时滞储层监控方法

专利名称：时滞储层监控方法
本申请是转让给本发明的受让人的、中请号为08/713,948的美国专利申请的后续部分申请，而且该美国专利申请的一个发明人为本发明的发明人之一。
本发明涉及油和气储层的管理，更具体地说，涉及时滞储层地震信号处理。
油田和气田的储层特征和监控是储层管理以及碳氢化合物生产的重要组成部分。有效的储层管理是各能源公司的主要目标，因为它们试图降低发现的成本、使钻孔位置最优化并增加财政收入。在这方面所做的努力中，有一种技术是时滞(time-lapse)(也叫做4D)地震监控。由于生产和开采时抽取、吹扫或注入流体，储层岩石的有效弹性性质会发生变化。利用地震方法来监控储层的变化作为时间的函数的技能可获得更好的生产位置以及加密井的位置，可使得能够确定未吹扫过的区域的位置，并可更有效地维护油、气田，这样，就提高了生产租约的总价值。
在两维方法中，在用交叉井方法检查地震监控。然而，只是定量地比较重复的结果，而且，到目前为止，两维地震勘探并不包括现代储层管理所需类型的信息(例如，参见1994年Paulsson等人的The LeadingEdge，这里，引入这篇文献做为参考)。还已经尝试过3D技术，但它们涉及复杂的模型方法并需要大量的数据处理，而未采用可从勘探本身获得的直接数据。例如，参见美国专利US4,969,130，此处，引入这篇文献做为参考。
时滞方法中的一个问题是许多条件随时间变化，而并不只是储层状态的变化。例如，在第二次勘探中的震源和接收器的位置必须与第一次勘探中的位置不同。进而，第二次海洋勘探中的潮汐可能更高或更低，就像空气和水的温度可能更高或更低一样。同样，第二次勘探中所用的震源和接收器的具体特性也会不同。除了储层状态也变化外，还会出现其它一些差别，例如，两次勘探的进行方式之间的差别。这样，就需要一种处理两次勘探的方法，由此，处理方式的差别对比较的结果并无不良影响。
例如，在收集地震数据时，用一个震源产生地震波，该地震波被地中的反射层(例如，地层界面)反射并由接收器接收。在某些情况下，震源的特征波形是尖峰信号，尽管实际上它并不完美。在它穿过地层和反射层的过程中，信号的形状改变了，而反射器所接收的反射信号因此就不再是尖峰信号或者甚至不接近尖峰信号。反褶积(Deconvolution)是一种使反射信号的形状“白化”的方法，以便再产生数据的尖峰信号的形状。
在另一个例子中，采用了一种零相位的、有限带宽的宽带信号。在这样一种情况下采用反褶积，以便消除地球造成的失真。
而在另一个例子中，在频率域中进行反褶积，加倍所有的频率采样，以便使它们达到相同的水平，这是基于这样的假设震源是一个最小相位信号，紧接着上升为一个峰，之后衰灭。通过对一系列滞后的采样多次在时间域对记录道进行自相关来做到这一点，这导致了一般是对称的子波。然后，分析子波的功率谱，以便确定对每一频率需要倍增多少次，从而使频谱变平。沿着每一记录道，并穿过记录(如此处所使用的那样，术语“记录，例如，可以选择地是指通常的接收器记录、CMP记录、通常的爆炸记录、叠加的记录道的记录，等等)以窗口的方式来进行这种方法。对各种窗口进行自相关，并对结果进行平均，以便给出谱。由这个谱来选择弄平这个谱所需的那些算子。然后，把这些算子加到用于输入的、所有的记录道上。典型的情况是，窗口大约10倍于要产生的算子的长度，并测量采样的数量。本领域中众所周知反褶积的方法以及反褶积算子的构思，而且，它并不限于上述频率域的例子。还可以在时间域中按照常规进行。例如，参见Yilmaz的Investigation in geophysics,Vol.2,Seismic Data Processing,Society of ExplorationGeophysicists(1987)，及其中所引述的那些参考文献。
在进行反褶积时，重要的是构思取决于勘探时间的反褶积算子，以便考虑特定震源的特征波形，以及数据中所出现的、设备所造成的失真。因此，已经通过采用并未用于其它勘探中的特别优化的反褶积算子来调整每一勘探中的数据。在时滞勘探中所使用的一些单独的反褶积算子之间的这种差别的结果是当两个记录相减时、在那些有差别的记录中所出现的结构。并不希望有这种结果。然而，到目前为止，尚未有人对这个问题提出一种实用的解决办法。
发明概述本发明的目的就是针对上述那些问题。
业已发现，与先前的那些成见相反，可对多组数据使用一个单个的反褶积算子，不仅没有不良后果，而且改进了地震勘探的时滞比较的处理过程的质量。因而，本发明的一个方面是提供一种对于源于同一地理区域的多组地震数据的反褶积的方法，该方法包括构思反褶积算子，这取决于源于至少两组地震数据的那些数据，其中，不是同时或者在不同日期记录所述至少两组地震数据；在反褶积处理的过程中，将所述反褶积算子加到至少两组数据上；以及进行进一步的时滞处理，以便形成不同的记录。
按照本发明的一个实施例，进行进一步的时滞处理包括提供第一地震勘探数据组中的一个第一反射波至(event)(例如，一个子波)，该第一地震勘探数据组具有第二地震勘探数据组中的一个相应的第二波至，其中，所述第一反射波至和第二反射波至代表储层中或该储层附近的地质结构的未变化的部分，而第一反射波至由一个第一组波至参数代表，第二反射渡至由一个第二组波至参数代表。其次，提供在上述第一组波至参数和第二组波至参数之间的、一个可接受的阈值差函数。然后，确定一个互均化函数，以便用于上述第二组波至参数。
