地震数据处理技术现状及发展.ppt

地震数据处理技术现状及发展,1现状(1)BGP PAI 技术系列(2)地震数据处理流程的变化(3)处理技术简介 叠前噪声衰减 各向异性处理 2发展(1)勘探技术发展趋势(2)数据处理技术发展趋势(3)技术简介数值模拟技术 地震属性与数据处理 可视化技术,主要内容,2发展,(1)勘探技术发展趋势,勘探地球物理开发地球物理简单构造复杂构造简单地表复杂地表构造勘探岩性勘探 中 浅 层 深 层常规采集高密采集窄 方 位宽 方 位P 波 多 波 3D 4D,(2)地震数据处理技术发展,叠后叠前时间域深度域线性非线性射线理论波动理论各向同性各向异性单一处理井震联合定性分析量化监控一体化的工作模式,2发展(1)勘探技术发展趋势(2)数据处理技术发展趋势(3)技术简介波场数值模拟技术 地震属性与数据处理 可视化技术,主要内容,波场数值模拟技术,正问题与反问题 地震勘探以求解反问题为主。但在许多理论研究和实际问题分析时，需要从正问题入手。同时，某些反问题的求解是通过正问题的研究实现的。地震模拟作用 地震模拟技术是研究各种地震地质条件下构造、物性和岩性等各种地质因素与地震波响应特征(运动学和动力学特征)之间关系的一门技术，开展地震模拟技术研究对于提高我们对地震波传播规律的认识，解决现代油气勘探、开发工作中所面临的各种棘手问题等具有极为重要的意义。(1)为地震实际采集、处理、解释方法设计提供理论依据，评估方法的科学性和可行性；(2)检验各种处理、解释成果的可信度，以及反演算法的正确性和反演结果的可靠性。地震模拟分类 物理模拟与数值模拟,波场数值模拟技术,地震模拟实现 建立模型 正演模拟 模拟结果分析 应用 正演模拟方法 射线法射线追踪 波动方程Kirchhoff积分法 有限差分法（FDM-finite difference method)FEM BEM 伪谱法（pseudo-spectral method),波场数值模拟技术,数值模拟在地震数据处理中的应用,“现今的地震资料处理已发展到基于模型的处理阶段，以数值模拟为基础的处理越来越受到人们的重视。”列举模拟技术在以下几方面应用：消除近地表和海底噪音 波动方程基准面校正 基于模型的偏移速度分析及波动方程偏移 其他方面,佘德平,波场数值模拟技术,波场数值模拟技术,窦易升,数值模拟技术,波场数值模拟技术,窦易升,数值模拟技术,-tesseral,数值模拟技术,速度谱解释模式的确定,-tesseral,-tesseral,根据动校后的道集，调整速度解释,时间域显示深度偏移剖面,模型,叠加剖面,深度域显示深度偏移剖面,-tesseral,著名模型,French 三维地质模型 数值模拟数据的二维偏移（中）与三维偏移（下）结果。,著名模型,Marmousi速度模型（据 Versteeg and Grau,1991）,Marmousi是一个复杂构造模型,其基础数据是二维合成共炮点道集,著名模型,Marmousi模型是复杂的层状模型，含有许多被几个主要断层和不一致地表所切割的薄层。这个复杂结构的模型产生非常理想的地震数据，但是给偏移方法带来问题。即使使用正确的速度模型，许多偏移方法不能完全使目标层成像，而其他方法很容易产生一个相对准确的成像。在做速度估算时，Marmousi模型中的众多薄层引起很多问题。对于地质上看来是合理的，但是仍然需要很好地遵从实际速度产生好的成像的偏移来说，估计一个体速度模型是很困难的。这个成功的数据体继续作为验证偏移和速度估计方法的模型。这个数据体的设计和产生是很昂贵的，但是在用来验证算法的所用时间里的平均消费却很低，所以是在地震研发的历史中是值得的投资。虽然Marmousi模型对于工业来说是一套很优秀的验证数据体，但是验证所有的偏移方法还是不够的。它的主要局限是模型是2D的，声波的，各向同性的。现代的偏移技术发展成3D数据，其带有附加的各向异性和弹性的潜在复杂性。叠前结构模型数据体，例如SEG-EAGE岩体模型所示。因为扩展从2D 到3D偏移技术，特别是叠前，是非常重要的，并不是简单的增加一个额外的程序循环来使得偏移远离一个简单的平面，所以我们需要3D模型。孙传文,著名模型,SEG/EAEG盐丘模型是一个国际上标准的三维地质模型,可用来验证三维偏移成像等三维处理方法的效果。,著名模型,(a)SEG/EAGE盐丘速度模型;(b)偏移结果。,著名模型,(a)速度模型切片;(b)偏移结果。,著名模型,SEG 起伏地表逆掩断层模型（Amoco、BP）,地形最大高差：1237m，速度范围：3600 6000m/s。