一种基于模型建立平均速度场的方法及精细成图的方法与流程

本发明涉及地质勘探领域，具体涉及一种基于模型建立平均速度场的方法及精细成图的方法。

背景技术：

随着油气勘探工作的深入，地下勘探对象越来越复杂。特别是在火山岩发育区，由于受火山岩的影响造成地层速度纵横向变化大，在上覆地层发育火山岩后，受高速火山岩地层影响，造成火山岩下覆地震反射同相轴向上拱起，在地震剖面上表现出的构造形态不真实。在对时间域的地震资料解释后，只有在建立准确的速度场下，进行变速时深转换才能得到反映地下构造形态的构造图。在时深转换过程中，合理准确的速度场是保证构造图精确的重要基础。常规速度场建模方法主要有单井常速法、多井插值法、速度谱校正法等。这些建立速度场的方法对分布不均的火山岩地区，不能进行精准时深转换，难以消除地震剖面的假象。目前，如何在构造成图时消除火山岩的高速影响.对解释成果进行准确的时深转换，是一个非常重要的技术问题，迄今为止还没有非常成熟的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于模型建立平均速度场的方法及精细成图的方法，用以解决现有技术建立的速度场不精确导致构造图与实际存在误差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于模型建立火山岩发育区平均速度场的方法，包括以下步骤：

构建火山岩地层速度模型并进行模型正演；

根据层位标定和所述模型正演进行地震资料层位解释，得到初始层速度场；

根据井筒资料分析、井点速度信息和所述模型正演得到井点层间速度；

利用所述井点层间速度对所述初始层速度场进行校正得到校正后层间速度；

根据所述校正后层间速度计算得到平均速度，根据所述平均速度建立平均速度场。

进一步的，根据井区中井的分层、岩性、速度资料建立火山岩地层速度模型。

进一步的，所述得到初始层速度场的过程还包括：

在层位标定与所述模型正演指导下，在各井测井曲线上找出火山岩的高速反射界面，地震地质标定时确定火山岩反射界面；对火山岩地层的顶底面及其它地层的底界面对应的反射界面进行解释，构建目的层的顶面构造形态；

对井区地震资料处理得到的均方根速度资料进行整理，去除异常值，结合地震解释层位控制，从均方根速度场提取各个层段间的均方根速度，把各层的均方根速度转换为层速度，得到所述初始层速度场。

进一步的，所述得到井点层间速度的过程包括：

利用井的声波与密度曲线制作合成地震记录，求出井点的速度，根据井点处vsp、合成地震记录的时深关系求取井点处对应的各个地震层段的所述井点层间速度。

本发明还提供了一种基于模型的火山岩发育区精细成图方法，包括以下步骤：

构建火山岩地层速度模型并进行模型正演；

根据层位标定和所述模型正演进行地震资料层位解释，得到初始层速度场；

根据井筒资料分析、井点速度信息和所述模型正演得到井点层间速度；

利用所述井点层间速度对所述初始层速度场进行校正得到校正后层间速度；

根据所述校正后层间速度计算得到平均速度，根据所述平均速度建立平均速度场并进行时深转换，然后进行构图。

进一步的，根据井区中井的分层、岩性、速度资料建立火山岩地层速度模型。

进一步的，所述得到初始层速度场的过程还包括：

在层位标定与所述模型正演指导下，在各井测井曲线上找出火山岩的高速反射界面，地震地质标定时确定火山岩反射界面；对火山岩地层的顶底面及其它地层的底界面对应的反射界面进行解释，构建目的层的顶面构造形态；

对所述井区地震资料处理得到的均方根速度资料进行整理，去除异常值，结合地震解释层位控制，从均方根速度场提取各个层段间的均方根速度，把各层的均方根速度转换为层速度，得到所述初始层速度场。

进一步的，所述得到井点层间速度的过程包括：

利用井的声波与密度曲线制作合成地震记录，求出井点的速度，根据井点处vsp、合成地震记录的时深关系求取井点处对应的各个地震层段的所述井点层间速度。

本发明的有益效果是：通过建立火山岩地层速度模型并进行模型正演，结合层位标定得到初始层速度场；根据井筒资料分析、井点速度信息和所述模型正演得到井点层间速度，利用井点层间速度校正初始层速度场，并将校正后的层间速度转换为平均速度场。本发明结合地层速度模型计算得到的平均速度场更加精确，得到的火山岩发育区精细图能够反映下覆地层真实的构造形态，提高了变速成图的精度，消除了高速火山岩体引起的构造假象。

附图说明

图1是基于模型的火山岩发育区精细成图方法流程图；

图2是深度域地质模型；

图3是时间域正演模拟剖面；

图4是过火山岩柱平均速度剖面；

图5是过火山岩柱地震剖面；

图6是地震资料解释剖面；

图7是井点处速度与深度关系曲线；

图8是综合速度场可视化图；

图9是tx反射层等t0图；

图10是tx反射层深度域构造图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

为了搞清下覆地层真实构造形态，利用模型正演技术验证高速火山岩对目的层段反射同相轴造成的影响；利用井筒速度信息、地震资料处理得到的速度谱速度信息，提取层速度。利用井点层速度校正速度谱层速度，并将校正后的层速度转换为平均速度场。实际应用表明，该方法提高了变速成图的精度，消除了高速火山岩体引起的构造假象。

