专利名称：用于确定地震数据质量的方法
技术领域：
本发明涉及地震勘查和处理，更特别地，涉及确定在给定地震勘测中针对多个位 置的地震数据质量。
背景技术：
在石油工业中，地震勘探技术通常用于辅助搜索和评估地下油气储藏。在地震勘 探中，地震能量的一个或多个震源将波发射到所关心的地下区域中，诸如地质地层。这些波 进入地层并且可以被地下地震反射构造(即具有不同弹性特性的地下地层之间的交界面) 例如通过反射或折射被散射。由一个或多个接收器对被反射的信号进行采样或测量，并且 记录结果数据。所记录的采样可以被称作地震数据或“地震道(seismic trace)”。可以对 地震数据进行分析，以提取正在勘查的地球地下区域的结构和特性的详细信息。地震勘探由三个单独的阶段组成数据采集、数据处理和数据解析。地震勘探操作 的成功取决于所有三个阶段的圆满完成。总体上说，地震勘探的目的是通过将能量向下发送到底部，并且记录从下面的岩 层返回的“反射”和“回声”来映射或成像一部分地球地下表面(地层)。发送到地层的能 量通常是声能。向下传播的声能可以源自各种震源，诸如陆地上的爆炸或地震振荡，或者海 洋环境中的气枪。地震勘探通常使用一个或多个能量源，并且通常使用大量传感器或检测 器。可以用于检测返回的地震能量的传感器通常是地震检波器(陆地勘测)或水中地震检 波器(海洋勘测)。本领域中所使用的地震勘测的一个例子是三维(“3D”)地震勘探。在三维地震勘 探中，密集地设置勘测线和地震阵列，以提供详细的地下覆盖。通过这种高密度覆盖，在进 行最终解析之前需要记录、存储和处理极大量的数字数据。处理要求大量的计算机资源和 复杂的软件，以增强从地下接收到的信号并且消减掩盖信号的伴随噪音。在处理数据之后，科学家和工程师收集并解析代表地下特征的显示的三维数据立 方形式的三维地震信息。使用该数据立方，可以以各种形式显示信息。可以在所选择的深 度制作水平时间切片图。使用计算机工作站，解析器还可以通过数据立方切片以调查在不 同地震层位处的储集层问题。也可以在任何方向使用地震或钻井数据制作垂直切片或横截 面。可以绘制出反射器的地震拾取的等高线，从而生成时间层位图。时间层位图可以被转 变成深度，以提供在特定层面的真实尺度结构解析。通常为了针对结构和地层解析成像地震反射的目的获取并处理地震数据。最终在 结构和地层解析中使用的地震数据的质量取决于许多不同因素，并随不同的勘测而变化。 在数据获取、数据处理和数据解析阶段中省略的或没有正确完成的步骤可能会大大影响最 终图像的质量或地下特征的数值表示。地震数据的质量直接地影响从地震数据得到观测和 数值测量的可靠性，并且影响可以或应该基于地震数据的决策。构造精确的地震图像和相应的地球模型在进行与石油和天然气勘查以及储集层 管理相关的商业或运营决策中是重要的。例如，地球科学家使用地震图像来确定在含有油气储集层的地下区域中何处设置钻井。他们还建立地下模型，以创建适用于储集层流体流 动建模的储集层模型。商业和运营决策的质量在很大程度上取决于地震图像和地球模型的质量。如以上所描述的，确定在地震图像和地球模型中使用的地震数据的质量是重要 的。用于确定地震数据质量的现有技术方法仅仅产生针对整个地震勘测的数据质量的单个 值。没有测量地震数据质量，并且忽略了特定勘测中地震质量的空间可变性。现有技术方 法没有考虑在单个地震勘测中地震数据的质量可能在不同点发生变化。因此，地震勘测中 的一个特定位置可能具有差的地震数据质量，而在相同勘测中的另一个位置处，可能具有 相对较好的地震数据量。现有技术没有基于地震数据质量在地震勘测中不同位置之间进行 区分。因此，当地震特性估计与钻井数据结合时，使用全局相关系数，并不考虑地震数据的 质量的空间可变性。当与石油和天然气勘查以及储集层管理相关的决策很大程度上基于地震数据时， 确定高质量或低质量地震数据存在于给定地震勘测中的何处是很重要的。需要一种确定在给定地震勘测中针对多个位置的地震数据质量的方法。
发明内容
通过提供一种确定在给定地震勘测中针对多个位置的地震数据质量的方法，本发 明克服了现有技术的以上描述的和其它缺点。本发明的一个实施例包括用于测量地震数据质量的方法，该方法包括针对所关心 的区域的地震勘测获取叠前的地震数据，并且将预测得到的属性和与叠前地震数据相关联 的相关数据进行比较，以生成针对给定地震勘测中多个位置中每一个位置的数据质量测量 结果。预测得到的属性受到地球物理条件约束，使得它们可以被精确地预测。该方法还包 括将数据质量测量结果显示给用户，以表明针对地震勘测中多个位置的地震数据质量的差 别。应该理解，可以以各种方式利用本发明所生成的数据质量测量结果。例如，本发明 的一个实施例还包括获取与所关心的区域相关的钻井日志，并且将针对该钻井日志的连井 (well-tie)测量计算成叠前地震数据。