CN110244383B - 基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，包括：收集工区范围内的近地表测量数据；对近地表数据进行分类解释；对测量数据进行二维S域频谱分析，计算得到不同测量点位置处的深度、速度和Q值信息；建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系；通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，获得了每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的联合变化曲线；采用克里金延拓插值方法，将工区范围内的测量位置散点内插为一个三维体，构成了复杂近地表的地质岩性综合模型体。该方法对野外施工井深设计、复杂近地表静校正、近地表吸收衰减补偿、真地表粘弹性介质偏移等具有重要作用，为获取高品质原始数据、后续精细处理和解释奠定了基础。

Description

基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法

技术领域

本发明涉及油气田勘探技术领域，特别是涉及到一种基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法。

背景技术

油气田地震勘探是一种在地面进行施工的勘探技术,通过地震波从地表激发经过地下反射后在地面接收，据此来探测地下构造和岩性变化。我国大部分油田近地表属于典型的冲积平原，大致可分为低速层和降速层的双层结构，表层具有低速结构疏松的特点。地震波在穿过低降速带地层时，由于近地表低降速带风化层的厚度变化和横向速度变化，引起地震信号的时间延迟，同时近地表介质的稀松特性，使传播能量尤其高频能量受到严重损失。

在以往的地震勘探中对近地表的问题研究不足，通常认为表层的潜水面稳定，横向变化较小，反映到地震勘探中，在野外数据采集阶段，全区仅选择典型试验点，进行浅层小折射或微测井测量，用于激发井深的设计，造成部分炮点未能在最佳激发深度激发。并且近地表测量数据仅用来进行激发井深设计，在后续处理和解释过程中没有发挥作用。由于缺乏对近地表问题的深刻认识，现有的近地表探测和激发井深设计方法无法满足当前单点高密度地震技术的应用需求。

由于冲积平原覆盖区岩性纵横向变化都很大，变化也快，需要进行近地表精细探测，获得三维近地表结构多参数模型。为此我们发明了一种新的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决复杂近地表地质岩性综合建模的难题的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，该基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法包括：步骤1：收集工区范围内的近地表测量数据；步骤2：对近地表数据进行分类解释；步骤3：对测量数据进行二维S域频谱分析，计算得到不同测量点位置处的深度、速度和Q值信息；步骤4：根据施工地区的构造特征和地质规律，建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系；步骤5：通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，获得了每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的联合变化曲线；步骤6：采用克里金延拓插值方法，将工区范围内的测量位置散点内插为一个三维体，构成了复杂近地表的地质岩性综合模型体。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，收集的近地表测量数据包括：动力岩性探测数据、静力岩性探测数据、微测井数据、浅层小折射数据。

在步骤1中，所述动力岩性探测数据是通过从地下取上来的岩心来分析近地表的岩性和不同岩性的厚度和埋深；所述静力岩性探测数据是采用专用仪器直接测量地层得到的岩性探测参数；所述微测井数据是在浅井中不同深度激发、在地表采用检波器所接收到的地震波数据；所述浅层小折射数据是在地面进行激发和接收的小排列地震波数据。

在步骤2中，对近地表数据进行分类解释，通过动力岩性探测数据和静力岩性探测数据，分析得到不同测量点位置处的深度、岩性信息。

在步骤2中，对近地表数据进行分类解释，将近地表测量数据统分为两类，即岩性探测数据和地震波数据；岩性探测数据包括：动力岩性探测数据和静力岩性探测数据；地震波数据包括：微测井数据、浅层小折射数据；根据岩性探测数据，分析得到不同测量点位置处的岩性、岩性厚度和埋深的关系曲线。

在步骤3中，根据地震波数据，利用修正S域变换方法，对微测井数据和浅层小折射数据进行二维S域频谱分析，在S域信噪比曲线和S域纯度曲线的控制下，通过S域频谱差异求取测量点位置处的速度值和Q值随深度变化情况；其中信噪比曲线是近地表数据在S域频谱内求取的有效信号与噪音干扰的比值；其中纯度曲线是近地表数据在S域频谱内求取的各个频带信号的纯度。

在步骤4中，在具有两种或两种以上的近地表测量数据的测量点位置处，通过施工地区的构造特征和地质规律约束条件，将独立的岩性随深度变化曲线、速度值随深度变化曲线、Q值随深度变化曲线，扩展为岩性-速度值-Q值随深度变化曲线，最终建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系。

在步骤5中，通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，既可以计算得到每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的独立变化曲线，也就是说每一个测量点位置处均可以计算得到岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，也可以计算得到三种独立变化曲线，即岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线。

在步骤6中，根据步骤5中已经计算得到的每个测量点位置处的岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线、岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，根据克里金延拓插值方法，将变化曲线内插为三维数据体，即近地表岩性体、近地表速度体和近地表Q体、复杂近地表地质岩性综合模型体。

