井震联合速度场构建方法及装置与流程

文档序号:11132373阅读:911来源:国知局
井震联合速度场构建方法及装置与制造工艺

本发明涉及地震数据处理领域,更具体地讲,涉及一种将地震速度和井点速度相结合的井震联合速度场构建方法。



背景技术:

目前常用的复杂地区速度场构建方法有两种:一是采用钻井深度换算平均速度,然后根据速度随深度的变化趋势进行速度场构建;二是采用速度谱的转换得到的速度进行速度场构建。上述两种方法各有缺点,前者不能有效地利用多井信息和地震速度信息,在离约束井较远的地段速度的精度很低;后者只使用地震平均速度构造速度场,由于地震速度的影响因素很多,而且精度较低,很难获得精确的构造图。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于提供一种能够有效地利用多井信息和地震速度信息从而构建精确的速度场的井震联合速度场构建方法。

根据本发明的一方面,提供一种井震联合速度场构建方法,包括以下步骤:(A)通过广义Dix公式算法将共深度点(CDP)道集上的各个时间点的地震叠加速度转换为各个时间点的第一地层速度;(B)利用测井资料和各个时间点的第一地层速度获取各个时间点的校正系数;(C)通过将各个时间点的校正系数与各个时间点的第一地层速度相乘,获得各个时间点的井震联合速度。

优选地,步骤(A)包括:(a1)读取CDP道集上的各个时间点以及相应的地震叠加速度;(a2)对于CDP道集上的第一个时间点,将与所述时间点相应的地震叠加速度作为所述时间点的第一地层速度;(a3)对于CDP道集上的其他时间点中的任一时间点,以所述任一时间点的前一时间点的时间told及其相应的地震叠加速度Vold和所述任一时间点的时间tnew及其相应的地震叠加速度Vnew建立第一双曲线方程和第二双曲线方程(a4)选取第二双曲线方程上的特定点作为第二切点,并求取过第二切点的切线的斜率K2;(a5)平移所述切线与第一双曲线方程相切,从而确定相切的第一切点;(a6)计算过第一切点和第二切点的直线的斜率K1;(a7)通过等式计算所述任一时间点的第一地层速度。

优选地,步骤(a4)包括:等间隔地选取第二双曲线方程上的多个点作为多个第二切点,并求取过所述多个第二切点的多条切线的斜率K2i,其中,i=1,...,N,N为大于2的整数;其中,步骤(a5)包括:平移所述多条切线与第一双曲线方程相切,从而确定相切的多个第一切点;其中,步骤(a6)包括:计算过所述多个第一切点中的每个第一切点和所述多个第二切点中的相应的第二切点的直线的斜率K1i;其中,步骤(a7)包括:通过等式计算多个速度,并通过计算所述多个速度的平均值作为所述任一时间点的第一地层速度。

优选地,步骤(B)包括:(b1)利用钻井资料求取各个井点的第二地层速度;(b2)获取步骤(A)中转换的第一地层速度中与各个井点相应的时间点的第一地层速度,作为各个井点的第一地层速度;(b3)通过将各个井点的第二地层速度与各个井点的第一地层速度相除,获取各个井点的校正系数;(b4)通过对各个井点的校正系数进行插值,获取各个时间点的校正系数。

优选地,在步骤(b4)中,使用克里金插值法对各个井点的校正系数进行插值。

根据本发明的另一方面,提供一种井震联合速度场构建装置,包括:叠加速度转换单元,被配置为通过广义Dix公式算法将共深度点(CDP)道集上的各个时间点的地震叠加速度转换为各个时间点的第一地层速度;校正系数获取单元,被配置为利用测井资料和各个时间点的第一地层速度获取各个时间点的校正系数;井震联合速度获取单元,被配置为通过将各个时间点的校正系数与各个时间点的第一地层速度相乘,获得各个时间点的井震联合速度。

优选地,叠加速度转换单元被配置为:读取CDP道集上的各个时间点以及相应的地震叠加速度;对于CDP道集上的第一个时间点,将与所述时间点相应的地震叠加速度作为所述时间点的第一地层速度;对于CDP道集上的其他时间点中的任一时间点,以所述任一时间点的前一时间点的时间told及其相应的地震叠加速度Vold和所述任一时间点的时间tnew及其相应的地震叠加速度Vnew建立第一双曲线方程和第二双曲线方程选取第二双曲线方程上的特定点作为第二切点,并求取过第二切点的切线的斜率K2;平移所述切线与第一双曲线方程相切,从而确定相切的第一切点;计算过第一切点和第二切点的直线的斜率K1;通过等式计算所述任一时间点的第一地层速度。