一、基本原理

1.速度模型正演

在火山岩发育区，为了反映高速地层对下覆地层反射界面同相轴造成的影响，用正演技术，以研究区井的分层、岩性、速度资料建立火山岩发育区地质模型。依据井钻遇(或者周缘露头)的厚度确定火山岩的厚度及其它地层厚度，地层格架内填充速度由井点处的声波曲线计算求得。通过正演计算后的时间剖面，分析高速的火山岩对下面地层会产生明显的同相轴上拉现象。

2.火山岩层位控制法建立速度模型

2.1地震资料层位解释

在层位标定与模型正演指导下，在各井测井曲线上找出火山岩的高速反射界面，地震地质标定时卡准火山岩反射界面。对地震资料进行解释，构建目的层的顶面构造形态。

2.2用地震资料解释的层位作为模型的地层格架，用研究区内声波曲线求得地层格架内的填充速度，通过正演模拟得到时间剖面，分析正演模拟剖面与实际地震剖面的相似性，如果相似性差说明地层的框架模型不精细，也就是说地震资料解释的层位不精细(或不合理)，需要返回重新解释，直到合理为止。

2.3层速度场的生成

2.3.1建立初始层速度场

首先对地层的均方根速度资料进行整理，去异常值，用地震解释层位控制从均方根速度场提取各个层段间的均方根速度，通过公式(1)把各层均方根速度转换为层速度，得到初始层速度场。

式中，vr,n为第n层的均方根速度；vr,n-1为第n-1层的均方根速度；vn为第n层的层速度；tn为第n层的反射时间。

2.3.2井点层间速度的获取

利用井的声波与密度曲线制作精细合成地震记录，根据井点处vsp、合成地震记录等时深关系求取井点处对应的各个地震层段的地层速度。

2.3.3利用井点层间速度来校正初始层速度，获取准确的层间速度。

用井点层速度除以该点初始层速度，得到比例系数，再对该比例系数进行二维网格化，形成比例系数趋势面，然后将系数趋势面与初始层速度相乘，得到校正后的层间速度。

3.求取平均速度场

在获得准确的层间速度后，利用公式(2)可求取各个层面以上地层的平均速度。

公式中，vav，n为地表到第n层之间的平均速度，vi为第i层的层速度，ti为第i层的地震反射时间。

建立平均速度场，该速度场融合了测井速度信息与速度谱信息，充分利用测井纵向速度精度高与速度谱横向速度趋势准确的优点。

4.时深转换

利用速度场的速度与目的层的反射时间相乘，得到构造深度值。利用构造深度值制作构造图。

二、实施步骤

在对钻井分层进行对比、层位标定和层位精细解释的基础上，以正演模拟为指导，在目的层控制下，由地震资料处理得到的速度谱计算得到初始层速度场，利用井筒的测井速度计算井点处层速度，利用井点层速度校正初始层速度，并将校正后的层速度转换为平均速度场。其实施步骤见图1。

(1)研究区已有井地层对比，确定火山岩地层厚度及其它层段的地层厚度。

(2)由井点处的声波曲线计算火山岩地层速度及其它地层的速度。

(3)以研究区井的分层、岩性、速度资料建立火山岩发育区地质模型。依据井钻遇的厚度确定火山岩的厚度及其它地层厚度，地层格架内填充速度由井点处的声波曲线计算求得。通过正演计算后的时间剖面，分析高速的火山岩对下面地层会产生明显的同相轴上拉现象。

(4)地震资料层位解释

在层位标定与模型正演指导下，在各井测井曲线上找出火山岩的高速反射界面，地震地质标定时卡准火山岩反射界面。对火山岩地层的顶底面及其它地层的底界面对应的反射界面进行解释，构建目的层的顶面构造形态。

(5)建立初始层速度场

对研究区地震资料处理得到的均方根速度资料进行整理，去异常值，用地震解释层位控制，从均方根速度场提取各个层段间的均方根速度，通过公式(1)把各层均方根速度转换为层速度，得到初始层速度场(速度谱层速度)。

