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地震成像方法及装置与流程

2022-06-01 12:55:40 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及地震成像技术领域,尤其是涉及一种地震成像方法及装置。


背景技术:

2.在实际的地震勘探工作中,对于地下深层和复杂构造带,由于构造变形复杂、塑性层屏蔽反射信号、埋藏深等诸多地质因素,建立准确的构造-速度模型非常困难,从而使地震成像质量普遍较差。地震成像质量较差会影响地震处理和解释精度,进而影响地震勘探生产的实践效率。


技术实现要素:

3.本发明提供了一种地震成像方法及装置,可以通过构造变形物理模型实现快速地震成像,成像结果可以用于评估实际地震处理和解释方法的正确性,提升地震勘探效率。
4.第一方面,本发明实施例提供了一种地震成像方法,该方法包括:获取构造变形实验模型的变形参数;按照所述变形参数调整所述构造变形实验模型,并在预设时刻扫描所述构造变形实验模型;记录所述构造变形实验模型的扫描速度数据和扫描图像数据;根据所述扫描速度数据和所述扫描图像数据生成地震成像结果。
5.第二方面,本发明实施例还提供一种地震成像装置,该装置包括:获取模块,用于获取构造变形实验模型的变形参数;调整模块,用于按照所述变形参数调整所述构造变形实验模型,并在预设时刻扫描所述构造变形实验模型;数据模块,用于记录所述构造变形实验模型的扫描速度数据和扫描图像数据;成像模块,用于根据所述扫描速度数据和所述扫描图像数据生成地震成像结果。
6.第三方面,本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述地震成像方法。
7.第四方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述地震成像方法的计算机程序。
8.本发明实施例带来了以下有益效果:本发明实施例提供了一种地震成像方案,该方案首先获取构造变形实验模型的变形参数;之后,按照变形参数调整构造变形实验模型,并在预设时刻扫描构造变形实验模型;记录构造变形实验模型的扫描速度数据和扫描图像数据;最后,根据扫描速度数据和扫描图像数据生成地震成像结果。本发明实施例根据变形中准确的扫描速度数据和扫描图像数据生成地震成像结果,可以提高地震成像质量和解释精度,可用于评估实际勘探时使用的勘探方法的正确性,提升地震勘探效率。
9.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
10.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合
所附附图,作详细说明如下。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明实施例提供的地震成像方法流程图;
13.图2为本发明实施例提供的第1个变形阶段后的实验模型ct扫描剖面图;
14.图3为本发明实施例提供的第2个变形阶段后的实验模型ct扫描剖面图;
15.图4为本发明实施例提供的不同变形阶段后的构造-速度模型图;
16.图5为本发明实施例提供的模拟地震炮集记录示意图;
17.图6为本发明实施例提供的波场传播快照示意图;
18.图7为本发明实施例提供的第1个变形阶段后的实验模型地震成像剖面图;
19.图8为本发明实施例提供的第2个变形阶段后的实验模型地震成像剖面图;
20.图9为本发明实施例提供的地震成像方法实施流程示意图;
21.图10为本发明实施例提供的一种地震成像装置结构框图;
22.图11为本发明实施例提供的另一种地震成像装置结构框图;
23.图12为本发明实施例提供的计算机设备结构框图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
25.自19世纪以来,利用实验砂箱的构造变形物理模拟实验,一直广泛应用于大地构造和含油气沉积盆地构造研究,成为探索不同地质条件下复杂构造变形的重要方法。砂箱实验通过模拟构造变形的正演过程,得到肉眼可见的构造形态,常用作和地震反射资料展现的构造形态作对比,说明构造形成机理。然而利用地震波在地下传播规律得到的地震反射构造样式是经过人工采集和处理后的结果,与实验中真实可见的构造样式存在差距,若将动态实验得到的构造样式经过地震采集并处理成像,即可与实际地震反射资料无缝衔接,验证地震解释方案,揭示地震反射构造样式的形成机理,用实验结果直接指导地震勘探。
26.地震成像数值模拟则是在地震模拟软件中自由构建虚拟的地质模型,并赋予任意岩石物理特性进行模拟计算,通过建立观测系统,模拟地震波激发和采集,进而处理虚拟地质模型的反射信号并成像。然而在地下深层和复杂构造带中,由于构造变形剧烈、沿层类型多样等因素,速度模型不准确,地震成像质量普遍较差。而基于工业ct的构造物理模拟实验结果可以准确提供不同演化阶段构造模型和速度模型,为地下深层和复杂构造带地震成像提供有力支撑。
