CN107561580B - 基于多层多井建立初始地质模型的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于多层多井建立初始地质模型的方法，包括以下步骤：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，制作合成地震记录，进行层位标定，获得井旁地震道；针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，求取所述井的所述地层处的地震记录与井旁地震道之间的地层变换因子；针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算工区内所求位置处的地震记录与测井位置处的地震记录之间的相关系数；针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算所述井的所述地层的相关系数的权重。该方法能够在工区地层复杂的情况下建立既精确又能满足实际工区需要的初始地质模型。

Description

基于多层多井建立初始地质模型的方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域的电数字数据处理方法，特别涉及一种基于多层多井建立初始地质模型的方法。

背景技术

目前基于地层变换因子建立初始地质模型的方法，已经从单井计算发展到利用多井信息，并由基于反距离加权分配各个井权重的方法，发展到采用相关系数法来计算所求地震记录与各个井旁地震记录之间的相关性，并以此来分配权重，从而能够在工区构造复杂的情况下建立初始模型，使得基于地层变换因子的建模方法在复杂工区下的适用性得到提高。

但是现有方法多数是在单层条件下进行计算，如果目的层为多层构造，不同的地层会计算出不同的地层变换因子，如果在多层构造中采用单一地层变换因子进行计算，会存在计算不精确的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多层多井建立初始地质模型的方法，其对现有算法进行改进，能够适用于多种地层条件。

本发明采用以下解决方案：

一种基于多层多井建立初始地质模型的方法，包括以下步骤：

步骤1：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，制作合成地震记录，进行层位标定，获得井旁地震道；

步骤2：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，求取所述井的所述地层处的地震记录与井旁地震道之间的地层变换因子；

步骤3：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算工区内所求位置处的地震记录与测井位置处的地震记录之间的相关系数；

步骤4：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算所述井的所述地层的相关系数的权重；

步骤5：根据工区内的每口井的每一地层的所述权重、地层变换因子以及测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度求取合成纵波阻抗、合成横波阻抗和合成密度。

优选地，通过以下公式(1)制作合成地震记录：

s'(t)_il＝w(t)_il*r(t)_il (1)

其中，s'(t)_il表示第i口井、第l层的合成地震记录,r(t)_il表示第i口井、第l层的反射系数序列，w(t)_il表示第i口井、第l层的地震子波。

优选地，通过以下公式(2)计算反射系数：

其中，ρ_1il、ρ_2il表示界面上、下两层的密度，v_1il、v_2il表示界面上、下两层的速度。

优选地，通过以下公式(10)计算地层变换因子：

其中，seis(t)_il和分别表示第i口井的第l层的地震记录和地层变换因子，s(t)_il表示第i口井、第l层的井旁地震道。

优选地，通过以下公式(11)计算所述相关系数：

其中，x为所求位置处的地震记录样点值，y为测井位置处的地震记录样点值，i为井数的计数标识，l为层数的计数标识，j为地震记录采样点数的计数标识，s为地震记录的总采样点数，x_ijl为对于第i口井、第l层所求位置处的第j个地震记录样点值，y_ijl为对于第i口井、第l层测井位置处的第j个地震记录样点值，γ_il为所求位置处的地震记录与第i口井、第l层的测井位置处的地震记录之间的相关系数。

优选地，采用归一化算法通过以下公式(12)计算所述权重：

其中，ε_il为第i口井的第l层的相关系数的权重。

优选地，通过以下公式(16)至(18)计算合成纵波阻抗AI(t)^*、合成横波阻抗SI(t)^*和合成密度DEN(t)^*：

其中，m为总地层数，n为总井数，AI(t)_il、SI(t)_il、DEN(t)_il分别表示第i口井的第l层处的测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于改进目前以单层为基础的建立初始地质模型的方法，采用多层控制的方法来求取每一地层的地层变换因子，并以此为基础建立初始地质模型。该方法考虑了目的层为多层构造的情况，能够适应复杂地质情况，能力建立更加精确的初始模型。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。

图1显示根据示例性实施例的基于多层多井建立初始地质模型的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开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公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1显示根据示例性实施例的基于多层多井建立初始地质模型的方法的流程图，其包括以下步骤：

步骤1：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，制作合成地震记录，进行层位标定，获得井旁地震道

工区内的第i口井的第l层处的合成地震记录s'(t)_il如以下公式(1)所示：

s'(t)_il＝w(t)_il*r(t)_il (1)

