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三维孔洞储层建模及其地震波场正演模拟.pdf

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第26卷第4期 2011年8月(页码:1288~1297) 地球物理学进展 PR()GRESS IN GE()P H YSICS Vol_26。No.4 Aug.,2011 闵小刚,陈开远,顾汉明.三维孑L洞储层建模及其地震波场正演模拟.地球物理学进展,2011,26(4):1288~1297,DOI:10. 3969/j.issn.1004—2903.201 1.04.020. Min X G,Chen K Y,Gu H M.Geological modelling and seismic wave forward modelling in 3D cavity reservoir.Progress in Geophys.(in Chinese),2011,26(4):1288~1297,DOI:10.3969/j.issn.1004—2903.2011.04.020. 三维孑L洞储层建模及其地震波场正演模拟 闵小刚1’2, 陈开远1, 顾汉明3 (1.中国地质大学(北京),北京100083;2.中海石油研究中心, 北京100027;3.中国地质大学(武汉),武汉430074) 摘 要本文研究的内容有二,一是针对塔河油田六区东中、下奥陶统碳酸盐岩孔洞储层发育的特征,通过精细的层 位标定、构造解释与时深转换,搭建深度域等时地层框架模型,然后采用协克里金算法,将渡阻抗反演体作为协变量, 对孔洞储集体的三维孔隙度分布进行确定性建模;二是应用二维横向各向同性介质中的弹性波波动方程,基于交错 网格差分格式,考虑初始条件、吸收边界条件以及野外实际地震观测系统,对三维孔洞储层模型逐线进行正演模拟和 渡场特征分析,总结地震响应规律.在常规叠加偏移处理的基础上,再把各二维偏移剖面并成三维体,并在频率域实 现空间插值.结果表明,孔洞储集体在偏移剖面上表现为负一正一负三个相位的波形,但只能确定奥陶系风化面下第一 个负相位是孔洞的发育位置,其下的“串殊”是孔洞的假象.风化面反射波与沿纵横向有一定分布的孔洞体的绕射波 叠加,使得孔洞所在位置处风化面反射能量变弱,而孔洞底部与下覆围岩之间的正极性反射由于受风化面透射波的 负值性续至波叠加,也变得较弱. 关键词 碳酸盐岩,孔洞储层,确定性建模,有限差分,正演模拟 DoI:10.3969/j.issn.1004-2903.2011.04.020 中图分类号P631 文献标识码 A Geological modelling and seismic wave forward modelling in 3D cavity reservoir MIN Xiao—gan91”, CHEN Kai—yuanl,GU Han—min93 (1.China University of Geosciences(Beijing),Beiji”g 100083.China;2.CNOOCResearch Center, Beijing 100027,China;3.China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China) Abstract This paper has two purposes.The first is to build isochronal stratigraphic framework in depth domain in the middle-lower Ordovician of work area 6,Tahe oil field,based on the reservoir character,careful calibration, structure interpretation,and time-to—depth conversion.Subsequently,the spatial distribution of cavity reservoir porosity is deterministic modelled by Co-kriging algorithm which takes the impedance inversion data as the covariance. Constrained by seismic information,the uncertainty of