CN103809216B - 一种电阻率数据与地震数据联合速度建场方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油及天然气勘探的电阻率数据与地震数据联合速度建场方法，将电阻率数据与地震数据的空间位置进行数据匹配，得到时间域匹配的电阻率体、匹配的电阻率反演阻抗体；电阻率数据与地震数据联合反演，得到地层的初始速度体；速度误差分析校正，得到速度误差体；偏移数据体校正完成联合速度建场。本发明得到的速度场反映了探区地层的空间分布特征和速度变化规律，速度值与真实地层速度较为接近，深度预测误差较小，能可靠预测圈闭高点以及构造。

Description

一种电阻率数据与地震数据联合速度建场方法

技术领域

本发明涉及石油及天然气勘探技术，具体是一种电阻率数据与地震数据联合速度建场方法。

背景技术

在地震勘探时，探区由于受浅层两套高速砾岩层岩性岩相以及厚度变化的影响，速度纵横向变化非常复杂，导致地震资料盐下构造速度误差很大，落实构造形态和圈闭高点困难，因此搞清高速砾岩空间分布特征和速度变化规律是确定探区构造的重点。实践表明，单纯利用地震资料以及现有的钻井资料，很难有效预测浅层高速砾岩的分布特征。

利用重力、磁力、电法等为探测方法得到的反映地层信息的数据是非地震资料，其中电阻率资料能够反映高速砾岩的赋存特征，但是受非地震资料本身精度低的限制，单纯利用非地震电阻率资料也难以精细描述山前地质结构复杂区砾岩的空间分布特征以及速度变化规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可精细描述砾岩地层速度变化规律，利用电阻率数据与地震数据联合速度建场的方法。

本发明提供以下技术方案，具体包括如下步骤：

1）采集钻井资料、地震资料和电阻率资料，将实际地层的界面与地震剖面上的地震反射同相轴对应，层位追踪对比得到时间层位；

步骤1）所述的钻井资料包括探区所有井，全井段的钻井分层资料，钻井岩芯资料；

岩芯资料包括岩石速度、密度、孔隙度；

测井得到的全波列测井曲线数据。

步骤1）所述的地震资料包括井中地震测得的垂直地震剖面资料、叠前深度偏移处理数据和叠前深度偏移处理数据的速度体；

将叠前深度偏移处理数据和叠前深度偏移处理数据的速度体转换到时间域，得到时间域初始叠前深度偏移处理数据体和时间域初始叠前深度偏移处理速度体。

步骤1）所述的电阻率资料是电法勘探得到的深度域电阻率数据、深度域电阻率反演的速度体和深度域电阻率反演阻抗体；

将深度域电阻率数据和深度域电阻率反演阻抗体转换到时间域，得到时间域初始电阻率数据、时间域初始电阻率反演阻抗体。

步骤1）所述的时间层位是在时间域利用钻井资料以及垂直地震剖面资料对时间域地震数据和电阻率数据进行分别标定地震地质层位，然后进行层位对比追踪，得到地震数据的时间层位和电阻率数据的时间层位。

2）将电阻率数据与地震数据的空间位置进行数据匹配，得到时间域匹配的电阻率体、匹配的电阻率反演阻抗体；

步骤2）所述的数据匹配按照以下步骤完成：

（1）在时间域根据地震数据的面元和线道关系对电阻率数据进行重新网格和线道号重置，使电阻率数据与地震数据实现平面位置对应匹配；

（2）在时间域利用电阻率数据和地震数据时间层位关系对电阻率数据进行基于层位控制的体校正，使电阻率数据和地震数据具有相同地质含义的层位在时间上相等。

所述的层位控制的体校正是利用步骤1）的时间层位，把具有相同地层界面的地震和电阻率的时间层位比值作为一个伪速度对电阻率数据做一次时深转换，使得转换后的目标体与地震数据具有相同地质含义的反射界面匹配一致。

