用于地震勘測(cè)的設(shè)計(jì)的分析的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地下特征的地震成像。
【背景技術(shù)】
[0002] 在烴的勘探中，地震成像可被用來(lái)確定可開(kāi)發(fā)資源的可能位置。對(duì)地震成像項(xiàng)目 的規(guī)劃需要在所研究的地下區(qū)域中對(duì)預(yù)期的速度和反射響應(yīng)建模。建模的預(yù)測(cè)可被用來(lái)生 成用于成像操作的照明模式。對(duì)照明建模的方法會(huì)遭受與準(zhǔn)確性和/或計(jì)算負(fù)擔(dān)相關(guān)的各 種缺陷。因此，發(fā)明人已經(jīng)確定照明建模的改進(jìn)方法將是有用的。
【附圖說(shuō)明】
[0003] 圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工作流的流程圖；及
[0004] 圖2是在利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法產(chǎn)生的選定層位之上的照明能量的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0005] 在地震勘測(cè)中，照明可以被認(rèn)為是來(lái)自一個(gè)或多個(gè)源的、從目標(biāo)層位的給定區(qū)域 反射并且返回到接收器的地震能量。如將認(rèn)識(shí)到的，這意味著在到達(dá)反射器之前被衰減或 散射的地震能量、反射但未被記錄的能量或者未被反射的能量（例如，被吸收或透射的能 量）不被認(rèn)為是"照明"。
[0006] 理解選定的地震勘測(cè)幾何形狀（源和接收器的位置）如何作用來(lái)照亮地下允許勘 測(cè)設(shè)計(jì)的變化，以提高捕捉所研究的區(qū)域的清楚圖像的可能性。例如，如果在該地區(qū)中存在 長(zhǎng)溝，則確保沿該溝的軸的良好照明會(huì)是有用的。如果存在可能趨于遮蔽感興趣的較深特 征的淺反射器，則設(shè)計(jì)勘測(cè)使得在障礙下方勘探（undershoot)會(huì)是有用的。
[0007] 在實(shí)施例中，射線追蹤技術(shù)被用來(lái)模擬反射表面對(duì)指定的采集幾何形狀 (acquisition geometry)的照明響應(yīng)。在模擬中，能量源具有在所有立體角之上顯現(xiàn)的射 線的基本均勻的分布，使得每條射線對(duì)源能量的相等貢獻(xiàn)建模。通過(guò)避免擴(kuò)散因子的明確 計(jì)算的需求，這可以允許簡(jiǎn)化。在接收表面處，菲涅耳（Fresnel)帶在到達(dá)射線的點(diǎn)周?chē)?優(yōu)勢(shì)頻率使用。在實(shí)施例中，該方法采用第一菲涅耳帶，但是在原理上，可以使用更高階的 帶。接收器對(duì)射線的能量有貢獻(xiàn)，其中每個(gè)接收器通過(guò)在接收表面上菲涅耳帶中的位置被 加權(quán)。在菲涅耳帶之外的接收器對(duì)射線貢獻(xiàn)零能量并且可以被忽略，從而總體上減小計(jì)算 負(fù)擔(dān)。能量被求和，以預(yù)測(cè)在射線的反射點(diǎn)處的照明能量。
[0008] 因?yàn)槭褂昧朔颇鷰?，所以波?dòng)方程響應(yīng)被近似，并且對(duì)于給定采集幾何形狀以 及反射層位形狀的反射層位之上的照明以良好的準(zhǔn)確性被預(yù)測(cè)。因?yàn)榉颇鷰в?jì)算是對(duì)接 收表面執(zhí)行的，所以實(shí)現(xiàn)了有用的準(zhǔn)確程度，而無(wú)需額外的計(jì)算負(fù)擔(dān)，這可以允許對(duì)給定的 項(xiàng)目生成更大數(shù)量的測(cè)試幾何形狀。
[0009] 在實(shí)施例中，該方法的產(chǎn)物是三角剖分（triangulated)表面，以計(jì)算出的能量值 作為該表面的屬性。即，該表面的每個(gè)頂點(diǎn)可以具有與其關(guān)聯(lián)的照明能量值。一旦生成這 個(gè)產(chǎn)物，它就可被用作勘測(cè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。更典型地，生成多個(gè)這種表面以允許評(píng)估設(shè)計(jì)選 項(xiàng)，其中每個(gè)這種表面是為相應(yīng)的一組假設(shè)（例如，速度模型的不同實(shí)現(xiàn)、用于設(shè)計(jì)的不同 幾何形狀）生成的。給定照明產(chǎn)物，可以關(guān)于地震勘測(cè)的重新設(shè)計(jì)作出決定。另選地，照明 表面可以允許決策者關(guān)于特定設(shè)計(jì)的充分性作出明智的決定。即，雖然不同的設(shè)計(jì)可能以 更大的成本提供優(yōu)良的照明，但是照明的改進(jìn)與增加的成本相比而言可能是小的。
