CN103018778B - 校正声波测井曲线进行储层预测的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法及设备，所述的方法包括：采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；根据井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；根据原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；设定退火温度；根据校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；根据校正后的声波测井曲线进行储层预测。利用模拟退火算法，通过对声波测井曲线进行校正，得到了与井旁道更加吻合的合成记录，从而为后续的模型反演降低多解性、提高反演精度提供了重要的基础数据，进一步提高了储层预测的准确性。

Description

校正声波测井曲线进行储层预测的方法及设备

技术领域

本发明关于地质勘探技术领域，特别是关于石油天然气地球物理勘探技术领域中基于模型反演进行储层预测的技术，具体的讲是一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法及设备。

背景技术

在石油天然气的勘探过程中，整合地震资料时需要建立储层模型，地震反演是建立储层模型最重要的一种方式，其主要分为叠前地震反演和叠后地震反演两大类。从地震反演的实现思路来看，其大致可分为如下三大类：相对波阻抗反演（道积分）、递推反演以及基于模型的反演。其中基于模型的反演优于其它两类方法，它突破了传统意义上的地震分辨率的限制，理论上可得到与测井资料相同的分辨率，是油田开发阶段储层精细描述的关键技术。多解性是测井约束地震反演的固有特性，建立尽可能接近实际地层情况的初始波阻抗模型，是减少反演结果多解性的根本途径。而声波测井曲线是建立初始模型的基础资料和地质解释的基本依据。通常情况下，声波测井受到井孔环境的影响而产生误差，同一口井的不同层段，不同井的同一层段误差大小亦不相同。因此，用于制作初始波阻抗模型的测井资料必须经过环境校正。

由于水基泥浆的侵蚀，井筒中的地层常发生泥岩蚀变及井眼垮塌。声波测井是在井筒中作业的，泥浆浸泡导致声波测井曲线失真，影响程度随浸泡时间增加而增强。而长期以来人们一般只对储集层的声波时差质量有兴趣，并研制了相应的校正技术，对泥岩段的声波时差质量关注较少。这对储集层评价影响较小，但在储层预测中，声波是联系测井和地震的桥梁，如曲线畸变严重，将导致储层预测的失败。

为了揭示测井的环境影响，研究有效和实用的校正方法，胜利油田曾部署了一批油基泥浆取心井。在油基泥浆条件下，井眼十分规则，无明显扩径现象，此时测得的声波时差值基本代表原状地层的声波时差。更换为水基泥浆后，泥岩段就出现地层明显蚀变、扩径等现象。通过多口井的统计对比研究，总结出了声波、密度校正的地区经验公式。但是油基泥浆钻井成本昂贵，井数极少，另外得到的地区经验公式也难以推广。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法及设备，利用模拟退火算法，通过对声波测井曲线进行校正，得到了与井旁道更加吻合的合成记录，从而为后续的模型反演降低多解性、提高反演精度提供了重要的基础数据，进一步提高了储层预测的准确性。

本发明的目的之一是，提供一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法，包括：采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；根据所述的声波测井曲线得到原始纵波速度曲线；根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；设定退火温度；根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数；根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；根据所述校正后的声波测井曲线进行储层预测。

本发明的目的之一是，提供了一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备，包括：第一采集装置，用于采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；原始纵波速度确定装置，用于根据所述的声波测井曲线得到原始纵波速度曲线；目标函数确定装置，用于根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；第二采集装置，用于采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；新目标函数确定装置，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；退火温度设定装置，用于设定退火温度；目标函数校正装置，用于根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数；声波测井曲线校正装置，用于根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；储层预测装置，用于根据所述校正后的声波测井曲线进行储层预测。

本发明的有益效果在于，利用模拟退火算法，通过对声波测井曲线进行校正，得到了与井旁道更加吻合的合成记录，从而为后续的模型反演降低多解性、提高反演精度提供了重要的基础数据，进一步提高了储层预测的准确性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法的实施方式一的流程图；

