CN109100791A - 基于纵横向空间约束的速度反演方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于纵横向空间约束的速度反演方法，该基于纵横向空间约束的速度反演方法包括：步骤1，建立初始的速度模型，并进行偏移成像；步骤2，对成像结果进行分析，使用已有的测井资料进行深度域误差分析；步骤3，建立目标层位基本的构造控制模型；步骤4，在构造解释的基础上，使用目标层对应的井资料进行速度描述，为目标层建立相对精确的速度模型；步骤5，使用构造解释和测井解释信息建立速度模型；步骤6，使用井资料控制的随机速度反演方法进行目标层位的速度反演。该基于纵横向空间约束的速度反演方法采用基于实际地震记录振幅信息和井速度分布概率的速度反演方法，较好地解决各种复杂区域的速度反演问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探地震资料处理技术领域，特别是涉及到一种基于纵横向空间约束的速度反演方法。
背景技术
速度在地震资料处理中占有重要的地位，常用的速度反演方法有很多，比如常用的速度分析、层析速度反演、测井速度插值、全波形反演等手段。常用的速度分析方法获得的是均方根速度，获得的速度是基于水平层状介质假设条件下获得的速度分析结果。层析速度依赖于拾取的有效波走时，在速度突变区域反演结果可靠性较差。测井速度插值的方法严重依赖测井分布情况，在测井附近速度结果可靠，但距离测井距离越远速度精度越差。全波形反演方法是目前公认的较为可靠的速度反演方法，但是该方法严重依赖初始速度模型，并且计算效率极低，在实际生产中难以取得应用。现有的速度反演方法均在实际生产中有所应用，并且都有一定的效果，但是在构造复杂、速度突变的地区所有的速度反演方法，均存在获得的速度难以反映实际构造特征的情况。
地震资料处理解释中，速度起着非常重要的作用。由于常用速度反演方法在构造复杂区域，速度存在突变的资料中，难以获得合理的反演结果，因此处理解释的工作需要一种能够解决各种复杂构造情况的速度反演方法。为此我们发明了一种新的基于纵横向空间约束的速度反演方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种在资料构造复杂区域，速度变换剧烈部位,以及不同复杂情况下均能实现合理速度场反演的基于纵横向空间约束的速度反演方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于纵横向空间约束的速度反演方法，该基于纵横向空间约束的速度反演方法包括：步骤1，建立初始的速度模型，并进行偏移成像；步骤2，对成像结果进行分析，使用已有的测井资料进行深度域误差分析；步骤3，建立目标层位基本的构造控制模型；步骤4，在构造解释的基础上，使用目标层对应的井资料进行速度描述，为目标层建立相对精确的速度模型；步骤5，使用构造解释和测井解释信息建立速度模型；步骤6，使用井资料控制的随机速度反演方法进行目标层位的速度反演。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，对需要进行速度建模的区域使用常规速度建模方法进行建模，建立初始的速度模型。
在步骤1中，成像后使用已有测井资料对成像精度进行度量。
在步骤2中，如果成像结果和测井资料误差较小，认为满足成像质量，直接输出成像结果，流程结束；反之如果与测井资料误差较大，则认为不满足成像质量，则需要进行进一步的速度建模，流程进入到步骤3。
在步骤3中，对目标层进行构造解释，建立目标层位基本的构造控制模型。
在步骤5中，使用构造解释和测井解释信息建立速度模型，地震层位作为横向框架，以测井分层信息作为纵向约束框架，以区域内统计的平均速度值作为填充速度，建立以各个闭合小区域组成的速度场，该速度场受纵横向框架约束，可以实现速度各个方向的突变；下一步的随机速度反演是以该速度模型作为初始模型的。
在步骤6中，使用井资料控制的随机速度反演方法进行目标层位的速度反演，井控随机速度反演的基本原理如下：
X(t)＝W(t)*R(t) (1)
X(t)表示地震记录，W(t)为地震子波，R(t)是地层波阻抗AI的函数，即：
AIt+1，AIt分别表示t+1和t时刻的波阻抗值；根据反演区域速度和密度的关系，直接将波阻抗AI转换为速度V的关系式，如下式(3)，式中P为常数，Vt+1和Vt分别为t+1和t时刻的速度值；
根据测井资料中速度的分布概率，按照给定概率生成不同的速度值，合成理论资料X′(t)，当X(t)与X′(t)两者误差小于给定阈值时，即认为完成了随机速度反演，将反演结果输出；在此过程中，测井资料提供了速度的分布概率函数，起到了井控作用。
该基于纵横向空间约束的速度反演方法还包括，在步骤6之后，用步骤6的速度模型替换步骤1的速度模型，完成步骤1，步骤2的任务。直到偏移成像结果与测井信息匹配度满足要求。