reservoir geological model has been effectively reduced,and the accuracy of geo-modeling has been improved significantly.The second is to implement forward modelling of this geological model line by line just using finite difference of 2-D elastic wave equation for Transverse isotropic(TI) medium,analysis the wave field characteristic and summary the seismic response.In this process,the initial condition,absorbing boundary,seismic source,the practical data acquisition geometry and processing flow have been considered comprehensively.In solving 2-D elastic wave equation,the numerical dispersion can be decreased perfectly and the compute accuracy can be increased effectively,by combination the finite difference algorithm with the 收稿日期2010—09—25;修回日期2011一03—13. 基金项目 国家重点基础研究发展计划(973计划)“碳酸盐岩孔洞型油藏开发基础研究”(2006CB202400)项目资助. 作者简介 闵小刚,男,汉族,1979年生,湖北郧县人,工程师。2007年获中国地质大学(武汉)地球探测与信息技术专业硕士学位,现在中海 油研究总院从事油藏地球物理研究工作,并在中国地质大学(北京)矿产普查与勘探专业攻读博士学位. (E-mail:minxiaogan9131@yahoo.com.en) 万方数据
4期 闵小刚,等:三维孔洞储层建模及其地震波场正演模拟 1289 staggered grid technology,and using absorbing boundary and stability condition appropriately.At the same time,the compute efficiency can also be improved by using larger grid spacing,just considering the precondition of specific accuracy.Based on the ordinary stacking and migration processing,all the 2D migrated section is integrated into a 3D seismic body and spatiaI interpolated in frequency domain.The result has showed that:the cavity reservoir is a negative-positive-negative phase in migrated section,but only the first negative phase under the Ordovician basal surface is the real image,the subsequent paternoster reflection is the virtual image.The basal surface energy is weakens due to the interference between its own reflection and cavity diffraction,and the positive reflection between cavity and its underlying rock also weakens because of the intervention of negative phase later arrivals from the basal surface transmission.This