(6)井点层间速度的获取

利用井的声波与密度曲线制作精细合成地震记录，根据井点处vsp、合成地震记录等时深关系求取井点处对应的各个地震层段的地层速度(井点层间速度)。

(7)利用井点层间速度来校正初始层速度，获取准确的层间速度。

用井点层速度除以该点初始层速度，得到比例系数，再对该比例系数进行二维网格化，形成比例系数趋势面，然后将系数趋势面与初始层速度相乘，得到校正后的层间速度。

(8)求取平均速度场

在获得准确的层间速度后，利用公式(2)可求取各个层面以上地层的平均速度。

(9)时深转换

利用速度场的速度与目的层的反射时间相乘，得到构造深度值。利用构造深度值制作构造图。

三、应用实例

研究工区面积有500多平方千米发育较多的火山岩，不同期次的溢流相火山岩广泛分布在工区范围之内，形成厚度不同的火山岩高速地层，区内有钻井十几口，部分井钻遇火山岩，部分井远离火山口。钻井揭示地层纵向速度差异较大的特征，火山通道以及厚度不均的火山岩帽对下覆地层构造产生了很大的影响。火山岩帽及各期次侵入相、溢流相玄武岩、凝灰岩地层速度明显高于上下围岩地层速度，而且同一地层内，由于距离火山口远近的不同，地层厚度及地层层速度在横向上也存在一定的变化。为了消除火山岩对下覆地层反射结构造成的影响，为搞清下覆地层的构造形态，为井位部署提供依据准确的构造图，利用目的层位控制法建立高精度的平均速度场，进行变速成图，提高了作图精度。

1.地质模型的建立

为了证实这种上拉效应的存在，以井为基础制作了火山岩地层速度模型，如图2所示。该模型中w1与w2井钻遇厚度不同的火山岩，井点处火山岩地层厚度依据实际钻井分层而来，上下地层假定为水平层状地层，各地层填充速度井点处的声波曲线计算得到，为了简化模型，各个地层的层间速度取二口井的平均地层速度。

2.模型正演

如图3所示，通过正演计算后的时间剖面看出，在不考虑原始地层倾角的情况下，高速的火山岩对下面地层会产生明显的同相轴上拉现象，在w1井处t3、t4、t5地层底界面本来是水平界面，而在正演的时间剖面上，t3、t4、t5反射层具有明显的上拉，上拉10-20ms，远离火山口处，随着火山岩地层厚度逐渐变得均衡，对下伏地层反射同相轴没有造成明显局部上拉现象，正演结果与时间地震剖面形态较为一致，如图4和图5所示。

3.地震资料层位解释

在层位标定与模型正演指导下，在各井测井曲线上找出火山岩的高速反射界面，地震地质标定时卡准火山岩反射界面。对火山岩地层的顶底面及其它地层的底界面对应的反射界面进行解释，构建目的层的顶面构造形态，如图6所示。

4.正演模拟修正解释模型

利用初步解释层位t1、t2、t3、t4作为模型框架，利用研究区井的速度资料作为模型的层速度，进行正演模拟，比对正演模拟剖面与地震实际资料的相似性，如果正演模拟剖面与实际地震剖面相似性差，表明地震资料解释的层位有问题，需要再对层位进行解释，调整解释方案，直到正演模拟剖面与实际地震剖面相似为止。

5.建立初始层速度场

对研究区地震资料处理得到的均方根速度资料进行整理，去异常值，用地震解释层位控制，从均方根速度场提取各个层段间的均方根速度，通过公式(1)把各层均方根速度转换为层速度，得到初始层速度场。

6.井点层间速度的获取

根据井点处vsp、合成地震记录求出该井点处的时深关系曲线，如图7所示。

根据该区的各个井的目的层段的分层数据，求取井点的层速度。求取井点的层速度的方法如下：

vn为井点处目的层的层速度；hn、hn+1分别为井点处目的层的顶底的深度；an、an+1分别为井点处目的层顶底深度对应的平均速度。

7.利用井点层间速度来校正初始层速度，获取准确的层间速度。

由于地层倾角及分辨率的原因，速度谱层速度通常与实际层速度有较大误差，利用井点处的层速度对此进行校正可以弥补速度谱在纵向上精度低的缺点。用井点层速度除以该点初始层速度，得到比例系数，再对该比例系数进行二维网格化，形成比例系数趋势面，然后将系数趋势面与初始层速度相乘，得到校正后的层间速度。

8.求取平均速度场

在获得准确的层间速度后，利用公式(2)可求取各个层面以上地层的平均速度，形成平均速度场，如图8所示。

9.时深转换

利用速度场的速度与目的层的反射时间相乘，得到构造深度值。利用构造深度值制作构造图。

图9与图10分别是火山岩帽下伏地层t3顶界面等t0图和变速构造图，其中a井距离火山口较远，b井距离火山口较近，等t0图上，b井比a井构造高20ms，而经过变速成图后(图10)，b井比a井构造要低20m，构造图与等t0图矛盾，但与地质对比结论一致。造成这一矛盾现象的原因很可能是距离火山口更近的b井受火山岩帽高速地层的影响更大，在时间剖面上造成同相轴的上拉，从而形成了时间剖面上局部构造高的假象。同时证明基于模型的火山岩发育区精细成图方法对解决速度异常地质体的构造成图具有较好的效果。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式，例如其他建立模型的方法，或者速度计算公式的简单变换，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。