所述的比值是地震时间层位比非地震时间层位再乘以2。

3）电阻率数据与地震数据联合反演，得到地层的初始速度体；

步骤3）所述的联合反演是利用匹配后的电阻率数据和地震数据的层位建立地层模型，然后进行测井约束稀疏脉冲反演，反演得到地层的初始速度体；

所述的测井约束稀疏脉冲反演的低频由两部分组成：一部分是匹配后电阻率反演阻抗体的低频0到3赫兹；另一部分是地层模型的低频3到8赫兹。

4）速度误差分析校正，得到速度误差体，具体方法是；

（1）利用实测的岩芯速度与测井得到的声波速度的交汇关系对声波速度进行校正，使声波速度能够反映地层的速度规律；

（2）利用联合反演的初始速度体和校正以后的声波速度进行交汇，利用交汇关系对反演初始速度体进行校正；

（3）利用校正后的反演速度体与时间域初始叠前深度偏移速度体相减，得到初始速度误差体；把代表相同地质界面的钻井分层数据与叠前深度偏移数据的深度相减，得到深度误差。

用深度是速度和时间乘积的关系，逐层导出初始速度误差和深度误差呈线性关系，利用该线性关系对初始误差体进行修正，得到最终的速度误差体。

5）叠前深度偏移数据体校正，完成整个电阻率数据与地震数据的联合速度建场。

所述的叠前深度偏移数据体校正是在时间域把最终的速度误差体和初始的叠前深度偏移速度体相加，得到最终时间域的叠前深度偏移速度场；

利用最终时间域的叠前深度偏移速度场对时间域初始的叠前深度偏移数据体进行时深转换，得到最终的叠前深度偏移数据体。

本发明利用电阻率数据和地震数据联合速度建场，得到的速度场反映了探区地层的空间分布特征和速度变化规律，速度值与真实地层速度较为接近，利用该速度场进行时深转换，深度预测误差较小，可靠的预测目的层的圈闭高点以及构造形态，为钻井工程设计提供准确的地质数据。

附图说明

图1电阻率数据体校正前后对比图（左校正前、右校正后）；

图2某地区反演速度剖面与叠前深度偏移速度剖面对比图；

图3某地区F目的层的反演速度与叠前深度偏移速度误差平面图；

图4某地区F目的层深度误差和速度误差关系图；

图5最终反演速度体与叠前深度偏移速度体对比图；

图6某区叠前深度偏移数据目的层校正前后对比图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明。

本发明主要解决电阻率资料与地震资料联合解释进行速度建场的问题，主要步骤包括：（1）将电阻率数据与地震数据的空间位置进行数据匹配，得到时间域匹配的电阻率体、匹配的电阻率反演阻抗体；（2）电阻率数据与地震数据联合反演，得到地层的初始速度体；（3）速度误差分析校正，得到速度误差体；（4）前深度偏移数据体校正，完成整个电阻率数据与地震数据的联合速度建场。

本发明提供以下技术方案，具体包括如下步骤：

1）采集钻井资料、地震资料和电阻率资料，将实际地层的界面与地震剖面上的地震反射同相轴对应，层位追踪对比得到时间层位；

步骤1）所述的钻井资料包括探区所有井，全井段的钻井分层资料，钻井岩芯资料；

岩芯资料包括岩石速度、密度、孔隙度；

测井得到的全波列测井曲线数据。

步骤1）所述的地震资料包括井中地震测得的垂直地震剖面资料、叠前深度偏移处理数据和叠前深度偏移处理数据的速度体；

将叠前深度偏移处理数据和叠前深度偏移处理数据的速度体转换到时间域，得到时间域初始叠前深度偏移处理数据体和时间域初始叠前深度偏移处理速度体。

步骤1）所述的电阻率资料是电法勘探得到的深度域电阻率数据、深度域电阻率反演的速度体和深度域电阻率反演阻抗体；

将深度域电阻率数据和深度域电阻率反演阻抗体转换到时间域，得到时间域初始电阻率数据、时间域初始电阻率反演阻抗体。

步骤1）所述的时间层位是在时间域利用钻井资料以及垂直地震剖面资料对时间域地震数据和数据进行分别标定地震地质层位，然后进行层位对比追踪，得到地震数据的时间层位和电阻率数据的时间层位。

