推覆构造区的速度建模方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种推覆构造区的速度建模方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.推覆构造地震成像问题一直是油气勘探关注的焦点，建立准确的速度模型是推覆构造区油气探勘的关键。在过去，国内外一直采用dix公式将叠加速度或偏移速度转换成平均速度或层速度，dix公式前提假设条件为地下水平层状均匀介质，射线垂直入射，以此来建立速度场。但推覆构造地区地层速度变化剧烈、构造复杂建模困难、地震资料品质差，各向异性较强，不符合dix公式应用前提假设条件，因此建立的速度场精度低，构造形态难以正确成像，圈闭难以准确落实。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种推覆构造区的速度建模方法，以解决现有技术中推覆构造区的速度建模精度低的技术问题。该方法包括：
4.对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线、道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角；
5.利用所述时间倾角对所述叠加速度进行校正，得到均方根速度；
6.根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，得到所述推覆构造区的速度模型。
7.本发明实施例还提供了一种推覆构造区的速度建模装置，以解决现有技术中推覆构造区的速度建模精度低的技术问题。该装置包括：
8.时间倾角计算模块，用于对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线、道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角；
9.速度校正模块，用于利用所述时间倾角对所述叠加速度进行校正，得到均方根速度；
10.速度建模模块，用于根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，得到所述推覆构造区的速度模型。
11.本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的推覆构造区的速度建模方法，以解决现有技术中推覆构造区的速度建模精度低的技术问题。
12.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储
有执行上述任意的推覆构造区的速度建模方法的计算机程序，以解决现有技术中推覆构造区的速度建模精度低的技术问题。
13.在本发明实施例中，提出了对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线、道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角，进而利用所述时间倾角对叠加速度进行校正，得到均方根速度，通过时间倾角的校正有利于提高求取地层速度的精度，此外，根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，各个地层单元和断块的平均速度场组成推覆构造区的速度模型，即在将均方根速度转换为地层速度建立速度模型的过程中考虑了地层单元和断层的影响，分别针对各个地层单元和断块分别将均方根速度转换为地层速度，建立各个地层单元和断块的平均速度场，与现有技术中采用dix公式进行速度建模的方式相比，可以避免相邻地层之间的干扰和影响，且在断层处能够反映出速度受断层和层位的影响，速度模型可以体现出速度随地层的变化和在断层上、下盘的变化，使得速度模型更加精细，使得速度模型更加合理和准确。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
15.图1是本发明实施例提供的一种推覆构造区的速度建模方法的流程图；
16.图2是本发明实施例提供的一种断层和层位对速度控制作用的示意图；
17.图3是本发明实施例提供的一种框架模型的示意图；
18.图4是本发明实施例提供的一种利用常规方法与上述推覆构造区的速度建模方法构建的速度模型的对比示意图；
19.图5是本发明实施例提供的一种校正前后的速度模型的对比示意图；
20.图6是本发明实施例提供的一种叠前时间地震剖面、叠前深度地震剖面、上述方法剖面的对比示意图；
21.图7是本发明实施例提供的一种实施上述推覆构造区的速度建模方法的流程图；
22.图8是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构框图；