优选地,叠加速度转换单元还被配置为:等间隔地选取第二双曲线方程上的多个点作为多个第二切点,并求取过所述多个第二切点的多条切线的斜率K2i,其中,i=1,...,N,N为大于2的整数;平移所述多条切线与第一双曲线方程相切,从而确定相切的多个第一切点;计算过所述多个第一切点中的每个第一切点和所述多个第二切点中的相应的第二切点的直线的斜率K1i;通过等式计算多个速度,并通过计算所述多个速度的平均值作为所述任一时间点的第一地层速度。

优选地,校正系数获取单元被配置为:利用钻井资料求取各个井点的第二地层速度;获取叠加速度转换单元转换的第一地层速度中与各个井点相应的时间点的第一地层速度,作为各个井点的第一地层速度;通过将各个井点的第二地层速度与各个井点的第一地层速度相除,获取各个井点的校正系数;通过对各个井点的校正系数进行插值,获取各个时间点的校正系数。

优选地,校正系数获取单元被配置为使用克里金插值法对各个井点的校正系数进行插值。

附图说明

通过以下结合附图进行的描述,本发明的示例性实施例的以上和其他方面、特点和优点将会更加清楚,在附图中:

图1是示出根据本发明的实施例的井震联合速度场构建方法的流程图;

图2是示出根据本发明的实施例的利用广义Dix公式算法将叠加速度转换为地层速度的方法的流程图;

图3是示出根据本发明的实施例的利用测井资料地层速度求取校正系数的方法的流程图;

图4是示出根据本发明的实施例的井震联合速度场构建装置的框图。

在附图中,相同的标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例。以下参照附图的描述包括各种特定细节以帮助理解,但是所述特定细节将仅被视为示例性的。因此,本领域普通技术人员将意识到,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可对这里描述的实施例进行各种改变和修改。此外,为了清晰和简要,可省略公知功能和结构的描述。

以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于字面含义,而是仅由发明者使用以使得能够清楚和一致地理解本发明。因此,本领域技术人员应该清楚的是,提供本发明的示例性实施例的以下描述仅是说明的目的,而不是限制由权利要求及其等同物限定的本发明的目的。

在下文中,首先描述通过使用本领域常用的Dix公式(以下称为狭义Dix公式)求取地层速度的方法。狭义Dix公式如以下等式(1)所示。

其中,vj为第j层的地层速度,T0,j为第j层的双程反射时间,vrms,j为第j层的均方根速度。狭义Dix公式的假设前提是介质为水平层状,且地震波垂直界面入射(即入射角等于零,射线参数P=0)。在实际应用中,等式(1)中的均方根速度vrms只能用叠加速度vmcs代替才能计算出层速度vj。然而,在如上假设前提下,vrms与vmcs间的误差较大。进一步讲,介质为水平层状与地质复杂构造的实际情况有较大出入,而地震射线入射角较小(炮检距较小)与高精度叠加速度计算要求的大炮检距(地震射线入射角较大)刚好构成一对不可调和的矛盾。由此可见,通过使用狭义Dix公式求取地层速度有着极大的局限性。

根据本发明的实施例,对于一个水平界面,通过狭义Dix公式可以确定如下所示的反射时距曲线。

其中,t0是该水平界面的双程垂直反射时间,x是该水平界面上的接收点与激发点之间的距离,t是在x处接收到反射波的时间,vrms为该水平界面的均方根速度。

这样,在t2-x2坐标系中,如上所示的反射时距曲线表示为一条直线,其斜率可通过以下等式确定。

以上等式表明t2-x2直线的斜率为均方根速度的平方的倒数,由此启发可以定义均方根速度为t2-x2直线斜率的倒数。因此,以上等式可改写为如下所示的等式(2)。

如果在等式(2)式中,t只是某层内的反射时间,x为地震波在该层内传播的水平距离,则这时的该层的均方根速度即可转变为如以下等式(3)所表示的地层速度。

其中,Δxj=xj+1-xj,ΔTj=Tj+1-Tj

dx/dt是时间为1秒上、下两根反射同相轴在坐标点(xj,Tj)和(xj+1,Tj+1)上反射同相轴的切线斜率,Δxj/ΔTj是连接两个切点的直线斜率。根据以上推倒过程可以确定,根据本发明的实施例的用于计算地层速度的斜率法的基本原理是顶底反射同相轴两条平行切线斜率与连接两切点的直线斜率乘积的开方,即为该层的地层速度。根据本发明的实施例,由于通过对狭义Dix公式进行改进而得到上述斜率法,因此可将斜率法称为广义Dix公式算法。以下将结合附图对此进行更详细地描述。

图1是示出根据本发明的实施例的井震联合速度场构建方法的流程图.