[0010] 在圖1中所說(shuō)明的實(shí)施例中，工作流以指定用于所研究的地下區(qū)域的速度模型10 而開(kāi)始。速度模型可以包括形式為三角剖分表面的結(jié)構(gòu)層位，以及代表地下存在的物質(zhì)中 地震波的建模速度的速度。對(duì)于具有高度非均質(zhì)性、并且尤其是存在高空間頻率變化（例 如，具有陡傾、快速變化的地質(zhì)概況或者其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)）的速度模型，所計(jì)算出的照 明會(huì)趨于很差并且許多區(qū)域會(huì)被遮蔽、模糊或以別的方式成像不佳。
[0011] 指定對(duì)應(yīng)的地震勘測(cè)12。指定可以包括其中源（炮點(diǎn)）和接收器被定位的結(jié)構(gòu)表 面，以及用于源和接收器的X-Y坐標(biāo)。X-Y坐標(biāo)連同結(jié)構(gòu)表面一起定義用于每個(gè)源和每個(gè)接 收器的X-Y-Z位置。
[0012] 指定在源處的一組起始射線方向（即源輻射模式）14。指定可以包括最小和最大 傾角（這可以從向下的垂線來(lái)測(cè)量）以及增量角。得出一組起始方向，使得分離相鄰方向 的立體角是均勻的。
[0013] 連同交互的類(lèi)型，每條射線將與之交互的結(jié)構(gòu)邊界序列被定義16。這個(gè)序列可以 被稱(chēng)為射線代碼。相關(guān)的交互類(lèi)型可以包括反射、透射和/或模轉(zhuǎn)換。選擇與要為其生成 照明圖的層位對(duì)應(yīng)的主反射器。
[0014] 對(duì)于每個(gè)炮點(diǎn)和每個(gè)射線起始方向，利用任何適當(dāng)?shù)纳渚€追蹤方法，根據(jù)射線代 碼來(lái)追蹤射線18。
[0015] 對(duì)于滿足射線代碼的每條射線，計(jì)算能量值20。能量是通過(guò)確定速度（例如可以 使用均方根速度）、計(jì)算菲涅耳帶半徑并對(duì)該菲涅耳帶中的所有接收器產(chǎn)生加權(quán)和來(lái)確定 的。接著，該能量被加到射線反射點(diǎn)的捕捉半徑內(nèi)主反射器的所有頂點(diǎn)的能量總量。射線 追蹤和能量值計(jì)算對(duì)每個(gè)炮點(diǎn)和射線起始方向重復(fù)22。如將認(rèn)識(shí)到的，該方法可以提供近 似于實(shí)際照明的照明圖，而不需要任何波動(dòng)方程計(jì)算，由此大大減小了計(jì)算負(fù)擔(dān)。以下更詳 細(xì)地描述前述步驟實(shí)現(xiàn)的例子。
[0016] 這種照明圖的例子在圖2中對(duì)于鏡波場(chǎng)進(jìn)行說(shuō)明。在所說(shuō)明的例子中，內(nèi)部矩形 是感興趣的區(qū)域。即，如果層位的那部分對(duì)于所提議的采集勘測(cè)幾何形狀被充分照亮，則該 幾何形狀是可接受的。
[0017] 根據(jù)等式1計(jì)算均方根速度：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用地下區(qū)域的速度模型對(duì)地下區(qū)域的地震勘測(cè)中的照明建模的方法，包括： 指定多個(gè)地震炮點(diǎn)的位置； 指定多個(gè)地震接收器的位置； 指定用于每個(gè)源的一組射線起始方向； 追蹤來(lái)自反射表面的每條射線； 利用在接收表面處定義的并且針對(duì)單個(gè)頻率定義的菲涅耳帶為每條射線計(jì)算能量值； W及 對(duì)每個(gè)炮點(diǎn)重復(fù)所述追蹤和計(jì)算。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中指定地震炮點(diǎn)和地震接收器的位置包括定義炮點(diǎn)表 面和接收表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中指定起始射線方向包括指定最小和最大傾角W及相 繼射線之間的角增量。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中追蹤每條射線包括指定射線代碼并且指出建模照明 所針對(duì)的反射層位，其中射線代碼包括每條射線所交互的結(jié)構(gòu)邊界序列W及每個(gè)邊界的交 互類(lèi)型。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算能量值包括為射線在接收表面處針對(duì)單個(gè)頻率 計(jì)算菲涅耳帶半徑；W及 將該射線的能量計(jì)算為該菲涅耳帶半徑內(nèi)所有接收器的加權(quán)和。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括： 定義建模照明所針對(duì)的并且具有多個(gè)頂點(diǎn)的反射層位； 對(duì)于位于射線主反射點(diǎn)的所定義的捕捉半徑內(nèi)的反射器的每個(gè)頂點(diǎn)，與計(jì)算出的權(quán)重 和射線的計(jì)算出的能量之積相等的值被相加到其能量總量，其中所述相加還包括基于每條 射線的主反射點(diǎn)的位置與該頂點(diǎn)的位置之間的距離來(lái)對(duì)射線貢獻(xiàn)加權(quán)。
