表面描点技术的改进的制作方法

专利名称：表面描点技术的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及在地震处理中所用的表面描点技术的改进。
在地球科学领域中，地球物理学家采用“地震反射”技术来反映(image)底层土的结构。
这些技术包括在地表面发射声信号，并且当其在地质层的边界处连续反射之后将其记录下来。
这些地层构成底层土，意在创建所述底层土的几何模型。
通常为了创建底层土的几何模型，特别是在勘探石油沉积层时，最常用的方法之一就是“3D探测”方法。
这包括在水平面内沿着坐标X，Y的网格分配发射器和接收器。
这种方法的结果是底层土的三维图像，构成以时间或深度的函数来采样的记录格式，时间或深度以Z表示。
这些记录的每一个都被称为“轨迹”，其表示与具有坐标Xi，Yj的点Pij在一条直线上的垂直线。
这种三维探测可以获得一个体积(volume)，其维度是两个几何轴X，Y，和代表时间或探测深度Z的一个轴。
除了这些空间维度(X，Y和垂直轴Z)之外，物理学家对许多其他量也很感兴趣，特别是-用于形成体积的源/接收器间距或者入射角。直到最近，这一间距(偏移)才几乎经常降低到0，并且通过增加恒定距离的作用(contribution)得到体积，从而提高信噪比。现在根据多种偏移或角度的部分求和允许地球物理学家通过一类距离或角度进行分析。
-时间。利用接收器/发射器的相同网络，可以及时连续地进行多个地震探测；比较探测的数据例如可以了解在储集层开发的情况下流体状态的变化。
-地震波的类型。传感器能够同时记录压缩波(P波)和剪切波(S波)；这两类波到达时间之比与波传播通过的介质的特性有直接关系。
-速度。时间或深度迁移包括在考虑速度场时偏移探测体积的点，在这些过程中所使用的速度可能会受到干扰，并且其构成额外的分析维度。为了更新速度模型，例如，申请人已经提出一个方案，其中扰动因子有规律地分布在速度模型上，并且，对于位置X，Y，将与每个迁移立方体(migrated cube)中的相同反射器相关的采样值编址。
-等。
在地球科学的许多领域中，从速度分析到储集层特性，考虑这些其他量具有根本的重要性。
依靠计算机处理能力和存储能力的提高，目前这一方案是可行的；也已经提供了适用于这一新方案的分析和判读(interpretation)工具。
当目前利用现有的工具考虑除了通常表示地震体积的三个空间维度之外的量时，数据判读相当于在针对所述量的不同值而得到的每个3D地震体积上独立进行的判读的总和。
文本WO 99/67660描述了一种用于监控底层土变化的方法。该方法包括确定位移场，利用该位移场可以将时间T测得的地震资料的采样体积变换到下一时间T测得的地震资料的场。将这种方式确定的位移场应用于第一地震体积，从而得到底层土的映像。
通过判读这种方式得到的信息必定有限。
发明本身为上述问题的解决作出有效和有创造性的贡献。
通常用于分析3D地震体积的技术是表面描点技术，该技术的实例在法国专利FR 2 657 695中给出。该专利文件涉及一种用于在三维体积中表面描点的方法，根据该方法，通过利用Peano-Hilbert曲线将表示采样参数值的体积转变为两维图像，并且将自动描点程序应用于所得到的2D图像。
当考虑除了构成3D体积(X，Y和垂直轴)的空间维度之外的额外参数，并且所述量改变时，因为待判读的反射器的特性和形状可能沿着由所述量构成的维度从一个体积变换到另一个，因此产生困难。
不同3D体积之间的相关性不一定是在映射的样品中固有的，其导致关于地球物理学家所判读的现象的选择问题。这可能会导致在表面描点中出现不连续或者偏离轨道。
本发明可以克服这些缺陷。
本发明给出考虑所有待分析的参数和考虑描述它们特性的定律的判读。
关于考虑这些量所依据的物理定律，提供的工具可以进一步验证所进行的分析的相关性。