conclusion can direct the processing and interpretation of seismic materials in practice,and help the reservoir prospecting and hydrocarbon detecting in generally. Keywords carbonate rocks,cavity reservoir,reservoir geological deterministic modelling,finite difference,forward modelling 0 引 言 孔洞型储层是塔河油田及其外围地区中、下奥 陶统碳酸盐岩中的主要油气储层,其分布隐蔽性强, 不规则性大,岩性致密,基质的孑L隙度小、渗透率差、 非均质性强.综合利用地震与地质资料,建立能够模 拟实际工区情况的、多尺度的三维孔洞储层模型,利 用正演模拟方法,总结其地震波场响应特征,进而指 导反射波场的认识及方法技术的优选,这在油气勘 探开发中具有十分重要的意义. 储层地质建模就是从三维的角度对储层进行定 量的研究,核心是对井间储层进行多学科综合一体 化、三维定量化及可视化的预测[1].在储层建模过程 中引入平面上具有密集采样的地震数据(如波阻 抗),有利于对储层的非均质性和不确定性加以约 建立了频率域高精度弹性波波动方程的差分格式, 并对均匀各向同性介质、层状介质及凹陷模型中波 的传播过程进行了数值模拟.马召贵等u33采用一个 频率域的衰减波动方程算子作为预条件算子,在外 层利用双共轭梯度稳定算法求解不定矩阵,在内层 利用多重网格算法计算该算子的近似逆,该法能提 高整个迭代算法的收敛速度,解决其不稳定问题.张 金海等口41在有限差分法三维波动方程正演模拟时, 利用Fourier变换计算了双向分裂过程中的高阶交 叉项,消除了方位各向异性误差.在构建吸收边界条 件方面,秦臻口53等基于非分裂式PML吸收边界条 件,结合复频移伸展函数,提出了一种新的数值实现 方法,其计算方程简单、占用内存小、编程实现容易, 是对PML介质理论数值实现的改进和完善.国外的 Dablainrl60和Virieux[1 71最早应用高阶有限差分法 束,以提高所建模型的精度.特别是在井少的情况 和交错网格有限差分法进行了波场模拟,Igel[1胡等 下,应用地震与地质资料综合储层地质建模技术建 立的地质模型会比单纯利用井资料进行插值或随机 模拟所建立的地质模型具有更高的精度. 使用交错网格有限差分法对复杂介质(主要是各向 异性介质)中波的传播特性进行了模拟.由于有限差 分法是直接求解地震波波动方程的,因此它模拟的 地震波场正演模拟包括物理模拟和数值模拟, 地震波波场不仅包含了运动学信息,也包含了动力 后者又包括几何射线法和波动方程法.何樵登教授 和他的博士生们多年来一直从事复杂介质的波场模 拟及参数反演工作¨叫].董良国等f5~71开展了有限差 分模拟和弹性介质的交错网格高阶差分解法研究. 学信息,这就为地震波传播机理研究和复杂地层解 释提供了更多的佐证. 1 储层建模 奚先和姚姚[8~10]利用交错网格有限差分法对二维弹 塔河油田6区东位于阿克库勒凸起古岩溶高 性随机介质、二维粘弹性随机介质、随机溶洞介质模 地,其特征是垂直渗流带发育、厚度大,水平潜流带 型进行了波动方程正演模拟.吴永国等C113利用相移 加插值波场延拓算子的方法对串珠状溶洞地质模型 仅发育于岩溶高地的边缘,因此总体大型溶洞不发 育,中小型孔洞较发育,但其后的充填作用较严重 进行了正演和偏移,并分析了波场特征.近年来,波 动方程正演模拟有向频率域和3D方向发展的趋势, (多被砂泥质或方解石等充填)[1 9|.为了客观描述这 些非均质性极强的储层,需要探索与之相匹配的储 但这需要对大型的稀疏矩阵求逆.殷文[123等采用25 层建模方法.目前的建模途径包括确定性建模和随 点优化差分算子,根据最优化理论求取的优化系数, 机建模.确定性建模是对井间未知区给出确定性的 万方数据
