多方位网格层析成像技术及应用效果

方 勇， 温铁民， 李 虹， 李隆梅， 孟 杰， 杨 侃， 高现俊

(中国石油东方地球物理勘探有限责任公司 研究院， 涿州 072751)



多方位网格层析成像技术及应用效果

方 勇， 温铁民， 李 虹， 李隆梅， 孟 杰， 杨 侃， 高现俊

(中国石油东方地球物理勘探有限责任公司 研究院， 涿州 072751)

在宽/全方位三维地震速度建模过程中，需要考虑速度方位各向异性的影响。多方位网格层析成像技术可以利用介质的速度方位各向异性特征进行速度迭代，进而提高速度模型精度，其相应的偏移成像精度也更高，得到的地下信息更可靠。多方位网格层析成像技术是宽/全方位三维地震速度建模技术中比较实用的一项技术，它既可以考虑宽方位资料速度方位各向异性的影响，又可以在建模成本和进度上进行较好地控制。从应用该方法的效果看，速度模型的精度得到进一步提高，成像效果好，地下信息更符合实际地质情况。

宽/全方位地震资料； 速度建模； 多方位网格层析成像； 速度方位各向异性

0 引言

随着油气勘探开发的不断深入,地质目标变得越来越复杂,对成像精度的要求不断提高。尤其是随着高密度宽方位勘探技术的发展，方位各向异性在地震数据处理中越来越突出。对于HTI介质，叠加速度的方位各向异性非常明显。但在实际地震资料处理过程中，我们往往还采用常规的处理技术(窄方位)，处理高密度宽方位地震数据。常规的处理技术一般都假设波在地下传播时速度不随方位角变化，不考虑方位各向异性特征。在窄方位地震数据处理中，方位各向异性表现不明显，不考虑方位各向异性也能取得较好的结果。而在高密度宽方位地震数据中，方位各向异性表现明显，需要采用针对性的处理技术解决方位各向异性问题。多方位网格层析成像技术就是适合宽方位地震资料的一种速度建模方法，它能利用不同方位角得到的地震信息，建立一个精度更高的速度模型[1-4]。

1 多方位网格层析成像技术原理

多方位网格层析速度建模技术是以网格层析技术为基础，充分利用宽方位数据将方位角进行划分，通过多个方位角数据的加入使得网格层析速度更新时考虑方位角变化的影响。这项技术和已有的建模技术可以相互融合或在建模过程中的不同阶段加以应用，来进一步提高深度域速度模型建立精度，有效提高成像质量。

我们把地下划分为许多具有速度信息的立方体小格[5]，则可以得到一个矩阵(式(1))。

(1)

其中:δti表示CMP道集中第i道的走时误差;Dij表示CMP道集中第i道在第j个网格中的射线路径长度;δsj表示第j个网格中的慢度(速度的倒数1/v)误差。

每个网格中的传播速度建模方法都是基于射线的，一般称其为“层析成像反演”或“层析成像”。一般情况下，如果介质只具有VTI性质或者宽方位地震数据的任意给定的方位角范围内,在进行速度分析和动校正处理时,可以不考虑HTI介质各向异性影响,纵波的旅行时方程可以表示为式(2)的形式。

其中：t为纵波旅行时;x为偏移距;vnmo为纵波动校正速度;η为纵波各向异性参数，可以通过双参数扫描速度分析方法求取。

采用双参数速度分析的方法,就是同时扫描Vnmo和η两个参数.在每个时刻,选择一定的参数范围和参数间隔,计算每组参量对应的能量值,得到一个随双参数变化的能量曲面,曲面上能量最高点对应的参数即为介质的速度参数。

如果岩石中的各向异性是由一组定向垂直裂缝引起的,那么根据地震波传播理论,纵波平行或者垂直于裂缝传播时,具有不同的旅行速度。平行裂缝传播时,以快波速度传播;垂直裂缝传播时,以慢波速度传播。当纵波通过裂缝介质时,对于固定的偏移距,其方位速度与裂缝方位满足式(3)。

v=v0+α·cos 2β

(3)