27.基于此,本发明实施例提供的一种地震成像方法及装置,该方法充分发挥构造变形模拟和地震数值模拟在可控变量正演方面的优势,将两项技术首尾衔接,相互取长补短,利用构造物理模拟建立准确的构造-速度模型,再以此为基础对该模型进行地震数据采集和处理成像,能够得到与实际勘探所用类型一致的地震反射资料和地震波传播规律,对于地下深层和复杂构造带油气勘探技术的进步具有重要意义。
28.为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种地震成像方法进行详细介绍。
29.本发明实施例提供了一种地震成像方法,参见图1所示的一种地震成像方法流程图,该方法包括以下步骤:
30.步骤s102,获取构造变形实验模型的变形参数。
31.在本发明实施例中,构造变形实验模型可以用于模拟地下真实地层的构造变形过程。变形参数用于确定构造变形实验模型的变形程度、变形方向和变形速度等。变形参数可以根据实际需求进行设置,本发明实施例对此不作具体限定。
32.步骤s104,按照变形参数调整构造变形实验模型,并在预设时刻扫描构造变形实验模型。
33.在本发明实施例中,根据实际地质特征和相似性原理,设置初始实验模型的边界条件并铺设模拟材料。预设时刻可以根据实际需求进行设定,本发明实施例对此不作具体限定。
34.利用高精度工业ct(原理同医院用ct,工业ct功率更大,穿透能力更强)可对不同变形阶段的实验模型内部进行扫描和精细成像,得到变形后的构造模型(构造样式),同时检测超声波在不同模拟材料中的传播速度,以便建立准确的构造-速度模型。
35.步骤s106,记录构造变形实验模型的扫描速度数据和扫描图像数据。
36.在本发明实施例中,对不同变形阶段的实验模型内部进行扫描和精细成像,得到变形实验模型中每层模拟岩层中的速度数据,从而基于速度数据和扫描图像数据建立准确的构造-速度模型。
37.步骤s108,根据扫描速度数据和扫描图像数据生成地震成像结果。
38.在本发明实施例中,将不同变形阶段获取的构造模型(构造样式)中的扫描速度数据和扫描图像数据导入地震成像模拟软件,并赋予模拟地层的岩石物理特性,构建虚拟的地质模型进行地震成像数值模拟。通过与实际地震勘探相同的方法(地面地震),建立观测系统,模拟地震波激发和采集,输出计算结果,进而处理虚拟地质模型的反射信号并成像。
39.本发明实施例提供了一种地震成像方案,该方案首先获取构造变形实验模型的变形参数;之后,按照变形参数调整构造变形实验模型,并在预设时刻扫描构造变形实验模型;记录构造变形实验模型的扫描速度数据和扫描图像数据;最后,根据扫描速度数据和扫描图像数据生成地震成像结果。本发明实施例根据变形中准确的扫描速度数据和扫描图像数据生成地震成像结果,可以提高地震成像质量和解释精度,可用于评估实际勘探时使用的勘探方法的正确性,提升地震勘探效率。
40.为了保证更好的模拟效果,构造变形实验模型包括多个模拟岩层;模拟岩层包括颗粒材料和塑性材料;不同模拟岩层的颗粒材料的粒径不同。
41.在本发明实施例中,松散石英砂作为构造变形物理模拟的常用材料,受到外部应
力时的破裂规律符合自然界岩石破裂准则,可用来模拟地下真实地层的构造变形过程。实验选用不同粒径的石英砂等颗粒材料和不同粘度的硅胶等粘-塑性材料,呈层状铺设于砂箱内,以此模拟变形前地下不同性质的岩层,上述材料的力学性质和岩石物理性质与实际地层具有相似对应关系。
42.在一个实施例中,变形参数至少包括变形方向参数、变形速率参数和变形量参数;按照变形参数调整构造变形实验模型,包括:根据变形方向参数、变形速率参数和变形量参数挤压或拉伸构造变形实验模型。
43.在一个实施例中,该方法还包括:利用地震成像结果生成地震解释资料结果。
44.参见图9所示的地震成像方法实施流程示意图,下面一个具体实施例对该方法的实施过程进行说明,具体可以按照如下步骤实施:
45.①
预制构造变形实验模型。
46.根据研究目的和研究区地质要素,以一定的相似比预制由不同模拟材料组成的初始实验模型,作为变形前的地质背景,根据实际地质缩短/拉张量和缩短/拉张速率计算实验条件下的变形速率和变形量。铺设模拟材料并启动活动边界,得到不同变形阶段的构造实验模型。
47.②
建立动态构造-速度模型。
48.根据模型变形特征和研究需要,在实验变形过程中间隔固定时间或变形量,参见图2所示的第1个变形阶段后的实验模型ct扫描剖面图和图3所示的第2个变形阶段后的实验模型ct扫描剖面图,利用工业ct对构造实验模型内部进行扫描和成像,建立精细构造模型(构造样式),同时检测超声波在不同模拟材料中的传播速度,进而获得准确的构造-速度模型,参见图4所示的不同变形阶段后的构造-速度模型图。
