成像次日砂岩使用横波垂直地震剖面数据,Postle字段,俄克拉何马州

文摘

明天阿纳达科盆地砂岩构成重要的产油水库期价地区的美国。表征的明日Postle领域的砂岩储层,德州县,俄克拉荷马州,挑战由于其厚度小,低的声阻抗与周围的明日页岩,和岩性非均质性。横波成像数据被记录为一种很有前途的解决方案明天砂岩。垂直地震剖面(VSP)提供了潜在的增强横波成像薄异构明日砂岩在Postle字段。零炮检距垂直地震剖面结果证实在压缩波横波成像的优点明日砂岩。此外,最后横波垂直地震剖面图像表明,应用提出的处理流程,我们能够形象次日的砂岩厚度薄如8.5米。

1。介绍

宾夕法尼亚州的上层明日砂岩(图1)构成主要产油储层在科罗拉多东南部,西南部的堪萨斯州,俄克拉何马州西部和北部德克萨斯州。它们包括multiple-stacked在河谷堆积形成的透镜状砂体组成的复合物。明天是一个产油砂岩主要是在俄克拉荷马1- - - - - -3]。在这项研究中,我们主要关注明日Postle领域的砂岩,德州县俄克拉荷马(图2)。

压缩波在过去的研究大多是用于描述次日砂岩(4- - - - - -7]。简单地说,有两个主要挑战描述次日砂岩基于压缩数据:首先,明天一个砂岩的厚度低于调谐厚度(6,8]其次,明日之间的声阻抗的对比和周围的明日页岩层是极低的,这些砂岩是听觉上透明的(9,10]。偶极子声波测井显示明天之间的声阻抗低对比度和上覆页岩(表1和图3)。辛格和戴维斯10]表明,低声学对比明天明天周围砂岩和页岩层和强烈的倍数浅硬石膏层的存在是重要的挑战与检测相关的明日砂岩在压缩数据(图4)。全波形建模(10,11)表明,横波数据可以提高次日成像和Postle领域的显著特征。Hardage et al。12]研究后得出相同的结论明日砂岩的厚部分使用三个零炮检距9 c垂直地震剖面调查。另外,3 d垂直地震剖面研究使用剪切数据处理的优势横波成像的砂岩层具有低的声阻抗与周边层(13]。

剪切垂直地震剖面数据特征使这个方法一个独特的信息来源。垂直地震剖面方法的优点在这项研究涉及到更高的频率,更好的波场分离,和更高的信噪比。在这项研究中,我们希望地图次日砂岩和其在垂直地震剖面的变化。为了实现这一目的,某些处理步骤和增强应用,将讨论。

2。垂直地震剖面数据

第十二的油藏描述项目阶段在科罗拉多矿业学院的,从好获得的两个三维多组分垂直地震剖面调查HMU 13 - 2在2008年3月和12月。数据5(一个)和5 (b)演示源位置和3 c检波器阵列中,分别。成像的目的,我们只用了2008年3月垂直地震剖面调查。

2008年3月的调查主要是获得与水平振动器,除了两个垂直的照片:一个91米的北垂直地震剖面(称为零炮检距数据)和一个1829米的南垂直地震剖面(接收方重新定位的目的)。水平振动器卡车生成两个相互正交的水平(南和n)地面运动。地震检波器在钻孔位于从933到1818 MD(他们的深度间隔15米)从井口(图5 (b))。最后一个检波器是60米明天的顶部砂岩。表22008年3月总结了源和接收参数的垂直地震剖面调查。

除了垂直地震剖面数据、测井和地面地震数据被用于这项研究。研究了井的位置和表面地震区域描绘在图6。

3所示。垂直地震剖面数据处理

垂直地震剖面处理应用于三个数据集从2008年3月调查:零炮检距剪切数据集,零炮检距压缩数据集,multioffset(或三维)剪切数据集。的主要目标提出了处理流程(表3)是保持原来的振幅由于岩性变化及其变化。

