明老师找油-纵波与转换波数据对齐

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明老师找油-21-纵波与转换波数据对齐
科吉思石油技术  明治良

多波多分量数据包含了更加丰富的地震波场信息，能够在一定程度上弥补PP波勘探的不足，提高勘探的精度，尤其是在气烟囱区域的构造成像、陡倾界面成像以及利用横波分裂提高裂隙参数反演精度等方面具有一定优势，因此多分量地震技术日益成为岩性油气藏与裂缝性油气藏勘探的重要手段。

由于PS波与PP波的速度差异，同一反射层的地震反射波在PS波资料与PP波资料上的到达时间不一致，因此联合PP波与PS波资料进行综合解释的首要问题就是将其校正到同一时间域，通常是将PS波走时匹配到PP波资料的走时。现行的多波地震资料综合解释中的纵横波匹配方法主要有以下几种：

1）基于地震层位解释的时间匹配技术。在PP波和PS波剖面中，利用一些具有明显的波组特征，如隆起，凹陷，断层以及由岩性特征引起的反射波波组特征变化进行层位对齐，多个标准层之间采用线性插值方法。该方法简单、快速，但是对解释层位要求较高，时间匹配精度较低，仅适用于大套地层的时间匹配。

2）以地震处理过程中获得的纵波速度与横波速度进行计算，得到纵横波速度比，作为PP与PS波匹配的走时校正体。这一方法精度有所提高，但仅适合地震处理阶段的时间匹配；

3）利用PP波与PS波资料的波形相似性，经扫描得到纵横波速度比，进行PS波时间向PP波时间域的匹配，但由于PP与PS波的频率差异、相位差异等原因，这种方法会引入较大的误差；

前面业界目前常用的方法最大的问题在于，PP和PS虽然都是地下地质体的响应，但其本身的振幅响应就是不一样的，如果完全一样也就没有意义开展转换波勘探了，更何况PP和PS还会有频率的差异、相位的差异等，这就如同在红外线下和X光下分别观察一个美女，希望能表征出正常人眼所能看到的影像一般，紧靠等比例刻度或者振幅刻度都会存在很大不确定性

4）基于横波阻抗的时间匹配技术。单独的PP波叠前同时反演技术可以获得稳定的横波阻抗，单独的PS波叠前同时反演技术也可以获得稳定的横波阻抗，这两个不同的横波阻抗具有物理性质相同、走时不同的特点，较好地克服了PP波、PS波数据相位、频率等差异，因此，基于这两个走时不同的横波阻抗，可有效利用传统的地震互相关技术开展时间匹配。该方法优点是匹配精度较高，但对横波阻抗反演结果的准确性和精度要求也高。

通过以上分析可以看出，不同的处理阶段，对于PP 波与PS波的时间匹配精度要求也不相同。通常，在精细油藏研究阶段，需要更加精确的匹配精度，据此本文提出一种针对油藏研究阶段的PP波与PS 波走时匹配方法。

2、问题的提出

  对于水平层状介质，纵波以一定角度入射地层反射界面上，会反射纵波，并同时反射转换波。

   从PP波和PS波的概念可以知道，PP波勘探时下行波和上行波均为PP波，而PS波勘探时下行波为PP波，上行波为横波，考虑厚度为h的单层水平层状介质，在零偏移距地震剖面上的PP波传播时间为：

   （式中 即纵横波速度比， tpp为PP波走时，tps为PS波走时，Vp为地层PP波速度，Vs为地层的横波速度）。           

将该规律推广到多层水平层状介质地层时依然适用，这就意味着实际地震勘探中PP波和PS波走时变化与地层岩性的纵横波速度比相关，如果能够得到准确的纵横波速度比，就能够把PS波剖面的反射时间校正到PP波反射时间，从而达到时间匹配的目的。因此，时间匹配问题就转换为如何确定纵横波速度比的问题。

3利用正反演方法进行纵横波走时匹配

   利用正反演方法进行纵横波匹配的具体流程如图：

具体内容为：

   1)对叠前时间偏移的CRP道集进行对齐、去噪处理后，根据地震数据炮检距和目的层的时间范围等信息优选部分叠加方案，获得分炮检距部分叠加数据体。以部分叠加数据体位输入开展叠前同时反演工作，获得去除子波调谐效应影响的PP波阻抗、横波阻抗以及密度数据体；

   2)通过叠前同时反演工作，获得纵横波速度比数据体，根据走时校正体计算公式获得走时校正体α；

   3)可以利用PP波阻抗、横波阻抗及密度数据体，根据佐普里兹方程，正演获得PP波走时的PS波地震数据；

   4)在获得PP波走时的PS波地震数据的基础上，应用步骤3计算得到走时校正体，转化为PS波走时的正演PS波地震数据；

   5)正演转化的PS波数据和测量的PS波地震数据走时一致，都为同一属性，波形和频率一致，能够进行有效地数据相关匹配，对于标志层进行数据对齐；

   6)根据标志层数据匹配结果，对走时校正体进行系统校正，获得更加精确的走时校正体；

   7)在获得相对精确的走时校正体的基础上，根据式1-4将PS波地震数据转换到PP波走时。

4、应用实例分析

   研究区A具有实际采集获得,分别处理后的PP波地震数据与PS波地震数据.其主要目的层段位于1000ms—2000ms 的河流响砂泥岩,储层的主要类型为低孔地渗的孔缝型储层。

   研究区的太原组存在一套比较稳定的煤层，在PP波地震数据上表现为一套波谷--波峰—波谷的强振幅反射，PS波地震数据上表现为波峰—波谷—波峰的强振幅反射。这一层位可以作为PP波与PS波地震数据校正的标志层，对比两类剖面可以看出，PS波地震数据走时大约为PP波走时的1.5倍，同时可以看出PS波与PP波子波的频率和相位存在较大差异。

   首先对PP波叠前道集进行部分叠加处理，在测井曲线标定的基础上，提取不同部分叠加数据的地震子波，结合层位数据开展叠前同时反演工作，获得PP波时间域的纵波阻抗、横波阻抗以及密度数据。同时可以获得PP波时间域的纵横波速度比数据，然后根据式1-4将纵横波速度比转换为初始走时校正体α1。

   对PS地震数据进行子波刻度，在此基础上，同时在具有纵波阻抗、横波阻抗以及密度数据的基础上，正演获得PP波时间域的PS波地震数据体。进而，通过初始走时校正体将正演PS地震数据体转换到PS走时。

正演PS地震与实测PS地震时间域一致，属性一致，因此可进行波形相关匹配，将TC2和Q5作为标准层进行数据匹配，并将差异作为剩余校正量对走时校正体进行迭代，获得最终走时校正体α2.

将实测PS波地震经利用走时校正体α2计算，则获得PP波走时的PS波地震资料。

利用走时校正后的PS波地震与PP波地震进行联合反演，获得更加稳定的PP波阻抗、横波阻抗数据。

5、结论

    由于P-SV波与PP波的速度差异，同一反射层在PP波与PS波剖面上到达时间不一致，因此联合PP与PS波进行联合解释需要将其转化到同一时间域，本文提出一种利用正反演进行PP波与PS波走时匹配的方法。首先通过叠前同时反演获得走时校正体，然后在转换波走时进行数据匹配，获得较为准确的走时校正体，通过实际数据分析表明，文中的PP波与PS波时间匹配方法有效解决了纵横波反演过程中来自同一地层界面反射同相轴的时间匹配问题，为后续的纵横波联合反演提供了稳定的数据基础。