2）将电阻率数据与地震数据的空间位置进行数据匹配，得到时间域匹配的电阻率体、匹配的电阻率反演阻抗体；

步骤2）所述的数据匹配按照以下步骤完成：

（1）在时间域根据地震数据的面元和线道关系对电阻率数据进行重新网格和线道号重置，使电阻率数据与地震数据实现平面位置对应匹配；

（2）在时间域利用电阻率数据和地震数据时间层位关系对电阻率数据进行基于层位控制的体校正，使电阻率数据和地震数据具有相同地质含义的层位在时间上相等。

所述的层位控制的体校正是利用步骤1）的时间层位，把具有相同地层界面的地震和电阻率的时间层位比值作为一个伪速度对电阻率数据做一次时深转换，使得转换后的目标体与地震数据具有相同地质含义的反射界面匹配一致。

所述的比值是地震时间层位比非地震时间层位再乘以2。

3）电阻率数据与地震数据联合反演，得到地层的初始速度体；

步骤3）所述的联合反演是利用匹配后的电阻率数据和地震数据的层位建立地层模型，然后进行测井约束稀疏脉冲反演，反演得到地层的初始速度体；

所述的测井约束稀疏脉冲反演的低频由两部分组成：一部分是匹配后电阻率反演阻抗体的低频0到3赫兹；另一部分是地层模型的低频3到8赫兹。

4）速度误差分析校正，得到速度误差体，具体方法是；

（1）利用实测的岩芯速度与测井得到的声波速度的交汇关系对声波速度进行校正，使声波速度能够反映地层的速度规律；

（2）利用联合反演的初始速度体和校正以后的声波速度进行交汇，利用交汇关系对反演初始速度体进行校正；

（3）利用校正后的反演速度体与时间域初始叠前深度偏移速度体相减，得到初始速度误差体；把代表相同地质界面的钻井分层数据与叠前深度偏移数据的深度相减，得到深度误差。

用深度是速度和时间乘积的关系，逐层导出初始速度误差和深度误差呈线性关系，利用该线性关系对初始误差体进行修正，得到最终的速度误差体。

5）叠前深度偏移数据体校正，完成整个电阻率数据与地震数据的联合速度建场。

所述的叠前深度偏移数据体校正是在时间域把最终的速度误差体和初始的叠前深度偏移速度体相加，得到最终时间域的叠前深度偏移速度场；

利用最终时间域的叠前深度偏移速度场对时间域初始的叠前深度偏移数据体进行时深转换，得到最终的叠前深度偏移数据体。

以下为本发明实验举例。某区采集钻井资料，钻井资料包括所有井全井段的钻井分层资料，钻井岩芯资料，岩芯资料包括岩石的速度、密度、孔隙度数据，以及测井得到的全波列测井曲线数据；采集一套电阻率数据体，利用LCT3d方法反演得到电阻率密度体，再利用密度体用弗斯特公式计算出电阻率速度体，利用速度体和密度体相乘得到电阻率反演阻抗体；接着利用速度体把电阻率数据和反演阻抗体转换到时间域。采集一套叠前深度偏移数据和VSP（垂直地震剖面）资料，对叠前深度偏移数据通过叠前偏移处理得到相应的速度谱，利用速度谱把叠前深度偏移数据转换到时间域。在时间域利用钻井资料以及VSP(垂直地震剖面)资料对地震数据和电阻率数据分别标定地震地质层位，然后进行层位对比追踪，得到地震数据的时间层位和电阻率数据的时间层位。

