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STRATA地震反演工作室1Hampson-Russell软件服务公司STRATA工作室理论与实践2002年3月20日(周三)2STRATA课程概览反演简介褶积模型递推反演基于模型反演稀疏脉冲反演稀疏脉冲-基于模型反演练习1-楔型模型练习

2-Erskine

三维模型初始化初始猜测模型check-shot校正测井曲线校正练习3-Erskine三维测井校正测井记录内插练习4-Erskine

从三维模型中去除水平层位子波提取练习5-Blackfoot-工区启动反演参数练习

6-Blackfoot-反演3反演简介地质模型地质模型地震响应地震响应模拟算法反演算法正演模型反演模型输入:处理:输出:反演即正演模拟的逆过程.反演至多能够得到与正演模拟算法相当的效果.正演模拟比较简单.目前这种技术是很成熟的,即对于任意给定的一个模型,它只能产生唯一的地震响应.反演则颇为复杂:有些正演模拟不存在反演过程,同时一种地震响应可能会源自多种地质模型.了解反演之前,我们必须首先了解正演.4地震反演的方法的分类如上图所示.STRATA只是利用振幅值进行叠后反演,而不用其时间值.叠后反演包括有限带宽、稀疏脉冲和基于模型反演.反演简介5反演简介所有的反演算法都存在多解性的问题.这意味着形成地震响应的地质模型可能不止一个.解决多解性的唯一途径是利用来自地震资料以外的信息.通常这些信息来自于以下两方面:初始猜测模型最终结果的约束条件也就是说,最终的反演结果取决于地震方面的数据和其它方面的信息.6褶积模型地震道的褶积模型如下:

地震道=子波*反射系数+噪声

上式中*代表褶积.上式成立的假设条件是:地震道是零偏的叠后数据.没有多次波.没有AVO效应.噪音是随机的白噪音,与地震道不相关,即没有相关噪音.子波是常量,没有时变性.地震数据已经做过偏移,每个地震道只与其下方的反射系数序列有关.7褶积模型地震道的褶积模型如下:

地震道=子波*反射系数+噪声8褶积模型频率域中,褶积等于反射系数相位谱和子波相位谱的乘积.通常来说,这意味着地震道会丢失高频段和低频段的信息.反演即尝试着来恢复这些丢失的信息.恢复这些信息的方法取决于反演算法.9褶积模型上式只有垂直入射,即忽略

AVO效应,时才成立..如果地震数据包含着

AVO异常,反演就会(错误地)将AVO归结于速度和密度的变化,而不是泊松比的变化.因为反射系数取决于密度和速度的乘积即波阻抗,而不单单取决于二者之一,所以叠后反演不能单独地求解密度或速度.通过反演只能够得到波阻抗.其中:第i个界面的反射系数定义如下:10褶积模型系数

a和b可以利用工区中的井资料通过最小二乘法求得.

注意:对Gardner公式两边取对数使之线性化.STRATA提供的最终的反演结果是一系列的波阻抗曲线.STRATA通过广义Gardner公式求得速度,即对上式两边求对数:当测井曲线被加载到STRATA之后,下式中的系数a,b就可以通过菜单来修改.创建密度测井曲线对正演模型而言,需要已知速度和密度.而密度通常是得不到的.

STRATA想用Gardner公式来计算密度:当

Gardner公式用于正演模型后,反演模型将会自动地采用与之相同的系数.如果正演模型中采用真实的密度值,我们可以由波阻抗求出相应的速度值,所以将实际的密度和速度用于上式,我们就可以求得系数a和b.注意:叠后反演不能够确定波阻抗的变化是来自于速度的变化还是密度的变化,或者是二者的变化.

STRATA假设波阻抗的变化来自于二者的共同变化.11递归反演从第二层开始,每层的波阻抗可以通过下式递归地得到:第i+1层的波阻抗能从第i层的波阻抗求得:递归反演也称有限带宽反演,是最简单的反演算法.反射系数定义如下:12理想状态下运用递归反演,我们可以得到:递归反演13递归反演递归反演中的一些问题:确切地说,地震道代表反射系数.但地震子波不能直接获得.井曲线都已经过正确标定.反射系数必须在-1和+1之间.地震道允许有任意的振幅.递归反演

假设绝对标定的正确性.Therecursiveinversionformulaassumesthattheabsolutescalingiscorrect.由于波阻抗从上向下通过递归求得,所以误差从上到下存在积累的过程.换句话说,底部的误差比顶部的误差大很多.这种累积误差的最大影响在于它存在这种累积趋势和它的低频分量.Thegreatesteffectofthiscumulativeerrorisinthetrendorlow-frequencycomponentoftheanswer.正常情况下,这种趋势很难定义,习惯于从反演结果中剔除,而用初始猜想模型的趋势取代之.这就是STRATA所运用的原理.在递归反演的菜单中,用单个参数定义了低频.因为最终的波阻抗具有与所输入地震数据相同的频带,所以此过程称为有限带宽反演.14基于模型(方波)反演基于模型反演基于以下的褶积模型:

地震道=子波*反射系数+噪声假设:地震道已知子波已知噪声是随机的,与地震道不相关反射系数是与地震道拟和的最好的反射序列.也就是说,如果我们能找到一个反射系数,它与子波的褶积可以最大限度地近似于实际的地震道,那么这个反射系数就是我们的最佳选择.在实际中,首先要建立一个起始猜测模型,然后经过一系列步骤来改进它,以便提高它与实际地震道的拟和程度.地震道图示:地震子波如图示:初始猜想模型的波阻抗示意图:15基于模型(方波化)反演第一步:对初始猜测模型的波阻抗曲线进行方形滤波.第二步:用块化的波阻抗和已知的地震子波进行褶积形成地震合成记录:第三步:将得到的合成记录与真实的记录相比较.第四步:改变方波化波阻抗的振幅和厚度来提高它与真实波阻抗的拟和程度:重复上述步骤直到达到理想的结果.16基于模型(方波化)反演使用错误子波反演,情形如下:使用正确子波反演,情形如下:基于模型反演中存在的一些潜在的问题(1)反演对子波的过分依赖性:17基于模型(方波化)反演基于模型反演中存在的一些潜在的问题:解的非唯一性.对于给定的一个子波,以下的结果都可以很好地与地震道拟和:18稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演假定只有那些大的脉冲才有意义.通过检验地震道来确定大脉冲的位置.

稀疏脉冲反演假设反射序列是由一系列大的脉冲叠加而成的,这些大的脉冲以若干小的脉冲为背景:19稀疏脉冲反演通过基于模型反演算法来确定波阻抗块的振幅???Theamplitudesoftheimpedanceblocksaredeterminedusingthemodel-basedinversionalgorithm.稀疏脉冲反演每次建立一个脉冲反射序列.逐步地增加脉冲,不断地迭代,直到与真实的合成记录拟和得足够精确:20稀疏脉冲反演稀疏脉冲反演只在有地震记录波峰(谷)的地方输入脉冲.Putseventsonlywheretheseismicdemands.力求建立最简单的与实际数据相匹配的模型.通常这种反演得到的地震记录的同相轴较实际的少.Oftenproducesfewereventsthanareknowntobegeologicallytrue???.不要过多地依赖初始猜测模型.基于模型反演只能根据初始猜测模型输入地震道.能够得到与初始猜测模型最相近的模型,同时与地震数据相符.与只用地震数据相比,基于模型反演能够得到高分辨率的结果.存在非唯一性解.反演结果取决于初始模型.21练习1:楔型模型启动GEOVIEW程序,出现上面的窗口.GEOVIEW是个测井曲线的数据库,也是其它Hampson-Russell程序的启动界面.如果曾运行过GEOVIEW,打开GEOVIEW界面就会看到上次的井数据库.本练习是关于一个楔型模型的反演.目的是练习最简单情形时反演的基本步骤.点击Database菜单下的New项,创建一个新的GEOVIEW数据库.22命名新的数据库为“workshop_database”,如下所示:练习1:楔型模型点击

STRATA按钮,启动STRATA:选中

StartaNewProject:新工区命名为“wedge_project”:

23在STRATA界面,点击选项Seismic读入地震道,如下所示:选择文件菜单中的文件“wedge.sgy”,接着点击

Next>>.练习1:楔型模型24该菜单有一系列指定数据格式和几何结构的选项.我们将在下页指定结构为“CDP(矩形)”.实际上,这是一个二维测线,我们要按三维测线来读入.两次点击Next>>按钮后,界面如下:点击Ok默认以上的选项.我们将在后面的练习中看到更为详尽的参数选择.练习1:楔型模型25现在我们来看楔型模型.本练习的目的是对此模型进行反演.首先,我们需要将井曲线和所拾取的水平层位相结合起来,创建一个地质模型.练习1:楔型模型先将该数据体的有关井曲线读入GEOVIEW.井资料包括ASCII格式的单井声波测井曲线.回到GEOVIEW窗口,点击LoadLogs/SingleLog加载井曲线:26之后,点击<NewWell>创建一个新的井位来存放要加载的测井曲线:这时,出现一个新的弹出式菜单.在Wellname处填上新的井名“wedge_well”,点击Ok默认该井的各选项:练习1:楔型模型创建了新井之后,选择井曲线的类型和设置文件格式,如图所示:而后点击

Ok.27现在出现文件选择菜单.选中“wedge_log.txt”文件如下所示:练习1:楔型模型当我们指定文件格式为“GeneralASCIIfile”时,右图的界面就会出现.点击DisplayFile按钮,读取文件.28ASCII格式的文件如下所示:改变下图所示的参数,而后点击OK.练习1:楔型模型29接着,点击Ok确认.如果不想加载另一口井的曲线,点击

No按钮.这时GEOVIEW窗口会出现一个图标,标志着该井曲线已被读入.双击“wedge_well”图标,右图所示的界面出现,你可以看到刚才读入GEOVIEW的井曲线.练习1:楔型模型30在STRATA窗口中,点击Database菜单下“WellMapTableMenu”来插入我们所需的井.井在Xline45处.如下图所示,在Xline项填上45,点击Ok:练习1:楔型模型31这样“wedge_well”就被插在楔型模型中,但是,井曲线可能与地震数据的相关性不太好.如图所示,点击Well/Edit/CorrelateWell:在井列表中选择wedge_well,点击Edit:练习1:楔型模型32井相关窗口如下.点击Correlate按钮做井相关:平均井眼附近的地震道提取单井综合地震记录.系统默认的参数是平均了井眼附近+/-1道的所有地震记录.点击

Ok,选取默认的参数.练习1:楔型模型33现在,井相关窗口显示出以下各项:

蓝色标识的一条合成记录(地震子波).红色标识的真实的综合地震记录.黑色标识的原始的地震记录.再做井相关之前,我们需要计算出一个较好的地震子波.练习1:楔型模型34用作地震记录的默认子波称为“currentwavelet(当前子波)”.