23.图9是本发明实施例提供的一种推覆构造区的速度建模装置的结构框图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
25.在现有技术中，常规速度建模方法是借助于dix公式将叠加速度或偏移速度转换成平均速度或层速度建立速度场，dix公式的前提假设条件为地下水平层状均匀介质，射线垂直入射，但是实际情况难以满足该假设条件。本技术发明人经过研究发现，当推覆断层存在时，断层两侧相邻地层速度受地层和压实的影响，可能会存在比较大的差异，尤其是断距比较大时。另外，对于碳酸盐岩沉积地层来说，层速度明显受到地层单元控制，不同的地层
岩性不同，会导致速度差异大。而常规dix公式方法是利用dix公式将叠加速度谱转换为平均速度，然后通过空间网格化建立平均速度场，速度建模和网格化过程没有考虑断层和层位对速度的控制作用，使得该方法存在严重不足，因此，本技术实施例提出了考虑地层单元和断层因素的推覆构造区的速度建模方法，以提高速度建模的精度。
26.在本发明实施例中，提供了一种推覆构造区的速度建模方法，如图1所示，该方法包括：
27.步骤102：对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线、道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角；
28.步骤104：利用所述时间倾角对所述叠加速度进行校正，得到均方根速度；
29.步骤106：根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，得到所述推覆构造区的速度模型。
30.由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，提出了对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角，进而利用所述时间倾角对叠加速度进行校正，得到均方根速度，通过时间倾角的校正有利于提高求取地层速度的精度，此外，根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，各个地层单元和断块的平均速度场组成推覆构造区的速度模型，即在将均方根速度转换为地层速度建立速度模型的过程中考虑了地层单元和断层的影响，分别针对各个地层单元和断块分别将均方根速度转换为地层速度，建立各个地层单元和断块的平均速度场，与现有技术中采用dix公式进行速度建模的方式相比，可以避免相邻地层之间的干扰和影响，且在断层处能够反映出速度受断层和层位的影响，速度模型可以体现出速度随地层的变化和在断层上、下盘的变化，使得速度模型更加精细，使得速度模型更加合理和准确，有利于推覆构造准确成像和落实构造圈闭。
31.具体实施时，上述推覆构造区的速度建模方法首先对叠加速度进行了校正，使得可以有助于提高求取地层速度的精度。具体的，通过对推覆构造区的解释层位进行网格化，进而分别计算线道方向的时间梯度，从而可以得到叠加速度的时间倾角，采用叠加速度的时间倾角对叠加速度进行校正，得到准确的均方根速度。一般只有水平层状均匀介质时，叠加速度才等于均方根速度，当地层有一定倾角时，可以通过以下公式
①
来通过时间倾角校正叠加速度，提高了层速度的求取精度。
[0032]vrms
＝v
stack
×
cosθ
ꢀꢀ①
[0033]
其中，v
rms
表示均方根速度；v
stack
表示叠加速度；θ表示时间倾角。
[0034]
具体实施时，为了实现精确速度建模，本技术发明人研究了地层单元和断层对速度的影响，如图2所示，在推覆断层上盘地层较老，下盘地层较新，老地层速度明显要高于新地层；另外，对于碳酸盐岩沉积地层来说，层速度明显受到地层单元控制，不同的地层岩性不同，会导致层速度差异较大，因此，提出了在框架模型约束下进行速度建模，如图3所示，该框架模型的构建充分考虑了地层单元以及断层的因素，使得框架模型呈现的构造形态更
符合地质真实状况。
[0035]
具体实施时，为了进一步实现精确速度建模，还提出了在框架模型约束下，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，实现了建立各个地层单元和断块的平均速度场，进而得到所述推覆构造区的速度模型，如图4中的b图所示，与图4中的a图所示的采用常规方案构建的速度模型性对比可知，区分地层单元和断块建立平均速度场后，使得速度模型可以体现出速度随地层的变化和在断层上、下盘的变化，使得更加合理、准确的速度模型有利于提高推覆构造成像效果，呈现出正确的构造形态，与地质实际状况相一致。
[0036]
具体实施时，在建立各个地层单元和断块的平均速度场的过程中，可以通过dix公式
②
