CN109581491A - 一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法及系统，该方法包括：对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。本发明的方法能够快速求取储层的孔隙度数据，相比回归算法计算效率高精确也高，但相比地质统计学方法和贝叶斯方法计算效率高。

Description

一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法及系统
技术领域
本发明属于石油化工产业地球物理勘探领域，涉及电数字数据处理方法，更具体地，涉及一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法及系统。
背景技术
目前，国内求取储层孔隙度的方法主要有线性回归、地质统计学方法和基于贝叶斯的反演等方法，线性回归方法计算效率高，但是它是基于孔隙度和回归数据的线性方程，这个线性方程的的系数在地层变化不大的情况下比较稳定，如果地层变化大，则方程的阶数和系数难以稳定求取。地质统计学方法计算精确，但在井数据较少的情况下，变差函数难以求取，从而会导致地质统计学方法难以使用。基于贝叶斯的反演方法计算精确，但在井少并且地层条件复杂的情况下，难以建立准确的概率框架，从而致使反演目标函数难以准确建立。
因此，本领域急需一种新的快速求取孔隙度的方法。
发明内容
本发明的目的在与通过求取地层变换因子来建立地震数据与孔隙度数据之间的空间变化关系，并将其关系映射到三维地震数据中，从而快速求出工区的孔隙度数据。
根据本发明的一个方面，提供一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，该方法包括：
对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；
沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子
计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；
分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；
应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。
进一步地，对工区内的每口井制作合成地震记录，提取子波，并进行层位标定，
s(t)i＝w(t)i*r(t)i (1)
其中，i为第i口井，s(t)i为该井处的合成地震记录，r(t)i为该井处的反射系数序列，w(t)i为该井处的地震子波。
进一步地，反射系数序列r(t)i中的反射系数通过上下两层的波阻抗得到，表达式为：
式中，Ri为反射系数，ρ1i、ρ2i为上、下两层的密度，v1i、v2i为上下两层的速度，数据从测井资料中获得。
进一步地，井旁地震道与测井孔隙度的关系式为：
POR(t)il＝porw(t)il*s(t)il； (3)
其中，在第i井第l层处，POR(t)il为测井孔隙度，porw(t)il为孔隙度匹配因子，S(t)il为井旁地震道。
进一步地，地震记录与井旁地震道之间的关系式为：
进而，地层变换因子为：
其中，在第i井第l层处，seis(t)il为地震记录，定义为地层变换因子，S(t)il为井旁地震道。
进一步地，计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数γ如下：
其中，xi为所求地震记录位置处的地震记录，yi为第i口井处的井旁地震记录，n为地震记录的采样点数，j为井数，l为地层数。
进一步地，采用归一化算法分配所求各个地层地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重：
其中，εil为所求地震记录与第j个井旁地震记录的权重，j为井数，l为地层数。
进一步地，应用所述地层变换因子和所述权重εil求取全区孔隙度如下：
其中，POR(t)*为合成孔隙度，POR(t)il为测井孔隙度，m为总的地层数，n为总井数。
根据本发明的另一方面，提供一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的系统，该系统包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；
沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子
计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；
分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；
应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。
进一步地，所要求取的地震道处的合成孔隙度是测井孔隙度与地层变换因子的褶积，所述地层变换因子是通过地震道与井旁地震道进行反褶积获得。
本发明的方法通过求取地层变换因子来建立地震数据与孔隙度数据之间的空间变化关系，并将其关系映射到三维地震数据中，从而快速求出工区的孔隙度数据。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法的流程图。
图2示出了本发明方法的技术实现的思路示意图。
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方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，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方式所限制。相反，提供这些实施方式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。
地震数据本身是包含空间变化关系的数据载体，这个关系可以是振幅以及其他地震本身特性的信息，它同时也反映地下储层物性的空间变化，通过建立地震数据与孔隙度数据之间的数学关系，并将其拓展到三维空间，从而可以求取出整个工区的孔隙度数据。因此，在已知地震数据的前提下，以地震信息为主体，以井信息为条件，可以得到地震数据的空间变化特征，将整个空间变化特征映射到孔隙度数据上并推广到全工区，进而求出全区的孔隙度数据。
本发明提出一种快速准确求取孔隙度的方法，在已知地震数据的前提下，以地震信息为主体，以井信息为条件，可以得到地震数据的空间变化特征，将整个空间变化特征映射到孔隙度数据上并推广到全工区，进而求出全区的孔隙度数据。该方法能够快速求取储层的孔隙度数据，相比回归算法计算效率高精确也高，但相比地质统计学方法和贝叶斯方法，计算效率高，但精确度没有这二者高。
本公开提出了一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，该方法包括：
对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；
沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子
计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；
分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；
应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。
具体地，首先对工区内的每口井制作合成地震记录，提取子波，并进行层位标定：
s(t)i＝w(t)i*r(t)i (1)
其中，i为第i口井，s(t)i为该井处的合成地震记录，r(t)i为该井处的反射系数序列，w(t)i为该井处的地震子波；
一个界面的反射系数r(t)i是由上下两层的波阻抗得到，其表达式为：
式中，Ri为反射系数，ρ1i、ρ2i为上、下两层的密度，v1i、v2i为上下两层的速度，数据从测井资料中获得。
这一步骤的目的是进行层位标定，使得测井和地震匹配，井旁地震道与制作的合成地震记录相一致，一同记作s(t)i。
接下来，沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式。
地震数据本身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，通过褶积公式可以将这种关系表达出来：
POR(t)il＝porw(t)il*s(t)il； (3)
其中，在第i井第l层处，POR(t)il为测井孔隙度，porw(t)il定义为孔隙度匹配因子。测井孔隙度POR(t)il和井旁地震道为已知的数据，从而可以求取孔隙度匹配因子。
对(3)式进行反褶积变换，可以得到：
porw(t)il＝POR(t)il*s(t)il -1 (4)
接下来，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，通过褶积模型给出如下：
其中，在第i井第l层处，seis(t)il为地震记录，定义为地层变换因子，式(5)给出了地震记录与井旁地震道之间的关系，通过该式就可以求出它们之间的地层变换因子：
接下来，计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数γ：
其中，xi为所求地震记录位置处的地震记录，yi为第i口井处的地震记录，n为地震记录的采样点数，j为井数，l为地层数。可以看出，根据所求各个地层地震记录位置与各个井点位置两点间距离，通过反距离加权得到的各个系数归一化后作为相关系数。
接下来，采用归一化算法分配所求各个地层地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重：
其中，εil为所求地层处地震记录与第j个井旁地震记录的权重，j为井数，l为地层数。
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，可通过公式进行表达：
POR(t)*＝porw(t)*seis(t)； (9)
其中，POR(t)*为所要求取的地震记录处seis(t)合成的孔隙度数据。
最后，综合公式(1)～(9)，可以得出合成孔隙度的最终表达式：
其中，m为总的地层数，n为总井数。
通过公式(10)可以得出，所要求取的地震道处的合成孔隙度数据，是测井孔隙度与地层变换因子的褶积，而地层变换因子则由地震道与井旁地震道进行反褶积获得。
根据本发明的另一实施方式，提供一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的系统，该系统包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；
沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子
计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；
分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；
应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。
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1示出本发明方法的具体流程图，图2示出本发明方法的实现思路。下面参照附图并结合实施例对本发明做进一步说明。
首先制作合成地震记录，对测井数据与地震数据进行标定，标定后的数据在时间和深度上达到了匹配，然后沿层求取井旁地震记录与测井孔隙度之间的地层变换因子porw(t)，如图2所示。
然后依次沿层求取每个地震道的记录与井旁地震道之间的地层变换因子如图2所示。
接着沿层计算地震记录与各个井旁地震记录之间的相关系数，并采用归一算法，分配所求地震记录与井旁地震记录的权重。
最后将求取的匹配因子porw(t)和地层变换因子与权重系数ε应用到每个地震记录中，就获得了该处地震记录的合成孔隙度模型。
以上已经描述了本公开的各实施例，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技术改进，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)