为此，提供一种如权利要求1要求的用于处理地震资料的方法。
根据该方法，为了分析它们作为至少四维函数的目的，在这些数据的至少一个子集上进行描点和/或描点传播，所述子集对应于在三维空间或两维空间中采样的数据集合，在与其他一个或多个维度对应的一个或多个量是固定值的情况下，然后在将给定投射定律应用于通过描点和/描点传播高亮度显示的至少一个点中，以便为对应至少一个其他维度的至少一个其他量的不同值来确定与另一子集中的点相对应的点，所述另一子集对应于在同一维度采样的数据集合。
术语“投射定律”指的是计划将一个子集的点与另一个子集的点相连的定律，这一定律是对一个或多个量进行的修改的函数，其中一个或多个量对应于除了表示所述子集之外的维度。
下面更详细地给出投射定律的实例。
有利地，从某个其他子集中的至少一个投射点进行描点传播。
尤其是，优选地，交替连续地进行描点传播和投射。
同样有利地，逆投射定律应用于通过某个其他子集中的描点传播而确定的至少一个点，以便确定在至少一个子集中对应于该定律的点，其中从所述子集开始进行投射。
并且，优选在投射点上进行相关性测试，以验证相关性。
尤其是，对于已经通过在所讨论的各个子集中的描点传播而描出和/或投射和/或确定的多个点显示映射。
为了限定另一维度而改变的量优选是源/接收器偏移和/或入射角和/或探测时间和/或地震波的类型和/或迁移速度和/或考虑这些参数中至少一个的参数。
特别优选地，考虑的维度数大于四。
本发明还涉及一种对地震资料的测定进行映射的方法，其特征在于为了确定在至少四维空间中的映射而使用前述方法。
有利地，尤其是，根据已经通过描点传播而投射和/或描出和/或确定的点来确定点的邻域，所述邻域除了包括在所述点所属的二维或三维子集中该点的预定邻域中的点之外，还包括从所述点投射到其他子集中的一个或多个点，在该邻域的所有点以外的邻域中，确定优化给定标准的这些点中之一。
以另外的方式，提供一种用于判读大于三维的空间中的地震资料的方法，最初的两维空间优选但没有包含任何限制地成为空间维度(X，Y和垂直轴)。
该方法的一个特征在于其使传播相位和投射相位轮流交替，传播相位即映射在3D空间(例如，X，Y和垂直轴)中的表面的相位，而在投射过程中的目的是沿另一维度移动样品，其他所有情况相同。
此外，在空间维度的空间中进行的传播可以使可接受的位置重新取得一次-也就是说，传播满足有关原始样品的一组确认标准-由于该样品已经在N维空间中发现，因此剩余的(N-3)维再次冻结。
随着用于映射N维空间中hyper-表面的算法的过程，映射在传播和投射相位交替过程中的所有已验证的样品。
本发明的其他特征和优点将从下面的描述中更加显而易见，所述描述完全是说明性的而没有隐含任何限制，并且应当参考附图来理解，其中-

图1表示三维体积，其中已经用点标出各种已得到的地震记录迹，-图2表示与参数Xd的不同值对应的三维体积V1，V2和V3，-图3示出表面描点指导(surface pointing guide)的实例，-图4和5示出在三个三维体积V1，V2和V3中描点传播(pointingpropagation)的实例，
-图6至8示出表面描点指导的实例。
本文的其他部分假定已经在一个或多个记录(例如3D记录)周期中探测到一组地震记录迹。
根据参数的数量“N”对这些记录进行处理，以使其能够以数据格式加以利用(例如，但不一定，所记录的波的振幅值)，参数的数量最好大于3。
在本文的其他部分，这些参数称为x1，x2，xn。它们可以对应于几何维度X，Y，Z(位置和深度或时间)和/或对应于为了分析可利用的记录而要考虑的任何其他量源/接收器间距，入射角，相互采集时间(inter-acquisition time)，波的类型，速度模型增量(velocity modelincrement)等。