将均方根速度转换为地层速度，再进行网格化和平滑来建立平均速度场。
[0037][0038]
其中，vi表示第i层地层速度，ti表示第1层到第i层的时间，t
i+1
表示第1层到第i+1层的时间，v
2rms_i
表示第1层到第i层的均方根速度，v
2rms_i+1
表示第1层到第i+1层的均方根速度，i表示地层序号。
[0039]
具体实施时，叠加速度谱数据资料是速度建模中最常用的基础数据，其拾取质量直接影响到速度场的精度。在推覆断层附近，地层速度变化剧烈，在断层附近尤其是下盘，速度谱难以准确拾取，会直接影响断层附近的速度求取精度和地震数据成像，甚至可能呈现错误的构造形态。为了降低或避免叠加速度数据的质量对速度模型精度的影响，在本实施例中，提出了对速度模型进行校正，通过优化校正，来克服靠近断层区域速度谱拾取不准、成像质量差以及构造形态不落实的难题，来提高断层附近构造落实程度，进一步提高速度模型的准确度，例如，利用所述推覆构造区中断层处已知的速度相关数据校正所述推覆构造区的速度模型。
[0040]
具体的，推覆构造区中断层处已知的速度相关数据可以是呈现构造形态的数据、呈现构造样式的数据、井点速度数据、测井数据或其他已知信息。
[0041]
具体的，例如，可以计算所述推覆构造区中断层处的井点速度数据与所述推覆构造区的速度模型之间的相对误差值；将所述相对误差值作为校正因子，校正所述推覆构造区的速度模型。具体的，可以让校正因子按照地质认识，沿着断层按照一定规律变化。
[0042]
还例如，可以计算所述推覆构造区中断层处的速度模型与所述推覆构造区的速度模型之间的相对误差值；根据所述相对误差值确定每个地层单元的校正因子，采用每个地层单元的校正因子校正所述推覆构造区的速度模型。具体的，可以让校正因子按照地质认识，沿着断层按照一定规律变化。
[0043]
具体实施时，上述校正因子可以是系数、数值等。
[0044]
具体实施时，在校正速度模型的过程中，可以将框架模型转化为角点网格模型，以便于在空间进行控制或者模拟，相对于井控或者层控校正，具有非常大的优越性。
[0045]
具体实施时，如图5所示，图5中a图示出了校正前的速度剖面，根据地质认识和单井测井速度，可以确定在构造下盘发育正坝南潜伏构造，并且速度较高，但是速度谱数据受
断层的影响，计算层速度在断层处相对误差较大，低于测井速度，需要进行校正，图5中的b图示出了基于测井速度和速度剖面的误差得到的校正因子，通过校正因子校正后的速度剖面如图5中的c图所示。
[0046]
具体实施时，为了验证上述推覆构造区的速度建模方法的精度，分别采用上述推覆构造区的速度建模方法和常规dix公式建模算法对四川盆地正坝南三维地震数据进行了处理对比。常规方法处理结果中看不到推覆断层下盘构造背斜形态(正坝南潜伏构造)，上述推覆构造区的速度建模方法的处理结果中能很好的看到推覆断层下盘构造背斜形态(正坝南潜伏构造)，与地质认识相符合。具体的，如图6(图6中a图为叠前时间地震剖面，b图为叠前深度地震剖面，c图为上述推覆构造区的速度建模方法得到的速度模型的时深转换剖面)所示，将叠前时间地震剖面、叠前深度地震剖面、上述推覆构造区的速度建模方法得到的速度模型的时深转换剖面进行对比，可以看出，上述推覆构造区的速度建模方法得到的速度模型的时深转换剖面飞仙关组正坝南潜伏构造形态正确，构造圈闭成像好，与研究区地质认识一致；而时间域和叠前深度地震剖面上，飞仙关组地层均为倾斜断块，不存在构造圈闭，与研究区地质认识不符。
[0047]
总得来说，上述推覆构造区的速度建模方法能够克服推覆断层附近速度模型精度差的问题，使得推覆构造附近尤其是下盘，构造形态正确成像，落实构造形态，符合地质认识。
[0048]
具体实施时，在本实施例中详细介绍实施上述推覆构造区的速度建模方法的过程，如图7所示，该过程包括以下步骤：
[0049]
(1)利用地震解释层位和断层数据，可以采用structure framework方法建立精细的三维几何构造框架模型。保证正确的断层之间接触关系、层位之间接触关系以及层位与断层的接触关系，如图3所示。
[0050]
(2)通过断层和层位网格化，把构造框架模型转化为角点网格模型，并细分纵向层位，便于建立校正因子模型。
[0051]
(3)与建立构造框架模型并行的，利用解释层位分别计算线、道方向的时间梯度，然后计算叠加速度的时间倾角，采用时间倾角对叠加速度进行校正，得到准确的均方根速度。
[0052]
(4)利用dix公式把均方根速度转化为层速度。在构造框架模型的约束下，计算各个层位和断块的层速度，将层速度进行空间网格化和空间采样，通过网格平滑和差值方法建立平均速度场，进而得到层速度模型，如图4中的b图。
[0053]
(5)根据地质认识或者测井速度，确定校正范围和校正因子大小，建立校正因子模型，如图5中的b图。
[0054]