图2为图1中的步骤S103的具体流程图；

图3为图1中的步骤S105的具体流程图；

图4为图3中的步骤S301的具体流程图；

图5为图3中的步骤S306的具体流程图；

图6为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备的实施方式一的结构框图；

图7为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备中目标函数确定装置的结构框图；

图8为本发明实施例提供的一种基校正声波测井曲线进行储层预测的设备中的新目标函数确定装置的结构框图；

图9为本发明实施例提供的一种基校正声波测井曲线进行储层预测的设备中的最大值确定单元的机构框图；

图10为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备中的新目标函数生成单元的结构框图；

图11为具体实施例中的泥质含量曲线及自然伽玛测井曲线；

图12为具体实施例中的原声波曲线与校正后声波曲线；

图13为具体实施例中的井旁地震道、原合成记录与校正后合成记录；

图14为具体实施例中的原误差曲线与校正后的误差曲线；

图15为具体实施例中的校正声波测井曲线进行储层预测的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法的实施方式一的流程图，由图1可知，所述方法包括：

S101：采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；

S102：根据所述的声波测井曲线得到原始纵波速度曲线；

S103：根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；

S104：采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；

S105：根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；

S106：设定退火温度；

S107：根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数；

S108：根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；

S109：根据所述校正后的声波测井曲线进行储层预测。

本发明提供的预测方法除了上述步骤外，在具体的实施方式中，根据对测井曲线的校正精度的不同需求，还可包括如下步骤：按照冷却进度表更新退火温度。退火温度改变后，可返回执行步骤S101至步骤S108，重新对测井曲线进行校正，直至达到具体实施方式中要求的校正精度。本具体的实施例中，可按照双曲线下降型冷却进度表更新温度，即按照如下公式更新温度：

t_k＝α^k*t₀；

其中α取为常数，t₀为初始温度，k为叠代次数。

在具体的实施方式中，还可采集泥岩段的其他声波测井曲线，对每个测井曲线均按照上述的步骤进行校正，直至校正出精度最高效果最好的测井曲线。

本发明提供的校正声波测井曲线进行储层预测的方法，利用模拟退火算法，通过对声波测井进行校正，得到了与井旁道更加吻合的合成记录，从而为后续的模型反演降低多解性、提高反演精度提供了重要的基础数据，进一步提高了储层预测的准确性。

图2为图1中的步骤S103的具体流程图，由图2可知，步骤S103具体包括：

S201：根据所述的井旁道资料确定子波。在具体的实施例中，子波为16Hz雷克子波。

S202：根据所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定反射系数。

S203：将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到合成记录，在具体的实施方式中，合成记录可通过诸如syn(i)来表示；

S204：根据所述的合成记录、所述的井旁道资料确定目标函数。在具体的实施方式中，井旁道可用诸如seismic(i)来表示，目标函数可为如下公式：

$f_{\mathrm{obj}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{[\mathrm{syn}\left(i\right)-\mathrm{seismic}\left(i\right)]}^2$

其中，f_obj为目标函数，syn(i)为合成记录，seismic(i)为井旁道。本发明的目的是为了在地震反演中建立尽可能接近实际地层情况的初始波阻抗模型，因此，根据最小二乘法的基本原理，将模拟退火测井曲线校正的目标函数设为合成记录与井旁道的平方差。

图3为图1中的步骤S105的具体流程图，由图3可知，步骤S105具体包括：

S301：根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定最大纵波速度以及最大密度；

S302：根据所述的原始纵波速度曲线确定初始纵波速度，初始纵波速度可用v_i来表示。

S303：根据所述的原始密度曲线确定初始密度，初始密度可用ρi来表示。

S304：根据所述的原始纵波速度曲线、初始纵波速度以及最大纵波速度生成新的纵波速度曲线。在具体的实施方式中，所述的新的纵波速度曲线通过如下公式得到：

$v_i^{\mathrm{new}}=v_i+{\mathrm{\ϵ}}_i$

其中，v_i为初始纵波速度，ε_i为一随机数且0<ε_i<Δv_i，Δv_i＝v_max-v_i，v_max为最大速度，为新的纵波速度。

S305：根据所述的原始密度曲线、初始密度以及最大密度生成新的密度曲线，在具体的实施方式中，所述的新的密度曲线通过以下公式得到：

${\mathrm{\&rho;}}_i^{\mathrm{new}}={\mathrm{\&rho;}}_i+{\mathrm{\&eta;}}_i$

其中，ρ_i为初始密度，η_i为一随机数且0<η_i<Δρ_i，Δρ_i＝ρ_max-ρ_i，ρ_max为最大密度，为新的密度。

S306：根据所述的井旁道资料、新的纵波速度曲线以及新的密度曲线生成新的目标函数。

图4为图3中的步骤301的具体流程图，由图4可知，步骤S301具体包括：

S401：根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线确定解释井段纯泥岩层的测井值以及纯砂岩层的测井值；