按照本发明的另一个方面，确定互均化函数，从而使得一旦将该互均化函数用于第二组波至参数，则在第一组波至参数和互均化了的那组参数之间的差小于阈值差函数。其次，将互均化函数用于第三反射波至，使该第三反射波至与第二数据组相关，其中，确定了互均化了的第三反射波至，其中，所述第三反射波至在第一数据组中有一个相应的第四反射波至，并且，其中所述第三和第四反射波至代表储层的变化部分。
通过从第四反射波至减去互均化了的第三反射波至来比较该互均化了的第三反射波至和所述第四反射波至，就会得到所需的信息。
按照一个更具体的实施例，所述提供所述可接受的阈值差函数包括迭代选择对于第二组波至参数的波至参数修正，将该波至参数修正用于所述第二组波至参数，其中，确定了一组修改过的波至参数，比较该修改过的波至参数和第一组波至参数，其中，继续进行所述迭代选择，直到到达收敛，并且，其中可接受的阈值差函数在收敛处包括上述修改过的那组波至参数。典型的那些波至参数包括振幅、相位、带宽和时间的任何组合，或前述的任何单独的参数。
按照本发明的另一个实施例，确定互均化函数包括迭代选择对于第二组波至参数的波至参数修正，将该波至参数修正用于所述第二组波至参数，其中，确定了一组修改过的波至参数，比较该修改过的波至参数和第一组波至参数并提供一个可接受的阈值差，其中，继续进行所述迭代选择，直到所述比较的比较结果指定了在上述第一组波至参数和所述那组修改过的波至参数之间的差小于上述可接受的阈值差。
按照本发明的又一个实施例，所述提供一个可接受的阈值差函数包括提供在第一记录道的选通信号显示窗口和第二记录道的选通信号显示窗口之间的一个窗口化的记录道差，该第一记录道来自第一地震勘探数据组，而该第二记录道来自第二地震勘探数据组，其中，所述第二记录道包括相应于上述第一记录道中的反射波至的一些反射波至，并且其中上述第二记录道的选通信号显示窗口基本上与上述第一记录道的选通信号显示窗口相同，并提供对于上述第一记录道的整个选通信号显示窗口的、窗口化了的记录道差的比值，并且选择上述可接受的阈值差小于所述比值。
储层的未改变的部分和改变了的部分中的选通信号显示窗口具有类似的谱特性。例如，来自储层的数据具有30Hz的主频率，那么，所用的选通信号显示窗口应该从具有尽可能靠近30Hz的主频率的、该勘探的未改变的部分拾取。同样，储层中的相变和未改变的部分应该尽可能靠近。不过，优选的是在更宽的选通信号显示窗口的那侧不正确。例如，如果储层的主频率是30Hz，那么，就认为具有35Hz的窗口优于25Hz的窗口。人们相信，在频率带宽中小于约25％的这样的带宽误差会产生合适的结果。当带宽误差小于10％时，应该见到最好的结果。
还有另外一个实施例中，所述提供可接受的阈值差函数包括提供在第一记录道的平方的选通信号显示窗口和第二记录道的平方的选通信号显示窗口之间的一个窗口化的记录道差，该第一记录道来自第一地震勘探数据组，而该第二记录道来自第二地震勘探数据组，其中，所述第二记录道包括相应于上述第一记录道中的反射波至的一些反射波至，并且其中上述第二记录道的选通信号显示窗口基本上与上述第一记录道的选通信号显示窗口相同，并提供对于上述第一记录道的整个选通信号显示窗口的窗口化了的记录道差的比值，选择上述可接受的阈值差小于所述比值。
还有另外一个实施例中，所述将互均化函数用于第二数据组中的第三反射波至包括在上述互均化函数和所述第二数据组中的第三反射波至之间进行卷积，所述第一数据组包括来自地震接收器的一个记录道。可以选择地，所述第一数据组和所述第二数据组包括一个求和过的记录道组，所述这些记录道来自一组地震接收器或CMP(“共中点”)数据。还有一个进一步的实施例中，所述第一数据组和所述第二数据组包括爆炸数据。另一个可供选择的方法中，所述第一数据组和所述第二数据组包括预叠加数据或偏移校正过的数据。
在许多实施例中，对所述第一数据组和所述第二数据组进行等同的预叠加过程。例如，除了上述的反褶积之外，在某些实施例中，第一数据组使用了与上述第二数据组同样的指定处理、与第二数据组同样的噪声衰减处理步骤、以及与所述第二数据组同样的多重衰减处理。进一步，在许多实施例中，就像对于第二数据组一样使用同样的DMO算子，并且，采用与对于所述第二数据组进行偏移校正时同样的速度场，对于所述第一数据组进行偏移校正。
最后，按照本发明的另一方面，提供了一种进行时滞地震勘探信号处理的方法，该方法包括对于第一地震勘探进行一组处理步骤；对于第二地震勘探进行所述这组处理步骤，其中，所述那组处理步骤取决于一组地震信号参数；(a)通过一个选择过程来选择该组参数中的至少一个，所述选择过程取决于来自上述两个勘探的数据；以及(b)将上述那组处理步骤中的至少一个步骤中的所述那些组参数中的至少一组用于上述第一勘探和第二勘探。


为了更完整地理解本发明及其进一步的优点，与附图一起参照下述关于本发明的实施例的说明，在所述附图中图1A是没有反褶积时，在第一时刻所取得的勘探的一个第一记录的一张图。