地球物理学进展 预测结果,即从具有确定性资料的控制点(如井点) 出发,推测出点间(如井间)确定的、唯一的储层参 数.随机模拟是从一个随机函数Z(M)中抽取多个可 解释.同时,利用该过程中产生的6口井的时深关 系,用三角剖分网格建立了速度模型并经过井点校 正,实现了对工区构造框架的时深转换.通过以波阻 能实现,即人工合成反映z(“)空问分布的可供选择 的、等概率的高分辨率实现. 对于该工区来说,三维地震资料分辨率较高,对 孔洞储层已经有一定的反映(常表现为低频、不连续、强 振幅反射).通过岩石物理分析又发现孔洞储层低速、 抗为协变量的孔隙度属性模拟,借助于三维可视化 技术,我们可以大致看到孔洞储集体的形态、分布、 规模及连通性(图1).根据孔隙度发育情况,我们将 储层分为孔洞欠发育(致密)、孔洞较发育(较致密) 和孔洞发育(较疏松)三种类型并分别设计了各自相 低密,常规波阻抗反演能够对其几何形态、空间接触 关系定量表征.因此本文将波阻抗数据体作为协变 应的弹性参数,同时以模拟出的孔洞形态约束弹性 波正演模拟时孔洞体的空间分布. 量(地震属性纵向等值法),采用确定性的协克里金 插值算法,对孔洞储层的物性参数进行了三维建模. 反演所起到的作用,一是通过归一化的测井曲线对 原始地震数据进行校正,使数据在空问上得到了有 效的平衡,从而使孔洞反映的更清楚;二是在地质建 模过程中通过宏观控制,充分利用空间变量的相关 性,克服低频模型的不足,提高属性模拟的分辨率. 2 波动方程正演模拟原理 碳酸盐岩岩溶风化壳孔洞型油气藏属于一种典 型的、复杂的非均质范畴,可以视为由准均匀介质中 呈不规则分布的、大小和形状各异的低速体共同组 成的非层状储集体.在地震剖面上看到的储集体的 波应是这些低速体的散射(绕射)波.若利用常规波 动方程正演模拟方法所使用的均匀介质中的声波方 程或弹性波方程,难以得到具有复杂非均匀性的孔 洞型油气藏的地震波场响应呦].因此,本文采用非 均匀横向各向同性弹性介质中的弹性波波动方程进 行正演模拟计算,取z轴为垂直对称轴,它可以表示 为如下的一阶方程组: 瓦oU—B(等+鲁), 瓦OW一曰(等+等), 孥一(A∥+2p//)瓦3U+A上瓦oW, 堕3t一(A上+2川罢+n罢, 百一卢I瓦十瓦p 。/OU.OW、 ar,, (1) 图1 地质模型孔洞储集体俯视图 Fig.1 Top view of the cavity reservoir in geological model 其中:(u(z,z,£),W(x,z,f))是速度向量;g(x,2) 建模过程中最大的难点是求取准确的速度场, 本文首先收集整理了工区内6口探井、评价井的钻 井分层数据及多种测井曲线(电阻率、声波时差、密 度、自然伽玛等),对其进行了归一化和环境校正,并 制作了合成记录.通过与井旁地震道对比,准确标定 了前中生界侵蚀顶面(T50)、石炭系双峰灰岩顶面 (T56)、中下奥陶统顶面(T74)、下奥陶统蓬莱坝组 顶面(T78),它们都是区域性的波峰反射.在此基础 上采用25m*25m测线密度对该区块6.25km2的 3D地震数据体T50、T56、T74、T78层位进行了精细 是密度ID—p(x,z)的倒数,或者叫疏度;k— k(z,2,f),k=r。(z,z,£),k—k(z,z,f)是应 力张量.A∥,产∥和A上,产上分别为水平和垂直方向上 的拉梅系数;口+为一新的弹性常数.可见,在横向各 向同性弹性介质中,独立的弹性常数有五个,它们是 密度、在垂直方向上的纵、横波速度及纵、横波的各 向异性系数,即: VP一、。/A_c+p2Iz上-,Vsi—q等, G一√糍,岛一√岳. 万方数据
4期 闵小刚,等:i维孔洞储层建模及其地震波场正演模拟 1291 在具体的有限差分解法上,除了规则网格外,一 非均匀介质模型的弹性波动方程正演模拟.特别是 种较为先进的交错网格(图2)最早由Madariaga提 出,Virieux[171在模拟各向同性介质中SH波和P— 当每一个波长中的网格点数多于10个时,Levander (1988)[211的结果显示,网格色散与网格各向异性均 SV波时也使用了这种差分网格,其精度为o(At2+ Ax2),在不增加计算工作量和存储空间的前提下, 和常规差分网格相比局部精度提高了4倍,且收敛 速度也较快.Levanderf2u又将这种差分网格的精度 提高到o(At2+△z4).Crase[221则发展了精度町达任 意阶的高阶交错网格法,但其计算量和内存要求比 低阶有限差分法大幅度增加.本文使用的是Virieux 明该算法可以精确、稳定地应用于任意复杂变化的 可忽略不计. 假设U,W分别为介质在z,z两个方向上的速 度分量的离散量,R,T,H分别为r。,k和r。的离 散量,Lo,Mo,L1,M1和M2分别为A∥,卢∥,A上,户上和 口’的离散量.在(1)式中,各导数项均用中心差分来 代替,在如图2所示的一个交错网格中,u,B在节 点1处计算;w,B在节点2处计算;R,T,Mo,L。, 和M.,上,,在节点3处计算;H,M2在节点4处计算. 这样(1)式离散为[2 4。