7. -種包含機(jī)器可執(zhí)行指令的非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)，其中機(jī)器可執(zhí)行指令執(zhí)行用于利 用地下區(qū)域的速度模型來(lái)對(duì)地下區(qū)域的地震勘測(cè)中的照明建模的方法，該方法包括： 指定多個(gè)地震炮點(diǎn)的位置； 指定多個(gè)地震接收器的位置； 指定用于每個(gè)源的一組射線起始方向，其中指定該組射線起始方向包括指定最小和最 大傾角W及相繼方向之間的角增量； 追蹤來(lái)自反射表面的每條射線； 利用在接收表面處定義的并且針對(duì)單個(gè)頻率定義的菲涅耳帶為每條射線計(jì)算能量值； W及 為每個(gè)炮點(diǎn)重復(fù)所述追蹤和計(jì)算。
8. 如權(quán)利要求7所述的介質(zhì)，其中指定地震炮點(diǎn)和地震接收器的位置包括定義炮點(diǎn)表 面和接收表面。
9. 如權(quán)利要求7所述的介質(zhì)，其中追蹤每條射線包括指定射線代碼并且指出建模照明 所針對(duì)的反射層位，其中射線代碼包括每條射線所交互的結(jié)構(gòu)邊界序列W及每個(gè)邊界的交 互類(lèi)型。
10. 如權(quán)利要求7所述的介質(zhì)，其中計(jì)算能量值包括： 為射線在接收器位置處針對(duì)單個(gè)頻率計(jì)算菲涅耳帶半徑；w及 將該射線的計(jì)算為該菲涅耳帶半徑內(nèi)所有接收器的加權(quán)和。
11. 如權(quán)利要求10所述的介質(zhì)，其中該方法還包括： 定義建模照明所針對(duì)的并且具有多個(gè)頂點(diǎn)的反射層位； 對(duì)于位于所定義的捕捉半徑內(nèi)的反射器的每個(gè)頂點(diǎn)，基于計(jì)算出的權(quán)重對(duì)能量進(jìn)行相 加，其中所述相加還包括基于每條射線的主反射點(diǎn)的位置與該頂點(diǎn)的位置之間的距離來(lái)對(duì) 射線貢獻(xiàn)加權(quán)。
12. -種被配置為利用地下區(qū)域的速度模型對(duì)地下區(qū)域的地震勘測(cè)中的照明建模的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 一個(gè)或多個(gè)處理器，被配置為執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序模塊，所述計(jì)算機(jī)程序模塊包括： 映射模塊，被配置為指定多個(gè)地震炮點(diǎn)的位置并且指定多個(gè)地震接收器的位置； 射線方向，被配置為指定用于每個(gè)源的一組射線起始方向； 射線追蹤模塊，被配置為追蹤來(lái)自反射表面的每條射線；W及 計(jì)算模塊，被配置為利用在接收表面處定義的并且針對(duì)單個(gè)頻率定義的菲涅耳帶為每 條射線計(jì)算能量值，其中處理器還被配置為為每個(gè)炮點(diǎn)重復(fù)所述追蹤和計(jì)算。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中射線追蹤模塊還被配置為指定射線代碼并且指出 建模照明所針對(duì)的反射層位，其中射線代碼包括每條射線所交互的結(jié)構(gòu)邊界序列W及每個(gè) 邊界的交互類(lèi)型。
14. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中計(jì)算模塊還被配置為為射線在接收表面處針對(duì)單 個(gè)頻率計(jì)算菲涅耳帶半徑；W及 將射線的能量計(jì)算為該菲涅耳帶半徑內(nèi)所有接收器的加權(quán)和。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中計(jì)算模塊還被配置為： 定義建模照明所針對(duì)的并且具有多個(gè)頂點(diǎn)的反射層位； 對(duì)于位于射線主反射點(diǎn)的所定義的捕捉半徑內(nèi)的反射器的每個(gè)頂點(diǎn)，與計(jì)算出的權(quán)重 和射線的計(jì)算出的能量之積相等的值被相加到其能量總量。
【專(zhuān)利摘要】一種用于利用地下區(qū)域的速度模型對(duì)地下區(qū)域的地震勘測(cè)中的照明建模的方法，包括指定多個(gè)地震炮點(diǎn)的位置、指定多個(gè)地震接收器的位置、指定用于每個(gè)源的源輻射模式、追蹤來(lái)自反射表面的每條射線、利用在接收表面處定義的并且針對(duì)單個(gè)頻率定義的菲涅耳帶為每條射線計(jì)算能量值、以及為每個(gè)炮點(diǎn)重復(fù)追蹤和計(jì)算。
【IPC分類(lèi)】G01V1-28, G01V1-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104685376
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380050195
【發(fā)明人】P·S·舒爾茨, D·P·約翰森
【申請(qǐng)人】雪佛龍美國(guó)公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年6月18日
【公告號(hào)】CA2883668A1, EP2917768A1, US20140129188, WO2014074173A1