在时间域对地震数据和电阻率数据进行网格面元分析，然后以地震资料的网格面元为准，对非地震数据进行重新网格内插，使电阻率数据的网格面元与地震数据的网格面元一致。然后对比两套数据相同位置的线道号，找出二者相同位置的线道号差异，以地震数据的线道号为准对电阻率数据进行线道号重置，使二者相同位置对应的线道号一致。由于电阻率数据和地震数据采集方法原理的不同，二者在时间域具有相同地质含义的地质界面在时间上不相等，因此要利用基于层位控制的体校方法对电阻率数据进行校正，使电阻率数据和地震数据具有相同地质含义的数据在时间上相等。具体做法是利用电阻率数据和地震数据追踪的时间层位，把多个具有相同地质含义的地震时间层位分别比上电阻率数据的时间层位，得到的比值作为一个伪速度，利用该伪速度对电阻率数据进行时深转换，然后再以地震数据的采样率为准对电阻率数据进行重采样，从而实现电阻率数据和地震数据具有相同地质含义的数据在时间上对应相等。

利用时间域地震数据和匹配后的电阻率数据的时间层位（地震数据的层位描述了研究区区域地层的分布格局，电阻率数据的时间层位描述了特殊岩性体的分布格局）联合建立地层模型，然后对地震数据进行测井约束稀疏脉冲反演，测井约束稀疏脉冲反演的低频由两部分组成：一部分是匹配后电阻率反演阻抗体的低频0到3赫兹；另一部分是地层模型的低频3到8赫兹。从而得到波阻抗体。利用井的速度和波阻抗的交汇关系，把反演的波阻抗体转换为速度体，从而得到初始速度体。

在时间域对初始速度体和叠前深度偏移速度体进行对比分析。首先利用实测的岩芯速度与测井得到的声波速度的交汇关系对声波速度进行校正，使声波速度能够反映地层的速度规律；然后利用联合反演的初始速度体和校正以后的声波速度进行交汇，利用交汇关系对反演初始速度体进行校正；接着利用校正后的反演速度体与时间域初始叠前深度偏移速度体相减，得到初始速度误差体；把代表相同地质界面的钻井分层数据与叠前深度偏移数据的深度相减，得到深度误差。最后利用深度是速度和时间乘积的关系（这里的地震时间是双程旅行时），逐层导出初始速度误差和深度误差呈线性关系，利用该线性关系对初始误差体进行修正，得到最终的速度误差体。

在时间域把最终的速度误差体和叠前深度偏移速度体相加，得到最终时间域的叠前深度偏移速度场，从而完成整个电阻率数据与地震数据的联合速度建场。然后利用该速度场对时间域叠前深度偏移数据体进行时深转换，得到最终的叠前深度偏移数据体。对校正后的叠前深度偏移数据体进行标定解释成图，得到地层的构造形态和圈闭要素。校正后目的层构造图形态和高点都发生了变化，校正后的构造图，与钻井揭示的圈闭要素，以及地层倾角等较为吻合，更加接近地质情况。从而为钻井设计提供较为准确的数据支持。

图1为电阻率数据体校正前后的对比图。图分上下两张剖面，图中上面张剖面为校正前的电阻率剖面，下面张剖面为校正后的电阻率剖面，它们的位置完全相同。图中，左右两边的刻度为时间刻度，单位为ms，上边的刻度为线道号位置。W1井是W1井在剖面上的投影位置。白色层是电阻率数据追踪的F层的时间层位，黑色层是地震数据追踪的F层的时间层位。图中的颜色的深浅反映了电阻率值的相对大小关系，越深的颜色代表值越大，越浅代表值越小。校正前后的剖面对比可以看出：校正以后的电阻率剖面形态发生了变化，具体变化是电阻率F层的数据下拉与地震F层的时间值一致。