将数据质量测量结果与连井测量结果进行比较，以 生成在地质统计模型中使用的多个相关系数。地质统计模型的一个用途是确定P90，P50和 PlO值，它们与针对地震数据执行的分析相关联。本发明的另一个实施例还包括对钻井日志数据进行退化并且计算针对退化钻井 日志数据的连井测量结果，以及将数据质量测量结果与针对退化钻井日志数据的连井测量 结果进行比较，以生成要在地质统计模型中使用的多个相关系数。应该理解，预测得到的地球物理属性和与用于确定地震数据质量的叠前地震数据 相关联的地球物理属性包括地震幅度和入射角或者地震幅度和偏移(震源和接收器之间 的距离)。还应该理解，通过确定其中地震数据质量低的区域，可以执行进一步的分析，以确 定低地震数据质量的原因。本领域公知的这种原因的例子是多次波、余量时差、各向异性、 随机噪声和相干噪声。石油和天然气勘查和储集层管理计划也从本发明受益。计划可以被调整或基于高地震数据质量的区域。例如，可以在具有可获得最佳质量地震数据的位置钻出探边井和生 产井。则将以高度确定性来进行钻井，使得预测得到的地层是精确的。这对于在其中几乎 没有或完全没有钻井日志数据的区域中进行钻井的初始钻井是尤其可靠的。钻井数值的重要部分是其提供了关于地下地质的硬数据，并且特别地，提供了关 于钻井的局部区域中储集层的硬数据。如果在差的或边缘数据质量的区域中进行钻井，将 会有差的钻井地震关联，即将钻井特性与已经进行钻井之后的地震关联。差的钻井地震关 联对于根据地震数据估计储集层特性是一种严重限制。钻井地震关联是输入到储集层特性 工作流中的直接一次波。差的钻井地震关联是差的岩性和/或孔隙度的横向变化地震估计 中的重要因素。还应该理解，本发明尝试使用一种系统，该系统通常包括电子配置，该电子配置包 括至少一个处理器、用于存储程序代码或其它数据的至少一个存储装置、视频监视器或其 它显示装置(如液晶显示器)和至少一个输入装置。处理器优选地是基于微处理器或微 控制器的平台，其能够显示图像和处理复杂数学算法。存储装置可以包括随机存取存储器 (RAM)，用于存储在与本发明相关联的特定过程期间生成或使用的事件或其它数据。存储装 置还可以包括只读存储器(ROM)，用于存储用于本发明的控制和处理的程序代码。在下面的具体实施方式
和附图中描述并且从其清楚本发明的附加特征和优点。
考虑到以下的描述、未决的权利要求和附图将更好地理解本发明的这些和其它目 的、特征和优点，其中图1示出了本发明的一个实施例的流程图；图2示出了在针对储集层管理的工作流中利用的本发明的一个实施例；图3示出了在针对勘查/评估的工作流中利用的本发明的一个实施例；图4示出了由本发明的一个实施例使用以确定地震数据质量的地震幅度和入射 角的图；图5示出了地震勘测的图像；图6示出了在图5中所示的地震勘测，其中本发明的一个实施例确定针对地震勘 测过程中多个位置的地震数据质量；图7示出了在图6中所示的地震勘测，在图像中包括了全角堆叠；图8示出了由本发明的一个实施例针对在图7所示的地震勘测上选择的一个位置 生成的输入收集、预测收集和余量(从输入收集减去预测收集)；图9示出了图7中所示的地震勘测，具有两个所选择的位置；图10示出了由本发明的一个实施例针对包括在图9所示的地震勘测中的两个所 选择的位置生成的输入收集、预测收集和余量；图11示出了本发明的一个实施例的工作流，其中利用地震数据质量以执行钻井 数据和根据地震估计的储集层特性的内插；图12示出了由本发明的一个实施例利用以确定相关系数的图；以及图13示出了所关心的地质区域的地示，其中本发明的一个实施例已经确定 了针对包括在层位中的多个位置的地震数据质量。
具体实施例方式尽管本发明容许许多不同形式的在附图中示出并在这里将详细描述的实施例，对 于本发明的优选实施例，应该理解的是本公开应被认为是本发明的原理的示例，而不试图 将本发明的主要方面限制于所示的实施例。本发明使得用户能够对在地震勘测中的多个位置的地震质量的差别进行新颖的 确定。在图1中示出了本发明一个实施例。该实施例包括用于测量地震数据质量的方法， 该方法包括了获取针对所关心的区域的地震勘测的叠前数据2。该实施例还包括将预测得 到的属性与和叠前数据相关联的相关属性进行比较，以生成针对地震勘测中多个位置中的 每一个位置的数据质量测量结果4。在该实施例中，所使用的预测得到的属性是受到地球物 理条件约束的属性。通这些约束，可以做出关于针对特定地下位置的属性之间的关系的精 确预测。该实施例还包括将数据质量测量结果显示给用户，以表明针对勘测中多个位置的 地震数据质量的差别6。在以上描述的实施例中，科学家和工程师将能够以相对较好的地震数据质量和相 对较差的地震数据质量确定地震勘测中的区域。