: (1986)[173的交错网格差分公式,其差分精度为 o(血2+Ax2),Ikelle L T和Yung S K(1993)[231说 一一——一一 u笛专一Uk。-{+B¨△Azt(R:+i。.』一R苎-{,,)+B嘶五Azt(Hk¨+专一H:,专), w譬一{一W霉l,』+号+B哺一爰(碑Ⅵ+÷一H-{)+B哼J+寺爰(碡如+·一碡如), R={,,一R:+睾,,+(L。+2Mo)斗{,J△Azt(、uI Tkt++,号,,一u:于专) +L1f序』≯At~k+如-5十{一w:毫一音), (2) 《专,,=r+÷,,+(L。+2M,)。+{。差(w::害,,+睾一w:二李,{)+L。i+丢,,堂/kzfr广i++1丢,j—Uk。’+号), H抖i,j+11一H;,j+{+M2叫+÷爰(旷,j立一u:'+{)+Mz叫+专业A(w‘"+--},,+睾一w芝专+{). ——。。。。。。。。。。。。。。。。。。。——●。_。。—— ■ 么 一 ’ 72 ▲1 ● -3 图2一个交错网格 Fig.2 A staggered grid 以将震源函数直接赋在k和r。的节点上来模拟震 源,即: r皿(source_x,soure—z,£)=R(£), r。(source—z,soure一2,£)一R(£). 此外,在震源没有激发之前地下介质内部所有质点 都是静止的,包括质点振动速度为零和所受应力为 零.因此,初始条件为: U。(z,z,≠)一0,W。(z,z,f)=0,r站(z,z,£)一o, r。(z,z,£)=0,如(z,z,£)=0(£≤O) (3) 对于自由表面边界条件,本文采用了模型空间 其中,上标k为时间t的离散量,下标i,J分别为z 和z的离散量.At,Ax,△z分别为t,z,z的步长. 的上部加空气的条件,然后再采用吸收边界条件把 空气上边界的弹性波吸收掉,对于空气的下界面,则 鉴于Ricker子波对地震波的分辨率较其它子 作为正常的分界面来认识,从而获得和实际应用中 波函数高,因此,震源选用Ricker子波,其形式为: R(z)一[1—2[nf(t—to)]2]exp[--(衫(z—to))2], 所采用的地表放炮、地表接收达到一致的效果. 有限差分法在求解波动方程时,会产生不期望 式中.厂表示子波的主频,t为子波持续时间,t。为厂 的函数.在模拟地下激发的地震波时,有限差分交错 网格中的正应力k和r。是在同一节点上赋值的, 而让和7./:在节点处的数值并没有参与计算,因此可 的数值频散或称网格频散,导致数值模拟结果分辨 率降低‘25‘.所谓数值频散实质上是一种因离散化求 解波动方程而产生的伪波动,这种频散既不同于波 动方程本身引起的频散,也不同于因波传播的速度、 万方数据
1292 地球耱理学遂震 频攀和是度变化薅引趣的频教,它是有限差分方法 求解波动方程时所固有的本质特征,无法避免.为了 果,我们在这墨仅分为三种类型:孔溺欠发弯(致 密)、孔洞较发育(较致密)和孔洞发育(较疏松). 溃除这静数值频敖,前人进行了大量研究,德鳃的结 论是基本一致的,即为了消除数值频散,在使用二阶 有限差分方法时,每个功率对应韵波长至少磐须使 用11个网格点,而四阶有限差分则可用二阶差分网 格点数的一半.本文采用的稳定性条件,即计算稳定 的离数参数区域为嘲: 表1地艨框架内各层物性参数 Table l The properties of each layer in stratigraphie framework 。≤蚤M高‰剐2m 2”≤l, 。≤荟器P护≤l。 M 其中, (4) L卫一v cpH△A篇t2z-4。-c移4△4 Azt2z-, L:一√万C44 At2+警,d—1. 此外,在做波动方程的模型计算时,由于只能在 一个有限涎域进行,而弹性波在其计算边雾上能量 衰减并不为零,从而产生很强的边界反射,这是模型 计算时所不希望的,需要做人工吸收或衰减处理.计 算吸收边界的方法有许多种,一般情况下网格周围 的耗散采用质点的速度和应力值乘七一个小于1 的因予来平游静衰减;另一种可熊性是在网穆嬲匿 使用低Q值来实现吸收作用,但是后者的吸收效果 不如蓠者的啜收效果好,因此本文采震的是第一种 方法.具体实现时采用了Cerjan等胁3的吸收边界条 件实现边界吸收: G—exp[一82(j~i)2],1≤i≤j. 其中,I为给定的吸收边界带总节点数;i为吸收边 界内的节点编号;8力衰减系数,冀德的选定与王的 大小密切相关,且对吸收效果的影响很大.本文中j 取力40(嚣隧绕计算区域,再商外设置宽度为碡0个 网格的条形吸收区域),a一0.305/40,i取从o~40 对于试验工区的每条线,其长度均为1625 m, 为了保谣该区域内均为满叠、孔洞酶绕射波收敛敝 及边界吸收较为干净,我们在模型的左边延长了 1200 m,右边延长了1575 m(延长部分的地层接触 关系并不代表真实情况),鄹嫫型总长度为4。