計算虛擬井合成地震記錄的方法及系統與流程
2023-10-04 06:14:44
本發明涉及地震勘探領域，更具體地，涉及一種計算虛擬井合成地震記錄的方法及系統。
背景技術：
在地震勘探領域，合成地震記錄是地震剖面層位標定不可缺少的資料，它是地震時間剖面與地質層位解釋的橋梁，也是地震資料解釋過程中層位標定的重要手段。合成地震記錄最終使抽象的地震數據與實際的地質模型連接起來，為地震資料解釋的可靠性提供了依據。但是，實際應用中，由於井數量有限，在沒有井的位置，為了更好地進行儲層解釋，多數採用已知井數據，通過空間插值技術，內插一個井數據(通常稱作虛擬井)，並計算出虛擬井的合成地震記錄，從而在無井區實現層位標定工作。
發明人發現，在已知井的數量較少情況下，根據現有技術的方法獲得的虛擬井的合成地震記錄精度較差。因此，有必要開發一種高精度的計算虛擬井合成地震記錄的方法及系統。
公開於本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。
技術實現要素：
本發明提出了一種計算虛擬井合成地震記錄的方法及系統，其能夠通過已知井和虛擬井處的地震道數據之間的關係獲取褶積算子，進而計算虛擬井合成地震記錄，實現虛擬井合成地震記錄的精確計算。
根據本發明的一方面，提出了一種計算虛擬井合成地震記錄的方法。所述方法可以包括：對測井數據進行預處理，獲得預處理後的測井數據；基於預處理後的測井數據，獲得反射係數；基於預處理後的測井數據和反射係數，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子；以及基於已知井的合成地震記錄和褶積算子，獲得虛擬井的合成地震記錄。
根據本發明的另一方面，提出了一種計算虛擬井合成地震記錄的系統，所述系統可以包括：用於對測井數據進行預處理，獲得預處理後的測井數據的單元；用於基於預處理後的測井數據，獲得反射係數的單元；用於基於預處理後的測井數據和反射係數，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子的單元；以及用於基於已知井的合成地震記錄和褶積算子，獲得虛擬井的合成地震記錄的單元。
本發明的方法和裝置具有其它的特性和優點，這些特性和優點從併入本文中的附圖和隨後的具體實施例中將是顯而易見的，或者將在併入本文中的附圖和隨後的具體實施例中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施例共同用於解釋本發明的特定原理。
附圖說明
通過結合附圖對本發明示例性實施例進行更詳細的描述，本發明的上述以及其它目的、特徵和優勢將變得更加明顯，其中，在本發明示例性實施例中，相同的參考標號通常代表相同部件。
圖1示出了根據本發明的計算虛擬井合成地震記錄的方法的步驟的流程圖。
圖2a、圖2b和圖2c示出了根據本發明的一個實施例的計算虛擬井合成地震記錄的方法的示意圖。
圖3示出了根據本發明的一個實施例的計算虛擬井合成地震記錄的方法的示意圖。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細地描述本發明。雖然附圖中顯示了本發明的優選實施例，然而應該理解，可以以各種形式實現本發明而不應被這裡闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了使本發明更加透徹和完整，並且能夠將本發明的範圍完整地傳達給本領域的技術人員。
實施例1
圖1示出了計算虛擬井合成地震記錄的方法的步驟的流程圖。
在該實施例中，根據本發明的計算虛擬井合成地震記錄的方法可以包括：步驟101，對測井數據進行預處理，獲得預處理後的測井數據；步驟102，基於預處理後的測井數據，獲得反射係數；步驟103，基於預處理後的測井數據和反射係數，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子；以及步驟104，基於已知井的合成地震記錄和褶積算子，獲得虛擬井的合成地震記錄。
該實施例通過已知井和虛擬井處的地震道數據之間的關係獲取褶積算子，進而計算虛擬井合成地震記錄，實現虛擬井合成地震記錄的精確計算。
下面詳細說明根據本發明的計算虛擬井合成地震記錄的方法的具體步驟。
測井數據預處理
在一個示例中，可以對測井數據進行預處理，獲得預處理後的測井數據。
在一個示例中，對測井數據進行預處理可以包括：對測井數據進行井眼影響校正和聲波漂移校正。