S402：根据所述的解释井段纯泥岩层的测井值、纯砂岩层的测井值确定泥岩段的泥质含量，在具体的实施方式中，区分剖面岩性可通过如下公式进行：

$I_{\mathrm{sh}}=\frac{\mathrm{SHLG}-\mathrm{GMNi}}{\mathrm{GMXi}-\mathrm{GMNi}},$ $V_{\mathrm{sh}}=\frac{2^{I_{\mathrm{sh}}*\mathrm{GCUR}}-1}{2^{\mathrm{GCUR}}-1}$

其中，GCUR为常数，SHLG为自然电位或自然伽玛，GMXi、GMNi分别为解释井段纯泥岩层的测井值和纯砂岩层的测井值，I_sh为确定泥质含量的中间参数，V_sh为泥质含量。由于本发明主要针对泥岩蚀变及井眼垮塌而导致的声波测井曲线失真的曲线段，因此通过计算泥质含量曲线可确定解释井段内需要校正的声波曲线段。

S403：根据所述的泥岩段的泥质含量确定泥岩段的深度范围；

S404：根据所述的深度范围从所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线中确定出泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线；

S405：从所述泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线中搜索最大纵波速度以及最大密度。在具体的实施方式中，v_max表示最大纵波速度，ρ_max表示最大密度。

图5为图3中的步骤306的具体流程图，由图5可知，步骤S306具体包括：

S501：根据所述的井旁道资料确定子波；

S502：根据所述的新的纵波速度曲线以及新的密度曲线确定新的反射系数；

S503：将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到新的合成记录；

S504：根据所述的新的合成记录、所述的井旁道资料确定新的目标函数。

图1中的步骤S107具体包括：

根据确定概率密度p，其中E(old)为目标函数，E(new)为新的目标函数，k_b为波尔兹曼常数，T(curr)为退火温度；

当ΔE=E(new)-E(old)≤0，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

当ΔE=E(new)-E(old)>0，若0<p<R且0<R<1为一个随机数时，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

否则，将所述的目标函数作为校正后的目标函数。

图1中的步骤S108具体包括：

根据所述的校正后的目标函数确定其对应的合成记录。目标函数通过如下公式得到：

$f_{\mathrm{obj}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{[\mathrm{syn}\left(i\right)-\mathrm{seismic}\left(i\right)]}^2$

其中，f_obj为目标函数，syn(i)为合成记录，seismic(i)为井旁道。

即根据步骤S107得到校正后的目标函数很容易得出对应的合成记录syn(i)。

根据所述的合成记录确定与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线。合成记录syn(i)是由子波与反射系数进行褶积得到的，而反射系数是由纵波速度曲线以及密度曲线确定的，因此由合成记录很容易得出对应的纵波速度曲线以及密度曲线。

对于步骤S107中将新的目标函数作为校正后的目标函数的情形，则校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线即为图3中的步骤S304与S305生成的新的纵波速度曲线以及新的密度曲线。

对于步骤S107中将目标函数作为校正后的目标函数的情形，则校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线即为图1中的步骤S102、S101中的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线。

根据所述的与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线确定校正后的声波测井曲线。

图6为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备的实施方式一的结构框图，由图6可知，所述的设备包括：

第一采集装置100，用于采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；

原始纵波速度确定装置200，用于根据所述的声波测井曲线得到原始纵波速度曲线；

目标函数确定装置300，用于根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；

第二采集装置400，用于采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；

新目标函数确定装置500，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；

退火温度设定装置600，用于设定退火温度；

目标函数校正装置700，用于根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数；

声波测井曲线校正装置800，用于根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；

储层预测装置900，用于根据所述校正后的声波测井曲线进行储层预测。

本发明提供的预测设备除了上述装置外，在具体的实施方式中，根据对测井曲线的校正精度的不同需求，还可包括如下装置：退火温度更新单元，用于按照冷却进度表更新退火温度。退火温度改变后，可返回执行上述第一采集装置100至声波测井曲线校正装置800，重新对测井曲线进行校正，直至达到具体实施方式中要求的校正精度。本具体的实施例中，可按照双曲线下降型冷却进度表更新温度，即按照如下公式更新温度：