4 km, 深度范围为4000~6500 m.每条线均采用了同样的 观测系统,具体为:采用零裰位对称雷竞子波佟为震 源(主频40 Hz),单边放炮(共20炮,每炮128个检 波器接收>,炮闻距160 m,检波器间距20 nl,8次叠 加,最小偏移距0 m,最大偏移距2540 m,记录长 1.6 S,At=2 ms,第一炮的坐标位置为(一1200,0). 基于差分稳定条件,取模型中最小介质速度2500 m/s 为参考,得到的计算参数为:网格剖分间隔3 m× 3 m,时阚延拓步长为0。27 ms,每个波长(62.5掇> 内有20.8个网格.我们一共对33条线进行了正演 模拟,图3展示了较为典型的inline2585线(位于研 究工区的中心部位,地层接触关系以及孔洞体的分 节点号。在条形墩收区域中的每个网格结点处,对全 布相对比较复杂),从中可以大致肴出二维正演模拟 部的5个波场量(U,W,R,T,H),在每计算一个时 间步长后,都做少量的波场衰减. 的普遍情况与孑L洞体波场响应特征的一般规僖。 表2展示了该条线上各孑L洞体的几何及物性参 3 模型计算 在正演之前,我们统计了工区懿速疫、密度资 数,其中④号震予欠发育(充填致密物>类型,①③⑥ 号属于较发育(充填较致密物)类测,②⑤号属于发 育(充填较蔬松物)类型.此外,建模过程串,我们还 料,为了简化模型,并使得孔洞体的地震响应特征更 考虑了线与线之间地层起伏渐变、孔洞大小渐变、孔 具有针对性,我们采用了背景为常速介质、密度参数 由Gardner公式计算的思路(表1).对于孑L洞储集 体,根据钻井揭示和前面提到的孔隙度属性模拟结 洞物性参数渐变的过程,即所有建模因索都是渐变 的弼不是突变,最终僳证了三维地震数据体的连 续性. 万方数据
4期 闵小刚,等:三维孔洞储层建模及其地震波场正滇模拟 表2 各孔洞储集体的几何及其物性参数 最大振幅,且绕射曲率与反射曲率相同,表明二者具 Table 2 The geometry and property parameters 有不同的传播速度;每个绕射波可分为左右、上下 of each cavity reservoir 图4是该模型在590 ms时的波场快照,其波场 清晰,网格频散小,边界吸收较干净.这表明,在求解 二维弹性波动方程时,将差分解法和交错网格技术 相结合,通过较好地使用吸收边界和稳定性条件可 以显著削弱数值频散,有效地提高计算精度.同时, 在保证一定的精度前提下,可以采用较大的空问网 格间距,提高计算效率.从图中还可看出,孔洞绕射 波和反射波在绕射点处相切,在切点处绕射波具有 正、反向绕射分支,正向绕射分支的相位与反射P 波相同,反向绕射分支的相位反转180。,与反射P 波的相反. 弹性波正演模拟生成的炮域合成记录被导入 FOCUS软件进行常规处理,包括速度谱拾取、动 校、切除、增益、滤波、叠加、偏移和变面积、变密度显 示等.由于在观测系统中只设计了8次覆盖,为了增 加速度潜拾取精度,本文采用了由相邻的7个CDP 道集混合构成一个超道集的办法,隔1 0个CDP拾 取一个速度文件,并在拾取前先作常规NMO校正 与切除,使得原始道集记录能量更强、信噪比更高. 图5、图6分别是TK610井、TK623井所在位置处 CDP道集记录及其速度谱,从图中可见各个反射界 面的同相轴清晰可辨,对应的能量团集中,而在合成 记录上T71界面下孔洞所在位置处都有一明显的 同相轴,能量团也比较集中.由于TK610井比 TK623井孔洞储集体更为发育(尽管二者振幅相 图3主测线2585地质模型 Fig.3 Geological model of inline2585 200 .800 .400 0 400 800 1200 1600 ㈣ 划 删 矧 ㈣ 洲 湖 矧 |堇 ∞ 叭 3 小 ,- 姐 , 。 川 吡 ,. 吣 .^ 图4 主测线2585在590 ms时波场快照 Fig.,1 Snapshot of wave field at 590ms in inline2585 万方数据