Thewaveletwhichisbeingusedforthesyntheticisadefaultwaveletcalledthe“currentwavelet”.点击Wavelet/DisplayCurrentWavelet就会看到默认的子波:该子波是一个频率为5/10-50/60的带通滤波器.点击Frequency按钮,子波的频域和时域响应显示如下:练习1:楔型模型35现在,我们来抽取一个统计子波,它并不用来与井拟和.根据地震数据的频率响应创建一个零相位的子波.点击

ExtractWavelet/Statistical:子波提取的菜单中,首页是用于设置分析窗口.在此,我们默认这些选项.双击Next>>.练习1:楔型模型36后面的学习中,我们还会讨论上页中的默认参数.点击

Ok就可以提取统计子波了.所提取的子波如左图所示.点击Frequency标签,验证它的频率响应.练习1:楔型模型37刚提取出的子波自动生成为“当前子波”.这意味着它要与井曲线做相关来拟和地震综合记录.你将注意到蓝色的地震道有些许改变.同时,下图菜单的底部,红色标记显示出的子波的名字也被改变了.井相关的过程就是连接地震子波(蓝色)的点和相应的地震道的点(红色),使之达到最大相似.点击鼠标的左键,连接右边的四个地震道.当你做到下面这一步时,点击Stretch按钮:练习1:楔型模型38井相关与checkshot做校正相类似.基于此,以下两个菜单用于设置checkshot校正的参数表.我们在后面会详细讨论这些参数.此处我们点击Ok,默认其值.练习1:楔型模型39从下图你可以看到拉伸过的地震子波与地震数据拟和的更好.所以,我们能够通过井与地震数据的相关来提取更好的子波.点击ExtractWavelet/UseWell:接着,选择列表中的wedge_well,不断地点击Next>>直到最后点击OK.练习1:楔型模型40新提取的子波与前面得到子波极为相似,如右图:但是,点击Frequency标签后,我们发现有一个小的相位校正.练习1:楔型模型41点击Ok,完成校正.接下来的窗口显示出一个新的声波相关井,命名为P-wave_correlated,点击Ok:点击File/ExitWindow:练习1:楔型模型42接下来我们要插入地震层位,对初始猜测模型进行内插.点击

Horizon/Pickhorizons:在层位选择窗口中,默认层位名字,点击Ok.练习1:楔型模型43STRATA窗口的底部显示出层位拾取的选项,如下图:练习1:楔型模型44将鼠标点到150ms

附近的波峰处,拾取第一层位:点击鼠标左键,就会自动地执行左右重复拾取同相轴.

Theeventwillbepickedtotheleftandrightautomatically:点击NewHorizon开始拾取第二个水平层位:将拾取模式设置为“Left&RightRepeat”.练习1:楔型模型45该层位名字默认为Horizon2.点击Ok:将位置设置在顶部的波谷,点击鼠标提取层位2.同样地,拾取楔型模型底部450ms附近的波峰、波谷层位，如下图所示.点击Ok存储所拾取的层位.练习1:楔型模型46点击STRATA窗口中的Model/Build/RebuildaModel,通过井曲线和上面提取的四个层位来建立初始猜测模型:首先设置新模型的名字,此处我们取系统的默认名字.以下各步骤我们均取默认的数值,不断点击Next>>,直到最后点击OK,这时新的模型就建好了.彩色的初始猜测模型显示在楔型数据之后.练习1:楔型模型47点击Invert/Bandlimited,开始做反演:练习1:楔型模型反演菜单中,我们修改输出数据体的名字为“bandlimited”如下图所示:48练习1:楔型模型点击Ok,反演结果显示如下:点击Invert/ModelBased,我们来进行第二种反演模式:49将输出数据体的文件名设置为“model_based”:接受其它的默认选项,求取基于模型的反演结果:练习1:楔型模型50右图显示出我们所创建的数据体:点击Project/Save存储该工区.点击File/ExitProject退出STRATA.练习1结束.练习1:楔型模型51练习2:Erskine

三维初始化本练习中,我们将要对加拿大西部的一个三维地震体进行反演.第一步,将单井数据读入到GEOVIEW数据库中.在GEOVIEW窗口中,点击LoadLogs/GroupofLogs:格式菜单出现后,点击<NewWell>如下所示:52将该井命名为“erskine_well”,然后点击Ok:练习2:Erskine三维初始化与上一个联系不同的是,这次的井文件采用LAS格式,所以井的格式菜单处选择LAS(如下图所示),点击Ok:53在文件列表中选择文件“erskine_log.las”而后点击Ok.练习2:Erskine三维初始化上式窗口出现,可以看到LAS格式的单井声波文件.点击

Ok读入单井声波曲线.54将井读入

GEOVIEW后,双击图标“erskine_well”:Erskine声波测井曲线显示如右图所示.练习2:Erskine三维初始化55将新的工区命名为“erskine_project”选择“StartaNewProject”:练习2:Erskine三维初始化第一步,点击Seismic/OpenSeismicfromFile,将3D地震体读入STRATA:选择文件“ersk3d.sgy”然后点击

Next>>:现在我们在STRATA中启动一个新的工区对erskine数据体进行反演.在GEOVIEW界面中点击STRATA,启动STRATA程序.56接下来,我们来设置关键的共反射点集CDP(矩形).这就意味着地震道被组织成一系列