图1B是图1A的所述第一记录进行了反褶积时的一张图，其中，所指定的反褶积算子取决于上述第一记录的数据。
图1C是使用了反褶积后的、图1A的原始数据的一张图，其中，所使用的反褶积算子取决于图1A和另一勘探的数据。
图2A是第二勘探的一个第二记录的一张图，该第二勘探与图1A采用了相同的地理区域，但在不同的时间，并且没有反褶积。
图2B是图2A的所述第二记录进行了反褶积时的一张图，其中，所指定的反褶积算子取决于上述第二记录的数据。
图2C是使用了反褶积后的、图2A的所述第二记录的一张图，其中，所指定的反褶积算子取决于图1A的记录和图2A的记录的数据。
图3A是图1A和图2C之间的差的一张图。
图3B是图1B和图2B之间的差的一张图。
图3C是图1C和图2C之间的差的一张图。
然而，要注意，所述这些附图只是说明了本发明的典型实施例，因此，不要认为是限制本发明的范围，本发明可以接受其它那些同样有效的实施例。
本发明的实施例的说明如此处所使用的那样，术语“互均化”是用于对于时滞地震监控所必需的匹配滤波、振幅校定、和静态校正的打捞工具(catch-all)工业术语。实质上，估计子波算子或算子以便使来自一个勘探的反射数据适合并匹配来自另一个勘探的数据。典型的情况是，对于所有那些静态反射层指定算子，所述这些静态反射层不包括(孔隙)流体中可能会出现显著变化的储层。理论上，除了储层中有变化的地方外，互均化后的两个数据卷的差应该处处为零(在指定窗口内和外)。应该减去所有静态或非储层波至，只留下动态波至的变化(也就是说，在孔隙内的流体取代)。
储层状态的变化是否可用地震法检测，除了地震系统的可重复性外是由下述因素确定的该储层的岩性、孔隙流体的声学性质(该性质依赖于温度和压力)、生产或开采过程的类型、数据的分辨率(空间和时间上的)。在某些用气驱动的储层中，注气可把声阻(用气取代油)减少到足以导致亮斑。例如，参见Fulp和Greaves关于由火驱产生的亮斑的文章(地球物理学，1987)，此处引用这篇文章做为参考。对于其它情况，注气或注水(水驱动)可有相反的反应并产生暗斑。当涉及注蒸汽时，采用降低或减少速度来指明气流的波前以便确定开采已进行的到什么程度。例如，参见Lumley等人的文章(Seg Expanded Abstract,1995)，这里引用这篇文章做为参考。如前所述，岩石物性和地震解释需要了解什么属性是有意义的以及人们可观察到多少变化。
处理要达到获得保留了空间校正、相对振幅的数据的目的，基本的处理步骤包括用于下面的例子的NMO/DMO和预叠加(零偏移距)偏移校正。用到本领域普通技术人员所知道的其它合适的预叠加方法，这包括数据压缩和采样技术，可采用数据压缩和采样技术来减少计算费用并保持预叠加处理的质量。本领域普通技术人员知道该预叠加处理。在这样处理后，相对振幅数据调整产生预叠加偏移校正过的CMP数据，对于该预叠加偏移校正过的CMP数据进行互均化和时滞差别测量，按照本发明的一些可供选择的实施例，使CMPs、AVO属性、和/或来自每一勘探的偏移校正过的那些叠加互均化，并被相减(求差)，以便观察孔隙间的流体位移，这取决于生产储层。
建议尽可能相同地处理每一勘探(在时滞处理中，通常并不这样)。在本发明以前，采用工作站上已有的无论什么样处理过的数据(利用不相似的预调整过程与算法)，并且，试图通过互均化来去除数据中最终得到的变化。通过用与最近的地震监控勘探中相同的方法和软件来重新处理现有的数据，就会得到互均化和更有意义的地震差别。这样，特别优选对每一勘探指定、反褶积、衰减噪声和用同样的参量化进行多次反射，就像采用同样的算子和用同样的速度场来偏移校正数据一样重要，以便获得最早的时滞测量。
因此，按照本发明的一个方面，提供了一种进行时滞地震勘探信号处理的方法，其中，对于第一地震勘探进行一组处理步骤；对于第二地震勘探进行所述这组处理步骤，并且，所述那组处理步骤取决于一组地震信号参数；所述方法包括(a)通过一个选择过程来选择该组参数中的至少一个，所述选择过程取决于来自上述两个勘探的数据以及；(b)将上述那组处理步骤中的至少一个步骤中的所述那些组参数中的至少一组用于上述第一勘探和第二勘探。
例如，业已发现，取决于多组数据的反褶积算子的指定造成了两个勘探的改进了的反褶积处理。然后，将这个反褶积算子用于两个数据组。这样一种指定的结果是，尽管对于每一特定的数据组也许不是最佳的，但是，对于时滞比较目的来说却是最佳的。
按照本发明的这一方面的一个实施例，提供了对源于同一地理区域的多组地震数据的反褶积的方法，该方法包括指定一个反褶积算子，这个反褶积算子取决于源于至少两组地震数据的那些数据，其中，在不同时间记录所述至少两组地震数据；在反褶积过程中将所述反褶积算子用于上述至少两组地震数据；以及，进一步进行时滞处理，以便形成一个不同的记录。对于某些情况，至少有三组地震数据，其中，所述至少三组地震数据的每一组代表来自不同时间所进行的勘探的记录，并且，其中反褶积算子的指定取决于源于上述每一组勘探的那些数据。对于其中的某些情况，还提供了一个步骤，这个步骤包括指定第二个反褶积算子，这第二个反褶积算子取决于源于上述第一组数据和第三组数据的那些数据，将所述第二个反褶积算子用于所述第一组数据和第三组数据。可能在具有同等效果的第二组数据之前或之后就已经取得了所述第一组数据。