在第一步中，为了限定三维子空间的三个维度而从这些参数(例如x1，X2……xn)中选出三个，如果其他参数是确定的，那么可以在所述三维子空间进行常规的3D映射。
考虑的数据一般是3D地震资料的集合，每一个数据都是为了变化的一个或多个其他参数的给定值而产生，以限定额外的维度。
可以为按照这种方式，例如通过表面描点而获得的每一个3D体积进行映射。
图1示出在这样一个体积V1上进行表面描点(表面S1)的实例。
此外确定一个或多个所谓的投射或“表面描点指导”关系，所述关系意在将这些体积中之一的点与其他体积的点连接起来，并且作为对一些参数所进行的修改的函数，以便从这两个体积中的一个转换为另一个，所述参数不同于那些与表示这些体积的维度相对应的参数(x1，X2……xn)。
这些描点指导能以各种方式确定，特别是，除了作为所讨论的采样值的函数以外，还作为在对应于参数变化的方向上发生体积变化的动态描述或运动描述的函数。
描点指导还可以是根据经验给出的定律。
图2和3示出描点指导是什么的实例。
V1，V2和V3对应于针对另一参数Xd的三个不同值(这里的术语“值”是按广义的理解；X可以同样对应于可以计量的参数，以及表示除定量条件之外的条件的参数(波的类型；P波，S波等))的三个给出采样集合的3D体积，作为三个相同参数x1，x2……xn的函数。
如果S1是在体积中围绕点P1所描出的表面，那么表面描点指导是例如曲线(图3中的∏)，这条曲线可以使点P2和P3与体积V1中所描出表面上的点P1在平面(P，Xd，X1)中相连，对于相同的值X1和X2，点P2和P3理论上可以描述出体积V2和V3中的相同情况。
考虑与n-维体积有关的表面S。该表面由下式定义(i1，...，in-1)∈[1，...，N1]×...×[1，...，Nn-1] 如果点不存在或者没有定义设P(i1，…，in)表示表面S’上的一个点，d表示不同于形成预定3D体积的方向。
沿方向d与P相关的表面描点指导是应用系统(application)∏p3，其使得确定属于S的一些点成为可能，S位于由(P，Xd，Xn)确定的平面中点P的邻域。
如果已知怎样沿方向d为点P确定应用系统∏，那么怎样沿该方向使表面S从P延伸出来也成为已知。因此在传播方法中，通过不同于形成预定3D体积的方向数量使邻域的维度增加，在所述邻域可以确定应用系统∏。
应用系统∏描绘了一种曲线，该曲线表示将S描绘的映像投射到平面(P，Xd，Xn)中。所述曲线由多条线段来定义，每条线段将平面(P，Xd，Xn)中一列到另一列的S的极值连接起来。设R表示通过一条线段连接S的两个邻近点的应用系统。然后利用反比关系R-1使该线段转变为基本的表面元。
这样，应用∏使得从一个3D体积转变为另一个成为可能，以便对于选择的传播标准，用点描绘出一个体积中然后另一个体积中对应的情况。
为了确认在进行投射的体积中所采集的点，借助于指导∏有利地提供相关性测试，指导∏为例如，计算相似性和/或互相关。
可以知道，已经描述的技术可以依次在第一体积中进行表面描点，用描点指导转变到第二体积，然后在后者中重新开始表面描点。
为了完整地映射整个空间的映射，增加这种类型的组合会大大增加描出样品的可能路径的数量。
在考虑4维的分析的情况下，图4关于这一点示出了利用从一个3D体积变换到另一个的传播指导的常规2D或3D表面描点(在网格上的小箭头)的组合。
这一实例示出结合四个参数的情况，为了从一个体积变换到另一个，改变这些参数中的一个。
当然可以考虑更多的参数，以及改变几个参数。也可以改变用于确定3D体积的维度的这些参数，在所述体积中执行常规的表面描点技术。
如图5所示，例如，使用已提出的技术来防止间断性(由D提供)，所述间断性阻止体积中表面描点的连续性。
例如，在所述图5示出的实例中，在维度为X1，X2，X4的体积中进行表面描点。不连续性D阻止在所述整个体积中进行这种表面描点。然后经表面描点高亮度显示的一个或多个点被投射到与第四参数(在这种情况下是X3)的一个或多个其他值对应的一个或多个其他体积中。