具體地，對聲波測井數據進行預處理的主要內容是井眼影響校正和聲波漂移校正。井眼影響校正的目的是消除泥漿浸入和井徑對聲波測井的影響；聲波漂移校正是指用vsp測井資料校正聲波測井資料，使聲波測井與vsp對同一段地層測得的層速度一致。但本領域技術人員應當理解，可以採用本領域已知的各種常規預處理方法，對聲波測井數據進行校正，從而獲得預處理後的測井數據。
獲得反射係數
在一個示例中，可以基於預處理後的測井數據，獲得反射係數。
在一個示例中，獲得反射係數可以包括：對預處理後的測井數據進行深度時間轉換，獲得聲波速度，進而獲得反射係數。
在一個示例中，進行深度時間轉換包括：在有垂直地震剖面資料的情況下，根據深度時間關係曲線進行深度時間轉換；以及在沒有垂直地震剖面資料的情況下，根據下面的公式進行深度時間轉換：
其中，ti表示第i個採樣點的時間，d表示深度採樣間隔，vj表示第j個採樣點處的聲波速度，j的取值範圍為1到i。
具體地，需要對預處理後的測井數據進行深度時間轉換，以獲得聲波速度。在有垂直地震剖面(vsp)資料的情況下，可以根據深度時間關係曲線進行深度時間轉換。假定時深關係曲線為ti(di)，ti為當深度為di時對應的時間，在聲波速度中，找到深度為di時的聲波速度vi，那麼該速度對應的時間就是ti，從而完成了速度的深度時間轉換。
在沒有垂直地震剖面資料的情況下，可以通過以下公式(1)進行深度時間轉換：
其中，ti表示第i個採樣點的時間，d表示深度採樣間隔，vj表示第j個採樣點處的聲波速度，j的取值範圍為1到i。這樣，可以獲得各個採樣點處的聲波速度vi。
然後，基於聲波速度vi，可以根據下面的公式獲取反射係數：
r(ti)＝(ρi+1vi+1-ρivi)/(ρi+1vi+1+ρivi)(2)
其中，r(ti)可以表示第i個採樣點的時間ti處的反射係數，ρi可以表示從密度測井獲得的第i個採樣點處的密度。這樣，通過公式(2)進行多次計算，就可以獲得整個反射係數序列r(t)。
獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子
在一個示例中，可以基於預處理後的測井數據和反射係數，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子。
在一個示例中，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子可以包括：基於預處理後的測井數據和反射係數，獲取已知井的合成地震記錄：以及基於預處理後的測井數據的已知井和虛擬井處的地震道數據，獲取褶積算子。
其中，已知井和虛擬井處的地震道數據之間的關係滿足：
其中，t表示時間，sc(t)表示虛擬井處的地震道數據，sn(t)表示第n個已知井處的地震道數據，wn(t)表示褶積算子，n表示已知井的數量。
具體地，可以先計算第n個已知井的合成地震記錄ln(t)。基於預處理後的測井數據，可以獲取地震子波u(t)，則第n個已知井的合成地震記錄ln(t)可以表示為地震子波u(t)和反射係數r(t)的褶積：
ln(t)＝r(t)*u(t)(4)
因此，通過公式(4)，可以獲取各個已知井的合成地震記錄ln(t)。
然後，可以獲取褶積算子。由於地震數據相對測井數據空間分布範圍更廣，地震數據本身的變化是一個空間變化關係的數據載體，它反映了地質體在空間上的變化，因此，地震數據在空間上存在相關性。已知井旁地震數據(已知井處的地震道數據)和虛擬井旁地震數據(虛擬井處的地震道數據)是同一地質構造的反映，所以二者存在公式(3)所示的關係：
其中，t表示時間，sc(t)表示虛擬井處的地震道數據，sn(t)表示第n個已知井處的地震道數據，wn(t)表示褶積算子，n表示已知井的數量。
因此，通過公式(3)，可以獲得褶積算子wn(t)。
獲得虛擬井合成地震記錄
在一個示例中，可以基於已知井的合成地震記錄和褶積算子，獲得虛擬井的合成地震記錄。
在一個示例中，獲得虛擬井的合成地震記錄可以包括：基於已知井和虛擬井的合成地震記錄之間的關係，獲得虛擬井的合成地震記錄，其中，已知井和虛擬井的合成地震記錄之間的關係滿足：
其中，t表示時間，lc(t)表示虛擬井的合成地震記錄，ln(t)表示第n個已知井的合成地震記錄，wn(t)表示褶積算子，n表示已知井的數量。
具體地，震數據體本身的變化是地下地質體(或儲層)空間變化的數據載體，地震數據可以用多種屬性來描述(如：振幅、頻率等)，本發明利用地震振幅信息。地震屬性相對於測井數據在橫向上具有較好的延續性，因為測井和井旁地震道數據反映了地下同一空間位置的儲層變化，因此，可以通過井旁地震道的空間相關性，預測虛擬井數據，根據虛擬井數據可以估計虛擬井合成地震記錄。
