地層的層速度模型的建模方法
2023-04-26 04:36:46
專利名稱：地層的層速度模型的建模方法
技術領域：
本發明涉及地震勘探領域。更具體地講，涉及一種利用地震數據獲取地層的層速度模型的建模方法。
背景技術：
在高陡複雜構造條件下，要從人工地震數據得到地下介質的正確成像只能使用疊前深度偏移。而疊前深度偏移只有在層速度模型精確的前提下才能正確成像。在需要使用 疊前深度偏移的地方，常規速度分析方法往往達不到期望的精度要求。在這種情況下，為了求得更為準確的層速度模型，開發了基於偏移迭代的速度分析方法。現在可以說偏移速度分析就是利用偏移迭代進行速度分析，這類速度分析方法利用速度場對偏移成像的影響來修正層速度模型。最常用的Deregowski循環對疊前時間偏移很穩定,在一般情況下能產生理想的速度估計，對深度偏移當速度的橫向變化不劇烈時也很適合。然而要有兩個基本假設(I)在數據空間的一個地震觀測排列範圍內速度橫向變化不劇烈，(2)反射層傾角不太陡。若不滿足任何一個條件，Deregowski循環就發散。上述方法的共同缺陷是速度修正關係中對地下、地質條件的假設，如地下速度為常數，和僅沿深度方向變化以及小偏移距假設。在這些假設條件下，平均速度可以近似為均方根速度，進而可以由Dix(迪克斯)公式或其他公式將平均速度轉換為層速度。然而，當速度橫向變化時平均速度與均方根速度之間存在很大的差別。這會引起速度迭代過程的發散，因此，在許多複雜構造及速度橫向變化存在時影響到方法的精度和穩定性，其基本假設使其應用只限於地層為水平層或地下構造較為簡單的情況，這在一定程度上限制了方法的應用。這些方法的共同不足之處是不適用速度的橫向劇變和傾斜地層結構。然而，目前還沒有一種成熟的偏移速度分析方法，偏移速度分析仍然處在研究發展階段。單獨一項速度建模方法無法滿足複雜構造深度偏移的需要。在構造解釋中，利用鑽井及區域地質等資料，可建立橫向沿層變化的各層層速度，在井網密度夠大且分部均勻的情況下，利用變速建模技術可建立合理的準確的層速度模型，然而油田區塊的勘探開發程度各不相同，井網分布不盡理想，直接影響變速建模的速度控制點分布，從而影響整個工區的層速度模型建立。在工區的無井控區域，常規做法就是根據區域地質等資料估計其各層層速度，或者利用工區鑽井的時深關係進行速度估算。基於井控區的計算層速度控制點和無井控區的估算層速度控制點建立全區的層速度模型。然而這是一個由點到面再到三維體的一個過程，其插值、平滑等過程的實現具有很大的局限性，在操作不當的情況下，極易出現速度體的局部畸變。由以上疊前深度偏移速度常規建模方法及構造解釋變速速度建模方法的分析可以看出，兩者有其各自的優缺點和技術難點。對於基於偏移迭代速度分析的速度模型建立，其最大的優點在於具有良好的全局性，而且對速度體的各類處理方便快捷，最大的難點在於難以表現複雜的速度結構；對於基於變速建模技術的層速度模型建立，其最大的優點在於能建立準確的井控區地層速度控制點，並能表現較複雜的速度結構，最大的缺點在於缺乏全局性，對速度體的插值及推算難以約束。因此，需要一種在高陡複雜地質構造情況下也能夠建立具有良好全局性層速度模型的建模方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種地層的層速度模型的建模方法。本發明的一方面在於提供一種地層的層速度模型的建模方法，包括(a)米集工區的地震數據；(b)利用地震數據以及工區的鑽井井點的數據，產生層速度場；(C)對層速度場執行反射層析成像法速度迭代處理，從而生成優化的層速度場；(d)從優化的層速度場提取各個地層的層速度平面圖；(e)利用工區的鑽井井點的數據對提取的各個地層的層 速度平面圖進行校正；(f)基於校正後的層速度平面圖生成層速度場；(g)當在步驟(e)中的用於進行校正的校正量超出預定範圍時，對在步驟(f)生成的層速度場執行步驟(C)。