t_k=α^k*t₀；

其中α取为常数，t₀为初始温度，k为叠代次数。

在具体的实施方式中，还可采集泥岩段的其他声波测井曲线，对每个测井曲线均按照上述的步骤进行校正，直至校正出精度最高效果最好的测井曲线。

本发明提供的校正声波测井曲线进行储层预测的设备，利用模拟退火算法，通过对声波测井进行校正，得到了与井旁道更加吻合的合成记录，从而为后续的模型反演降低多解性、提高反演精度提供了重要的基础数据，进一步提高了储层预测的准确性。

图7为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备中目标函数确定装置的结构框图，由图7可知，所述的目标函数确定装置300具体包括：

子波确定单元301，用于根据所述的井旁道资料确定子波，在具体的实施例中，子波为16Hz雷克子波。

反射系数确定单元302，用于根据所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定反射系数。

褶积单元303，用于将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到合成记录，在具体的实施方式中，合成记录可通过诸如syn(i)来表示；

目标函数确定单元304，用于根据所述的合成记录、所述的井旁道资料确定目标函数。在具体的实施方式中，井旁道可用诸如seismic(i)来表示，目标函数可为如下公式：

$f_{\mathrm{obj}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{[\mathrm{syn}\left(i\right)-\mathrm{seismic}\left(i\right)]}^2$

其中，f_obj为目标函数，syn(i)为合成记录，seismic(i)为井旁道。本发明的目的是为了在地震反演中建立尽可能接近实际地层情况的初始波阻抗模型，因此，根据最小二乘法的基本原理，将模拟退火测井曲线校正的目标函数设为合成记录与井旁道的平方差。

图8为本发明实施例提供的一种基校正声波测井曲线进行储层预测的设备中的新目标函数确定装置的结构框图，由图8可知，所述的新目标函数确定装置500具体包括：

最大值确定单元501，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定最大纵波速度以及最大密度；

初始纵波确定单元502，用于根据所述的原始纵波速度曲线确定初始纵波速度，初始纵波速度可用v_i来表示。

初始密度确定单元503，用于根据所述的原始密度曲线确定初始密度，初始密度可用ρ_i来表示；

新纵波曲线生成单元504，用于根据所述的原始纵波速度曲线、初始纵波速度以及最大纵波速度生成新的纵波速度曲线；在具体的实施方式中，所述的新的纵波速度曲线通过如下公式得到：

$v_i^{\mathrm{new}}=v_i+{\mathrm{\&epsiv;}}_i$

其中，v_i为初始纵波速度，ε_i为一随机数且0<ε_i<Δv_i，Δv_i＝v_max-v_i，v_max为最大速度，为新的纵波速度。

新密度曲线生成单元505，用于根据所述的原始密度曲线、初始密度以及最大密度生成新的密度曲线，在具体的实施方式中，所述的新的密度曲线通过以下公式得到：

${\mathrm{\&rho;}}_i^{\mathrm{new}}={\mathrm{\&rho;}}_i+{\mathrm{\&eta;}}_i$

其中，ρ_i为初始密度，η_i为一随机数且0<η_i<Δρ_i，Δρ_i=ρ_max-ρ_i，ρ_max为最大密度，为新的密度。

新目标函数生成单元506，用于根据所述的井旁道资料、新的纵波速度曲线以及新的密度曲线生成新的目标函数。

图9为本发明实施例提供的一种基校正声波测井曲线进行储层预测的设备中的最大值确定单元的机构框图，由图9可知，最大值确定单元501具体包括：

测井值确定单元5011，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线确定解释井段纯泥岩层的测井值以及纯砂岩层的测井值；

泥质含量确定单元5012，用于根据所述的解释井段纯泥岩层的测井值、纯砂岩层的测井值确定泥岩段的泥质含量，在具体的实施方式中，区分剖面岩性可通过如下公式进行：

$I_{\mathrm{sh}}=\frac{\mathrm{SHLG}-\mathrm{GMNi}}{\mathrm{GMXi}-\mathrm{GMNi}},$ $V_{\mathrm{sh}}=\frac{2^{I_{\mathrm{sh}}*\mathrm{GCUR}}-1}{2^{\mathrm{GCUR}}-1}$