Thismeansthatthedataisorganizedasaseriesofinlineswiththesamenumberoftracesineachone.双击

Next>>接受所有默认选项.到了最后一页,确定每个纵测线(inline)上的横向测线(cross-line)数目.此处填上“155”.用总的道数除以cross-line的数目就能得到Inlines的数目.点击Ok加载地震体.练习2:Erskine三维初始化57在井的列表中插入

erskine_well

如下所示.注意:因为wedge_well不属于该组地震体,所以

标示“Unused”.在

Inline项填入“24”,而后画图,得到下面的界面:练习2:Erskine三维初始化58现在我们需要一系列水平层位来建立初始猜测模型.首先提取单个层位,随后输入前面我们拾取好的一些层位.点击

Horizon/Pickhorizons:取默认的名字“Horizon1”,点击

Ok.练习2:Erskine三维初始化59如前所述,在将选取的层位附近点击鼠标来拾取层位:由于这是个3D数据体,左图会显示出inline方向的拾取时间.练习2:Erskine三维初始化60通过利用所拾取的单个inline,程序会自动地对整个3D数据体进行水平层位拾取.拾取菜单中,所有项均取默认值:点击

Ok,开始自动拾取数据体.从拾取图中我们可以看出起始的两个inlines有些潜在的问题.练习2:Erskine三维初始化点击Options/AutomaticPicking.61在STRATA窗口的上部填入2,inline2就会显示出来.

从下图可以看到局部部位出现起跳.点击鼠标,手动调整误差:练习2:Erskine三维初始化62再来做自动拾取.点击AutomaticPicking,我们会发现原来的自动拾取选项都已更新,现在依据手动拾取来进行:点击Ok得到新的结果.这次手动提取有助于指导整个地震体的自动拾取.Notethatpickingthesecondinlinemanuallyimprovedthemodeltoguidetheautomaticpicking:练习2:Erskine三维初始化63接下来,输入拾取的层位.首先,删除刚才拾取的层位:点击Ok去掉层位.练习2:Erskine三维初始化点击Horizon/Importhorizon输入层位:64在文件列表中,选取5个文件:erskine1.pik

到

erskine5.pik:练习2:Erskine三维初始化文件类型为

DefaultGeoquest:点击Next>>,在该页上默认所有选项,而后点击OK,读入拾取的层位.65层位读入后,

STRATA显示如下:练习2:Erskine三维初始化66点击Ok,看到下图所示的拾取时间.练习2:Erskine三维初始化点击Horizon/DisplayHorizon,可以看到输入的层位:菜单出现后,选择erskin4来显示.67点击Model/Build/RebuildaModel,建立初始模型来反演.在建模的菜单中,将模型的名字设为“Model_1”,选取erskine_well用于反演,其余皆选取默认值.练习2:Erskine三维初始化68建好模型后,STRATA窗口会显示出内插模型和地震道集.注意由于还未作井相关,层位erksine3与高阻抗的碳酸岩相关的并不好.练习2:Erskine三维初始化69初始猜测模型由波阻抗测井曲线来建立初始猜测模型.波阻抗测井曲线通常由实际的声波测井曲线与密度测井曲线相乘而得.Theinitialguessmodelforeachtraceconsistsofanimpedancelog.必须用双程走时来测量波阻抗,原始的测井值是深度域的.时深转换是非常关键的一步:70

初始猜测模型深时转换通过时距曲线实现.时距曲线图中,每个深度对应着一个双程走时(从地表到该深度然后又返回到地表的时间):71初始猜测模型其中,

ti

为声波到达第i层的时间;

dj

为第j层的深度;

Vj为第j层的速度.注意:到达该层的时间取决于以上各层的速度,包括第一层到地表的速度V1.V1通常情况下得不到,可以通过外推首层速度得到.Thetimetoaneventdependsonallthevelocitiesabovethatlayer,includingthefirstvelocitytothesurface,V1.Thatvelocityisunknownandisusuallyapproximatedbyextrapolatingthefirstmeasuredvelocitybacktothesurface:深-时关系可以通过下式用声波测井速度来求得:72初始猜测模型如果井为定向井,深度必须从补心高度校正到基准面.

Ifthewellisdeviated,itmustbecorrectedtoverticalandthecorrectionmadefromKBtodatum:DM:从补心(KB)起测得的深度DV:从补心(KB)起的垂直深度DS:从基准面算起的垂直深度T:从基准面算起的双程时间73初始猜测模型由声波测井计算得到的深-时关系所建立的波阻抗模型一般不能够正确地约束地震数据,这是因为:地震基准面与测井基准面不同.第一层层平均速度未知.声波测井速度在走时计算过程中产生累积误差.Theeventsontheseismicdatamaybemispositionedduetomigrationerrors.频率相关吸收和短周期多波使得地震道的时间受到拉伸;Theseismicdatamaybesubjecttotimestretchcausedbyfrequency-dependentabsorptionandshort-periodmultiples.以下方法可以提高善深-时关系的精度:应用checkshot校正.进行手动井校正,使之与地震道相关.CheckShot校正