参照图1,在步骤S101中,通过广义Dix公式算法将共深度点(CDP)道集上的各个时间点的地震叠加速度转换为各个时间点的地层速度。

图2是示出根据本发明的实施例的利用广义Dix公式算法将叠加速度转换为地层速度的方法的流程图。

参照图2,在步骤S201中,读取CDP道集上的时间点以及相应的地震叠加速度。根据本发明的实施例,可以从CDP道集上的最后一个时间点倒序读取各个时间点以及相应的地震叠加速度,也可以从CDP道集上的第一个时间点顺序读取各个时间点以及相应的地震叠加速度。然而,本发明不限于此。例如,可以随机地读取CDP道集上的时间点以及相应的地震叠加速度。CDP道集上的各个时间点的时间以及相应的地震叠加速度可通过现有技术中的各种方法获得,这里不再赘述。在步骤S202中,确定读取的时间点是否是该CDP道集上的第一个时间点。如果读取的时间点是该CDP道集上的第一个时间点,则在步骤S203中,将与所述时间点相应的地震叠加速度作为所述时间点的地层速度。随后,返回步骤S201,读取另一个时间点以及相应的地震叠加速度。然而,如果读取的时间点不是该CDP道集上的第一个时间点,则在步骤S204中,以所述时间点的前一时间点的时间told及其相应的地震叠加速度Vold和所述时间点的时间tnew及其相应的地震叠加速度Vnew建立如下两个双曲线方程(4)和(5)。

接下来,在步骤S205中,选取第二双曲线方程(5)上的一点(X,T)作为切点,并求取过该切点的切线的斜率K2。在步骤S206中,平移所述切线与第一双曲线方程(4)相切,从而确定相切的切点(X',T')。在步骤S207中,计算过切点(X,T)和切点(X',T')的直线的斜率K1。在步骤S208中,通过等式计算所述时间点的地层速度。在步骤S209中,确定是否已经对CDP道集上的所有时间点进行了处理。如果已经对CDP道集上的所有时间点进行了处理,则结束将叠加速度转换为地层速度的方法。如果没有对CDP道集上的所有时间点进行处理,则返回步骤S201以读取下一个时间点。

根据本发明的实施例,对于不是CDP道集上的第一个时间点的时间点来说,在步骤S205中,可以等间隔地在第二双曲线方程(5)上选取多个切点,并求取过所述多个切点的多条切线的斜率K2i。这里,i=1,...,N,N为大于2的整数。然后,在步骤S206中,平移所述多条切线与第一双曲线方程相切,从而确定第一双曲线方程(4)上的多个切点,并且在步骤S207中,计算过第一双曲线方程(4)上的多个切点中的每个切点和第二双曲线方程(5)上的多个切点中的相应的切点的直线的斜率K1i。最后,在步骤S207中,通过等式计算多个速度,求取所述多个速度的平均值,并将求取的平均值作为所述时间点的地层速度。

返回参照图1,在步骤S102中,利用测井资料和各个时间点的地层速度获取各个时间点的校正系数。以下将参照图3更详细地描述获取各个时间点的校正系数的方法。

图3是示出根据本发明的实施例的利用测井资料地层速度求取校正系数的方法的流程图。

参照图3,在步骤S301中,利用钻井资料求取各个井点的地层速度。这里,可通过现有技术中的各种方法利用钻井资料求取各个井点的地层速度。例如,可通过将钻井获得的地层厚度和地震数据中获取的地层反射时间相除来获得井点的地层速度。在步骤S302中,获取在步骤S101中转换的地层速度中与各个井点相应的时间点的地层速度,作为各个井点的地层速度。换句话说,在步骤S302中,可以首先确定与各个井点相应的CDP道集上的时间点,然后将在步骤S101中转换得到的相应的时间点的地层速度作为各个井点的地层速度。接下来,在步骤S303中,通过将在步骤S301中求取的各个井点的地层速度与在步骤S302中获取的各个井点的地层速度相除,来获取各个井点的校正系数。最后,在步骤S304中,通过对各个井点的校正系数进行插值,获取各个时间点的校正系数。根据本发明的实施例,可使用克里金插值法对各个井点的校正系数进行插值。然而,本发明不限于此,可以使用现有技术中的各种插值方法来对各个井点的校正系数进行插值。