其中，GCUR为常数，SHLG为自然电位或自然伽玛，GMXi、GMNi分别为解释井段纯泥岩层的测井值和纯砂岩层的测井值，I_sh为确定泥质含量的中间参数，V_sh为泥质含量。由于本发明主要针对泥岩蚀变及井眼垮塌而导致的声波测井曲线失真的曲线段，因此通过计算泥质含量曲线可确定解释井段内需要校正的声波曲线段。

深度范围确定单元5013，用于根据所述的泥岩段的泥质含量确定泥岩段的深度范围；

泥岩段曲线确定单元5014，用于根据所述的深度范围从所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线中确定出泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线；

搜索单元5015，用于从所述泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线中搜索最大纵波速度以及最大密度。在具体的实施方式中，v_max表示最大纵波速度，ρ_max表示最大密度。

图10为本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备中的新目标函数生成单元的结构框图，由图10可知，新目标函数生成单元506具体包括：

子波确定单元5061，用于根据所述的井旁道资料确定子波；

反射系数确定单元5062，用于根据所述的新的纵波速度曲线以及新的密度曲线确定新的反射系数；

褶积单元5063，用于将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到新的合成记录；

新目标函数确定单元5064，用于根据所述的新的合成记录、所述的井旁道资料确定新的目标函数。

图6中的目标函数校正装置700具体包括：

概率密度确定单元，用于根据确定概率密度p，其中E(old)为目标函数，E(new)为新的目标函数，k_b为波尔兹曼常数，T(curr)为退火温度；

第一校正单元，用于当ΔE=E(new)-E(old)≤0，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

第二校正单元，用于当ΔE=E(new)-E(old)>0，若0<p<R且0<R<1为一个随机数时，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

第三校正单元，用于当ΔE=E(new)-E(old)>0，若0<p<R不成立时，将所述的目标函数作为校正后的目标函数。

图6中的声波测井曲线校正装置800具体包括：

合成记录确定单元，用于根据所述的校正后的目标函数确定其对应的合成记录；目标函数通过如下公式得到：

$f_{\mathrm{obj}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{[\mathrm{syn}\left(i\right)-\mathrm{seismic}\left(i\right)]}^2$

其中，f_obj为目标函数，syn(i)为合成记录，seismic(i)为井旁道。即根据步骤S107得到校正后的目标函数很容易得出对应的合成记录syn(i)。

参数确定单元，用于根据所述的合成记录确定与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线；合成记录syn(i)是由子波与反射系数进行褶积得到的，而反射系数是由纵波速度曲线以及密度曲线确定的，因此由合成记录很容易得出对应的纵波速度曲线以及密度曲线。

对于步骤S107中将新的目标函数作为校正后的目标函数的情形，则校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线即为图3中的步骤S304与S305生成的新的纵波速度曲线以及新的密度曲线。

对于步骤S107中将目标函数作为校正后的目标函数的情形，则校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线即为图1中的步骤S102、S101中的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线。

测井曲线确定单元，用于根据所述的与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线确定校正后的声波测井曲线。

以大港油田港深23井为例对本发明进行说明。图15为将本发明实施例提供的一种校正声波测井曲线进行储层预测方法应用到大港油田港深23井的流程图，在图15所示的具体的实施方式中，根据图1中的步骤S101至S107运行后，采集泥岩段的其他声波测井曲线，对每个测井曲线均按照上述的步骤S101至S107进行校正，所有泥岩段的曲线计算完毕之后，按照冷却进度表更新退火温度。退火温度改变后，返回执行图1的步骤S101至步骤S107，重新对测井曲线进行校正，直至达到具体实施方式中要求的校正精度。在本步骤中，退火温度的选取十分重要，初始温度不能太高，否则增加计算时间；也不能太低，否则模型选取不能遍及整个空间，不能进行全局寻优。本具体的实施例中，在声波测井曲线校正过程中，按照双曲线下降型冷却进度表更新温度，即按照如下公式更新温度：

t_k=α^k*t₀；

其中α取为常数，t₀为初始温度，k为叠代次数。通过实验计算，初始温度t₀选为20、α取为0.9时效果最好。当温度t小于0.018或者两次叠代间的能量小于一很小的常数时，终止算法。