按照本发明的一个更具体的实施例，第一反褶积算子的指定包括对源于第一组数据的记录道的第一集合的功率谱进行平均；对源于第二组数据的记录道的第二集合的功率谱进行平均；对上述第一和第二集合的功率谱平均值进行平均；以及，对第一和第二勘探，从所述第一和第二集合的功率谱的平均值指定一个反褶积算子。
在某些情况下，对于每一勘探的上述平均会抑制多花钱。因此，按照本发明的还有另外一个实施例，通过存储对于勘探的平均来处理多次勘探，从而当进行后一勘探时，就不必重新计算所述第一勘探的自相关。按照这样的一个实施例，第一反褶积算子的指定包括对源于第一组数据的记录道的第一集合的功率谱进行平均；把所述平均逆变换成对于第一集合的功率谱的平均值的时间域表象；存储该时间域表象；对源于第二组数据的记录道的第二集合的功率谱进行平均；把所述平均值逆变换成对于第二集合的功率谱的平均值的时间域表象；平均对于第一和第二集合的功率谱的平均值的时间域表象；以及，对第一和第二勘探，从所述对于第一和第二集合的功率谱的平均值的时间域表象的平均值，指定一个反褶积算子。
现在参照图1A，要讨论的一个专门的例子。图1A显示了一次勘探的第一原始叠加的一张图(未采用DMO、偏移校正、或其它噪声抑制，只是球形发散和几何校正)，显示了在一个第一时刻进行这次勘探，没有反褶积。图1B是进行了反褶积的、图1A的第一记录的一张图，其中，在上述叠加之前指定了反褶积算子，该反褶积算子取决于上述第一原始叠加的数据。特定的参数是采样速率2毫秒算子长度140毫秒预测的间隙尖峰信号形成，2毫秒分析窗口依赖于偏移距对于附近的偏移距，300到5000毫秒，对于远的偏移距，3600到5000毫秒附加的白噪声电平0.5％进行了反褶积的窗口0到600毫秒图2A是对与图1A相同的地理区域所进行的第二次勘探的第二原始叠加的一张图，但在不同的时间，没有反褶积，而图2B是进行了反褶积的、图2A的第二记录的一张图，其中，在叠加之前就指定了反褶积算子，该反褶积算子取决于上述第二原始叠加的数据。这里，那些特定的参数如上所述。
图3A是图1A和图2A的差值的一张图。图3B是图1B和图2B之间的差值的一张图。理想的情况是，如果两次勘探其它方面相同，而且储层的状态已没有什么变化的话，那么，就什么都没有，只有噪声或图3A的差值图中所示的结构变化。不过，可看出图3B的差值中出现有未变化的结构。
图1C是进行了预叠加反褶积的、图1A的第一个叠加的一张图。其中，所指定的反褶积算子取决于第一个记录和第二个叠加的数据。图2C是进行了预叠加反褶积的、图2A的第二个叠加的一张图，其中，所指定的反褶积算子取决于第一个记录和第二个记录的数据。对于图1C和图2C的那些特定的参数与对于图1A的那些参数相同。
图3C是在图1C和图2C之间的差值的一张图。注意，没有未变化的结构。
在指定某些实施例中所用的反褶积滤波器时，处理第一(例如，“基线”)数据组，其中，在f-x域中计算每一集合中的那些记录道自相关函数的平均值，以便估计功率谱i=0P(i,k)=(1/N)ΣK=1NP(i,K),------i=1,…Q]]>这里N是在x方向上的记录道的数目，Q是奈奎斯特频率指数，P(i,k)是在频率指数为i和记录道的数目为k时的功率谱的估计值，而i是时滞指数。
下面进行逆FFT，并存储对于每一集合的自相关函数记录道。对在一个不同时刻所取的数据组进行同样的功率谱估值(也就是说，“监控”数据组)，以便计算i=1P(i,k)这里，i=1是第一时滞监控勘探。
其次，对所有的时滞自相关平均函数进行平均，以便按照下述公式产生最新的自相关函数A-BM=Σl=1MPlM]]>i=1,…M，这里M是时滞的数目。
采用最后所得到的自相关记录道来指定用于所有时滞勘探的那些卷积滤波器。
本领域普通技术人员知道其它一些反褶积滤波器指定方法(例如，单窗口反褶积、随时间变化的反褶积、与表面一致的反褶积、以及共同区域反褶积(放炮、接收器、中点、炮检距))，这取决于两个数据组，而且，这并不偏离本发明构思的范围。
进一步，如同上述的反褶积运算一样，还有其它一些就本发明的一个方面来说是有益的处理步骤，这些其它的处理步骤是通过指定一些处理参数，这些处理参数取决于每一数据组的数据，而不是取决于来自一组的数据。一些例子包括互均化(下面更详细地讨论)、f-k滤波、τ-p和Radon域滤波、静态计算、以及在FK、τ-p和Radon域中的多次移动。
不管操作计划和进行的有多好，实际采集时总是有一些变化。而对于理想的情况，处理也还是相同的，因为从基线勘探到监控勘探的收获会是重复的。但这是不现实的。这样，采用对于本发明有用的许多系统(例如，固定的安装系统、OBS系统、以及海上拖缆系统)就出现了勘探间的采集变化。这些变化可能由拖缆偏转、缆绳漂移、放炮方位角、源的变化、海洋状态情况、等等所引起，这些可导致两次勘探间的处理变化。
互均化按照本发明的一个实施例，有四种互均化函数所用的“校正”要素。它们是定时校正、RMS能量平衡、带宽规范化、以及相位匹配。每一方法实质上建立了两次勘探之间的一个变换函数或脉冲响应函数。按下述方式计算最终所得到的互均化了的记录道(tXEQ)(tXEQ)=t*f(scorr,rmscorr,mcorr,pcorr,) (1)这里t是输入的记录道，*意味着卷积，而scorr,rmscorr,mcorr,和Pcorr,是分别相应于时间、振幅、大小和相位的互均化要素(在脉冲响应f中)。
