利用VSP速度校正声波均方根速度的方法及其系统与流程

本发明涉及声波测井处理的领域，尤其涉及一种利用VSP速度校正声波均方根速度的方法及其系统。

背景技术：

众所周知，由于声波测井和地震勘探的激发震源不同，接受方式也不同，导致对于同一地层，由声波测井得到的速度(均方根速度和层速度)与地震资料速度分析得到的速度数值不相等，因此，声波测井速度不能直接应用到地震资料速度分析中，必须经过校正。

均方根速度是地震速度谱拾取的速度，由它通过DIX公式转换得到地层的层速度，建立层速度模型，应用到地震资料的叠前深度偏移处理中，因此，均方根速度正确与否直接影响层速度模型的正确性。由于VSP(Vetical Seismic Profile，垂直地震剖面)测井得到的速度不仅准确，而且与地面地震得到的速度数值相当，遗憾的是VSP测井数量很少，资料有限，而声波测井数量多，资料丰富，因此，目前多数研究者采用VSP层速度校正声波测井层速度，但实现方法比较繁琐，需要分层段进行。

技术实现要素：

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种利用VSP速度校正声波均方 根速度的方法及其系统，采用均方根速度误差曲线的多项式拟合，从而减少拾取的随机性，从而提高均方根速度的精度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种利用VSP速度校正声波均方根速度的方法，其特征在于，包括：

S1、对声波时差曲线进行井眼环境影响校正后，将声波时差转换成声波层速度；

S2、对声波层速度进行深时转换，得到时间域的声波层速度，计算得到声波均方根速度并计算VSP均方根速度

S3、计算每个时间点的声波均方根速度与VSP均方根速度的误差：

$\mathrm{\Δ}{v}_{\mathrm{rms}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-v_{\mathrm{rms}}^V\left(t_i\right)$

S4、设计一个多项式：

使其与Δv_rms(t_i)曲线最佳匹配，从而确定系数a₀，a₁，a₂…

S5、计算校正后的声波均方根速度

$v_{\mathrm{rms}}^{\mathrm{Lc}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-f\left(t_i\right),(i=\mathrm{1,2,3},...N).$

根据本发明的一个实施例，在步骤S1中，声波层速度为声波时差的倒数。

根据本发明的一个实施例，在步骤S2中，在对声波层速度进行深时转换时，采取的公式为：

$t_i=d\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}1/v_j$

其中，d是深度采样间隔，v_j是声波层速度，t_i是第i个点的时间。

根据本发明的一个实施例，在步骤S2中，在计算声波均方根速度时， 采取的公式为：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

其中，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的时间域的声波层速度和时间值。

根据本发明的一个实施例，在步骤S2中，在计算VSP均方根速度时，采取的公式为：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

其中，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的VSP层速度和时间值。

根据本发明的另一个方面，还提供一种利用VSP速度校正声波均方根速度的系统，其特征在于，包括：

声波层速度计算单元，用于对声波时差曲线进行井眼环境影响校正后，将声波时差转换成声波层速度；

均方根速度计算单元，用于对声波层速度进行深时转换，得到时间域的声波层速度，计算得到声波均方根速度还用于计算VSP均方根速度

误差计算单元，用于计算每个时间点的声波均方根速度与VSP均方根速度的误差：

$\mathrm{\Δ}{v}_{\mathrm{rms}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-v_{\mathrm{rms}}^V\left(t_i\right)$

多项式拟合系数确定单元，用于设计一个多项式：f(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+...+a_ntⁿ

使其与Δv_rms(t_i)曲线最佳匹配，从而确定系数a₀，_a1，a₂…a_n

声波均方根速度校正计算单元，用于计算校正后的声波均方根速度

$v_{\mathrm{rms}}^{\mathrm{Lc}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-f\left(t_i\right),(i=\mathrm{1,2,3},...N).$

根据本发明的一个实施例，声波层速度为声波时差的倒数。

根据本发明的一个实施例，均方根速度计算单元，用于采取以下公式对声波层速度进行深时转换：

$t_i=d\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}1/v_j$

其中，d是深度采样间隔，v_j是声波层速度，t_i是第i个点的时间。

根据本发明的一个实施例，均方根速度计算单元，还用于采取以下公式计算声波均方根速度：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

其中，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的时间域的声波层速度和时间值。

根据本发明的一个实施例，均方根速度计算单元，还用于采取以下公式计算与VSP均方根速度：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

其中，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的VSP层速度和时间值。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明实施例的利用VSP速度校正声波均方根速度的方法的流程示意图。

图2为本发明实施例的利用VSP速度校正声波均方根速度的系统的结构示意图。

图3为本发明实施例的某井未经校正的声波均方根速度和VSP均方根速度的曲线示意图。

图4为本发明实施例的某井经校正后的声波均方根速度和VSP均方根速度的曲线示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种利用VSP速度校正声波均方根速度的方法，其特征在于，包括：

S1、对声波时差曲线进行井眼环境影响校正后，将声波时差转换成声波层速度；

S2、对声波层速度进行深时转换，得到时间域的声波层速度，计算得到声波均方根速度并计算VSP均方根速度

S3、计算每个时间点的声波均方根速度与VSP均方根速度的误差：

$\mathrm{\Δ}{v}_{\mathrm{rms}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-v_{\mathrm{rms}}^V\left(t_i\right)$