其中，s'(t)_il表示第i口井、第l层的合成地震记录,r(t)_il表示第i口井、第l层的反射系数序列，w(t)_il表示第i口井、第l层的地震子波。

第i口井、第l层的界面反射系数r(t)_il可通过界面上下两层的波阻抗计算得到，其表达式如以下公式(2)所示：

其中，ρ_1il、ρ_2il表示界面上、下两层的密度，v_1il、v_2il表示界面上、下两层的速度，速度数据从测井资料中获得。

生成合成地震记录之后，将合成地震记录与井旁地震道进行对比，以进行层位标定。井旁地震道与合成地震记录一致，也记作s(t)_il。

通过层位标定，可实现测井层位到地震层位的标定和映射，使得测井层位和地震层位匹配。通过合成地震记录进行层位标定属于现有技术，在此不再赘述。

步骤2：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，求取所述井的所述地层处的地震记录与井旁地震道之间的地层变换因子

通过褶积模型可以表达地震记录与井旁地震道之间的关系，如以下公式(9)所示：

其中，seis(t)_il和分别表示第i口井的第l层的地震记录和地层变换因子。地震记录seis(t)_ll是通过测量得到的原始地震数据。

公式(9)给出了地震记录与井旁地震道之间的关系，通过该公式(9)可以求出地震记录与井旁地震道之间的地层变换因子，如以下公式(10)所示：

步骤3：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算工区内所求位置处的地震记录与测井位置处的地震记录之间的相关系数：

针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，可以根据以下公式(11)计算工区内所求位置处的地震记录与测井位置处的地震记录之间的相关系数：

其中，x为所求位置处的地震记录样点值，y为测井位置处的地震记录样点值，i为井数的计数标识，l为层数的计数标识，j为地震记录采样点数的计数标识，s为地震记录的总采样点数，x_ijl为对于第i口井、第l层所求位置处的第j个地震记录样点值，y_ijl为对于第i口井、第l层测井位置处的第j个地震记录样点值，γ_il为所求位置处的地震记录与第i口井、第l层的测井位置处的地震记录之间的相关系数。

所求位置可以根据工区的面积和其他地质条件通过网格划分来确定。每条地震记录包含所有地震记录采样点的样点值，既包括所求位置处的地震记录样点值，也包含测井位置处的地震记录样点值。

步骤4：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算所述井的所述地层的相关系数的权重

针对每口井，针对所述井的每一地层，采用归一化算法计算该口井的相关系数的权重，如以下公式(12)所示：

其中，ε_il为第i口井的第l层的相关系数的权重。

步骤5：根据工区内的每口井的每一地层的所述权重、地层变换因子以及测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度求取合成纵波阻抗、合成横波阻抗和合成密度

地震数据是包含空间变化关系的数据载体，因而井旁地震道与测井纵波阻抗、横波阻抗和密度数据之间存在着关联，通过褶积公式可以表达这种关联，如以下公式(3)至(5)所示：

AI(t)_il＝aiw(t)_il*s(t)_il (3)

SI(t)_il＝siw(t)_il*s(t)_il (4)

DEN(t)_il＝denw(t)_il*s(t)_il (5)

其中，AI(t)_il、SI(t)_il、DEN(t)_il、aiw(t)_il、siw(t)_il、denw(t)_il分别表示第i口井的第l层的测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度、纵波匹配因子、横波匹配因子、密度匹配因子。

对公式(3)至(5)式进行反褶积变换，可以得到纵波匹配因子aiw(t)_il、横波匹配因子siw(t)_il、密度匹配因子denw(t)_il的表达式，如以下公式(6)至(8)所示：

aiw(t)_il＝AI(t)_il*s(t)_il ^-1 (6)

siw(t)_il＝SI(t)_il*s(t)_il ^-1 (7)

denw(t)_il＝DEN(t)_il*s(t)_il ^-1 (8)

此外，由于地震数据的空间变化关系在同一工区中是一定的，因此地震道与井旁地震道具有相同的空间变化关系，所求位置处的合成纵波阻抗AI(t)^*、合成横波阻抗SI(t)^*和合成密度DEN(t)^*可分别通过公式(13)至(15)表示：

AI(t)^*＝aiw(t)*seis(t)； (13)

SI(t)^*＝siw(t)*seis(t)； (14)