按照本发明的一个可供选择的实施例，以一种表面一致的方式逐个记录道计算脉冲响应函数，或者从基线勘探(基线)和监控勘探(重复)全程计算脉冲响应函数。按照本发明的做为例子的实施例，将监控勘探变换(互均化)为看起来像基线勘探，并通过特定反射界面的时间门来指定互均化脉冲响应函数，该特定反射界面的时间门不包括期望有变化的储层区域。
现在说明通过简单的模型和作为例子的数据、由时滞三维方案而得到的每一部分的效果。
互均化的各要素时间校正(scorr,)除了暴风雨中的海洋和水流情况可导致海上拖缆的拖缆偏转外，潮汐和温度的变化也起作用。当对一次单独的3D勘探进行记录、处理、或解释地震数据时，这些变化并不显著。然而，当涉及到用于时滞监控的几次3D勘探时，就有潜在的、勘探之间的、海洋状态的变化。
温度和盐化度的季节性和短期(与暴风雨有关)变化也可导致在两个时间反射层之间的、勘探间的差别。变化的程度是在两个温度和盐化度测线之间的变化的厉害程度以及水柱中的这些变化的深度的函数。例如，在中国东海所做的勘探表明对于整个10年时间这样一个大范围，季节性的变化是显著的，而且，它们足以导致在季节的极度状态(如果需要的话，就在1月和6月时，)期间、在两个参考反射层之间的、勘探间的、两毫秒(TWT)的时间上的变化，这里，水深等于或大于100米。
关于潮汐的变化，一个极端的例子就是在加拿大的、New Brunswick和Nova Scotia两个大西洋省份之间的Fundy海湾中做地震剖面的地震数据。这里，潮汐的变化约为15米，这等价于20ms的双向时间(假设典型的水速为1500m/s)。如果需要一次勘探在落潮，而另一次在涨潮(假设极短的勘探时间)，未经时间校正的、数据组的地震间的差别就不会产生令人满意的结果。
一般来说，误差随延迟增加而增加，而较宽带宽的子波对于较短的延迟会得到更大的误差差别。
RMS能量平衡(rmscorr,)在一个完好的水柱地震监控实验中，在与获得原来的基线勘探数据所处的精确条件(海洋状态)下、采用严格一样的设备的同样的地震勘探人员会得到每一监控勘探数据。不过，会出现采集的差别，甚至是对于最佳控制的情况。例如，把数据换算为等效RMS能级是重要的，特别是如果在两次勘探之间它(RMS能量)显著改变。
在一个例子中，由在相隔约18个月、通过海上拖缆船所获得的时滞3D数据组中的大约100个CMPs数据可知，采集数据的地理几何形状以及仪器几乎相同，除了一次是在夏天的月份而另一次是在冬天的月份。对于离散的200ms的窗口中的地震数据的平均振幅的分析表明在基线勘探和监控勘探之间、贯穿整个测线都有振幅偏移。在每一200ms时间门内应用了平滑过的、振幅一校定(amplitude-scaling)互均化要素后，就看到互均化后，在基线和监控勘探之间的差异更小。毫无疑问，诸如这样的一些变化，在可以解释时滞地震差别剖面/勘探之前，需要校正。
带宽规范化(mcorr,)
使带宽相等也是求出地震差别的一部分。如果两个地震卷(seismicvolume)相减，那就最好这样做时使每一个卷具有相同的谱。互均化(如果足够有力)应该校正一个谱使其与另一个谱匹配，但如果互均化不是最佳，就出现差异。对于带宽中的大的失配会出现较大的误差。实验表明，对于2.5到12.5Hz的中心频率差，残余的反射层能量(也就是说，在有差别的剖面/勘探中剩余的能量，理想情况下，这剩余的能量应该去除)分别为输入振幅的7％到40％(对于从基线30Hz的Ricker子波减去具有2.5Hz间距的中心频率增量的Ricker子波)。对于最典型的3D勘探，最大为12.5Hz的中心频率分布是合理的，但对于某些情况会出现较大的带宽差别，而在这些情况下，残余的反射层能量较大。因此，根据处理这些勘探的实施例，互均化使带宽差别规范化，以便减少这些潜在的地震差别所造成的误差。
相位匹配(pcorr,)最后，伴随着相位失配也有误差。例如，对于30Hz的Ricker子波，从零相位旋转了5、10、30、、60、和90度恒定度数，那么，由相差所引起的残余反射层能量可以具有对于像15度那么小的相位失配的输入的20％那么大。进一步，人眼可能难以看出15度或更小的相差，因此，互均化算子校正对于小的相位失配就像对于大的相位失配一样有意义。带宽差别不影响相差误差。业已发现，对于相位差出15度的子波可出现20％的残余的反射层误差。