S4、设计一个多项式：f(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+...+a_ntⁿ

使其与Δv_rms(t_i)曲线最佳匹配，从而确定系数a₀，a₁，a₂…a_n

S5、计算校正后的声波均方根速度

$v_{\mathrm{rms}}^{\mathrm{Lc}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-f\left(t_i\right),(i=\mathrm{1,2,3},...N).$

在步骤S1中，对声波时差曲线进行井眼环境影响校正后，还可以进行 编辑消除奇异值，再将声波时差转换成声波层速度，其中，声波层速度为声波时差的倒数。

在步骤S2中，在对声波层速度进行深时转换，采取的公式为：

$t_i=d\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}1/v_j$

其中，j＝1，2，3，...i，i＝1，2，3，...N，N为总点数，d是深度采样间隔，v_j是声波层速度，第i个点的时间t_i是前i个点的层间时间的累加求和。

通过上述公式计算深度域的层速度对应的时间值，就得到了时间域的层速度，在本实施例中，时间不是等间隔采样，但这不会影响后续均方根速度的计算。

而在计算声波均方根速度时，采取的公式为：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

其中，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的时间域的声波层速度和时间值。更具体来说，v⁽ⁱ⁾是时间域的声波测井速度，就是由深度域的层速度经过深时转换得到的，其数值大小没有改变，即v_j与v⁽ⁱ⁾在数值上是相等的，只是变到了时间域；而就是t_i，即第i个点的时间。

在计算VSP均方根速度时，采取的公式同样为：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

此时，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的VSP层速度和时间值。

本发明还提供一种利用VSP速度校正声波均方根速度的系统，如图2所示，包括：

声波层速度计算单元11，用于对声波时差曲线进行井眼环境影响校正后，将声波时差转换成声波层速度；

均方根速度计算单元12，用于对声波层速度进行深时转换，得到时间域的声波层速度，计算得到声波均方根速度还用于计算VSP均方根速度

误差计算单元13，用于计算每个时间点的声波均方根速度与VSP均方根速度的误差：

$\mathrm{\Δ}{v}_{\mathrm{rms}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-v_{\mathrm{rms}}^V\left(t_i\right)$

多项式拟合系数确定单元14，用于设计一个多项式：f(t)＝a₀+a₁t+a₂t²+...+a_ntⁿ

使其与Δv_rms(t_i)曲线最佳匹配，从而确定系数a₀，a₁，a₂…a_n

声波均方根速度校正计算单元15，用于计算校正后的声波均方根速度

$v_{\mathrm{rms}}^{\mathrm{Lc}}\left(t_i\right)=v_{\mathrm{rms}}^L\left(t_i\right)-f\left(t_i\right),(i=\mathrm{1,2,3},...N).$

声波层速度计算单元11还用于对声波时差曲线进行井眼环境影响校正后，进行编辑消除奇异值。声波层速度计算单元11计算得出的声波层速度为声波时差的倒数。

均方根速度计算单元12，用于采取以下公式对声波层速度进行深时转换：

$t_i=d\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}1/v_j$

其中，j＝1，2，3，...i，i＝1，2，3，...N，N为总点数，d是深度采样间隔，v_j是声波层速度，第i个点的时间t_i是前i个点的层间时间的累加求和。

均方根速度计算单元12还用于采取以下公式计算声波均方根速度：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

其中，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的时间域的声波层速度和时间值。

均方根速度计算单元12还用于采取同样的公式计算VSP均方根速度：

$v_{\mathrm{rms}}^{L2}\left(N\right)=\frac{1}{t_0\left(N\right)}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(v^{\left(i\right)}\right)}^2{t}_0^{\left(i\right)}$

此时，v⁽ⁱ⁾和分别是第i个点的VSP层速度和时间值。

请参照图3，图3为本发明实施例的某井未经校正的声波均方根速度和VSP均方根速度的曲线示意图，其中黑线表示的是未经校正的声波均方根速度，虚线表示的是VSP均方根速度，可以看到，声波均方根速度和VSP均方根速度是不一致的，尤其是浅层，差别最大，在700ms附近，达到500m/s。请再参照图4，图4为本发明实施例的某井经校正后的声波均方根速度和VSP均方根速度的曲线示意图，其中黑线表示的是经校正后的声波均方根速度，虚线表示的是VSP均方根速度，可以看到，经过校正后的声波均方根速度和VSP均方根速度基本一致。由此可见，本发明提供的利用VSP速度校正声波均方根速度的方法及其系统是有效的。

本发明提出了一种提供的利用VSP速度校正声波均方根速度的方法及其系统，该方法包括有四个处理步骤：①声波时差曲线的预处理；②深时转换和均方根速度计算；③均方根速度误差曲线的多项式拟合；④根据拟合公式对声波均方根速度校正。其中关键是第③步。该方法较传统的层速度校正方法简单、快速，很容易实现，通过实际验证了该方法的有效性。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围， 凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。