在这些其他体积的每一个中再次进行常规的表面描点，以便在通过从一点反向投射回到第一体积之前避免这一缺陷，所述点由这些其他体积(点 和 )中之一进行的一个表面描点而高亮度显示。
下面给出一些可能的表面描点指导的实例。
例1考虑偏移校正的三维地震学，X1和X2是对应表面位置参数的维度，X3对应偏移参数，X4对应校正时间。沿方向X3的表面描点指导可以是ΠP3(j)=Adj(i4)]]>其中，Adj是关于表面上一点当前轨迹的信号的调整函数，i4是沿方向X4采样的值。
例2考虑沿两个方向X1和X2表示的地震体积，X1和X2对应有关地面参数的位置，且所述地震体积从探测中得到，在所述探测中，按间距Δ3有规律地采集源/接收器距离。X3表示偏移距离，X4是按间距Δ4采集的时间。
对于要映射的反射器可以利用速度映射V(i1，i2)，即从底层土的点(i1，i2，i3)传出来的波的传播速度。如果Adj表示关于表面上一点当前轨迹的信号的调整函数，那么可以使用Dix定律通过该函数在偏移方向X3(在图6中表示)上确定对于表面上一点P(i1，i2，i3，i4)的传播指导。
ΠP3(j)=Adj((i4)2×(Δ4)2+(j2-(i3)2)×(Δ3)2v(i1,i2)2)]]>这里，表面描点指导取决于底层土中的平均速度，它是所要反映的体积之外的参数。这一参数提供沿方向X3的描绘信息。
例3在通过速度扫描方法更新速度模型的范围中，初始速度通过扰动因子α改变。在各种深度迁移之后，得到在对应于扰动因子i3＝α的方向X3上采样的n个地震体积。由于速度波动是线性的，因此可以假定第一近似值，即对于位置X1，X2，与反射器相关的样品的深度X4沿方向X3从一个地震体积到另一个之间线性变化。因此，表面描点指导定义为这种类型的线性函数(在图3中表示)ΠP3(j)=Adj((i4+j-i3i3)×Δ3)]]>其中，Δ3是沿方向X3的采样间距。
当描点从一个地震体积投射到另一个，并且确认所得到的描点时，对描点指导进行修正，使其与所得到的多个描点相关。例如，三维体积中的每个新的描点构成一个新的描点指导∏。描点指导∏可以通过内插法或者回归法进行修改，使其与所得到的点相对应。在一些情况下，这可以增加地创建描点指导，或者可以从中得到体积V外部的特定变量，它们在分析上是可计量的，并且提供了关于在一个或多个方向上表面点之间的关系的描述性信息。
如已经了解的，提出的技术可以考虑现有的2D和3D传播方法，并且可以使其扩展到4维或更多维的“体积”。
因此增加了可能的延伸路径的数量，特别是对于表面描点。
要注意，投射关系或描点指导可以同样取决于描述地震环境的动力学或运动学方面的信息，以及从探测样品获得的经验信息，或者外部信息。
权利要求
1.一种用于处理地震资料的方法，其特征在于为了分析它们作为至少四维函数的目的，在这些数据的至少一个子集上进行描点和/或描点传播，所述子集对应于在三个维度或两个维度中采样的数据集合，在与其他一个或多个维度对应的一个或多个量是固定值的情况下，然后在将给定投射定律应用于通过描点和/或描点传播高亮度显示的至少一个点中，以便为对应至少一个其他维度的至少一个量的不同值来确定与另一子集中的点相对应的点，所述另一子集对应于在同一维度采样的数据集合。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于从某个其他子集中的至少一个投射点进行描点传播。
3.如权利要求1和2中任一所述的方法，其特征在于交替连续地进行描点传播和投射。
4.如权利要求2和3中任一所述的方法，其特征在于逆投射定律应用于通过某个其他子集中的描点传播而确定的至少一个点，以便确定在至少一个子集中对应于该定律的点，其中从所述子集开始进行投射。