可選地，步驟(b)包括(bl)利用地震數據，獲取各個地層層位的時間數據；(b2)根據工區的各個鑽井井點處各地層的層速度，建立各地層的層速度平面圖；(b3)利用獲取的各個地層層位的時間數據和各地層的層速度平面圖，產生層速度場。可選地，步驟(bl)包括對地震數據進行水平疊加成像處理和疊後時間偏移成像處理，從而得到水平疊加成像數據和疊後時間偏移成像數據；利用已有的工區地質數據對水平疊加成像數據和疊後時間偏移成像數據進行構造解釋，以得到各個地層層位的時間數據。可選地，步驟(d)包括利用各個地層層位的時間數據從優化的層速度場提取各個地層的層速度平面圖。可選地，步驟(e)包括利用各個鑽井井點處各地層的層速度對提取的各個地層的層速度平面圖進行校正。可選地，步驟(f)包括利用校正後的各個地層的層速度平面圖和各個地層層位的時間數據，生成層速度場。可選地，根據聲波測井數據和垂直地震剖面測井數據中的至少一個以及鑽井分層數據來計算各個鑽井井點處各地層的層速度。可選地，步驟(b2)還包括根據工區的各個鑽井井點處各地層的層速度以及已知的工區的地質資料，建立各地層的層速度平面圖。可選地，所述已知的工區的地質資料包括工區鑽井分層數據、地層巖性數據、已有的地層速度研究成果數據、已有的構造成果數據中的至少一個。可選地，步驟(f)還包括根據地震測線線道號或者坐標，將每個地層層位的時間數據與對應的地層層速度平面圖進行匹配，得到每個地層的時間-速度對，將所有地層的時間-速度對進行融合從而得到工區的層速度場。可選地，步驟(C)包括對層速度場執行反射層析成像法速度迭代處理，並對執行反射層析成像法速度迭代處理後的層速度場進行重採樣和/或平滑處理，從而生成優化的層速度場。
可選地，已有的工區地質數據包括鑽井數據、測井數據、已有的地質研究成果數據和已有的構造成果數據中的至少一個。可選地，當用於對各個地層的層速度平面圖進行校正的校正量沒有都在預定範圍內時，確定在步驟(e)中的用於進行校正的校正量超出預定範圍，其中，每個地層的層速度平面圖對應於一個預定範圍。根據本發明的地層的層速度模型的建模方法，通過初步獲取速度場並對其迭代應用反射層析成像法速度迭代處理，從而對於高陡複雜地質構造，在保證井控區地層層速度準確性的情況下，同時具有良好的全局性，從而可以滿足諸如疊前深度偏移處理、時深轉換等地震數據處理及解釋的需要。將在接下來的描述中部分闡述本發明另外的方面和/或優點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經過本發明的實施而得知。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特點和優點將會變得更加清楚，其中圖I示出根據本發明的實施例的地層的層速度模型的建模方法的流程圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖詳細描述根據本發明的示例性實施例。圖I示出根據本發明的實施例的地層的層速度模型的建模方法的流程圖。在步驟101，利用地震波激發方法在工區產生地震波，並採集地震數據。在步驟102，對地震數據進行常規的水平疊加成像處理和疊後時間偏移成像處理，從而得到水平疊加成像數據和疊後時間偏移成像數據。水平疊加成像處理和疊後時間偏移成像處理是比較成熟的技術。較為常見的疊後時間偏移成像處理是對疊加速度適當校正後對水平疊加成像數據進行疊後時間偏移，其特點是能夠快速地進行地層構造格架的基本成像。在步驟103，利用已有的工區的地質數據對水平疊加成像數據和疊後時間偏移成像數據進行構造解釋，以建立基本的構造模式並進行地層層位的對比追蹤，從而獲取各個地層層位的時間數據。已有的地質數據可以是例如各種鑽井數據、測井數據、地質研究成果以及構造成果等。在步驟104，根據工區的各個鑽井井點處各地層的層速度，建立各地層的層速度平面圖。例如，可以根據鑽井井點處的鑽井分層數據以及聲波測井數據和/或垂直地震剖面(VSP)測井數據)來計算各個鑽井井點處各地層的層速度，從而可以由點及面地建立各地層的層速度平面圖。此外，為了提高層速度平面圖的精度，特別是對無井控區域各地層層速度的推算，在建立各地層的層速度平面圖時應參考利用儘量多的已有地質資料(例如，工區鑽井分層數據、地層巖性數據、已有的地層速度研究成果數據、已有的構造成果數據等)。