求出地震差别时滞地震监控的最终目的是要看到一些变化，这些变化意味着在两个日历日期之间的孔间流体运动或没有孔间流体运动。目前，通过在校正经过互均化的数据之后，从基线勘探数据减去监控勘探数据来做到这一点。具有减少了的残余反射层能量的那些有差别的数据比具有较高的残余反射层能量的那些有差别的数据，有更大的可能性鉴别流体运动。要说明互均化的有效性的特征，我们利用北海的时滞实验，显示了应用了各种互均化的组成部分的、几幅有差别的图。图4和图5给出了横过没有储层的区域的基线及监控勘探的、偏移校正过的在线叠加，而且在2000ms和2600ms之间可见一系列显著的强静态反射层。对于这个例子，采用了1900ms到2700ms的指定窗口。产生一个800ms的算子并从上述指定窗口施加，而且，把一个3/8Hz到35/55Hz带通滤波器在互均化之前加于两个数据组。由于这些是静态反射层(也就是说，它们是代表在储层中或储层附近的地理构造的未变化的部分的反射波至)，基线和监控勘探的相减，理想的情况是应该导致几乎没有什么残余的反射层能量，这是由于两个勘探同样地获取数据。然而，未经任何互均化所得到的有差别的剖面表明了并没有相减。残余的反射层能量是显著的。对于在这个剖面中留有这些大量的残余反射层能量的情况，鉴别卷的储层部分中的任何流体运动(别处)将是困难的。
把未经任何互均化所得到的有差别剖面与其中只有振幅谱互均化了的一个剖面比较、与其中只有相位谱互均化了的一个剖面比较、与其中振幅谱和相位谱两者都互均化了的的一个剖面比较，比较结果表明，相位校正是全部互均化运算的主要组成部分，该相位校正重复了综合模型的结果。
在大量的并行处理器平台(例如，IBM SP2,Intel Paragon)上进行上述过程，并使用与这样的硬件相匹配的软件(例如，PGS Tensor Inc,的CUBE MANAGERTM软件)。
建议的参考文献两篇已出版了的关于时滞导致监控的历史文献是Greaves和Fulp的文章(地球物理学，1987)，这里引入这些文献做为参考，他们在西德克萨斯和Uden以及Dunlop(1993年的第一个假期)监控了一次火驱(fire-flood)，这里，也引入做为参考，他们在位于北海的挪威部分中的Oseberg油田中监控了注气。另一篇好的论文是Lumley等人的、在1995年的休斯顿的SEG会议上所提交的、涉及在印度尼西亚的Duri油田中的注蒸汽的论文，这篇论文可通过SEG得到。
上述说明只是通过举例的方式给出，而本领域普通技术人员可知其它一些实施例，且不会背离本发明的范围，下面的权利要求书及其等同物确定了本发明的范围。
权利要求
1．一种比较多个导致勘探数据组的方法，其特征在于在一个第一时刻取得第一地震勘探数据组并在一个第二时刻取得第二地震勘探数据组，以便检测该储层在所述第一时刻和第二时刻之间的变化，该方法包括提供上述第一地震勘探数据组中的第一反射波至，该第一地震勘探数据组在上述第二地震勘探数据组中具有相应的第二反射波至，其中，所述第一反射波至和第二反射波至代表在上述储层中或该储层附近的地理构造的未变化的部分，而且，其中，由第一组波至参数代表上述第一反射波至，而由第二组参数代表上述第二反射波至；提供在上述第一组波至参数和第二组波至参数之间的、一个可接受的阈值差函数；确定互均化函数，以便用于上述第二组波至参数，该互均化函数的特征在于一旦将该互均化函数用于所述第二组波至参数，由此就确定了一组互均化了的波至参数，并且，在上述第一组波至参数和所述互均化了的波至参数之间的差小于上述阈值差函数；将所述互均化函数用于一个第三反射波至，该第三反射波至与上述第二数据组有关，其中确定了一个互均化的第三反射波至，其中，所述第三反射波至在上述第一数据组中具有一个相应的第四反射波至，并且，其中，上述第三和第四反射波至代表所述储层的变化部分；通过从上述第四反射波至中减去上述互均化了的第三反射波至，将该互均化了的第三反射波至与该第四反射波至进行比较。
2．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述提供所述可接受的阈值差函数包括对上述第二组波至参数迭代选择波至参数修正，将所述波至参数修正用于上述第二组波至参数，其中，确定了一组修正过的波至参数，将所述那组修正过的波至参数与所述第一组波至参数进行比较，其中，进行所述迭代选择，直到达到收敛，并且，其中，上述可接受的阈值差函数包括收敛的、上述修正过的那组波至参数。
3．如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所述那些波至参数之一包括振幅。
4．如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所述那些波至参数之一包括相位。
5．如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所述那些波至参数之一包括带宽。
6．如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所述那些波至参数之一包括时间。
7．如权利要求2所述的一种方法，其特征在于所述那些波至参数包括振幅、相位、带宽和时间。
8．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述确定互均化函数包括对上述第二组波至参数迭代选择波至参数修正，将所述波至参数修正用于上述第二组波至参数，其中，确定了一组修正过的波至参数，将所述那组修正过的波至参数与所述第一组波至参数进行比较，并且，提供一个可接受的阈值差，其中，进行所述的迭代选择，直到所述比较的比较结果指定了在上述第一组波至参数和所述那组修正过的波至参数之间的差值小于上述可接受的阈值差。
