的正交地震道寻找岩性异常体的方法，其特征在于提取平均振幅值时，可以选择输入层位的时间窗口，其范围在2毫秒-30毫秒之间。
全文摘要
本发明属于石油勘探二维地震资料解释技术领域，把常规地震资料转换成正交地震道资料以寻找岩性异常体，寻找、发现油气田的方法，分为三步1.计算正交地震道；2.二维地震交互对比解释；3.提取平均振幅并进行平面成图，显示振幅异常区。可根据常规偏移地震资料和正交地震道资料上振幅信息的差异来识别岩性异常体，二者的综合纵向分辨率可以达到1/8λ。当岩性差异的地层厚度小于1/4λ但大于1/8λ时，可以用本办法识别出岩性异常体。结合钻探等其它手段进行核实，以发现油气田。
文档编号G01V1/28GK1603860SQ200410088559
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者李毓丰 申请人:中国石油天然气股份有限公司