图2为某地区联合反演速度剖面与叠前深度偏移速度剖面对比图。图分上下两张，图中上面张剖面为某区过W2井叠前深度偏移速度体剖面，下面张剖面为某区过W2井联合反演速度体剖面，它们的位置完全相同。图中，左边的刻度为时间刻度，单位为ms，上边的刻度为线道号位置。W2井是W2井在剖面上的投影位置，下面张图井投影线旁的曲线为声波速度曲线的投影。图中的颜色的深浅反映了速度值的相对大小关系，越深的颜色代表值越小，越浅代表值越大。通过对比可以看到，两张图在过W2井的位置都有一高速区，叠前深度偏移的速度反映很粗略，联合反演的速度反映较为细致，与声波速度曲线对比，速度规律匹配很好，说明反映了真实的地层速度变化规律。叠前深度偏移速度在W2井的左边有一高速区域，而联合反映的速度没有高速异常反映，与实际地质分析的结果吻合良好，说明叠前深度偏移速度在该区域与实际地层速度相差很大，可靠性差。

图3为某地区F目的层的反演速度与叠前深度偏移速度误差平面图。该图是由某地区F目的层到地表的反演速度的平均速度减去叠前深度偏移速度的平均速度得到的。图中的边框为线道号位置，由W1至W17为研究区域内现有的井点位置，有颜色的区域为研究区采集资料的范围，暗色代表误差值小，亮色浅代表误差值大。由图可以看出，主要误差值大的区域分布在南部W9井、W10井附近和W1井至W12井近东西向的条带上，实际地质分析表明，该区域存在特殊高速岩性体，影响了叠前深度偏移速度的拾取，联合反演最终的速度与实际地层速度相近，造成联合反演速度与叠前深度偏移速度存在差异。分析表明：该误差平面图与实际地层分布规律吻合良好，反映了速度误差分布规律。

图4为深度误差和速度误差关系图。图中纵坐标为速度误差值，单位为m/s，横坐标为深度误差，单位为米,正值代表深度在实际深度之上，负值代表深度在实际深度之下。图中的每个点反映了各个井点处F目的层钻井深度与叠前深度偏移处理数据的深度误差和该点处F目的层到地表的联合反演最终速度体的平均速度与叠前深度偏移速度体的平均速度的误差。由误差关系可以看到，呈线性相关关系。

图5为最终联合速度建场的速度体与叠前深度偏移速度体对比图。上面张图为最终联合速度建场的速度体，下面张图为叠前深度偏移速度体。视角为由南向北俯视。颜色的明暗反映了速度值的相对大小。数据体内的柱状线代表了实际井的位置。两张图对比可以看出：最终联合速度建场的速度体中有两个高速异常区域，这两个区域的速度变化规律与实际钻井地质分析是一致的。而叠前深度偏移速度体表现为整体是一个高速异常区域，反映不出地层的速度变化特征。对比表明最终联合速度建场的速度体反映了实际地层的速度变化规律，速度值与实际地层速度吻合度为96％。

图6为某区叠前深度偏移数据F目的层校正前后对比图。上面张为校正前的叠前深度偏移数据剖面，该数据是由初始的叠前深度偏移速度成像得到的。下面张为校正后的叠前深度偏移数据剖面，该数据是由最终联合速度建场的速度体校正得到的。图中左右的刻度为深度刻度，剖面顶部刻度为线道号位置刻度，W1至W4代表实际钻井位置以及井在剖面上的投影。虚线为F目的层在剖面上的深度层位。水平方向的黑线：上边条黑线为W3井F目的层的水平深度位置，下边条黑线为W4井F目的层的水平深度位置，旁边的数字为两口井F目的层的高差，单位为米。实际钻井揭示这两点之间的高差为1014米，校正前高差为720米，而校正后高差为1050米，由此可以看到，校正后的高差与实际高差更加接近，说明最终联合速度建场的速度更为准确。

Claims (10)