返回参照图1,在步骤S103中,通过将各个时间点的校正系数与各个时间点的地层速度相乘,获得各个时间点的井震联合速度。

图4是示出根据本发明的实施例的井震联合速度场构建装置的框图。

参照图4,井震联合速度场构建装置400可包括叠加速度转换单元401、校正系数获取单元402和井震联合速度获取单元403。根据本发明的实施例,井震联合速度场构建装置400可通过各种计算装置(例如,计算机、服务器、工作站等)来实现。具体地讲,叠加速度转换单元401可通过广义Dix公式算法将共深度点(CDP)道集上的各个时间点的地震叠加速度转换为各个时间点的地层速度。校正系数获取单元402可利用测井资料和各个时间点的地层速度获取各个时间点的校正系数。井震联合速度获取单元403可通过将各个时间点的校正系数与各个时间点的地层速度相乘,获得各个时间点的井震联合速度。

如上所述,叠加速度转换单元401可读取CDP道集上的各个时间点以及相应的地震叠加速度。对于CDP道集上的第一个时间点,叠加速度转换单元401可将与所述时间点相应的地震叠加速度作为所述时间点的地层速度。对于CDP道集上的其他时间点中的任一时间点,叠加速度转换单元401可以以所述任一时间点的前一时间点的时间told及其相应的地震叠加速度Vold和所述任一时间点的时间tnew及其相应的地震叠加速度Vnew建立第一双曲线方程和第二双曲线方程在建立两个双曲线方程之后,叠加速度转换单元401可选取第二双曲线方程上的一点(X,T)作为切点,并求取过该切点的切线的斜率K2。然后,叠加速度转换单元401可平移所述切线与第一双曲线方程相切,从而确定相切的切点(X',T'),进而计算过切点(X,T)和切点(X',T')的直线的斜率K1。最后,叠加速度转换单元401可通过等式计算所述任一时间点的地层速度。

可选择地,对于不是CDP道集上的第一个时间点的任一时间点,叠加速度转换单元401可以等间隔地在第二双曲线方程上选取多个切点,并求取过所述多个切点的多条切线的斜率K2i。这里,i=1,...,N,N为大于2的整数。然后,叠加速度转换单元401可平移所述多条切线与第一双曲线方程相切,从而确定第一双曲线方程上的多个切点,并且计算过第一双曲线方程上的多个切点中的每个切点和第二双曲线方程上的多个切点中的相应的切点的直线的斜率K1i。最后,叠加速度转换单元401可通过等式计算多个速度,求取所述多个速度的平均值,并将求取的平均值作为所述任一时间点的地层速度。

此外,校正系数获取单元402可首先利用钻井资料求取各个井点的地层速度,然后获取叠加速度转换单元转换的地层速度中与各个井点相应的时间点的地层速度。接着,校正系数获取单元402可通过将利用钻井资料求取的各个井点的地层速度与获取的叠加速度转换单元401转换的地层速度中与各个井点相应的时间点的地层速度相除,来获取各个井点的校正系数。最后,校正系数获取单元402可通过对各个井点的校正系数进行插值(例如,通过使用克里金插值法对各个井点的校正系数进行插值),获取各个时间点的校正系数。

根据本发明的实施例的井震联合速度场构建方法能够有效地利用多井信息和地震速度信息,应用于复杂地址区域速度场构建,从而有效地构造图的成图精度和钻探的成功率。

根据本发明的实施例的井震联合速度场构建方法可实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码,或者可通过传输介质被发送。计算机可读记录介质是可存储此后可由计算机系统读取的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD)-ROM、数字多功能盘(DVD)、磁带、软盘、光学数据存储装置,但不限于此。传输介质可包括通过网络或各种类型的通信通道发送的载波。计算机可读记录介质也可分布于连接网络的计算机系统,从而计算机可读代码以分布方式被存储和执行。

尽管已经参照本发明的特定示例性实施例显示和描述了本发明,但是本领域技术人员将理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下,可进行各种形式和细节上的各种改变。

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