式中:v为纵波方位速度;v0为方位速度平均值;α为方位速度有关的调制因子;β=-φ，为激发点到检波点观测方位;φ为裂缝走向方位。

在理论上,方程(3)只要知道3个方位或者3个以上的方位速度就可以求解该方程的v0、α以及β这3个参数,从而得到方位速度椭圆方程[6-7]。

2 多方位网格层析成像技术实现过程

多方位网格层析成像基于上述理论进行速度模型建立，其主要实现过程如图1所示。

首先将CMP道集分成3～6个子方位角道集，使用初始速度模型分别进行叠前深度偏移工作，并在各自的叠前深度偏移结果上进行RMO(剩余时差)、反射层的倾角、同相轴的连续度等属性的拾取，调整不合适的属性拾取量。将不同方位得到的属性数据作为多方位网格层析成像反演过程的输入，通过交互射线追踪等方式选择合适的参数建立和求解矩阵，并最终得到一个更新的速度模型。若新速度模型能使CRP道集平直，符合地质规律，能满足井震误差等要求，则可以将其作为最终的速度模型进行叠前深度偏移工作。反之，则需要再进行一轮新的多方位网格层析成像工作。按照这种方法一直迭代下去，直到新速度模型满足要求[8-10]。

图1 多方位网格层析主要流程Fig.1 Flow chart of multi-azimuth grid tomography

3 应用实例

研究区三维地震资料覆盖次数为3 360次，横纵比达0.69，属高密度宽方位地震采集数据,其主要目标是准确刻画不规则分布的盐体形态，及靠近盐底的产油气地质目标体。

根据该区的地质特征，全区共划分为三个方位角：-90°～-30°、-30°～30°、30°～90°。在各个方位角上，使用精度较高的速度模型，分别进行叠前深度偏移工作并拾取相应的属性：RMO、倾角、连续度等。接着利用这些属性进行多方位网格层析成像反演，得到一个精度更高的速度模型。新模型可以从多方面进行考察，如与之前模型的差异化对比、RMO数据体的收敛程度、沿层RMO数据的收敛程度、道集的平直程度、偏移剖面的归位情况等等。从速度模型本身(图2)，应用多方位网格层析成像技术得到的速度模型，其对盐体分布特征的刻画更加真实、精细，符合该区盐体分布的地质规律。从相应的偏移结果(图3)看，后者的偏移成像效果更好，含有的信息量更加丰富。

图2 速度模型切片Fig.2 Slice of velocity model(a)应用单方位网格层析成像技术得到的速度模型体的切片；(b)应用多方位网格层析成像技术后得到的速度模型体的切片

图3 利用不同速度模型得到的叠前深度偏移结果上的时间切片Fig.3 Time slice of prestack depth migration data based on different velocity model(a)应用单方位网格层析成像技术所得速度的叠前深度偏移成果切片；(b)应用多方位网格层析成像技术所得速度的叠前深度偏移成果切片

4 结论

多方位网格层析成像技术能较好地利用宽方位地震资料所具有的方位各向异性信息，建立更精确的地下速度模型。

1)通过对多方位网格层析成像技术及应用实例的分析和研究表明，多方位网格层析成像能够提供精度更高的速度模型和更好的偏移成像结果，它将在高密度宽方位地震数据处理中发挥越来越大的作用。

2)多方位网格层析能够考虑方位角的变化对速度的影响，从而更新出一个较为平滑的速度，但它不是真正意义上的分方位速度，随着深度偏移速度建模技术的发展，宽/全方位网格层析成像技术将是下一步的发展方向。

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The application of multi-azimuth grid tomographic imaging technology

FANG Yong, WEN Tie-ming, LI Hong, LI Long-mei, MENG Jie, YANG Kan, GAO Xian-jun

(BGP GRI, Zhuozhou 072751,China)

Azimuthal variation in velocity must be considered in the wide/full azimuth seismic data velocity modeling. Multi-azimuth grid tomographic imaging technology is mainly applied the character of velocity azimuthal variation in media to iterate and update the velocity model, rise up the precision. As a result, the migration imaging precision is promoted and the geological information is more reliable. Multi-azimuth grid tomographic imaging technology is an economic technique in wide/full azimuth seismic velocity modeling with the consideration of the azimuthal velocity variation, which leads to a good quality and cost control.

wide/full azimuth seismic data; velocity modeling; multi-azimuth grid tomography imaging; azimuthal velocity variation

2015-08-27 改回日期：2016-03-01

中国石油天然气股份有限公司重大科技专项资助(2012-E-34-11)

方勇(1981-)，男，硕士，主要从事信号与信息处理工作， E-mail：fangyong2011@cn.pc.con.cn。

1001-1749(2016)05-0677-04

P 631.4

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2016.05.17