在步驟105，利用在步驟103獲取的各個地層層位的時間數據和在步驟104獲取的各地層的層速度平面圖，產生層速度場。具體地說，根據地震測線線道號或者坐標，將每個地層層位的時間數據與其對應的地層層速度平面圖進行匹配，得到每個地層的時間-速度對，將所有地層的時間-速度對進行融合從而得到工區的層速度場。應該理解，步驟104可以在步驟105之前的任何時間執行。例如，在步驟101-103中的任意一個之前或者與步驟101-103中的任意一個同時執行。在步驟106，利用反射層析成像法速度迭代對得到的層速度場進行迭代修改直至成像收斂，從而生成趨於準確合理的優化的層速度場。例如,可利用現有的反射層析成像軟體(例如,Omega處理軟體)來對步驟104得 到的層速度場執行反射層析成像法速度迭代處理。這時，在步驟104得到的層速度場作為初始的層速度模型被輸入到反射層析成像軟體中。優選地，可對反射層析成像法速度迭代處理後得到的層速度場進行重採樣和/或平滑等處理後，從而生成趨於準確合理的優化的層速度場。在步驟107，利用在步驟103得到的各個地層層位的時間數據從優化的層速度場提取各個地層的層速度平面圖。在步驟108，利用各個鑽井井點處各地層的層速度對在步驟107獲取的各個地層的層速度平面圖進行校正。在步驟109，利用在步驟108校正後的各個地層的層速度平面圖和在步驟103獲取的各個地層層位的時間數據，獲取層速度場。獲取層速度場的具體處理可與步驟105相同，不同之處在於層速度平面圖中的層速度數據的值可能有所不同。在步驟110，確定在步驟108中對各個地層的層速度平面圖進行校正的校正量是否在預定範圍內。應該理解，每一層的層速度平面圖均對應一個校正量預定範圍。在對每一層的層速度平面圖進行校正時，當層速度平面圖中的每一個鑽井井點的層速度對應的校正量在與該層對應的預定範圍內時，確定該層速度平面圖的校正量在預定範圍內；否則，確定該層速度平面圖的校正量不在預定範圍內。如果在步驟110確定對各個地層的層速度平面圖的校正量都在預定範圍內，則將在步驟109獲取的層速度場作為最終的層速度場。如果在步驟110對各個地層的層速度平面圖的確定校正量沒有都在預定範圍內，則執行步驟106，再次對在步驟109獲取的層速度場進行反射層析成像法速度迭代處理。隨後，重複之後的步驟，直到在步驟110確定校正量在預定範圍內。根據本發明的地層的層速度模型的建模方法，通過初步獲取速度場並對其迭代應用反射層析成像法速度迭代處理，從而對於高陡複雜地質構造，在保證井控區地層速度準確性的情況下，同時具有良好的全局性，從而可以滿足諸如疊前深度偏移處理、時深轉換等地震數據處理及解釋的需要。儘管已經參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的 各種改變。
權利要求
1.一種地層的層速度模型的建模方法，其特徵在於包括步驟 (a)採集工區的地震數據； (b)利用地震數據以及工區的鑽井井點的數據，產生層速度場； (C)對層速度場執行反射層析成像法速度迭代處理，從而生成優化的層速度場； (d)從優化的層速度場提取各個地層的層速度平面圖； (e)利用工區的鑽井井點的數據對提取的各個地層的層速度平面圖進行校正； (f)基於校正後的層速度平面圖生成層速度場； (g)當在步驟(e)中的用於進行校正的校正量超出預定範圍時，對在步驟(f)生成的層速度場執行步驟(C)。