(6)利用校正因子模型，校正层速度模型，得到校正后的层速度模型。利用校正后的层速度模型将时间域数据进行时深转换，得到深度域数据，如图6中的c图所示。
[0055]
(7)对深度域数据进行质量控制，判断是否合理和符合地质认识，如果合理、符合地质认识就输出；如果不合理、不符合，回到步骤(6)，对校正因子进行修订。
[0056]
在本实施例中，提供了一种计算机设备，如图8所示，包括存储器802、处理器804及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的推覆构造区的速度建模方法。
[0057]
具体的，该计算机设备可以是计算机终端、服务器或者类似的运算装置。
[0058]
在本实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的推覆构造区的速度建模方法的计算机程序。
[0059]
具体的，计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0060]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种推覆构造区的速度建模装置，如下面的实施例所述。由于推覆构造区的速度建模装置解决问题的原理与推覆构造区的速度建模方法相似，因此推覆构造区的速度建模装置的实施可以参见推覆构造区的速度建模方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0061]
图9是本发明实施例的推覆构造区的速度建模装置的一种结构框图，如图9所示，该装置包括：
[0062]
时间倾角计算模块902，用于对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线、道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角；
[0063]
速度校正模块904，用于利用所述时间倾角对所述叠加速度进行校正，得到均方根速度；
[0064]
速度建模模块906，用于根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，得到所述推覆构造区的速度模型。
[0065]
在一个实施例中，所述速度建模模块，具体用于通过以下公式将均方根速度转换为地层速度：
[0066][0067]
其中，vi表示第i层地层速度，ti表示第1层到第i层的时间，t
i+1
表示第1层到第i+1层的时间，v
2rms_i
表示第1层到第i层的均方根速度，v
2rms_i+1
表示第1层到第i+1层的均方根速度，i表示地层序号。
[0068]
在一个实施例中，还包括：
[0069]
模型校正模块，用于利用所述推覆构造区中断层处已知的速度相关数据校正所述推覆构造区的速度模型。
[0070]
在一个实施例中，所述模型校正模块，具体用于计算所述推覆构造区中断层处的井点速度数据与所述推覆构造区的速度模型之间的相对误差值；将所述相对误差值作为校正因子，校正所述推覆构造区的速度模型。
[0071]
在一个实施例中，所述模型校正模块，具体还用于计算所述推覆构造区中断层处的速度模型与所述推覆构造区的速度模型之间的相对误差值；根据所述相对误差值确定每个地层单元的校正因子，采用每个地层单元的校正因子校正所述推覆构造区的速度模型。
[0072]
本发明实施例实现了如下技术效果：提出了对推覆构造区的解释层位进行网格化，分别计算线、道方向的时间梯度，得到叠加速度的时间倾角，进而利用所述时间倾角对叠加速度进行校正，得到均方根速度，通过时间倾角的校正有利于提高求取地层速度的精度，此外，根据所述推覆构造区的地层单元和断层建立框架模型，在框架模型内，针对不存在断层的地层单元，将每个地层单元的均方根速度转换为地层速度，建立每个地层单元的平均速度场，针对存在断层的地层单元，将每个断块的均方根速度转换为地层速度，建立每个断块的平均速度场，各个地层单元和断块的平均速度场组成推覆构造区的速度模型，即在将均方根速度转换为地层速度建立速度模型的过程中考虑了地层单元和断层的影响，分别针对各个地层单元和断块分别将均方根速度转换为地层速度，建立各个地层单元和断块的平均速度场，与现有技术中采用dix公式进行速度建模的方式相比，可以避免相邻地层之间的干扰和影响，且在断层处能够反映出速度受断层和层位的影响，速度模型可以体现出速度随地层的变化和在断层上、下盘的变化，使得速度模型更加精细，使得速度模型更加合理和准确。
[0073]
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0074]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。