1.一种电阻率数据与地震数据联合速度建场的方法，特点是具体包括如下步骤：

1)采集钻井资料、地震资料和电阻率资料，将实际地层的界面与地震剖面上的地震反射同相轴对应，层位对比追踪得到时间层位；

2)将电阻率数据与地震数据的空间位置进行数据匹配，得到时间域匹配的电阻率体、匹配的电阻率反演阻抗体；

所述数据匹配包括：利用电阻率数据和地震数据追踪的时间层位，将多个具有相同地质含义的地震时间层位分别比上电阻率数据的时间层位，得到的比值作为一个伪速度，利用该伪速度对电阻率数据进行时深转换，然后再以地震数据的采样率为准对电阻率数据进行重采样；

3)电阻率数据与地震数据联合反演，得到地层的反演初始速度体；

4)速度误差分析校正，得到速度误差体，具体方法是；

(1)利用实测的岩芯速度与测井得到的声波速度的交汇关系对声波速度进行校正，使声波速度能够反映地层的速度规律；

(2)利用联合反演的初始速度体和校正以后的声波速度进行交汇，利用交汇关系对联合反演初始速度体进行校正，得到校正后的反演速度体；

(3)利用校正后的反演速度体与时间域初始叠前深度偏移处理速度体相减，得到初始速度误差体；把代表相同地质含义的时间层位的钻井分层数据与叠前深度偏移处理数据体的深度相减，得到深度误差；

用深度是速度和时间乘积的关系，逐层导出初始速度误差和深度误差呈线性关系，利用该线性关系对初始速度误差体进行修正，得到最终的速度误差体；

5)叠前深度偏移处理数据体校正，完成整个电阻率数据与地震数据的联合速度建场。

2.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的钻井资料包括探区所有井，全井段的钻井分层资料，钻井岩芯资料；钻井岩芯资料包括岩石速度、密度、孔隙度。

3.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的地震资料包括井中地震测得的垂直地震剖面资料、叠前深度偏移处理数据体和叠前深度偏移处理数据的速度体；

将叠前深度偏移处理数据体和叠前深度偏移处理数据的速度体转换到时间域，得到时间域初始叠前深度偏移处理数据体和时间域初始叠前深度偏移处理速度体。

4.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的电阻率资料是电法勘探得到的深度域电阻率数据、深度域电阻率反演的速度体和深度域电阻率反演阻抗体；

将深度域电阻率数据和深度域电阻率反演阻抗体转换到时间域，得到时间域初始电阻率数据、时间域初始电阻率反演阻抗体。

5.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的时间层位是在时间域利用钻井资料以及垂直地震剖面资料对时间域地震数据和电阻率数据进行分别标定地震地质层位，然后进行层位对比追踪，得到地震数据的时间层位和电阻率数据的时间层位。

6.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤2)所述的数据匹配按照以下步骤完成：

(1)在时间域根据地震数据的面元和线道关系对电阻率数据进行重新网格和线道号重置，使电阻率数据与地震数据实现平面位置对应匹配；

(2)在时间域利用电阻率数据和地震数据时间层位关系对电阻率数据进行基于层位控制的体校正，使电阻率数据和地震数据具有相同地质含义的时间层位在时间上相等。

7.根据权利要求6所述的方法，特点是所述的比值是地震时间层位比非地震时间层位再乘以2。

8.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤3)所述的联合反演是利用匹配后的电阻率数据和地震数据的时间层位建立地层模型，然后进行测井约束稀疏脉冲反演，反演得到地层的初始速度体。

9.根据权利要求8所述的方法，特点是所述的测井约束稀疏脉冲反演的低频由两部分组成：一部分是匹配后电阻率反演阻抗体的低频0到3赫兹；另一部分是地层模型的低频3到8赫兹。

10.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤5)所述的叠前深度偏移处理数据体校正是在时间域把最终的速度误差体和初始的叠前深度偏移处理速度体相加，得到最终时间域的叠前深度偏移速度场；

利用最终时间域的叠前深度偏移速度场对时间域初始的叠前深度偏移处理数据体进行时深转换，得到最终的叠前深度偏移处理数据体。