,著名模型,叠前道集,著名模型,叠加剖面,著名模型,常规偏移剖面,著名模型,有限差分炮域叠前深度偏移,著名模型,波动方程深度偏移,正演模拟复杂勘探目标下模型正演分析,波场模拟,正演模拟复杂勘探目标下模型正演验证分析,地质模型,射线模拟,射线模拟,波场数值模拟技术,地震波场数值模拟技术的发展 1 模拟方法更加完善实用 一方面改进原有的算法，另一方面进行各种算法的综合，在模 拟复杂模型时能够达到足够的精度要求。2 模拟维数由二维向三维发展 三维模拟可以更详细地研究地下介质对地震波场的影响，特别 是介质侧向非均匀性的影响。3 模拟介质由简单走向复杂 随着地震勘探对象的复杂程度日益增加和勘探技术向储层地球 物理学方向的发展，储层各向异性、双相和多相介质的特征、有关孔隙各向异性介质，裂隙各向异性介质 等复杂介质的波动 方程波场数值模拟，是数值模拟的热点研究领域。,2发展(1)勘探技术发展趋势(2)数据处理技术发展趋势(3)技术简介波场数值模拟技术 地震属性与数据处理 可视化技术,主要内容,地震属性与数据处理,地震属性是指那些由叠前或叠后地震数据，经过数学变换而导出的用于表征地震波几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征、或纯数学变换引入的物理量，有些地震属性有明确的物理意义，例如，旅行时、波阻抗，吸收系数、振幅、频率和相位；有些只有数学的意义，例如，振幅的一阶导数、二阶导数等。源于地下岩石物理特性的各种地震属性隐含了地层岩性、储层物性、流体成分和断裂等有关信息，虽然这些信息可能受到各种畸变，但它们确实隐含在地震数据之中。地震属性分析目的就是试图从大量的、丰富的三维地震数据中，拾取隐藏在这些数据中的有关地层岩性、储层物性和流体信息，定性预测岩相、岩性和含油气性，或定量估算油藏参数，利用少量的井孔资料揭示的储层特征，建立井点处地震属性与储层参数的关系，利用这种关系将地震属性转换为相应的储层参数，揭示储层分布特征。,郑晓东,地震属性与数据处理,应用范围：,地震属性分析研究内容丰富，使用范围广泛。,研究内容：,属性定义属性分类属性计算属性优化属性与储层岩石物理关系属性标定等等,几 何 属 性：用于构造解释（构造形态、层序划分、断层解释）波形特征属性：用于储层物性和流体性质预测及地震相沉积相研究弹性特征属性：反演储层的地球物理参数,地震属性与数据处理,解释系统（LandMark）中地震属性,LandMark系统中地震属性分析软件（PostStack/PAL）提供40余种属性，分为5大类：（1）振幅统计类（均方根振幅、平均绝对振幅、最大峰值振幅、平均峰 值振幅、最大谷值峰值、绝对振幅能量、振幅总量、平均能量、能量总 体、平均振幅、振幅方差等）（2）瞬时类参数（瞬时相位、瞬时频率、瞬时振幅等）（3）频谱统计类（有效带宽、弧线长度、平均零交叉点频率、主频序 列、主频峰值）（4）层序统计类（能量半衰期、正负样点比例、波峰数、波谷数等）（5）相关统计类（平均信噪比、相关长度、相关量等）,地震属性与数据处理,波形差异体简单差异体相似系数体相对波阻抗瞬时振幅瞬时频率加权频率瞬时相位视极性响应相位响应频率瞬时相位余弦瞬时带宽瞬时主频瞬时Q值瞬时加速度薄层指示值空间频率相位倾角相位方位角相位旋转,VVA属性提取-Geomodeling 软件培训资料,体属性 层面属性 顺层属性 层段属性 地层体属性 滤波属性,倾向倾角走向反射系数局部变化率二阶导数落差中值曲率高斯曲率最大曲率最小曲率正值曲率负值曲率波形指数倾向曲率走向曲率等值线曲率弯曲度,瞬时属性算术平均值几何平均值标准方差,算术平均几何平均 标准偏差零相位个数能量值最小值最大值波峰数量波谷数量等厚线平均振动轨迹长度积分绝对振幅复合绝对振幅相邻振幅峰值比率振幅斜度正负振幅振动比率,中值滤波平均值滤波最大值滤波最小值滤波罗伯特滤波(a)罗伯特滤波(b)Prewitt 滤波(东西向)Prewitt 滤波(南北向)Sobel滤波(东西向)Sobel滤波(南北向),类型共计317种,地震属性与数据处理,地震属性技术的应用情况,地下任何地质体及其性质的变化都将引起其地震响应信息发生相应的变化。利用各种地震属性来研究地震波的动力学特征，可以获得地下地震体的类型、岩石物性、储集性能及变化规律的信息。地震属性被广泛应用于四个方面:(1)地震构造解释；(2)地层岩性分析；(3)油藏特征描述（孔隙度、渗透率、含油气饱和度等）；(4)油藏动态检测、流体流动情况等方面。无论在哪个方面，地震属性技术都起着重要作用。在风险勘探对地震预测精度的要求日益提高，油气田开发对油藏描述要求越来越迫切的今天，地震属性技术呈现出广阔的发展前景。