1.一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，该方法包括：
对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；
沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子
计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；
分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；
应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。
2.根据权利要求1所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，对工区内的每口井制作合成地震记录，提取子波，并进行层位标定，
s(t)i＝w(t)i*r(t)i (1)
其中，i为第i口井，s(t)i为该井处的合成地震记录，r(t)i为该井处的反射系数序列，w(t)i为该井处的地震子波。
3.根据权利要求2所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，反射系数序列r(t)i中的反射系数通过上下两层的波阻抗得到，表达式为：
式中，Ri为反射系数，ρ1i、ρ2i为上、下两层的密度，v1i、v2i为上下两层的速度，数据从测井资料中获得。
4.根据权利要求1所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，井旁地震道与测井孔隙度的关系式为：
POR(t)il＝porw(t)il*s(t)il； (3)
其中，在第i井第l层处，POR(t)il为测井孔隙度，porw(t)il为孔隙度匹配因子，S(t)il为井旁地震道。
5.根据权利要求1所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，地震记录与井旁地震道之间的关系式为：
进而，地层变换因子为：
其中，在第i井第l层处，seis(t)il为地震记录，定义为地层变换因子，S(t)il为井旁地震道。
6.根据权利要求1所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数γ如下：
其中，xi为所求地震记录位置处的地震记录，yi为第i口井处的井旁地震记录，n为地震记录的采样点数，j为井数，l为地层数。
7.根据权利要求6所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，采用归一化算法分配所求各个地层地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重：
其中，εil为所求地震记录与第j个井旁地震记录的权重，j为井数，l为地层数。
8.根据权利要求1所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的方法，其特征在于，应用所述地层变换因子和所述权重εil求取全区孔隙度如下：
其中，POR(t)*为合成孔隙度，POR(t)il为测井孔隙度，m为总的地层数，n为总井数。
9.一种基于地层变换因子快速求取孔隙度的系统，其特征在于，该系统包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
对每口井制作合成地震记录，并进行层位标定；
沿层求取井旁地震道与测井孔隙度的关系式，沿层求取地震记录与井旁地震道之间的关系式，计算地层变换因子
计算所求地震记录与各个井旁地震记录的相关系数；
分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重εil；
应用所述地层变换因子和所述权重εil求取合成孔隙度。
10.根据权利要求9所述的基于地层变换因子快速求取孔隙度的系统，其特征在于，所要求取的地震道处的合成孔隙度是测井孔隙度与地层变换因子的褶积，所述地层变换因子是通过地震道与井旁地震道进行反褶积获得。
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