利用微测井获得浅地表声波测井与合成地震记录的方法与流程

本发明属于地球物理地震勘探领域，涉及一种利用地震微测井获得浅地表声波测井与合成地震记录的方法，特别是利用微测井初至时间信息进行转换以获得浅地表精细速度变化的方法。

背景技术：

地震微测井技术过去主要被用于调查近地表地质结构，它主要是利用一系列深度不同的震源到地面检波器的不同地震波初至到达时间来了解地下低降速带的厚度以及潜水面的深度，但难以给出精细的表层速度变化。

声波测井技术纵向分辨率较高在油田勘探开发及工程领域广泛使用，但在浅地表地球物理测井中，第四纪沉积的松软土层介质的特点及其仪器响应同常规岩石介质的声波测井特性有明显的不同，通常情况下无法获得基于折射波初至的声波测井记录。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用微测井获得浅地表声波测井与合成地震记录的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种利用微测井获得浅地表声波测井与合成地震记录的方法，该方法包括：

对不同深度震源所得到的微测井记录，进行初至时间提取，按照检波器位于井口和检波器距井口有水平距离两种情况，按深度由浅至深进行时间-速度转换，求得每两个激发点间的地震波速度，获得浅地表声波测井记录；

结合密度测井资料，根据zoeppritz方程计算反射系数序列，与选定地震子波褶积得到浅地表合成地震记录，实现了在第四纪松散土壤层中得到声波测井数据的目的，同时为进一步开展对浅层反射地震数据剖面解释的层位标定提供了基础。

进一步地，当检波器位于井口时，第n个激发点所在薄层的速度vn为该层厚度hn-hn-1与该层传播时间tn-tn-1之比，即：

其中，hn为第n个激发点的深度，tn为由检波器测得的第n个激发点的初至时间。

进一步地，当检波器距井口有水平距离时，第n个激发点所在薄层的速度vn公式如下：

其中hn为第n个激发点的深度，t'n是由检波器测得的地震波沿井中激发点到检波器传播的初至时间，l为检波器与激发井水平距离。

本发明的有益效果是：本发明利用地震微测井技术来研究近地表介质的精细速度变化，主要是利用一系列不同深度地震波初至时间信息，将时间-深度域的微测井资料转换为速度-深度域的声波测井记录，并结合密度测井资料制成合成地震记录。转换得到记录对地层的纵向分辨率得到明显提高，从而实现了提高浅地表地层波速调查精细度的目的，为实际生产提供依据。

附图说明

图1为地震微测井的井中观测方式示意图：(a)检波器位于井口，(b)检波器距井口有水平距离；

图2为利用某井微测井数据获得浅地表声波测井记录：(a)检波器位于井口，(b)检波器距井口1m；

图3为某商业地震微测井解释软件处理某井地层解释成果图；

图4为同工区井旁二次采集井静力触探单孔曲线柱状图；

图5为利用密度测井资料计算反射系数序列图；

图6为主频分别为30hz、70hz和120hz的雷克子波合成地震记录对比图；

图7为井所在工区地震剖面及剖面中第687-697道0-50ms地震记录。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的一种利用微测井获得浅地表声波测井与合成地震记录的方法，包括浅地表声波测井记录实现和浅地表合成地震记录实现两部分，下面分别对每部分进行详细说明。

一、浅地表声波测井记录实现：

本发明对不同深度震源(通常为雷管)所得到的地震微测井记录，进行初至时间提取，野外地震微测井观测技术由下面的图示给出。图1为地震微测井的井中观测方式示意图：(a)检波器位于井口，(b)检波器距井口有水平距离。

当检波器位于井口时，第n个激发点所在薄层的速度vn为该层厚度hn-hn-1与该层传播时间tn-tn-1之比，即：

其中，hn为第n个激发点的深度，tn为由检波器测得的第n个激发点的初至时间。

当检波器距井口有水平距离时，由垂直时间校正图可见，当a为地面接收点，o为井中激发点，l为检波器与激发井水平距离，则从o到a的射线路线并不是垂直的，如果地面水平，近地表介质均匀，则t'n是由检波器测得的地震波沿oa传播的初至时间，tn是沿ob传播的垂直初至时间，h为井深，在资料处理时，需要将t'n转换成tn。

求得各激发点的垂直初至时间tn后，相应的第n个激发点所在薄层的速度vn：

图2为利用某井微测井数据获得浅地表声波测井记录：(a)检波器位于井口，(b)检波器距井口1m；图3是某商业地震微测井解释软件处理该井地层解释成果图。对比浅地表声波测井记录与微测井数据原解释结果可见，声波测井记录反应出地层较多的反射层，而微测井原始数据解释只显示出速度逐渐递增的三个速度层，以相同工区临近井的静力触探结果为参考，其中摩阻比曲线可反映岩土的物理力学性质，进而间接反映岩性，由图4可见，浅地表实际地层岩性在小范围内有明显震荡变化，而并非均质速度递增的三层情况，浅地表声波测井记录更精细的反应地层速度变化。

二、浅地表合成地震记录实现：

对浅地表声波测井记录进行重采样，以相邻深度所对应的波速平均值作为相邻深度间地层的波速大小vi’(单位:m/s)，从而求得对应每一深度间隔内的时间间隔。其中a—浅地表声波测井深度采样间隔，ti—第i层的旅行时，ti—时间间隔。

时间间隔

则ti+1＝ti+ti+1

结合密度测井数据求取釆样间隔内的相关参数：深度depth、平均密度den、平均速度v；

根据zoeppritz方程，用声波速度数据和密度数据计算反射系数，其表达式为：

其中ri为第i层的反射系数，zi为第i层的地震波阻抗，ρi为第i层的密度，vi为第i层的地震波速度。

相对于反射系数序列(图5)，地震子波表述的是地震波的性质，通常利用井旁地震道提取子波，或用雷克子波作为实际地震子波的近似，根据robinson的褶积定义来计算合成地震记录。图6是主频分别为30hz、50hz、70hz的零相位雷克子波，与反射系数褶积得到的合成地震记录。图7为该井所在工区叠后地震剖面，图中框线标出浅地表地区存在数据缺失现象，提取剖面中近地表地震记录最明显道集，第687-697道(剖面中箭头指示处)0-50ms记录可以看出其中缺乏有效信息，无法验证合成地震记录，浅地表合成地震记录，可以更详细的反应浅地表地层的信息，为今后的过微测井剖面的浅层反射地震提供标定和约束。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。