横波数据处理的早期步骤之一是调整的水平分量检波器接收到恒定的地理坐标系统,通常称为“接收方重新定位。“Hodogram分析直接压缩波移民是一个常见的方法寻找每一个不同的方位在井下检波器组件。建模显示hodogram分析源拥有488抵消介绍5度在接收机方位角估计误差。的误差预计将增加更复杂的地质结构和噪声数据。减少hodogram的不确定性分析,通常大量收集分析。因为我们只有一个far-offset垂直源在我们的数据集,hodogram分析和接收方重新定位的误差可能是相当大的。振幅和时间的变化调整第一横波到达数据(图8(一个)),使用hodogram只有垂直的来源的分析,证实了接收器方位估计的不确定性。接收机重新定位的不确定性可以从水库减少弱反射或无效的振幅变化在最后垂直地震剖面图像。因为这个原因,我们修改了接收机重新定位过程利用两个分析:(1)hodogram分析压缩波移民从几水平振动和(2)3 c振幅分析。Hodogram水平来源所产生的压缩波的分析改善接收机重新定位结果浅地震检波器。除了提到的方法,3 c振幅分析在数据上执行改进的结果。在这种方法中,我们旋转三个组件的三维半空间中的每个检波器和均方根振幅压缩和剪切波的第一个到达的地图投影到两个独立的立体图(图7)。振幅的地图从3 c振幅分析应该显示最大的方向直接压缩和剪切波能量接收器在3 d空间。因此,准确的接收方重新定位应该导致在所有检波器接收类似的振幅模式。使用这种方法,一些残余重新定位角度计算。解释投射振幅的地图,除了先前hodogram分析,提供更准确的旋转角度调整接收器(图8 (b))。

接收方重新定位后,基于剪切波的极性直接移民,数据极性不同的镜头是固定的。不同的接收器被旋转到局部坐标系(radial-transverse),然后他们倾斜的方向直接剪切波横波能量最大化的水平分量。许多压缩波移民和反射消失后的水平分量这一步。

4所示。剪切波分裂

当横波进入一个各向异性介质,它分裂成两个偏振横波旅游具有不同的速度14,15]。剪切波分裂是一个重要的现象,需要注意在横波数据处理和解释。通常情况下,方位各向异性介质时,横波数据处理,提出了两种模式:快横波数据(S₁(S)和慢横波数据₂)。找到快和慢横波偏振方向(或自然坐标系)及其时空变化有重大影响的质量最终横波的形象。因此,信息从不同的工具让我们更好的了解横波分裂的原因,快、慢横波的偏振方向,及其时空变化。这里展示的重要性贡献不同的信息来源,我们分析了四种不同的工具:全波形声日志(声波扫描),图片日志(FMI),多组分零炮检距垂直地震剖面数据和摘要垂直地震剖面数据。

缓慢分散分析(图9(一个))声波扫描数据从HMU 24-4(图6)表明,研究区域的各向异性,特别是在水库层面,主要是压力诱导各向异性(16,17]。此外,声波扫描数据表明,快剪切波偏振方向126度(所有的角度分析对北)储层水平和108度的整个记录部分(图9 (b))。

由于该领域的各向异性的起源是假定压力诱导各向异性,快、慢横波偏振方向应与最大和最小水平应力方向。钻井引起骨折通常在最大水平应力方向的形式(18),他们在影像检测日志(例如,FMI日志)。图10描述了一些钻井引起骨折的方向HMU 24-4和朱利安6 - 15(图6)。大多数钻井引起骨折形成125度非常接近音速的扫描结果。虽然图像和声波扫描日志都是有用的工具在确定各向异性的方向,两个数据集是有限深的一部分。此外,这些信息来源的调查半径有限的附近垂直地震剖面。找到方位各向异性方向层较浅,也远离井眼,我们做了一个全面研究横波垂直地震剖面数据。