地球物理学进展 26卷 图5 TK610 J}:所存位置处CDP道集记录及其速度谱 Fig.5 The CDP gather and velocity spectrum at well TK6 10 图6 TK623井所在位置处CDP道集记录及其速度谱 Fig.6 The CDP gather and velocity spectrum at well TK623 当,在地质模型设计时均认为是充填较疏松物,但 TK610井比TK623井在目的层段的厚度要大,横 相消),使得T74界面断断续续,并在该界面下出现 一些“短反射”.通过仔细分析,我们发现“短反射”中 向展布范围也更宽,测试产能更高),在合成记录上 孔洞对应的同相轴振幅更强、波形更连续,速度谱上 能量团也更强、更集中. 较强者出现的时间,与孔洞位置相对应.从该模型的 偏移剖面上(图b)可以看到,所有的孔洞体均得到 比较好的偏移成像,并表现为负一正一负三个相位的 图7是处理完后的叠加和偏移剖面.从叠加剖 面上(图a)可以比较清楚的看到孔洞体顶、底的两 波形.但鉴于反射波地震勘探的纵向分辨率(大于 1/4波长),所有能检测出的孔洞或孔洞组合在叠加 组强反射,但是二者之间出现具有绕射特征的弱波 代替了成层的背景,这些绕射波的相互干涉(相长、 剖面上都叠合在T74界面下第一个波峰轴上,在偏 移剖面上都体现在T74界面下第一个黑椭圆体上, 万方数据
4期 闵小刚,等:三维孔洞储层建模及其地震波场正演模拟 1295 0.0 U.2 ).0 U.2 o·4釜釜杀去杀品晶釜;98啭。,==,::e=% o·4熹釜蘸画商≤晶b意蠹崤。蠹#i。≤耋二。il醯二: 0.6 o.8警雩紫警警学守警孥孥睁o.8警学警鞫警譬警黛孥黪哟 0.6 1.0 1.0 1。2■■_ ? 、 1.2—■_一。 。—_:- 一 1·4矗矗矗釜i矗矗矗矗叮Ⅲ矗矗函釜—‘‘一 1·4函矗矗交E蠹蠹墨蕊责面j趣商=煎矗函■‘‘- 0 1.022e+09 .9.926c+08 0 9.926e+08 —1.022e4’09 图7主测线2585对应的叠加剖面(a)和偏移剖面(b) Fig.7 The stacking section(a)and migration section(b)of inline2585 至于其下的“串珠”是孑L洞的假象(孔洞组合与围岩 之间的多次波及绕射波经偏移归位后形成较强短反 射).由于T74界面反射波与沿纵横向有一定分布 的孔洞(比较明显的是①、⑤号)的绕射波叠加,使得 孔洞所在位置处T74界面反射波能量变弱,而孔洞 底部与下覆围岩之间的正极性反射由于受T74界 面反射波的负值性续至波叠加,也变得较弱.此外, 在构造高点上(④⑥号孔洞体所在位置,④号更为明 显),由于孔洞引起的绕射与隆起引起的回转波的相 互干涉,T56和T74界面不连续,甚至在其间出现空 白反射,而实际资料也有这种情况.这说明,对于塔 和油田碳酸盐岩孑L洞储集体这类特殊的油气储层来 说,在解释时遇到层位间断时,不能轻易地开断层, 而应该综合考虑构造、孔洞绕射等地震波场特征.这 也是塔河油田勘探开发实践中发现“表层弱反射、内 图8联络测线2795实际剖面(a)和正演剖面(b)对比 Fig.8 Comparison of the actual section(a)and 幕强反射”地震特征对应有利储层的一个佐证. forward modeling section(b)in crossline2795 依据以上思路与工作流程,我们得到了33条沿 主测线方向的二维偏移剖面,在并成三维体之前,为 了尽量消除线与线之间因地层起伏造成的不闭合, 而正演模拟采取的是8次叠加、道间距10 m),正演 剖面较好的反映了实际情况。这不仅体现在层位的 我们采取先把33条线的速度文件并成三维体,整体 形态、分布比较相似(由于速度取了平均,各层的厚 平滑后再用每条线对应的、平滑后的速度对其原始 共中心点数据进行动校、叠加、偏移的办法,得到33 度不一致,但不影响我们的主要目的,即对孔洞体地 震响应特征的分析),更重要的是,我们所设计的孔 条新的二维偏移剖面,再并成一新的三维体.此外, 由于正演模拟数据体线间距为50 m,道间距为 10 m,其空间采样率比实际资料低,本文编制了相 洞体,其位置、形状、规模、振幅强弱均与实际地震资 料具有相当好的对应关系,这表明我们在正演模拟 和处理时的设计思想和参数选取原则是合理的,这 应的算法在频率域对其进行插值,使线间距加密到 25 m.图8是联络测线2795在时间域的实际剖面 一结果也为我们进行后续工作提供了比较好的数据 源(由于实质上是2.5维,不是基于面元的真三维, (a)和正演剖面(b)对比,排除二者在采集时的一些 差异(如实际三维采集资料为24次叠加、道间距25 1TI, 所以沿联络测线的剖面上同相轴有抖动现象,这是 不可避免的). 万方数据
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