本发明允许在储集层管理和勘查/评估过 程中使用地震数据质量差别，以分析通过这些过程产生的结果的置信度。例如，图2示出储 集层管理过程中的工作流，其中地震数据8经历地震反演10，并且估计储集层特性，诸如孔 隙度、地相和/或岩性12。然后，所估计的储集层特性被用于生成一个或多个储集层模型 14。在该实施例中，本发明允许在储集层模型生成期间使用地震数据质量14，以确定具有相 对较好的和较差的地震数据质量的区域。通过这些知识，科学家和工程师可以对他们的观 测和测量有较高或较低程度的置信度，这取决于模型中进行决策的特定位置和与该位置相 关联的地震数据质量。图3示出了在勘查/评估过程中所利用的本发明的另一个实施例。在该实施例中， 根据从所关心的地质区域获得的地震数据18得到地震属性20。地震数据20的例子包括包 络振幅、瞬时相位、瞬时频率、极性、速度、倾向、倾向方位角等。将地震属性20与已经根据 所关心的地质区域的正演模型确定的地球物理属性进行比较24。利用来自地震数据的属性 和来自正演模型的属性的比较，确定属性的最终估计，并且这些属性被用于确定所关心的 地质区域的特性和在该所关心的区域中存在的储集层的特性26。从这种类型的分析中得到 的一个重要的特性是推断在所关心的区域中存在的流体类型，即咸水、石油或天然气26。现有技术方法已经使用这种分析的结果来计算整体不确定性。本发明的该实施例 在已经确定地震属性之后合并地震数据质量22。通过这种方式，可以更加精确地预测不确 定性，并且该不确定性可以与地震勘测中的特定位置相联系。本发明允许识别并在该过程的较早阶段解决低质量地震数据的不一致性和起因， 这节省了宝贵的时间和资源。在图1中示出的实施例包括将预测得到的属性和与叠前地震数据相关联的相关 属性进行比较，以生成针对地震勘测中多个位置的数据质量测量4。在该实施中所比较的 属性受到地球物理条件的约束，使得可以精确地预测该属性。图4示出了本发明的一个实 施例，其利用地震幅度28与入射角30的关系来测量地震勘测中特定位置的地震数据质量。 在地震幅度28和入射角30之间的关系32受到地球物理条件的约束。随着入射角30的增加，地震幅度28必须以平滑变化的方式发生变化32。因此，本发明的该实施例利用关系32 来确定地震数据质量。将两个属性32之间预测的关系与从地震数据获得的属性之间的关系34进行比 较。这两个关系32、34之间的差别表明地震数据质量是相对较高的还是相对较低的。量化 这种差别的一个手段是计算包括所测量的数据34的线段的总长度，并且将其与包括预测 数据32的线段的总长度进行比较。因此，可以使用这两个属性的预测关系32的长度和所 测量的关系34的总长度来确定地震数据质量值。本发明的一个实施例利用以下的数学表 达式来生成地震数据质量值
权利要求
一种测量地震数据质量的方法，包括针对所关心的区域的地震勘测获取叠前地震数据；将预测得到的属性与和叠前地震数据相关联的相关属性进行比较，以生成针对在地震勘测中多个位置中每一个位置的数据质量测量，其中预测得到的数据受到地球物理或地质条件的约束；和将数据质量测量结果显示给用户，以表明针对地震勘测中的多个位置的地震数据质量的差别。
2.权利要求1的方法，其还包括获取与所关心的区域相关的钻井日志，并且将针对该钻井日志的连井测量计算成叠前 地震数据；和将数据质量测量结果与连井测量结果进行比较，以将数据质量测量结果变换成将在建 立地质统计模型中使用的多个相关系数。
3.权利要求2的方法，其还包括对钻井日志数据进行退化，并且计算针对退化的钻井日志数据的连井测量结果；和将数据质量测量结果与针对退化的钻井日志数据的连井测量结果进行比较，以生成将 在地质统计模型中使用的多个相关系数。
4.权利要求1的方法，其中所比较的预测得到的地球物理属性和与叠前地震数据相关 联的地球物理属性是地震幅度和入射角。
5.权利要求1的方法，其中所比较的预测得到的地球物理属性和与叠前地震数据相关 联的地球物理属性是地震幅度和偏移。
6.权利要求1的方法，还包括从地震勘测中的多个位置中选择一个位置；显示针对所述位置的输入收集和针对所述位置的建模的收集；和将输入收集和建模的收集进行比较，以确定余量，并且将所述余量显示给用户。
全文摘要
本发明确定针对所关心的地质或地球物理区域的地震勘测中多个位置的地震数据质量。本发明还包括生成与地震数据质量相关的相关系数，使得可以将地震数据质量内插到与部分地基于地震勘测的决策相关联的地质统计分析。
文档编号G01V1/30GK101999086SQ200880101594
公开日2011年3月30日 申请日期2008年7月19日 优先权日2007年8月2日
发明者J·K·瓦什布内, J·R·麦吉尔 申请人:雪佛龙美国公司