其他的信息来源确定方位各向异性的方向是零炮检距剪切垂直地震剖面数据。有两个可用的零炮检距剪切垂直地震剖面数据集在HMU 13 - 2: 2008年3月和2008年12月数据。地震检波器是位于933米至1818米的钻孔MD 2008年3月调查,从453米到1128米医学博士在2008年12月调查(图5)。重要的深度传播有助于按照方位各向异性的方向从浅层次深的层。零炮检距垂直地震剖面数据(2008年3月数据)是使用一个横向振动器,在只有南横波偏振方向。因为单一源极化、2 c旋转分析(19)被用来估计快、慢横波的偏振方向(图11 (c))。第二个零炮检距垂直地震剖面数据,2008年12月,是使用一个振动器,使相互剪切波西和n方向运动。这些crossed-dipole来源使我们应用阿尔旋转分析(20.)这些数据。阿尔弗德的直接应用旋转分析是发现自然极化方向通过数学运算,假设两个分裂的横波垂直极化和各向异性的方向与深度地下保持不变(21]。数据是从−旋转90度到+ 90度(10度角增量),使用200 ms和均方根振幅计算时间窗口在第一个到达。使用(1),最终的地图(图11 (b))是构建指出对角线的组件(例如,和)有更多的能量比非对角的组件(例如,和):

平均而言,2008年3月和2008年12月调查显示134度的快剪切波偏振方向。

理解空间变化的S11极化方向,multioffset垂直地震剖面数据,使用阿尔旋转分析,进行了分析。阿尔弗德旋转分析multioffset垂直地震剖面数据(即。,near-offset, mid-offset, and far-offset data) depicts that the fast shear wave polarization direction is approximately 138 deg (Figure12)。类似于零炮检距垂直地震剖面结果,multioffset垂直地震剖面数据显示,快剪切波偏振方向随深度变化不明显。

使用不同的工具(图分析各向异性的方向13)表明30度的改变(从108度到138度),可能发生,因为不同半径等因素调查,测量不同频率、复杂储层和上覆层的异构性,等等。这些因素的讨论超出了本文的范围,但是数据展示图13表明,分析不同来源的信息需要了解方位各向异性。

5。波场分离和成像

波场分离VSP处理流程的下一步。一般来说,不同的波类型可以在垂直地震剖面数据更好、更准确地比地面地震数据。因为这易于识别,我们通常能够有效地从垂直地震剖面数据过滤不良的波浪。Postle领域因为垂直地震剖面数据将用于图像细节在沙渠道(例如,编织酒吧和通道边界)在钻孔,我们需要保存数据的不连续性。中值滤波提供了独特的能力来保护数据没有涂不连续(22]。虽然数据的中值滤波保留不连续,它减少了一些弱上行波和介绍了高频噪声上行波干扰强烈的下行波的地方。因为一些铁板接近次日砂岩,反射(上行波)从这一层是由强大的直接移民和他们的倍数(下行波)。正如所料,质量分离上行波的干涉区域中值滤波器和波场分离过程的影响。为了克服这个问题,建立合成零炮检距垂直地震剖面数据,不同的参数和方法使用不同的中位数过滤器进行波场分离。

在一个方法中,上行波是一致的,他们使用中值滤波分离。这些分离的上行波的质量不是很好,但叠加后的结果与使用常见的方法(即上行波分离。从数据、删除下行波),我们获得更高的信噪比和保留弱反射(图更好14)。我们称之为“双中值滤波方法。“因为该方法适用于零炮检距垂直地震剖面数据,我们应用它只有零炮检距垂直地震剖面数据集。multioffset垂直地震剖面数据集被使用共同的中值滤波过滤。f - k滤波是另一个流行的不同波场分离方法,但由于高水平的噪音数据,识别不同的f - k域波场是具有挑战性的。同时,f - k滤波不能保存数据大幅不连续。波场分离后,下行波被用于反褶积滤波。走廊栈的零炮检距压缩和剪切波数据集应用反褶积后过滤器(图15)。

垂直地震剖面迁移和VSP-CDP转换为最终垂直地震剖面成像两种常见的方法。折叠在垂直地震剖面调查数据的缺乏使得垂直地震剖面迁移方法无效。另一种垂直地震剖面迁移在这种情况下是VSP-CDP转换。VSP-CDP转换从深时转换波垂直地震剖面数据域到时间域(23]。这种技术使用二维射线追踪反射信号映射到时间域(24]。使用VSP-CDP成像数据转换方法后,我们计算了快横波均方根振幅为30 ms窗口围绕明日砂岩(图16)。

