CN107238859A - 计算虚拟井合成地震记录的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种计算虚拟井合成地震记录的方法及系统。该方法可以包括：对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据；基于预处理后的测井数据，获得反射系数；基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子；以及基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录。
Description
技术领域
本发明涉及地震勘探领域，更具体地，涉及一种计算虚拟井合成地震记录的方法及系统。
背景技术
在地震勘探领域，合成地震记录是地震剖面层位标定不可缺少的资料，它是地震时间剖面与地质层位解释的桥梁，也是地震资料解释过程中层位标定的重要手段。合成地震记录最终使抽象的地震数据与实际的地质模型连接起来，为地震资料解释的可靠性提供了依据。但是，实际应用中，由于井数量有限，在没有井的位置，为了更好地进行储层解释，多数采用已知井数据，通过空间插值技术，内插一个井数据(通常称作虚拟井)，并计算出虚拟井的合成地震记录，从而在无井区实现层位标定工作。
发明人发现，在已知井的数量较少情况下，根据现有技术的方法获得的虚拟井的合成地震记录精度较差。因此，有必要开发一种高精度的计算虚拟井合成地震记录的方法及系统。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种计算虚拟井合成地震记录的方法及系统，其能够通过已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系获取褶积算子，进而计算虚拟井合成地震记录，实现虚拟井合成地震记录的精确计算。
根据本发明的一方面，提出了一种计算虚拟井合成地震记录的方法。所述方法可以包括：对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据；基于预处理后的测井数据，获得反射系数；基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子；以及基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录。
根据本发明的另一方面，提出了一种计算虚拟井合成地震记录的系统，所述系统可以包括：用于对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据的单元；用于基于预处理后的测井数据，获得反射系数的单元；用于基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子的单元；以及用于基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录的单元。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的计算虚拟井合成地震记录的方法的步骤的流程图。
图2a、图2b和图2c示出了根据本发明的一个实施例的计算虚拟井合成地震记录的方法的示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的计算虚拟井合成地震记录的方法的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
图1示出了计算虚拟井合成地震记录的方法的步骤的流程图。
在该实施例中，根据本发明的计算虚拟井合成地震记录的方法可以包括：步骤101，对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据；步骤102，基于预处理后的测井数据，获得反射系数；步骤103，基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子；以及步骤104，基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录。
该实施例通过已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系获取褶积算子，进而计算虚拟井合成地震记录，实现虚拟井合成地震记录的精确计算。
下面详细说明根据本发明的计算虚拟井合成地震记录的方法的具体步骤。
测井数据预处理
在一个示例中，可以对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据。
在一个示例中，对测井数据进行预处理可以包括：对测井数据进行井眼影响校正和声波漂移校正。
具体地，对声波测井数据进行预处理的主要内容是井眼影响校正和声波漂移校正。井眼影响校正的目的是消除泥浆浸入和井径对声波测井的影响；声波漂移校正是指用VSP测井资料校正声波测井资料，使声波测井与VSP对同一段地层测得的层速度一致。但本领域技术人员应当理解，可以采用本领域已知的各种常规预处理方法，对声波测井数据进行校正，从而获得预处理后的测井数据。
获得反射系数
在一个示例中，可以基于预处理后的测井数据，获得反射系数。
在一个示例中，获得反射系数可以包括：对预处理后的测井数据进行深度时间转换，获得声波速度，进而获得反射系数。
在一个示例中，进行深度时间转换包括：在有垂直地震剖面资料的情况下，根据深度时间关系曲线进行深度时间转换；以及在没有垂直地震剖面资料的情况下，根据下面的公式进行深度时间转换：
其中，ti表示第i个采样点的时间，d表示深度采样间隔，vj表示第j个采样点处的声波速度，j的取值范围为1到i。
具体地，需要对预处理后的测井数据进行深度时间转换，以获得声波速度。在有垂直地震剖面(VSP)资料的情况下，可以根据深度时间关系曲线进行深度时间转换。假定时深关系曲线为ti(di)，ti为当深度为di时对应的时间，在声波速度中，找到深度为di时的声波速度vi，那么该速度对应的时间就是ti，从而完成了速度的深度时间转换。
在没有垂直地震剖面资料的情况下，可以通过以下公式(1)进行深度时间转换：
其中，ti表示第i个采样点的时间，d表示深度采样间隔，vj表示第j个采样点处的声波速度，j的取值范围为1到i。这样，可以获得各个采样点处的声波速度vi。
然后，基于声波速度vi，可以根据下面的公式获取反射系数：