图11为在具体实施例中的泥质含量曲线及原始自然伽玛测井曲线图。在图11中，右侧为原始自然伽玛测井曲线，左侧为由原始自然伽玛测井曲线计算得到的泥质含量曲线。本发明主要针对泥岩蚀变及井眼垮塌而导致的声波测井曲线失真的曲线段，因此通过计算泥质含量曲线确定需要校正的声波曲线段。本实施例选择对泥质含量大于50%的声波测井曲线段进行校正。

图12为在具体实施例中的原始声波测井曲线与校正后声波测井曲线图。图中虚线为校正前的声波测井曲线，实线为校正后的声波测井曲线。由于本发明曲线校正主要针对泥岩段，因此从图12中可以看出本实施例仅对部分曲线进行了校正，主要集中在深度小于3800米和大于4400米，中间的砂岩段校正量很小，并未对声波曲线进行根本改变。

图13为在具体实施例中的井旁地震道、原合成记录与校正后合成记录图。图13中虚线为校正前合成记录，实线为校正后合成记录，粗实线为井旁地震道。从图13中可以看出校正后的合成记录与井旁地震道更加吻合。

图14为具体实施例中的原误差曲线与校正后的误差曲线图。图中虚线为校正前误差曲线，实线为校正后误差曲线。本实施例误差曲线为合成记录与井旁地震道之差，从图中可以看出校正后的误差明显小于校正前的误差，尤其在时间小于3000ms的时间段，表明本发明对声波测井曲线的校正效果较好。

综上所述，本发明的有益成果是：提供了一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法及设备，利用模拟退火算法，通过对声波测井曲线进行校正，得到了与井旁道更加吻合的合成记录，从而为后续的模型反演降低多解性、提高反演精度提供了重要的基础数据，进一步提高了储层预测的准确性。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (26)

1.一种校正声波测井曲线进行储层预测的方法，其特征是，所述的方法包括：

采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；

根据所述的声波测井曲线得到原始纵波速度曲线；

根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；

采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；

根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；

设定退火温度；

根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数；

根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；

根据所述校正后的声波测井曲线进行储层预测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数具体包括：

根据所述的井旁道资料确定子波；

根据所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定反射系数；

将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到合成记录；

根据所述的合成记录、所述的井旁道资料确定目标函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的目标函数为

$f_{\mathrm{obj}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{[\mathrm{syn}\left(i\right)-\mathrm{seismic}\left(i\right)]}^2$

其中，f_obj为目标函数，syn(i)为合成记录，seismic(i)为井旁道资料。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数具体包括：

根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定最大纵波速度以及最大密度；

根据所述的原始纵波速度曲线确定初始纵波速度；

根据所述的原始密度曲线确定初始密度；

根据所述的原始纵波速度曲线、初始纵波速度以及最大纵波速度生成新的纵波速度曲线；

根据所述的原始密度曲线、初始密度以及最大密度生成新的密度曲线；

根据所述的井旁道资料、新的纵波速度曲线以及新的密度曲线生成新的目标函数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定最大纵波速度以及最大密度具体包括：

根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线确定解释井段纯泥岩层的测井值以及纯砂岩层的测井值；

根据所述的解释井段纯泥岩层的测井值、纯砂岩层的测井值确定泥岩段的泥质含量；

根据所述的泥岩段的泥质含量确定泥岩段的深度范围；

根据所述的深度范围从所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线中确定出泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线；

从所述泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线中搜索最大纵波速度以及最大密度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的泥岩段的泥质含量通过如下公式进行：

$I_{\mathrm{sh}}=\frac{\mathrm{SHLG}-\mathrm{GMNi}}{\mathrm{GMXi}-\mathrm{GMNi}},V_{\mathrm{sh}}=\frac{2^{I_{\mathrm{sh}}*\mathrm{GCUR}}-1}{2^{\mathrm{GCUR}}-1}$