49.③
地震数据采集和处理成像。
50.将不同变形阶段的构造-速度模型导入地震成像模拟软件,输入所模拟地层的岩石物理特性进行计算。根据研究需要建立地震观测系统,模拟地震波激发和采集,自动形成波场传播快照并合成地震炮集记录,参见图5和图6,输出计算结果后,人工处理虚拟模型的反射信号,最终实现地震成像,参见图7和图8。需要说明的是,图5-图8中,横轴表示地震道或检波点的编号,纵轴表示时间。
51.在某地区地下深层处、挤压变形区域或结构复杂地区,可以还原地质构造变形到地震采集和处理成像的全过程,辅助地下深层和复杂构造区的地质建模,改进了现有的处理解释方法,进而提高地震成像质量,可以用于有效指导相关地区含油气圈闭评价,部署风险井和预探井,某地区的探井利用该方法获得了日产千方的工业油气流。该方法经济实用、快捷可靠,能够深化地下深层和复杂构造带形成演化的地质认识,扩展了构造模拟和地震模拟的功能,提升了指导勘探生产的实践效率。
52.本发明实施例既能快捷而有效地获得构造模型(构造样式)的地震反射数据,同时节省大量成本,使构造物理模拟结果与油气勘探中获取的地震资料类型一致,更具有可对比性,可直接指导地震勘探,并验证地震反射构造样式的形成机理。利用构造物理模拟提供准确的构造-速度模型可直接用于地震处理和解释流程,并根据获得的地震波传播规律指导相似地区的地震勘探。
53.本发明提供了一种地震成像方法及装置,该方法充分发挥构造变形模拟和地震数
值模拟在可控变量正演和低成本方面的优势,将两项技术首尾衔接,相互取长补短。一方面将不同阶段的动态构造模拟结果生成地震反射资料,验证地震解释方案,揭示地震反射构造样式的形成机理,直接指导地震勘探。另一方面,根据变形中准确的构造-速度模型和地震波在已知模型中的传播规律,提高地震成像质量和解释精度,评估当前勘探方法的正确性。从而深化地下深层和复杂构造带形成演化的地质认识,提升两项技术的功能和指导勘探生产的实践效率,实现构造-地震模拟一体化。
54.本发明实施例中还提供了一种地震成像装置,如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与地震成像方法相似,因此该装置的实施可以参见地震成像方法的实施,重复之处不再赘述。参见图10所示的一种地震成像装置结构框图,该装置包括:
55.获取模块71,用于获取构造变形实验模型的变形参数;调整模块72,用于按照变形参数调整构造变形实验模型,并在预设时刻扫描构造变形实验模型;数据模块73,用于记录构造变形实验模型的扫描速度数据和扫描图像数据;成像模块74,用于根据扫描速度数据和扫描图像数据生成地震成像结果。
56.在一个实施例中,构造变形实验模型包括多个模拟岩层;模拟岩层包括颗粒材料和塑性材料;不同模拟岩层的颗粒材料的粒径不同。
57.在一个实施例中,变形参数至少包括变形方向参数、变形速率参数和变形量参数;调整模块,具体用于:根据变形方向参数、变形速率参数和变形量参数挤压或拉伸构造变形实验模型。
58.在一个实施例中,参见图11所示的另一种地震成像装置结构框图,该装置还包括解释模块75,用于:利用地震成像结果生成地震解释资料结果。
59.本发明实施例还提供一种计算机设备,参见图12所示的计算机设备结构示意框图,该计算机设备包括存储器81、处理器82及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述任一种地震成像方法的步骤。
60.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的计算机设备的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
61.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述任一种地震成像方法的计算机程序。
62.本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
63.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
64.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特
定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
65.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
66.最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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