checkshot表由一系列实际的双程走时组成,一个时间对应一个深度:74初始猜测模型CheckShot校正由声波测井得到的深-时表经过不断的修正,足以达到所需要的checkshot时间.Thedepth-timetablecalculatedfromthesoniclogmustbemodifiedtoreflectthedesiredcheckshottimes:75初始猜测模型线性内插:直接用值线连接相邻采样点Honorsthepointsexactlywithstraightlinesegmentsbetween样条内插:用平滑的曲线连接相邻的采样点Honorsthepointsexactlywithsmoothcurvesbetween多项式内插:用最小二乘优化法来平滑曲线CheckShot校正校正曲线上点的内插有以下三种方式可供选择:Theinterpolationofpointsonthedriftcurveusesoneofthreeoptions:76初始猜测模型CheckShot校正改变深-时曲线意味着可能轻微改变原始的声波测井曲线.在STRATA中,有以下三个选项:!!!(1)将新的测井曲线的时间积分到所需的时间,整个井曲线的速度都改变.Changeallthevelocitiesintheloginsuchawaythatthenewlogwillintegratetoexactlythedesiredtimes.注意:这牵涉到对首层测深的速度的渐变问题,通过这样来处理整体的时移,将地震道上的假反射压制到最小.Note:Thisinvolvesarampedvelocityabovethefirstmeasureddepthtohandlethebulktimeshiftandtominimizetheeffectofspuriousreflectionsonthesynthetic.在STRATA中这项叫“Applyallchanges”.77TheInitialGuessModelCheckShot校正(2)只改变首尾两个checkshot之间的速度Changethevelocitiesforlayersbetweenthefirstandlastdepthonly.即,第一层没有参与渐变Thismeansthatnorampisaddedabovethefirstmeasureddepth.除了整体时移外,对该曲线进行积分.Theresultinglogwillintegratetothedesiredtimesexceptforabulktimeshift.在STRATA中,这项为“Applyrelativechanges”.78初始猜测模型CheckShot校正(3)不改变声波曲线的速度.该结果不会积分到理想的时间,而系统会用另一个时深转换表.Theresultinglogwillnotintegratetothedesiredtimes,butGEOVIEWandSTRATAwillusethenewdepth-timetable.该选项保留了原始的反射系数.Thisoptionhastheeffectofmaintainingtheoriginalreflectioncoefficientsforsyntheticcalculations.这就是STRATA中的“Changedepth-timetableonly”.79初始猜测模型注意:本例中的时间拉伸之大是不切合实际的.Note:Thetimestretchesinthisexampleareunrealisticallylarge.CheckShot校正内插方式不同,得到的声波曲线也可能大不相同:80初始猜测模型井相关井相关是进行手动校正深-时曲线,使初始猜测模型与实际地震道达到最优化拟合的过程.井相关在checkshot校正后进行,只是进行小的改变.LogCorrelationshouldbeappliedafterthecorrection,andisideallyasmallchange.与checkshot校正一样,井相关也是在改变深-时关系.井相关就是在子波与反射系数褶积后的合成记录上选取同相轴并且在实际的地震道上选取相应的同相轴.LogCorrelationconsistsofselectingeventsonthesynthetictraceandthecorrespondingeventsontherealtrace.因为地震记录要用于反演,子波的选择是非常关键的.81练习3:Erskine

三维井相关这次练习来做erskine地区的井相关.点击

Well/Edit/CorrelateWell:菜单中选择“erskine_well”相关:82在井相关的窗口中,点击Correlate:接受地震道抽取的默认选项,它是从erskine地区的三维体中按照横向和纵向+/-1来抽取地震道.Onthecompositetraceextractionmenu,acceptthedefault,whichistoextractthecompositetracefromthe3dvolumeusing+/-1inlineandcrossline:练习3:Erskine三维井相关83井相关界面如下所示:第一步,提取一个新的子波.由于还未作井相关,只能提取统计子波,该子波为零相位,且保留了综合地震记录的振幅谱.First,extractanewwavelet.Sincetheloghasnotyetbeencorrelated,usetheStatisticalwaveletextractiontoextractazero-phasewaveletwiththesameamplitudespectrumastheseismic.练习3:Erskine三维井相关84以inline24为例设置单井的分析窗口:

Wewillsettheanalysiswindowtocontainonlythesingle,whichiscurrentlyshowingonthescreen:在最后的界面上,保持默认项Leavethedefaultvaluesonthefinalpageofthewaveletextractionmenu:练习3:Erskine三维井相关85提取的子波如下图所示:练习3:Erskine三维井相关86在井相关的窗口中,点击Stretch(拉伸)按钮,对右图所示的井点进行相关.Nowcorrelatethepointsonthelogasshownontherightandclickonthebuttononthebottomofthelogcorrelationwindow.练习3:Erskine三维井相关选择默认的参数,采用样条内插法.ThedefaultparametersuseSplineinterpolationbetweenpointsonthedriftcurve.87选择内插的类型为

Linear,点击

Apply.注意零漂曲线形状的变化.Notethechangeintheshapeofthedriftcurve.练习3:Erskine三维井相关88改变内插类型为Polynomial(多项式),点击Apply.练习3:Erskine三维井相关89按下图更改各选项后,点击Apply.注意:选择

Applyallchanges选项使得测井曲线的顶部增加了一段渐变的斜线.

addsaramptothetopofthesoniclog.练习3:Erskine三维井相关90最后,按下图更改各项后点击Apply.随后在CheckShot窗口点击

Ok.练习3:Erskine三维井相关91井相关界面如下.我们看到该相关系数为85%.点击Parameters按钮,可以看到有关参数值.练习3:Erskine三维井相关92相关参数菜单用来设置时窗,该时窗内计算地震道与实际地震记录的相关程度.Thecorrelationparametersmenuisusedtosetthetimewindowoverwhichthecorrelationbetweensyntheticandseismiciscalculated.点击