本发明中的基于纵横向空间约束的速度反演方法，针对目前速度反演中在速度突变区域，构造过于复杂的区域反演效果不佳的问题，提出一种针对局部复杂构造进行速度反演的方法。根据实际资料的情况，使用人工解释的断层及层位进行横向约束，使用测井分层进行纵向约束，使用测井分层统计的速度作为背景速度，采用基于实际地震记录振幅信息和井速度分布概率的速度反演方法，较好地解决各种复杂区域的速度反演问题。该基于纵横向空间约束的速度反演方法有着其他速度反演方法不可比拟的优势，其具体优势和特点表现在以下几个方面：
第一、方法原理的可靠性。基于解释层位和测井分层的约束，建立了可靠的速度分布区间，有效解决了速度不能突变的反演问题。使用测井统计速度作为背景速度，提高了反演初始速度的精度。
第二、操作简单易实现。通过逐次迭代，不断优化的思想实现解释层位的不断改进。不管解释层位还是测井资料均为处理解释中的中间成果，通过直接应用这些信息就可以建立一个优化的速度反演初始模型。
第三、反演结果的可靠性。反演过程基于解释层位和测井资料的分层信息，及速度分布概率。测井资料作为第一手的准确信息在反演过程中发挥了重要的作用，同时提供了分层和速度分布规律的约束。而解释层位通过成像质量的不断改进，也可以获得一个可靠的约束信息。
附图说明
图1为本发明的基于纵横向空间约束的速度反演方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中测井纵向、解释层位横向约束示意图；
图3为本发明的一具体实施例中速度建模过程示意图；
图4为本发明的一具体实施例中使用本发明前后速度场偏移成像结果对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
复杂构造区域经常出现速度突变的情况，由于常规速度反演算法获得的速度场具有一定的平均效应，速度的突变在常见的速度反演方法中很难体现出来。如果能够人为的对速度突变的边界进行控制，实现速度的分区域反演，就可以解决这一难题。通过使用解释层位和断层可以对地下不同区域进行区分，利用测井的分层数据，可以建立纵向的分区边界。并可以进一步采用测井数据计算每层的平均速度值，建立分区域的背景速度。在此基础上使用随机速度反演算法实现各区域的速度计算。
如图1所示，图1为本发明的基于纵横向空间约束的速度反演方法的流程图。
步骤1，对需要进行速度建模的区域使用常规速度建模方法进行建模，建立初始的速度模型。该速度模型基本可靠，可以满足大的构造成像。
步骤2，使用步骤1建立的速度模型进行偏移成像。成像后使用已有测井资料对成像精度进行度量。
步骤3，对步骤2成像结果进行分析，使用已有的测井资料进行深度域误差分析。如果成像结果和测井资料误差较小，认为满足成像质量，直接输出成像结果，反之如果与测井资料误差较大，则认为不满足成像质量。则需要进行进一步的速度建模。
步骤4，在步骤3确定成像质量不满足要求后，对目标层进行构造解释，建立目标层位基本的构造控制模型。
步骤5，在构造解释的基础上，使用目标层对应的井资料进行速度描述，为目标层建立相对精确的速度模型。
步骤6，在步骤4，步骤5的基础上使用构造解释和测井解释信息建立速度模型。地震层位作为横向框架，以测井分层信息作为纵向约束框架，以区域内统计的平均速度值作为填充速度，建立以各个闭合小区域组成的速度场，该速度场受纵横向框架约束，可以实现速度各个方向的突变；下一步的随机速度反演是以该速度模型作为初始模型的。
步骤7，使用井资料控制的随机速度反演方法进行目标层位的速度反演。井控随机速度反演的基本原理如下：
X(t)＝W(t)*R(t) (1)
X(t)表示地震记录，W(t)为地震子波，R(t)是地层波阻抗AI的函数，即：
根据反演区域速度和密度的关系，可以直接将波阻抗AI转换为速度V的关系式，如下式(3)，式中P为常数。
根据测井资料中速度的分布概率，按照给定概率生成不同的速度值，合成理论资料X′(t)，当X(t)与X′(t)两者误差小于给定阈值时，即认为完成了随机速度反演，将反演结果输出。在此过程中，测井资料提供了速度的分布概率函数，起到了井控作用。
完成步骤7之后，用步骤7的速度模型替换步骤1的速度模型，完成步骤2，步骤3的任务。直到偏移成像结果与测井信息匹配度满足要求。