DEN(t)^*＝denw(t)*seis(t)； (15)

基于前述公式(3)-(8)、公式(10)以及公式(13)-(15)，可以求取合成纵波阻抗AI(t)^*、合成横波阻抗SI(t)^*和合成密度DEN(t)^*，如以下公式(16)至(18)所示：

其中，m为总地层数，n为总井数。

通过公式(16)可以看出，所要求取的地震道处的合成纵波阻抗是测井纵波阻抗与地层变换因子的褶积，而地层变换因子则由地震记录与井旁地震道进行反褶积获得。类似地，合成横波阻抗是测井横波阻抗与地层变换因子的褶积，合成密度是测井密度与地层变换因子的褶积。

实施例1

在实施例中，以合成纵波阻抗的求取过程为例说明根据示例性实施例的基于多层多井建立初始地质模型的方法，合成横波阻抗和合成密度的求取过程是类似的。

首先，制作合成地震记录，对测井数据与地震数据进行层位标定，标定后的数据在时间和深度上达到了匹配；

然后，针对工区内的每口井，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的地层变换因子

接着，针对每个地震记录采样点，沿层计算工区内所求位置处的地震记录与测井位置处的地震记录之间的相关系数，采用归一算法，分配每口井的每个地层的相关系数权重；

最后，根据工区内的每口井的每一地层的所述权重、地层变换因子以及测井纵波阻抗，就可获得该处地震记录的合成纵波阻抗模型。

采用同样的流程可以求取相应的合成横波阻抗和合成密度。

通过求取地层变换因子并分配权重ε，由于本身已经是通过地震记录和井旁地震记录求取的，在得到地层变换因子后将其与测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度进行计算，可以获得相应的各个模型，即通过公式(16)、(17)、(18)，可以采用简化的方式来获得各个模型。

上述技术方案只是本发明的一种实施例，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开的原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例的描述，因此前面的描述只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (6)

1.一种基于多层多井建立初始地质模型的方法，包括以下步骤：

步骤1：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，制作合成地震记录，进行层位标定，获得井旁地震道；

步骤2：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，求取所述井的所述地层处的地震记录与井旁地震道之间的地层变换因子；

步骤3：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算工区内所求位置处的地震记录与测井位置处的地震记录之间的相关系数；

步骤4：针对工区内的每口井，针对所述井的每一地层，计算所述井的所述地层的相关系数的权重；

步骤5：根据工区内的每口井的每一地层的所述权重、地层变换因子以及测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度求取合成纵波阻抗、合成横波阻抗和合成密度；

其中通过以下公式(10)计算地层变换因子：

其中，seis(t)_il和分别表示第i口井的第l层的地震记录和地层变换因子，s(t)_il表示第i口井、第l层的井旁地震道。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过以下公式(1)制作合成地震记录：

s'(t)_il＝w(t)_il*r(t)_il (1)

其中，s'(t)_il表示第i口井、第l层的合成地震记录，r(t)_il表示第i口井、第l层的反射系数序列，w(t)_il表示第i口井、第l层的地震子波。

3.根据权利要求2所述的方法，其中通过以下公式(2)计算反射系数r(t)_il：

其中，ρ_1il、ρ_2il表示界面上、下两层的密度，v_1il、v_2il表示界面上、下两层的速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中通过以下公式(11)计算所述相关系数：

其中，x为所求位置处的地震记录样点值，y为测井位置处的地震记录样点值，i为井数的计数标识，l为层数的计数标识，j为地震记录采样点数的计数标识，s为地震记录的总采样点数，x_ijl为对于第i口井、第l层所求位置处的第j个地震记录样点值，y_ijl为对于第i口井、第l层测井位置处的第j个地震记录样点值，γ_il为所求位置处的地震记录与第i口井、第l层的测井位置处的地震记录之间的相关系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中采用归一化算法通过以下公式(12)计算所述权重：

其中，ε_il为第i口井的第l层的相关系数的权重。

6.根据权利要求5所述的方法，其中通过以下公式(16)至(18)计算合成纵波阻抗AI(t)^*、合成横波阻抗SI(t)^*和合成密度DEN(t)^*：

其中，m为总地层数，n为总井数，AI(t)_il、SI(t)_il、DEN(t)_il分别表示第i口井的第l层处的测井纵波阻抗、测井横波阻抗、测井密度。