9．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述提供可接受的阈值差函数包括提供在来自上述第一地震勘探数据组的第一记录道的一个选通信号显示窗口和来自上述第二地震勘探数据组的第二记录道的一个选通信号显示窗口之间的、窗口化的、记录道差，其中，所述第二记录道包括一些相应于上述第一记录道中的反射波至的反射波至，以及其中，所述第二记录道的选通信号显示窗口实际上与所述第一记录道的选通信号显示窗口相同，并且，提供上述窗口化的记录道差与上述第一记录道的选通信号显示窗口的比值，选择上述可接受的阈值差小于所述比值。
10．如权利要求9所述的一种方法，其特征在于上述第一记录道的选通信号显示窗口和上述第二记录道的选通信号显示窗口的带宽中的差值大约小于25％。
11．如权利要求10所述的一种方法，其特征在于上述第二记录道的选通信号显示窗口的宽度和上述第一记录道的选通信号显示窗口的带宽中的差值大约小于10％。
12．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述提供可接受的阈值差函数包括提供在来自上述第一地震勘探数据组的第一记录道的平方的选通信号显示窗口和来自上述第二地震勘探数据组的第二记录道的平方的选通信号显示窗口之间的、窗口化的、记录道差，其中，所述第二记录道包括一些相应于上述第一记录道中的反射波至的反射波至，以及其中，所述第二记录道的选通信号显示窗口实际上与所述第一记录道的选通信号显示窗口相同，并且，提供上述窗口化的记录道差与上述第一记录道的平方的选通信号显示窗口的比值，选择上述可接受的阈值差小于所述比值。
13．如权利要求7所述的一种方法，其特征在于上述选通信号显示窗口的长度至少约两个反射波至。
14．如权利要求13所述的一种方法，其特征在于上述选通信号显示窗口的长度至少约五个反射波至。
15．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述将互均化函数用于上述第二数据组中的第三反射波至包括在所述互均化函数和所述第二数据组中的第三反射波至之间进行卷积。
16．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组包括来自地震接收器的一个记录道。
17．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组和所述第二数据组包括来自一组地震接收器的一组求和过的记录道。
18．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组和所述第二数据组包括来自一组钻孔接收器的、一组求和过的记录道。
19．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组和所述第二数据组包括预叠加的记录道。
20．如权利要求19所述的一种方法，其特征在于所述预叠加数据包括CMP数据。
21．如权利要求19所述的一种方法，其特征在于所述预叠加数据包括爆炸数据。
22．如权利要求19所述的一种方法，其特征在于所述预叠加数据包括偏移校正过的数据。
23．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组和所述第二数据组受到同样的预叠加处理。
24．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组受到与第二数据组同样的指定处理。
25．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组受到与第二数据组同样的反褶积处理。
26．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组受到与第二数据组同样的噪声衰减处理。
27．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于所述第一数据组受到与第二数据组同样的多次噪声衰减处理。
28．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于对第一数据组和第二数据组采用同样的DMO算子。
29．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于对第一数据组和第二数据组采用同样的速度场进行偏移校正。
30．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于对第一数据组和第二数据组采用同样的偏移校正算子进行偏移校正。
31．如权利要求1所述的一种方法，其特征在于对第一数据组和第二数据组采用同样的滤波器进行滤波。
32．提供了一种对来自相同的地理区域的多组地震数据进行反褶积的方法，该方法包括指定反褶积算子，该反褶积算子取决于来自至少两组地震数据的那些数据，其特征在于所述至少两组地震数据是在不同时刻记录的；将所述反褶积算子用于对上述至少两组数据的反褶积处理；以及进行进一步的时滞处理，以便形成一个差值记录。