在应用本发明的一具体实施例中，以桩海地区实际资料处理过程为例，进行分析。图2展示了测井资料纵向控制，解释层位横向控制建立纵横向空间约束格架的过程。图2(a)为测井曲线约束示意图，图2(b)为解释层位横向约束示意图。从图中可以看出，使用解释层位信息有效地约束了速度横向的分布特征，而测井资料的应用将纵向的速度分布特点进一步进行了约束。同一区域有多口井的情况下，可以采用多口井在对应区域速度进行均值计算，获得合理的填充速度。需要说明的是，测井起到的主要约束作用是控制对应区域的背景速度，在实际应用中应对对应区域进行所有已有测井速度进行统计，获得最佳的初始速度，以减小计算中由于初始模型不理想带来的计算误差。图3为实际工区反演过程示意图。图3(a)为原始成像剖面，图3(b)为根据测井和解释层位填充背景速度示意图，图3(c)为在图3(b)基础上进行随机反演的结果。图3(a)为使用已知速度场进行偏移成像结果，可以看出在剖面的下部成像质量差，但是通过与地质人员的共同努力，仍然可以大体进行构造的解释，图3(a)中不同颜色的线为实际解释层位。该区域实际掌握的测井数据有限，因此在应用中采用将掌握的几口测井资料在该区域进行分层解释，并计算各层平均速度，将各层平均速度作为初始速度进行了建模，获得了图3(b)的结果。以图3(b)作为初始速度模型，进一步使用井控随机速度反演方法(该方法为成熟算法，本专利不进行讨论)，获得了图3(c)的反演结果。图3(c)的反演结果实现了在分层区域的速度突变，有效改善了速度的分布情况。使用该速度对原始资料重新进行成像处理，结果得到了较大改善。
图4为使用本发明前后进行偏移成像的结果对比图。图4(a)为原速度场偏移成像结果，图4(b)为使用本发明方法获得的速度场进行偏移成像的结果。从图中可以看出，采用本发明的方法进行处理后，资料的信噪比和分辨率均得到了较大提升。剖面下部的成像质量大大改善，图4(a)中不易进行解释的层位在图4(b)中清晰可见，在黑框区域资料的成像质量也得到了质的飞越。成像结果完全符合地质人员对该区域的认识，使用图4(b)进行后续的解释工作更加可靠。
Claims (7)
1.基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，该基于纵横向空间约束的速度反演方法包括：
步骤1，建立初始的速度模型，并进行偏移成像；
步骤2，对成像结果进行分析，使用已有的测井资料进行深度域误差分析；
步骤3，对目标层进行构造解释，建立目标层位基本的构造控制模型；
步骤4，在构造解释的基础上，使用目标层对应的井资料进行速度描述，为目标层建立相对精确的速度模型；
步骤5，使用构造解释和测井解释信息建立速度模型；
步骤6，使用井资料控制的随机速度反演方法进行目标层位的速度反演。
2.根据权利要求1所述的基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，在步骤1中，对需要进行速度建模的区域使用常规速度建模方法进行建模，建立初始的速度模型。
3.根据权利要求1所述的基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，在步骤1中，成像后使用已有测井资料对成像精度进行度量。
4.根据权利要求1所述的基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，在步骤2中，如果成像结果和测井资料误差较小，认为满足成像质量，直接输出成像结果，流程结束；反之如果与测井资料误差较大，则认为不满足成像质量，则需要进行进一步的速度建模，流程进入到步骤3。
5.根据权利要求1所述的基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，在步骤5中，使用构造解释和测井解释信息建立速度模型，地震层位作为横向框架，以测井分层信息作为纵向约束框架，以区域内统计的平均速度值作为填充速度，建立以各个闭合小区域组成的速度场，该速度场受纵横向框架约束，可以实现速度各个方向的突变；下一步的随机速度反演是以该速度模型作为初始模型的。
6.根据权利要求1所述的基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，在步骤6中，使用井资料控制的随机速度反演方法进行目标层位的速度反演，井控随机速度反演的基本原理如下：
X(t)＝W(t)*R(t) (1)
X(t)表示地震记录，W(t)为地震子波，R(t)是地层波阻抗AI的函数，即：
AIt+1，AIt分别表示t+1和t时刻的波阻抗值；根据反演区域速度和密度的关系，直接将波阻抗AI转换为速度V的关系式，如下式(3)，式中P为常数，Vt+1和Vt分别为t+1和t时刻的速度值；
根据测井资料中速度的分布概率，按照给定概率生成不同的速度值，合成理论资料X′(t)，当X(t)与X′(t)两者误差小于给定阈值时，即认为完成了随机速度反演，将反演结果输出；在此过程中，测井资料提供了速度的分布概率函数，起到了井控作用。
7.根据权利要求1所述的基于纵横向空间约束的速度反演方法，其特征在于，该基于纵横向空间约束的速度反演方法还包括，在步骤6之后，用步骤6的速度模型替换步骤1的速度模型，完成步骤1，步骤2的任务。直到偏移成像结果与测井信息匹配度满足要求。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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