5.如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于在投射点上进行相关性测试，以验证相关性。
6.如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于为了通过在所讨论的各个子集中的描点传播而描点和/或投射和/或确定的多个点显示映射。
7.如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于从一个子集到另一个子集改变的参数是源/接收器偏移和/或入射角和/或探测时间和/或地震波的类型和/或迁移速度和/或考虑这些参数中至少一个的参数。
8.如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于考虑的维度数大于四。
9.一种对地震资料的测定进行映射的方法，其特征在于为了确定在至少四维空间中的映射而使用如前面权利中任一所述的方法。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于根据已经通过描点传播而投射和/或描出和/或确定的点来确定点的邻域，所述邻域除了包括在所述点所属的二维或三维子集中所述点的预定邻域中的点之外，还包括从所述点投射到其他子集中的一个或多个点，在该邻域的所有点以外的邻域中，确定优化给定标准的这些点中之一。
11.如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于在已偏移校正的三维地震资料的情况下，考虑的维度包括对应表面位置参数(X1，X2)的两个维度、对应偏移参数的一个维度(X3)和对应校正时间的一个维度(X4)，沿着对应偏移参数(X3)的方向传播的定律是ΠP3(j)=Adj(i4)]]>其中Adj是关于表面上一点当前轨迹的信号的调整函数，i4是在对应于校正时间的维度(X4)采样的值。
12.如前面权利要求1至10中任一所述的方法，其特征在于考虑的维度包括对应表面位置参数(X1，X2)的两个维度、对应偏移参数的一个维度(X3)和对应时间的一个维度(X4)，其中，数据来自于按间距Δ3有规律地采集源/接收器距离和按间距Δ4采集时间的探测，沿偏移方向投射的定律是ΠP3(j)=Adj((i4)2×(Δ4)2+(j2-(i3)2)×(Δ3)2v(i1,i2)2)]]>其中V(i1，i2)是在底层土的点(i1，i2，i3)处可用的波的传播速度，Adj是关于表面上一点当前轨迹的信号的调整函数。
13.如前面权利要求1至10中任一所述的方法，其特征在于为了通过速度扫描更新速度模型，初始速度通过扰动因子(α)改变，并且在各种深度迁移之后，得到在对应于扰动因子的方向(X3)上采样的n个地震体积，考虑的其他维度包括对应表面位置参数(X1，X2)的两个维度和对应样品深度的一个维度(X4)，以及沿着对应于传播参数的方向而传播的定律具有这种类型ΠP3(j)=Adj((i4+j-i3i3)×Δ3)]]>其中，Δ3是在该维度上的采样间距，Adj是关于表面上一点的当前轨迹的信号的调整函数。
全文摘要
本发明涉及一种处理地震资料的方法。本发明的特征在于为了基于至少四维空间的分析而准备数据，其包括在所述数据的至少一个子集上利用描点和/或描点传播，所述子集对应在三维或两维空间中采集的数据集合，对应其他维度的一个量/多个量是固定值，然后在将给定投射定律应用于通过描点和/或描点传播高亮度显示的至少一个点中，以便为对应至少一个其他维度的至少一个其他量的不同值来确定与另一子集中的点相对应的点，所述另一子集对应于在同一维度采样的数据集合。
文档编号G01V1/30GK1547673SQ02816610
公开日2004年11月17日 申请日期2002年7月1日 优先权日2001年6月29日
发明者A·塔拉劳特, D·多莱代克, A 塔拉劳特, 炒 申请人:地球物理学总公司