CrossCorrelationPlot(互相关图)按钮后会看到相关函数图.从该图中我们可以看出时窗选得相当好,剩余子波是零相位.

toseethecorrelationfunction.Fromthisplotwecanseethatthetimetieisverygoodandthattheresidualwaveletispracticallyzerophase.练习3:Erskine三维井相关93做完井相关后,点击Ok.出现下面的界面,点击Ok确认新井命名为P-wave_correlated最后,在井相关窗口中点击

File/ExitWindow退出.练习3:Erskine三维井相关94点击Invert/ModelBased,用初始模型来进行基于模型的反演.在右图所示的界面上,默认所有选项:练习3:Erskine地区三维井相关反演窗口中,设置输出体名字为“model_based”,选择

Inline的范围,使之只覆盖

Inline24单道:95单一测线反演完成后,结果如下所示:Whentheinversionofthesinglelinehascompleted,theresultshouldlooklikethis:练习3:Erskine三维井相关96误差图是评价反演结果的一种方法.该图显示反演结果与原始的数据的差别.点击“眼睛”图标,查看误差图.OnewaytoevaluatethequalityoftheinversionresultistocreatetheErrorPlot.Thisisthedifferencebetweenthesyntheticcalculatedusingtheinversionresultandtheoriginaldata.Toseethisplot,clickontheiconontheinversionresultwindow.在该菜单中,将TraceDataVolume设置为“model_basedderivedSyntheticError”点击Apply,显示出误差图.练习3:Erskine三维井相关97误差图按照与输入数据相同的比例进行标定.从下图看到,误差很小,反演得到的模型可以较好的拟合地震记录和井曲线.TheErrorPlotisscaledatexactlythesamescaleastheinputdata.Thefactthatthereisverylittlecoherenterrorindicatesthatthederivedmodelisaveryfaithfulrepresentationoftheseismicdata.练习3:Erskine三维井相关98初始猜测模型井的内插给模型加载一个单井,来建一个均匀的水平模型Addingasinglelogtothemodelcreatesauniformhorizontalmodel:99初始猜测模型注意:拾取单个同相轴只是对每道上的井产生一个整体的时移.Asinglepickedeventsimplyproducesabulktimeshiftonthelogforeachtrace.等同于对单点进行checkshot校正.Thisisequivalenttoapplyingacheckshotcorrectionwithasinglepoint.井的内插拾取一个同相轴指导井的内插Pickingasingleeventguidestheinterpolationofthelog:100初始猜测模型井的内插拾取一个不同的同相轴会引起不同的时移.Pickingadifferenteventcausesadifferentshifttobeapplied:101初始猜测模型井的内插拾取两个或多个同相轴等同于对每个地震道进行可变的check-shot校正.拾取的两个同相轴之间的部分被拉伸或压缩.Pickingtwoormoreeventsisequivalenttoapplyingavariablecheck-shotateachtrace.Thematerialbetweenthetwopickedeventsisstretched/squeezed.102初始猜测模型井的内插使两个拾取的同相轴收敛即为尖灭.Apinch-outishandledbyforcingthetwopickedeventstoconverge:103初始猜测模型断层处理STRATA目前还不能处理断层.但是,可以通过拾取断层两边的同一个同相轴或拾取断层面来模拟断层效应.currentlydoesnothandlefaults.However,theeffectmaybesimulatedbypickingthesameeventonbothsidesofthefault,andpickingthefaultplaneaswell:104初始猜测模型井的内插当不止一个井加载到模型中时,结果要用反距离加权的方法来进行内插.Whenmorethanonewellisenteredintothemodel,theresultsareinterpolatedusinginverse-distanceweighting:105初始猜测模型其中:一般情况下:井的内插假设

L1

和L2为输入井,计算输出井

Lout.输出井即为两个输入井的线性组合:Lout=w1*L1+w2*L2权重与输入井和目标点之间的距离成反比:106初始猜测模型井的内插多井的反距离内插可以通过拾取同相轴来引导:Usingpickedeventswithmultiplelogsforcestheinversedistanceinterpolationtobeguidedbythepickedevents:107初始猜测模型增加拾取同相轴的一般原则:(1)必须在整个测线范围内拾取同相轴.程序会自动补上漏掉的同相轴.

Pickedeventsmustbepresentacrosstheentiresurvey.Missingpickswillbeinterpolatedbytheprogram.(2) 只能拾取确认的同相轴.

Onlypickeventswhichyouaresureof.(3) 拾取大的同相轴,而不是细微的轴.

Pickthelargescalestructure,notthefinedetails.(4) 通常,常规解释过程中所拾取的同相轴都能满足STRATA所需要的精度.

Usually,theeventspickedduringconventionalinterpretationarepreciselywhatSTRATAneeds.井的内插注意有无拾取同相轴时的不同的内插结果.Notethedifferencebetweeninterpolationwithandwithoutpickedevents:108Exercise4:从Erskine地区三维

模型中去除层位

本练习中,我们要检验从Erskine地区的三维模型中去除层位,即用更少的层位所造成的影响.点击

Build/RebuildaModel创建一个新的模型,除了三个层位没用之外,与第一个模型一样.Inthisexercise,wewillexaminetheeffectofusingfewerhorizonsinthemodelforErskine.Wewantanewmodel,identicaltothefirst,exceptthatthreeofthehorizonsarenotused.在建模的菜单上,选择从已存在的模型中创建一个新模型的选项,该模型命名为“2_horizons_model”.