R(ti)＝(ρi+1vi+1-ρivi)/(ρi+1vi+1+ρivi) (2)
其中，R(ti)可以表示第i个采样点的时间ti处的反射系数，ρi可以表示从密度测井获得的第i个采样点处的密度。这样，通过公式(2)进行多次计算，就可以获得整个反射系数序列R(t)。
获得已知井的合成地震记录和褶积算子
在一个示例中，可以基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子。
在一个示例中，获得已知井的合成地震记录和褶积算子可以包括：基于预处理后的测井数据和反射系数，获取已知井的合成地震记录：以及基于预处理后的测井数据的已知井和虚拟井处的地震道数据，获取褶积算子。
其中，已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系满足：
其中，t表示时间，Sc(t)表示虚拟井处的地震道数据，Sn(t)表示第n个已知井处的地震道数据，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
具体地，可以先计算第n个已知井的合成地震记录Ln(t)。基于预处理后的测井数据，可以获取地震子波u(t)，则第n个已知井的合成地震记录Ln(t)可以表示为地震子波u(t)和反射系数R(t)的褶积：
Ln(t)＝R(t)*u(t) (4)
因此，通过公式(4)，可以获取各个已知井的合成地震记录Ln(t)。
然后，可以获取褶积算子。由于地震数据相对测井数据空间分布范围更广，地震数据本身的变化是一个空间变化关系的数据载体，它反映了地质体在空间上的变化，因此，地震数据在空间上存在相关性。已知井旁地震数据(已知井处的地震道数据)和虚拟井旁地震数据(虚拟井处的地震道数据)是同一地质构造的反映，所以二者存在公式(3)所示的关系：
其中，t表示时间，Sc(t)表示虚拟井处的地震道数据，Sn(t)表示第n个已知井处的地震道数据，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
因此，通过公式(3)，可以获得褶积算子wn(t)。
获得虚拟井合成地震记录
在一个示例中，可以基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录。
在一个示例中，获得虚拟井的合成地震记录可以包括：基于已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系，获得虚拟井的合成地震记录，其中，已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系满足：
其中，t表示时间，Lc(t)表示虚拟井的合成地震记录，Ln(t)表示第n个已知井的合成地震记录，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
具体地，震数据体本身的变化是地下地质体(或储层)空间变化的数据载体，地震数据可以用多种属性来描述(如：振幅、频率等)，本发明利用地震振幅信息。地震属性相对于测井数据在横向上具有较好的延续性，因为测井和井旁地震道数据反映了地下同一空间位置的储层变化，因此，可以通过井旁地震道的空间相关性，预测虚拟井数据，根据虚拟井数据可以估计虚拟井合成地震记录。
由于在前面的步骤中，已经分别获得了已知井的合成地震记录和褶积算子，因此，可以根据公式(5)来计算虚拟井的合成地震记录Lc(t)：
其中，t表示时间，Lc(t)表示虚拟井的合成地震记录，Ln(t)表示第n个已知井的合成地震记录，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
综上所述，本实施例通过已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系获取褶积算子，进而基于已知井的合成地震记录来计算虚拟井合成地震记录，实现虚拟井合成地震记录的精确计算。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
图2a、图2b和图2c示出了示出了根据本发明的一个实施例的计算虚拟井合成地震记录的方法的示意图，其中，左侧表示地震道数据，右侧表示合成地震记录。如图2a、图2b和图2c所示，已知a、b处的测井(已知井)合成地震记录(右)和井旁地震道(已知井处的地震道数据，左)，已知c处的地震道数据(虚拟井处的地震道数据，左)，估计c处的虚拟井合成地震记录(右)。采用的方法是：应用地震数据体建立点a、b与c处的地震道数据之间的关系，获取褶积算子，然后利用褶积算子由点a、b处的测井数据(合成地震记录)得到点c处的虚拟井数据(合成地震记录)。实际应用中，应该是已知井越多越好。
图3示出了根据本发明的一个实施例的计算虚拟井合成地震记录的方法的示意图，其中，横轴表示地震道的编号，纵轴表示时间，单位为秒。图3示出了塔河油田某已知井(左侧，地震道编号280附近)和过井地震剖面估计的虚拟井合成地震记录(右侧，地震道编号380附近)与地震剖面的对比。如图3所示，虚拟井合成地震记录与地震剖面层位很吻合，说明根据本发明的方法计算的虚拟井合成地震记录精度较高。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
实施例2
根据本发明的实施例，提供了一种计算虚拟井合成地震记录的系统，所述系统可以包括：用于对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据的单元；用于基于预处理后的测井数据，获得反射系数的单元；用于基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子的单元；以及用于基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录的单元。
该实施例通过已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系获取褶积算子，进而计算虚拟井合成地震记录，实现虚拟井合成地震记录的精确计算。
在一个示例中，获得已知井的合成地震记录和褶积算子可以包括：基于预处理后的测井数据和反射系数，获取已知井的合成地震记录：以及基于预处理后的测井数据的已知井和虚拟井处的地震道数据，获取褶积算子。其中，已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系可以满足：