33．如权利要求32所述一种方法，其特征在于上述至少两组数据包括至少三组地震数据，其中，该至少三组地震数据的每一组代表来自在不同时刻所进行的那些勘探的记录，并且，其中反褶积算子的指定取决于来自所述那些组勘探的每一组。
34．如权利要求32所述一种方法，其特征在于上述至少两组数据包括至少三组地震数据，其中，该至少三组地震数据的每一组代表来自在不同时刻所进行的那些勘探的记录，并且，其中，所述指定包括指定取决于来自第一组数据和第二组数据的那些数据的、一个第一反褶积算子，将该第一反褶积算子用于所述第一组数据和第二组数据，并且进一步包括指定一个取决于来自第一和第三数据组的那些数据的第二反褶积算子，将该第二反褶积算子用于上述第一和第三数据组。
35．如权利要求34所述的一种方法，其特征在于所述第一组数据代表来自一次勘探的记录，这次勘探是在所述第二和第三组数据所代表的勘探之前进行的。
36．如权利要求34所述的一种方法，其特征在于所述指定第一反褶积算子包括对于来自第一组的记录道的第一集合的功率谱进行平均；将所述平均值逆变换为对于所述第一集合的功率谱的平均值的时间域表象；存储所述时间域表象；对于来自第二组的记录道的第二集合的功率谱进行平均；将所述平均值逆变换为对于所述第二集合的功率谱的平均值的时间域表象；对于所述第一和第二集合的功率谱的平均值的时间域表象进行平均；以及从对于所述第一和第二集合的功率谱的平均值的时间域表象的上述平均值指定一个用于第一和第二勘探的反褶积算子。
37．如权利要求32所述一种方法，其特征在于所述指定反褶积算子包括对于来自第一组的记录道的第一集合的功率谱进行平均；对于来自第二组的记录道的第二集合的功率谱进行平均；对于所述第一和第二集合的功率谱的平均值进行平均；从上述第一和第二集合的功率谱的平均指定一个用于上述第一和第二勘探的反褶积算子。
38．一种用于进行时滞地震勘探信号处理的方法，该方法包括对第一勘探进行一组处理步骤；对第二勘探进行所述这组处理步骤；其特征在于所述这组处理步骤取决于一组地震信号参数；通过一种选择方法来选择所述那组参数中的至少一个，这种选择方法取决于来自上述那两次勘探的数据；以及将在上述那组处理步骤的至少一个步骤中的所述那些组参数中的至少一组用于所述第一和第二勘探。
39．如权利要求38所述一种方法，其特征在于所述那组参数中的至少一组包括反褶积算子。
40．如权利要求39所述一种方法进一步包括指定一个反褶积算子，这个反褶积算子取决于来自至少两组地震数据的那些数据，其特征在于所述至少两组地震数据是在不同时刻记录的；将上述反褶积算子在进行反褶积处理时用于所述至少两组地震数据；以及形成一个取决于上述反褶积算子的使用的、差值记录。
41．如权利要求40所述的一种方法，其特征在于上述至少两组数据包括至少三组地震数据，其中，该至少三组地震数据的每一组代表在不同时刻所进行的勘探的记录，并且，其中反褶积算子的指定取决于来自所述那些组勘探的每一组的数据。
42．如权利要求40所述的一种方法，其特征在于上述至少两组数据包括至少三组地震数据，其中，该至少三组地震数据的每一组代表在不同时刻所进行的勘探的记录，并且，其中，所述指定包括指定一个第一反褶积算子，这个第一反褶积算子取决于来自第一组数据和第二组数据的那些数据，将该第一反褶积算子用于所述第一组数据和第二组数据，并且，进一步包括指定一个第二反褶积算子，这个第二反褶积算子取决于来自上述第一组数据和第三组数据的那些数据，将该第二反褶积算子用于所述第一组数据和第三组数据。
43．如权利要求42所述的一种方法，其特征在于上述第一组数据代表一次勘探的记录，这次勘探是在由上述第二或第三组数据所代表的勘探之前进行的。
44．如权利要求42所述的一种方法，其特征在于所述指定第一反褶积算子包括对于来自第一组的记录道的第一集合的功率谱进行平均；将所述平均值逆变换为对于所述第一集合的功率谱的平均值的时间域表象；存储所述时间域表象；对于来自第二组的记录道的第二集合的功率谱进行平均；将所述平均值逆变换为对于所述第二集合的功率谱的平均值的时间域表象；对于所述第一和第二集合的功率谱的平均值的时间域表象进行平均；以及从对于所述第一和第二集合的功率谱的平均值的时间域表象的上述平均值指定一个用于第一和第二勘探反褶积算子。
45．如权利要求40所述一种方法，其特征在于所述指定反褶积算子包括对于来自第一组的记录道的第一集合的功率谱进行平均；对于来自第二组的记录道的第二集合的功率谱进行平均；对于所述第一和第二集合的功率谱的平均值进行平均；从上述对于和第二集合的功率谱的平均指定一个用于上述第一和第二勘探的反褶积算子。
全文摘要
提供了一种比较储层的多次地震勘探数据组的方法,其中,在第一时刻取得第一地震勘探数据组,并在第二时刻取得第二地震勘探数据组,以便检测储层在所述第一时刻和第二时刻之间的变化。一般来说,所述方法包括基于上述两个数据组的未变化的部分的比较,对于所述第二数据组指定一个互均化函数。还提供了一种处理方法,用于按照类似的处理步骤为每一勘探准备从每一勘探所取得的信息。
文档编号G01V1/30GK1230260SQ97197846
公开日1999年9月29日 申请日期1997年9月11日 优先权日1996年9月13日
发明者C·P·罗斯, M·S·阿尔坦 申请人:Pgs张量公司