Onthemodelbuildingmenu,selecttheoptiontocreateanewmodelfromtheexistingmodel.Giveitthename“2_horizons_model”.除了从所选择的层位列表中去掉三个层位外,别的参数都不变.Useallthesameparameters,butremovethelast3horizonsfromtheSelectedHorizonslist.109现在可以看到两个STRATA界面.第一个模型是原来的.第二个模型只用了层为1和2.注意另外两个层位也画了出来.Thesecondmodelusesonlyhorizons1and2.Notethattheothertwohorizonsarestillplotted.Exercise4:从Erskine地区三维

模型中去除层位110点击Invert/ModelBasedonthesecondSTRATAwindow对第二个模型做基于模型反演.除了输出体命名不同外,参数都与前面的相同.Wewillusethesameparametersasbeforeexceptforthenameoftheoutputvolume:Exercise4:从Erskine地区三维

模型中去除层位111除了层位3附近的少许不同,反演结果与前面的非常相似.反演1:反演2:Exercise4:从Erskine地区三维

模型中去除层位112做二者的误差图.可以看出反演2的误差稍微高一些,误差趋向于一边.Maketheerrorplotfromthetworesults.Youcanseethattheerrorisslightlyhigherforthesecondinversionandthatittendstobelocalizedatoneside.反演1:反演2:Exercise4:从Erskine地区三维

模型中去除层位113以下显示出楔形模型的对比:Thenextslideshowsthesamecomparisonforthewedgemodel.原始模型:以下是在楔形模型的基础上去掉层位的结果:Thismodelwascreatedbydeletingthehorizonatthebaseofthewedge:Exercise4:从Erskine地区三维

模型中去除层位114原始模型及反演去掉层位后的反演115褶积模型是所有反演的基础:

地震道=地震子波*反射系数+噪声

频率域内,褶积则为乘积的关系.子波提取反演相当于地震道除以地震子波,得到反射系数:

反射系数=地震道/地震子波频域内窄频段的子波限制了信息的获取范围.Thenarrowbandwaveletrestrictstheavailablerangeofinformationinthefrequencydomain.116在有限频率范围内,相位谱通常可近似为一条直线.直线的截距是子波的常数相位旋转,它是子波的最佳表征.直线的斜率标示着子波的时移.Theinterceptofthelineistheconstantphaserotationwhichbestcharacterizesthiswavelet.Theslopeofthelinemeasuresthetime-shiftofthewavelet.地震子波完全由它的振幅谱和相位谱来定义:TheWaveletisdefinedcompletelybyitsamplitudespectrumanditsphasespectrum:子波提取117使用“极性约定菜单”可以设置极性约定:ThepolarityconventionissetusingtheSyntheticPolarityConventionmenu:子波提取另一个默认的约定便是:声阻抗的增加在零相位的地震数据上代表一个波谷.Thealternateconventionisthatanincreaseinacousticimpedanceisrepresentedasatroughonzero-phaseseismicdata:极性的约定:极性约定是一个特殊的子波相位问题.默认的约定便是:声阻抗的增加在零相位的地震数据上代表一个波峰.AspecialwaveletphaseissueisthePolarityconvention.Thedefaultconventionisthatanincreaseinacousticimpedanceisrepresentedasapeakonzero-phaseseismicdata:118子波提取地震子波在时间和空间上都存在着变化,即具有时变性和空变性,这是基于以下几个原因:Waveletsintheearthvarybothlaterally(spatially)andtemporallyforavarietyofreasons:近地表效应(空变)Nearsurfaceeffects(spacevariant)频率吸收(时变和空变)Frequency-dependentabsorption(spaceandtimevariant)层间多次波(时变和空变)Inter-bedmultiples(spaceandtimevariant)NMO拉伸处理过程中的人为因素ProcessingartifactsSTRATA假定子波是常数,不随时间和空间变化:时间不变性:这意味着反演就是在有限的时窗内求最优化的波阻抗Timeinvariant:Thismeansthattheinversionisoptimizedforalimitedtimewindow.空间不变性:这意味着去除子波的空变后被最优化处理.Spaceinvariant:Thisassumesthatthedatahasbeenprocessedoptimallytoremovespatialvariationsinthewavelet.119子波提取通常,许多方法有可以用来提取子波.STRATA中用了以下几种:Ingeneral,avarietyofmethodscanbeusedforwaveletextraction.SomeareavailableinSTRATA.(1)仅用地震数据估计地震子波的振幅谱.假设相位谱已经从别的渠道得知.子相关autocorrelation最大熵谱分析maximumentropyspectralanalysis交互谱分析crossspectralanalysisSTRATA中统计子波的提取用自相关:Statisticalwaveletextractionusestheautocorrelation(2)单独使用地震数据估算振幅谱和相位谱

Estimatebothamplitudeandphasespectrafromtheseismicdataalone.最小熵子波估计高阶力矩法higherordermomentsSTRATA不用这种方法,因为STRATA认为该方法不可靠.(3)使用给定的测量数据估计振幅谱和相位谱

Estimatebothamplitudeandphasespectrausingdeterministicmeasurements.海洋信号marinesignaturesVSP分析STRATA中,以ASCII文件形式读入外部子波120子波提取(4)用地震和测井资料估算振幅谱和相位谱