由於在前面的步驟中，已經分別獲得了已知井的合成地震記錄和褶積算子，因此，可以根據公式(5)來計算虛擬井的合成地震記錄lc(t)：
其中，t表示時間，lc(t)表示虛擬井的合成地震記錄，ln(t)表示第n個已知井的合成地震記錄，wn(t)表示褶積算子，n表示已知井的數量。
綜上所述，本實施例通過已知井和虛擬井處的地震道數據之間的關係獲取 褶積算子，進而基於已知井的合成地震記錄來計算虛擬井合成地震記錄，實現虛擬井合成地震記錄的精確計算。
應用示例
為便於理解本發明實施例的方案及其效果，以下給出一個具體應用示例。本領域技術人員應理解，該示例僅為了便於理解本發明，其任何具體細節並非意在以任何方式限制本發明。
圖2a、圖2b和圖2c示出了示出了根據本發明的一個實施例的計算虛擬井合成地震記錄的方法的示意圖，其中，左側表示地震道數據，右側表示合成地震記錄。如圖2a、圖2b和圖2c所示，已知a、b處的測井(已知井)合成地震記錄(右)和井旁地震道(已知井處的地震道數據，左)，已知c處的地震道數據(虛擬井處的地震道數據，左)，估計c處的虛擬井合成地震記錄(右)。採用的方法是：應用地震數據體建立點a、b與c處的地震道數據之間的關係，獲取褶積算子，然後利用褶積算子由點a、b處的測井數據(合成地震記錄)得到點c處的虛擬井數據(合成地震記錄)。實際應用中，應該是已知井越多越好。
圖3示出了根據本發明的一個實施例的計算虛擬井合成地震記錄的方法的示意圖，其中，橫軸表示地震道的編號，縱軸表示時間，單位為秒。圖3示出了塔河油田某已知井(左側，地震道編號280附近)和過井地震剖面估計的虛擬井合成地震記錄(右側，地震道編號380附近)與地震剖面的對比。如圖3所示，虛擬井合成地震記錄與地震剖面層位很吻合，說明根據本發明的方法計算的虛擬井合成地震記錄精度較高。
本領域技術人員應理解，上面對本發明的實施例的描述的目的僅為了示例性地說明本發明的實施例的有益效果，並不意在將本發明的實施例限制於所給出的任何示例。
實施例2
根據本發明的實施例，提供了一種計算虛擬井合成地震記錄的系統，所述系統可以包括：用於對測井數據進行預處理，獲得預處理後的測井數據的單元；用於基於預處理後的測井數據，獲得反射係數的單元；用於基於預處理後的測井數據和反射係數，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子的單元；以及用於基於已知井的合成地震記錄和褶積算子，獲得虛擬井的合成地震記錄的單元。
該實施例通過已知井和虛擬井處的地震道數據之間的關係獲取褶積算子，進而計算虛擬井合成地震記錄，實現虛擬井合成地震記錄的精確計算。
在一個示例中，獲得已知井的合成地震記錄和褶積算子可以包括：基於預處理後的測井數據和反射係數，獲取已知井的合成地震記錄：以及基於預處理後的測井數據的已知井和虛擬井處的地震道數據，獲取褶積算子。其中，已知井和虛擬井處的地震道數據之間的關係可以滿足：
其中，t表示時間，sc(t)表示虛擬井處的地震道數據，sn(t)表示第n個已知井處的地震道數據，wn(t)表示褶積算子，n表示已知井的數量。
在一個示例中，獲得虛擬井的合成地震記錄可以包括：基於已知井和虛擬井的合成地震記錄之間的關係，獲得虛擬井的合成地震記錄。其中，已知井和虛擬井的合成地震記錄之間的關係可以滿足：
其中，t表示時間，lc(t)表示虛擬井的合成地震記錄，ln(t)表示第n個已知井的合成地震記錄，wn(t)表示褶積算子，n表示已知井的數量。
在一個示例中，獲得反射係數可以包括：對預處理後的測井數據進行深度時間轉換，獲得聲波速度，進而獲得反射係數。其中，進行深度時間轉換可以包括：在有垂直地震剖面資料的情況下，根據深度時間關係曲線進行深度時間轉換；以及在沒有垂直地震剖面資料的情況下，根據下面的公式進行深度時間轉換：
其中，ti表示第i個採樣點的時間，d表示深度採樣間隔，vj表示第j個採樣點處的聲波速度，j的取值範圍為1到i。
本領域技術人員應理解，上面對本發明的實施例的描述的目的僅為了示例性地說明本發明的實施例的有益效果，並不意在將本發明的實施例限制於所給出的任何示例。
以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，並非窮盡性的，並且也不限於所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的範圍和精神的情況下，對於本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術的改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。