,地震属性与数据处理,K.J.Marfurt 1998,振幅变化相位变化倾角/方位角变化反射波相干性变化截距时变化,地震属性与数据处理,处理中许多环节（如去噪、静校正反褶积、叠加、偏移等）都与常用属性相关，可以通过属性来分析处理效果。,常用属性 解释 处理 时间属性 提供构造信息 静校正速度等 振幅属性 地层和储层的信息 补偿 噪声衰减等 频率属性 其他储层的信息 反褶积 叠加等,.,.,.,地震属性与数据处理,属性量化分析方式,炮点集,检波点集,CMP集等,炮检线,叠加线,偏移线等,不同层面,叠前子集,三维数据,点,线,面,体,形成实用、有效的数据处理过程中的属性分析技术系列,地震属性与数据处理,应用实例1,对精细处理的效果分析,原处理剖面 精细处理剖面,应用实例1,对精细处理的效果分析,地震属性与数据处理,原处理剖面 精细处理剖面,应用实例2,分析的数据集包括：原始数据集；叠前去噪后数据集；地表一致性振幅补偿后数据集；各种静校正、反褶积后数据集；CRP道集；叠前RNA后数据集；叠后时间偏移数据集；叠前时间偏移数据集；提高分辨率后数据集,地震属性与数据处理,应用实例3,TSEQ炮记录 6炮,炮点高程差100m,去噪后,振幅补偿SCAC,反褶积静校正,三项目研究成果,(6)属性分析过程体分析（可视化）,TSEQ,SCAC,TRIM,PSTM,PSTM,三项目研究成果,(6)属性分析过程体分析（可视化）,TSEQ,SCAC,FXmig,PSTM,地震属性与数据处理,三项目研究成果,TSEQ,SCAC,TRIM,PSTM,沿层切片分析,地震属性与数据处理,在数据处理中，建议使用物理意义和地质意义都比较明确的、而且相对稳定的属性。处理人员能够通过属性分析，快速地认识数据 在处理过程中的特征变化，及时发现问题，并调整处理方案，合理选择参数。此外，在数据分析时，应避免冗余属性的使用，一方面减少计算量，另一方面，使处理人员在属性分析的选择上变得更为简捷。,2发展(1)勘探技术发展趋势(2)数据处理技术发展趋势(3)技术简介波场数值模拟技术 地震属性与数据处理 可视化技术,主要内容,可视化技术,BALCH（1971）：“记录在标准测线上的总信息量是巨大的，按照一种能理解的方式向用户显示这全部信息，实际上是不可能的”。3DV 是一种新型的软件显示工具，为数据的多方位分析提供了可能。,可视化技术,数据可视化是将多维数据以图形、图像方式显示,拓宽了传统图标的功能，提高了人们对数据的处理及解释能力,为更好地利用数据奠定了基础。数据可视化不同于传统的数据处理方法，它能够提供多种同时进行数据分析的图形方法,反映信息模式、数据关联或趋势，帮助决策者直观地观察和分析数据,实现人与数据之间直接的信息传递,从而发现隐含在数据中的规律。数据可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论!方法和技术,具有交互性!多维性和可视性三大特点。可视化拓宽了传统的图标功能,使用户对数据的剖析更加清晰,并可以控制数据分析过程。,可视化技术,数据可视化包含:数据空间、数据开发、数据分析、数据可视化。通过分析提取有效原始数据,接着进行数据开发及分析,映射生成绘制成图的几何原语，随之利用交互控制对几何原语选定帧合成、色彩、纹理和阴影等参数并完成绘制图像,最终实现可视化。流程,可视化技术,在基于体素的地震数据体可视化显示中，每个数据采样体被转换成一个体素，每个地震道转换成一个体素序列。一个体素是一个三维象素，它的尺寸近似等于面元间的间距和采样间隔，每个体素有一个对应于原三维数据体的值，一个RGB（红色、绿色和蓝色）颜色值和一个体观透明度的变量。通过透明性变量可以对透明度进行调节，以充分体现地震数据体中的各种特征。这种可视化方式能通过技术手段把携带地表及地下结构信息的地震数据转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观察点的实时改变的视觉表现形式，使我们不但能快速有效地对数据体进行预览，而且还可以通过旋转、伸缩和切割等灵活的方式，观察当前数据体的内部，沿任意方向的切片能使我们分析任何感兴趣的细节，以便综合出数据的分布规律和结构特征。,叠前数据体,可视化技术,空间子集的抽取,塔里木轮古东三维正交子集,可视化技术,原始数据,噪声衰减与振幅补偿,静校正与反褶积,叠后时间偏移,叠前时间偏移,数据处理质量QC数据处理流程比较炮记录初至拾取用于静校正快速噪音识别和消除地震叠加速度拾取和质量控制剩余延迟分析4D（时延地震）分析多分量分析AVO分析深度模型建立和编辑地球物理属性分析和计算同时显示多种数据类型自动层位建立和编辑,可视化技术,地震数据处理技术与其他学科的发展紧密相关,数学数字信号分析与处理图像处理神经网络计算机技术.,装备 仪器,