Estimatebothamplitudeandphasespectrausingbothseismicandwelllogmeasurements. STRATA中用测井资料提取全子波.(5)用地震资料和测井资料估算振幅谱和常数相位谱

STRATA中用测井资料提取常数相位子波.STRATA中提取子波的方法:第一步,是否用测井资料来估算子波的相位.关键是看测井资料与地震资料的相关性是否好.通常情况下,必须首先进行手动校正测井曲线.Thecriticalissueforthisdecisionishowwellthelogstietheseismicdata.Usually,manualcorrelationmustbedonetoalignthelogsfirst.121子波提取主要参数:道范围(通常设置为较大值以增加统计所用的道数)Tracerange(usuallysetthislargetoincreasestatistics)时窗(至少应该为子波长度的两倍)子波长度(取决于层厚和分辨率,层厚一般取200ms,薄层取50~100ms).1提取统计子波(不用井资料):这个过程只是通对地震道进行自相关计算子波的振幅谱,并假设已知子波的相位.122子波提取2用测井资料提取子波:123子波提取此方法用测井资料估算子波的振幅谱和相位谱.效果取决于测井曲线和地震道的相关程度.主要参数:选择要用的井(只用标定效果好的井)道范围(距井的距离)时窗子波长度用测井资料提取子波:124子波提取3用测井资料计算单一常数相位值该方法使用地震道的自相关计算子波的振幅谱,与统计子波提取方法中一样,用测井资料计算子波的相位谱,并且相位谱被近似为一个单一的常数谱.Thisprocedurecalculatestheamplitudespectrumofthewaveletusingtheautocorrelationoftheseismictraces,exactlyasinthestatisticalprocedure.Thephasespectrumisapproximatedasasingleconstantvalue,usingthewelllogs.这种方法比较稳定,特别是测井资料与地震数据的相关性较差时.Thisprocedureismorerobustthanthefullphasespectrumcalculation,especiallywhenthetiebetweenlogsandseismicispoor.计算相位的步骤:(1)用统计子波提取方法计算子波(不用井资料). (2) 对所提取的子波进行一系列的常相位旋转

(3) 用每一次旋转后的子波计算合成道,并且与地震道进行相关.(4) 选出与地震道产生最大相关值的相位旋转125子波提取子波提取中的问题:用井提取子波时,必须首先求出测井曲线之间的最优化相关Toextractawaveletusinglogs,anoptimumcorrelationmustbedonefirst.正确地相关必须以子波已知为前提Toperformcorrelationproperly,thewaveletmustalreadybeknown.实际子波提取的流程:用统计子波提取来确定一个初步的子波,假设子波的近似相位已知.拉伸或压缩测井曲线来标定地震道.使用新的测井曲线来提取新的子波.重复第(2)、（3）步，直到提取的子波达到要求为止.126练习5:Blackfoot工区的反演本练习中,我们将反演一个来自加拿大西部的Blackfoot的数据体.该数据体有13口井来约束3维地震体.这些井以被加载到GEOVIEW数据库中.第一步,打开数据库.选中数据库“blackfoot.wdb”在GEOVIEW界面中点击

Database/Open:127双击任一个图标,你会发现每口井都包括一条声波测井曲线和一条密度测井曲线.因为我们已经更改了数据库,所以必须将SATRATA程序完全关闭.

然后,点击在GEOVIEW中点击STRATA启动该程序.练习5:Blackfoot工区的反演GEOVIEW窗口如下所示:128建立一个新工区:命名为“blackfoot_project”:练习5:Blackfoot工区的反演打开segy文件(blackfoot三维数据体包含在该文件中):该文件名字为“blackfoot.sgy:”129现在我们要做的是用Inline数和

Xline数将地震道记录头读入文件.Thistimewearegoingtoreadthefileusingthenumbersfromthetraceheaders:下一步,点击DetailSpecification按钮(如下图)来检查道头以确认Inline数和

Xline数是否无误.

Onthesecondpage,wewishtoexaminetheheaderstomakesurethattheInlineandXlinenumbersarecorrect.Todothat,clickonDetailSpecificationasshownhere:练习5:Blackfoot工区的反演130一系列窗口显示出来.首页包括道头的一些常规信息.这些均可以修改.点击Next>>,到第二页.

Anewmenuwillappearwithaseriesofpages.Thefirstpagecontainsgeneralinformationfromthelineheader.Notethatthiscanbemodifiedifitiswrong.ClickNext>>togetthenextpage.练习5:Blackfoot工区的反演131第三页给出了Inline数和

Xline数的字节位置.ThethirdpageshowsthebytelocationoftheInlineandXlinenumbers.第四页如右图所示.如果所有数据均合适,点击ＯK按钮接受SEGY标准格式．Thefourthpageallowsyoutoviewtheactualnumbers.Sinceeverythingisokhere,clickontheOKbuttononthismenutoacceptthestandardSEGYformat.练习5:Blackfoot工区的反演132测线的几何结构如下图所示.虽然Inline数和

Xline数已经正确无误,但还未设置坐标,所以仍需一些修正.

TheGeometrypagewilllooklikethis:TheInlineandXlinenumbershavebeenreadcorrectly,butsincenocoordinateshavebeenread,westillneedtomakesomemodifications.改变Spacing和Orientation为红色方框内所示,然后我们注意到Inlines方向改变为由西向东的方向.NowtheInlinesareoriente