其中，t表示时间，Sc(t)表示虚拟井处的地震道数据，Sn(t)表示第n个已知井处的地震道数据，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
在一个示例中，获得虚拟井的合成地震记录可以包括：基于已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系，获得虚拟井的合成地震记录。其中，已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系可以满足：
其中，t表示时间，Lc(t)表示虚拟井的合成地震记录，Ln(t)表示第n个已知井的合成地震记录，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
在一个示例中，获得反射系数可以包括：对预处理后的测井数据进行深度时间转换，获得声波速度，进而获得反射系数。其中，进行深度时间转换可以包括：在有垂直地震剖面资料的情况下，根据深度时间关系曲线进行深度时间转换；以及在没有垂直地震剖面资料的情况下，根据下面的公式进行深度时间转换：
其中，ti表示第i个采样点的时间，d表示深度采样间隔，vj表示第j个采样点处的声波速度，j的取值范围为1到i。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种计算虚拟井合成地震记录的方法，包括：
对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据；
基于预处理后的测井数据，获得反射系数；
基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子；以及
基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录。
2.根据权利要求1所述的计算虚拟井合成地震记录的方法，其中，获得已知井的合成地震记录和褶积算子包括：
基于预处理后的测井数据和反射系数，获取已知井的合成地震记录：以及基于预处理后的测井数据的已知井和虚拟井处的地震道数据，获取褶积算子，
其中，已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系满足：
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其中，t表示时间，Sc(t)表示虚拟井处的地震道数据，Sn(t)表示第n个已知井处的地震道数据，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
3.根据权利要求2所述的计算虚拟井合成地震记录的方法，其中，获得虚拟井的合成地震记录包括：基于已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系，获得虚拟井的合成地震记录，
其中，已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系满足：
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其中，t表示时间，Lc(t)表示虚拟井的合成地震记录，Ln(t)表示第n个已知井的合成地震记录，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
4.根据权利要求1所述的计算虚拟井合成地震记录的方法，其中，对测井数据进行预处理包括：对测井数据进行井眼影响校正和声波漂移校正。
5.根据权利要求1所述的计算虚拟井合成地震记录的方法，其中，获得反射系数包括：对预处理后的测井数据进行深度时间转换，获得声波速度，进而获得反射系数。
6.根据权利要求5所述的计算虚拟井合成地震记录的方法，其中，进行深度时间转换包括：
在有垂直地震剖面资料的情况下，根据深度时间关系曲线进行深度时间转换；以及
在没有垂直地震剖面资料的情况下，根据下面的公式进行深度时间转换：
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其中，ti表示第i个采样点的时间，d表示深度采样间隔，vj表示第j个采样点处的声波速度，j的取值范围为1到i。
7.一种计算虚拟井合成地震记录的系统，包括：
用于对测井数据进行预处理，获得预处理后的测井数据的单元；
用于基于预处理后的测井数据，获得反射系数的单元；
用于基于预处理后的测井数据和反射系数，获得已知井的合成地震记录和褶积算子的单元；以及
用于基于已知井的合成地震记录和褶积算子，获得虚拟井的合成地震记录的单元。
8.根据权利要求7所述的计算虚拟井合成地震记录的系统，其中，获得已知井的合成地震记录和褶积算子包括：
基于预处理后的测井数据和反射系数，获取已知井的合成地震记录：以及
基于预处理后的测井数据的已知井和虚拟井处的地震道数据，获取褶积算子，
其中，已知井和虚拟井处的地震道数据之间的关系满足：
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其中，t表示时间，Sc(t)表示虚拟井处的地震道数据，Sn(t)表示第n个已知井处的地震道数据，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
9.根据权利要求8所述的计算虚拟井合成地震记录的系统，其中，获得虚拟井的合成地震记录包括：基于已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系，获得虚拟井的合成地震记录，
其中，已知井和虚拟井的合成地震记录之间的关系满足：
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其中，t表示时间，Lc(t)表示虚拟井的合成地震记录，Ln(t)表示第n个已知井的合成地震记录，wn(t)表示褶积算子，N表示已知井的数量。
10.根据权利要求7所述的计算虚拟井合成地震记录的系统，其中，获得反射系数包括：对预处理后的测井数据进行深度时间转换，获得声波速度，进而获得反射系数；
其中，进行深度时间转换包括：
在有垂直地震剖面资料的情况下，根据深度时间关系曲线进行深度时间转换；以及
在没有垂直地震剖面资料的情况下，根据下面的公式进行深度时间转换：
<mrow>
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