6。结果与讨论

数据15(c)和15(d)比较叠前零炮检距压缩和剪切波图像以及他们走廊栈。虽然明天砂岩是可见的在这两个数据集,使用时具有更高的振幅横波。似乎对压缩波反褶积滤波有相当大的影响数据和明天之前应用这个过滤器砂岩是不可见的。反褶积滤波也帮助我们解决明天横波的砂岩层与底层数据。定性,零炮检距压缩和剪切波数据有大约相同的时间分辨率。

图16显示30 ms的横波均方根振幅地图窗口围绕着明日砂岩从垂直地震剖面的北部的一些照片。基于Postle野外地质和大小的高烈度地区,一个假设是,这些特性代表编织酒吧是质量好,厚储层岩石。垂直地震剖面数据的重要性也在这个区域地图的边缘通道(主要是-在这部分),和一些线性特性可以显示通道边的演变在时间。在地图的尽头(检波器记录的数据从1到16日,位于从933到1158 MD),高振幅的事件可能会导致从编织酒吧以及强烈的噪音(注意弧高振幅的形状区域)。高水平的噪音的原因之一在这个区间是一个套管和井壁之间弱键。此外,页岩在明日砂岩层的存在会影响明天的均方根振幅A一些低烈度地区对应提到油页岩层的存在,表明低质量或泥质砂岩储层的岩石。不幸的是,正如之前提到的,在这个区域低折起来的数据是垂直地震剖面图像的主要限制。更多的3 d垂直地震剖面覆盖图片明天更好、更可靠地远离垂直地震剖面。

地面地震和VSP均方根振幅比较地图显示垂直地震剖面数据的优势。数据(17日)和17 (b)代表次日砂岩S11均方根振幅的地图表面地震(2008年3月)和垂直地震剖面数据。三种振幅异常凸显了圆圈显示这两个数据集之间的相似点和不同点。最有趣的异常是由蓝色的圆圈强调两个图像。垂直地震剖面数据似乎映射细节更好。剪切的能力垂直地震剖面数据来描述这个异常的扩展情况再次证明了横波垂直地震剖面法的优点。如前所述,由于储层的高异质性,保留原来的振幅和振幅的变化是至关重要的。垂直地震剖面数据的能力,应用本文提出的处理技术后,描绘高烈度异常可以降低钻井风险。

7所示。结论

横波垂直地震剖面数据处理使用修改后的处理流程。提出了处理流程的主要目的和引进一些技术提高弱地震响应从明天砂岩的噪音以及保持振幅变化引起的岩性变化(特别是明日的明日砂岩和页岩之间)。3 c振幅分析垂直地震剖面接收机重新定位更加健壮和避免一些加工工件。估计也快剪切波偏振方向使用不同的工具解决可伸缩性问题。这个分析的结果表明,依赖的信息来源之一,地震数据、测井或可能会引入大量的最终结果的不确定性。双重介绍了中值滤波是另一种方法来提高垂直地震剖面弱反射,上行波干扰强下行波。

零炮检距垂直地震剖面结果确认好明天的砂岩签名弱压缩波数据。也证实了横波数据图像的能力薄明日砂岩。次日使用VSP-CDP砂岩是映射转换。横波均方根振幅图的强振幅异常可能对应于地质特征像编织酒吧,这符合淤积量Postle领域的历史。对比地面地震和VSP数据显示潜在的垂直地震剖面成像数据详细的地下岩石性质的变化和描述异常与更高的空间分辨率。因此,横波垂直地震剖面数据能够映射详细地质特征的异质性在明日砂岩中起着重要作用。

确认

作者要感谢汤姆从斯伦贝谢布拉顿,从CGGVeritas布鲁斯犁,Richard Van辩HiPoint储层成像对他们的建议。同时,他们要感谢他们的同事罗伯特·本森介绍,辛格,Mohsen Minaei RCP技术支持。特别感谢白粉石油提供多元数据。作者真诚地感谢油藏描述项目发起人和学生。

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