其中，GCUR为常数，SHLG为原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线，GMXi、GMNi分别为解释井段纯泥岩层的测井值和纯砂岩层的测井值，I_sh为确定泥质含量的中间参数，V_sh为泥质含量。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的新的纵波速度曲线通过如下公式得到：

$v_i^{\mathrm{new}}=v_i+{\mathrm{\&epsiv;}}_i$

其中，v_i为初始纵波速度，ε_i为一随机数且0<ε_i<Δv_i，Δv_i＝v_max-v_i，v_max为最大纵波速度，为新的纵波速度。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的新的密度曲线通过以下公式得到：

${\mathrm{\&rho;}}_i^{\mathrm{new}}={\mathrm{\&rho;}}_i+{\mathrm{\&eta;}}_i$

其中，ρ_i为初始密度，η_i为一随机数且0<η_i<Δρ_i，Δρ_i＝ρ_max-ρ_i，ρ_max为最大密度，为新的密度。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征是，根据所述的井旁道资料、新的纵波速度曲线以及新的密度曲线生成新的目标函数具体包括：

根据所述的井旁道资料确定子波；

根据所述的新的纵波速度曲线以及新的密度曲线确定新的反射系数；

将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到新的合成记录；

根据所述的新的合成记录、所述的井旁道资料确定新的目标函数。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数具体包括：

根据确定概率密度p，其中E(old)为目标函数，E(new)为新的目标函数，k_b为波尔兹曼常数，T(curr)为退火温度；

当ΔE＝E(new)-E(old)≤0，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

当ΔE＝E(new)-E(old)>0，若0<p<R且0<R<1为一个随机数时，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

当ΔE＝E(new)-E(old)>0，若0<p<R不成立时，将所述的目标函数作为校正后的目标函数。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征是，根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线具体包括：

根据所述的校正后的目标函数确定其对应的合成记录；

根据所述的合成记录确定与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线；

根据所述的与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线确定校正后的声波测井曲线。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的方法还包括：按照冷却进度表更新退火温度。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征是，按照冷却进度表更新退火温度通过如下公式进行：

t_k＝α^k*t₀；

其中α取为常数，t₀为初始温度，k为叠代次数。

14.一种校正声波测井曲线进行储层预测的设备，其特征是，所述的设备包括：

第一采集装置，用于采集井旁道资料、声波测井曲线以及原始密度曲线；

原始纵波速度确定装置，用于根据所述的声波测井曲线得到原始纵波速度曲线；

目标函数确定装置，用于根据所述的井旁道资料、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定目标函数；

第二采集装置，用于采集原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线；

新目标函数确定装置，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线、原始密度曲线以及井旁道资料确定新的目标函数；

退火温度设定装置，用于设定退火温度；

目标函数校正装置，用于根据模拟退火算法、所述的退火温度、所述的目标函数以及新的目标函数确定校正后的目标函数；

声波测井曲线校正装置，用于根据所述校正后的目标函数确定校正后的声波测井曲线；

储层预测装置，用于根据所述校正后的声波测井曲线进行储层预测。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征是，所述的目标函数确定装置具体包括：

子波确定单元，用于根据所述的井旁道资料确定子波；

反射系数确定单元，用于根据所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定反射系数；

褶积单元，用于将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到合成记录；

目标函数确定单元，用于根据所述的合成记录、所述的井旁道资料确定目标函数。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征是，所述的目标函数为

$f_{\mathrm{obj}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{[\mathrm{syn}\left(i\right)-\mathrm{seismic}\left(i\right)]}^2$

其中，f_obj为目标函数，syn(i)为合成记录，seismic(i)为井旁道资料。

17.根据权利要求14所述的设备，其特征是，新目标函数确定装置具体包括：

最大值确定单元，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线、原始纵波速度曲线以及原始密度曲线确定最大纵波速度以及最大密度；

初始纵波确定单元，用于根据所述的原始纵波速度曲线确定初始纵波速度；

初始密度确定单元，用于根据所述的原始密度曲线确定初始密度；

新纵波曲线生成单元，用于根据所述的原始纵波速度曲线、初始纵波速度以及最大纵波速度生成新的纵波速度曲线；

新密度曲线生成单元，用于根据所述的原始密度曲线、初始密度以及最大密度生成新的密度曲线；

新目标函数生成单元，用于根据所述的井旁道资料、新的纵波速度曲线以及新的密度曲线生成新的目标函数。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征是，所述的最大值确定单元具体包括：