2.根據權利要求I所述的建模方法，其特徵在於，步驟(b)包括 (bl)利用地震數據，獲取各個地層層位的時間數據； (b2)根據工區的各個鑽井井點處各地層的層速度，建立各地層的層速度平面圖； (b3)利用獲取的各個地層層位的時間數據和各地層的層速度平面圖，產生層速度場。
3.根據權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，步驟(bl)包括 對地震數據進行水平疊加成像處理和疊後時間偏移成像處理，從而得到水平疊加成像數據和疊後時間偏移成像數據； 利用已有的工區地質數據對水平疊加成像數據和疊後時間偏移成像數據進行構造解釋，以得到各個地層層位的時間數據。
4.根據權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，步驟(d)包括利用各個地層層位的時間數據從優化的層速度場提取各個地層的層速度平面圖。
5.根據權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，步驟(e)包括利用各個鑽井井點處各地層的層速度對各個地層的層速度平面圖進行校正。
6.根據權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，步驟(f)包括利用校正後的各個地層的層速度平面圖和各個地層層位的時間數據，生成層速度場。
7.根據權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，根據聲波測井數據和垂直地震剖面測井數據中的至少一個以及鑽井分層數據來計算各個鑽井井點處各地層的層速度。
8.根據權利要求2所述的建模方法，其特徵在於，步驟(b2)還包括根據工區的各個鑽井井點處各地層的層速度以及已知的工區的地質資料，建立各地層的層速度平面圖。
9.根據權利要求8所述的建模方法，其特徵在於，所述已知的工區的地質資料包括工區鑽井分層數據、地層巖性數據、已有的地層速度研究成果數據、已有的構造成果數據中的至少一個。
10.根據權利要求6所述的建模方法，其特徵在於，步驟(f)還包括根據地震測線線道號或者坐標，將每個地層層位的時間數據與對應的地層層速度平面圖進行匹配，得到每個地層的時間-速度對，將所有地層的時間-速度對進行融合從而得到工區的層速度場。
11.根據權利要求I所述的建模方法，其特徵在於，步驟(C)包括對層速度場執行反射層析成像法速度迭代處理，並對執行反射層析成像法速度迭代處理後的層速度場進行重採樣和/或平滑處理，從而生成優化的層速度場。
12.根據權利要求3所述的建模方法，其特徵在於，已有的工區地質數據包括鑽井數據、測井數據、已有的地質研究成果數據和已有的構造成果數據中的至少一個。
13.根據權利要求I所述的建模方法，其特徵在於，當用於對各個地層的層速度平面圖進行校正的校正量沒有都在預定範圍內時，確定在步驟(e)中的用於進行校正的校正量超出預定範圍，其中，每個地層的層速度平面圖對應於一個預定範圍。
全文摘要
提供一種地層的層速度模型的建模方法。所述方法包括採集工區的地震數據；利用地震數據以及工區的鑽井的數據，產生層速度場；對層速度場執行反射層析成像法速度迭代處理，從而生成優化的層速度場；從優化的層速度場提取各個地層的層速度平面圖；利用鑽井的數據對提取的各個地層的層速度平面圖進行校正；基於校正後的層速度平面圖生成層速度場；當用於進行校正的校正量超出預定範圍時，針對生成的層速度場進行到執行反射層析成像法速度迭代處理的步驟。
文檔編號G01V1/30GK102967882SQ20121046222
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者章雄, 朱亞東, 龐崇友, 刁永波, 李龍江 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司地球物理勘探公司