测井值确定单元，用于根据所述的原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线确定解释井段纯泥岩层的测井值以及纯砂岩层的测井值；

泥质含量确定单元，用于根据所述的解释井段纯泥岩层的测井值、纯砂岩层的测井值确定泥岩段的泥质含量；

深度范围确定单元，用于根据所述的泥岩段的泥质含量确定泥岩段的深度范围；

泥岩段曲线确定单元，用于根据所述的深度范围从所述的原始纵波速度曲线以及原始密度曲线中确定出泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线；

搜索单元，用于从所述泥岩段深度范围内的声波测井曲线以及密度测井曲线中搜索最大纵波速度以及最大密度。

19.根据权利要求18所述的设备，其特征是，所述的泥岩段的泥质含量通过如下公式进行：

$I_{\mathrm{sh}}=\frac{\mathrm{SHLG}-\mathrm{GMNi}}{\mathrm{GMXi}-\mathrm{GMNi}},V_{\mathrm{sh}}=\frac{2^{I_{\mathrm{sh}}*\mathrm{GCUR}}-1}{2^{\mathrm{GCUR}}-1}$

其中，GCUR为常数，SHLG为原始自然电位曲线或原始自然伽玛曲线，GMXi、GMNi分别为解释井段纯泥岩层的测井值和纯砂岩层的测井值，I_sh为确定泥质含量的中间参数，V_sh为泥质含量。

20.根据权利要求17所述的设备，其特征是，所述的新纵波速度曲线生成单元通过如下公式进行：

$v_i^{\mathrm{new}}=v_i+{\mathrm{\&epsiv;}}_i$

其中，v_i为初始纵波速度，ε_i为一随机数且0<ε_i<Δv_i，Δv_i＝v_max-v_i，v_max为最大纵波速度，为新的纵波速度。

21.根据权利要求17所述的设备，其特征是，所述的新密度曲线生成单元通过以下公式进行：

${\mathrm{\&rho;}}_i^{\mathrm{new}}={\mathrm{\&rho;}}_i+{\mathrm{\&eta;}}_i$

其中，ρ_i为初始密度，η_i为一随机数且0<η_i<Δρ_i，Δρ_i＝ρ_max-ρ_i，ρ_max为最大密度，为新的密度。

22.根据权利要求17所述的设备，其特征是，所述的新目标函数生成单元具体包括：

子波确定单元，用于根据所述的井旁道资料确定子波；

反射系数确定单元，用于根据所述的新的纵波速度曲线以及新的密度曲线确定新的反射系数；

褶积单元，用于将所述的子波与所述的反射系数进行褶积得到新的合成记录；

新目标函数确定单元，用于根据所述的新的合成记录、所述的井旁道资料确定新的目标函数。

23.根据权利要求14所述的设备，其特征是，所述的目标函数校正装置具体包括：

概率密度确定单元，用于根据确定概率密度p，其中E(old)为目标函数，E(new)为新的目标函数，k_b为波尔兹曼常数，T(curr)为退火温度；

第一校正单元，用于当ΔE＝E(new)-E(old)≤0，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

第二校正单元，用于当ΔE＝E(new)-E(old)>0，若0<p<R且0<R<1为一个随机数时，将所述的新的目标函数作为校正后的目标函数；

第三校正单元，用于当ΔE＝E(new)-E(old)>0，若0<p<R不成立时，将所述的目标函数作为校正后的目标函数。

24.根据权利要求14所述的设备，其特征是，所述的声波测井曲线校正装置具体包括：

合成记录确定单元，用于根据所述的校正后的目标函数确定其对应的合成记录；

参数确定单元，用于根据所述的合成记录确定与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线；

测井曲线确定单元，用于根据所述的与校正后的目标函数对应的纵波速度曲线以及密度曲线确定校正后的声波测井曲线。

25.根据权利要求14所述的设备，其特征是，所述的设备还包括：退火温度更新单元，用于按照冷却进度表更新退火温度。

26.根据权利要求25所述的设备，其特征是，所述的退火温度更新单元通过如下公式进行：

t_k＝α^k*t₀；

其中α取为常数，t₀为初始温度，k为叠代次数。