本发明中的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，充分发挥动力岩性探测数据、静力岩性探测数据、微测井数据、浅层小折射数据的优势，采用S域信噪比曲线、S域纯度曲线、构造特征、地质规律等约束条件，建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系，最终创建复杂近地表的地质岩性综合模型体，对野外施工井深设计、复杂近地表静校正、近地表吸收衰减补偿、真地表粘弹性介质偏移等具有重要作用，为获取高品质原始数据、后续精细处理和解释奠定了基础。

附图说明

图1为本发明的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建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复杂近地表三维速度体示意图；

图3为本发明的一具体实施例中复杂近地表三维Q体示意图；

图4为本发明的一具体实施例中复杂近地表地质岩性综合模型体的示意图。

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。

如图1所示，图1为本发明的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法的流程图。

步骤101，收集工区范围内的近地表测量数据，近地表测量数据包括：动力岩性探测数据、静力岩性探测数据、微测井数据、浅层小折射数据等。

动力岩性探测数据是通过从地下取上来的岩心来分析近地表的岩性和不同岩性的厚度和埋深；静力岩性探测数据是采用专用仪器直接测量地层得到的岩性探测参数；微测井数据是在浅井中不同深度激发、在地表采用检波器所接收到的地震波数据；浅层小折射数据是在地面进行激发和接收的小排列地震波数据。

步骤102，对收集到的近地表测量数据进行分类解释，可以将近地表测量数据统分为两类，即岩性探测数据和地震波数据。岩性探测数据包括：动力岩性探测数据和静力岩性探测数据；地震波数据包括：微测井数据、浅层小折射数据。

对动力岩性探测数据和静力岩性探测数据进行岩性解释，可以分析得到不同测量点位置处的岩性、岩性厚度和埋深的关系曲线。在进行动力岩性探测和静力岩性探测的测量点位置处，可以通过数据解释得到岩性随深度的变化曲线。

步骤103，通过微测井数据和浅层小折射数据，可以计算得到不同测量点位置处的深度、速度和品质因子Q值信息，Q值的大小代表地层对地震波的吸收衰减程度，Q值越小则地层的吸收衰减越剧烈。根据野外采集得到的地震波数据，利用修正S域变换方法，对微测井数据和浅层小折射数据进行二维S域频谱分析，二维S域频谱分析方法在时间—频率域内进行运算，能够更好的分析频率信息随时间的变化情况。

进行二维S域频谱分析时，在S域信噪比曲线和S域纯度曲线的控制下，通过S域频谱差异求取测量点位置处的速度值和Q值随深度变化情况，在进行微测井和浅层小折射的测量点位置处，可以计算得到速度、Q值随深度的变化曲线。其中信噪比曲线是近地表数据在S域频谱内求取的有效信号与噪音干扰的比值；其中纯度曲线是近地表数据在S域频谱内求取的各个频带信号的纯度。

步骤104，根据施工地区的构造特征和地质规律，建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系。由于不同测量点位置处往往进行一种近地表测量，即有的测量点位置处进行动力岩性探测、有的测量点位置处进行静力岩性探测、有的测量点位置处进行微测井测量、有的测量点位置处进行浅层小折射测量，而只有少量的测量点位置处进行两种或两种以上的近地表测量。在步102和步骤103中，已经计算得到了不同测量点位置处的岩性、岩性厚度和埋深曲线，以及速度值和Q值随深度的变化曲线，但是这些变化曲线是相互独立的。

在具有两种或两种以上的近地表测量数据的测量点位置处，通过施工地区的构造特征和地质规律约束条件，将独立的岩性随深度变化曲线、速度值随深度变化曲线、Q值随深度变化曲线，扩展为岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，变化曲线中包含岩性、速度值和Q值共三个参数，最终建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系，该匹配关系同时反映岩性、速度和Q值。该对应匹配关系在该测量点位置一定范围内是适应的，如果工区范围较大，则需要在工区内选取均匀分布的多个测量点位置，进行两种或两种以上的近地表测量，从而建立覆盖整个工区范围的对应匹配关系。

步骤105，通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，获得了每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的联合变化曲线。由于大部分测量点位置处仅进行一种近地表测量，也就是仅仅拥有一种独立变化曲线，即岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线这三种独立变化曲线的其中一种。通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，既可以计算得到每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的联合变化曲线，也就是说每一个测量点位置处均可以计算得到岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，也可以相应计算得到三种独立变化曲线，即岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线。

步骤106，采用克里金延拓插值方法，将工区范围内的测量位置散点内插为一个三维体。在步骤105中已经计算得到了每个测量点位置处的岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线、岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，根据克里金延拓插值方法，可以将变化曲线内插为三维数据体，即近地表岩性体、近地表速度体、近地表Q体、近地表地质岩性综合模型体，复杂近地表三维速度体如图2所示，复杂近地表三维Q体如图3所示，复杂近地表地质岩性综合模型体如图4所示。近地表岩性体反映岩性变化情况，近地表速度体反映速度变化情况，近地表Q体反映品质因子Q值变化情况，近地表地质岩性综合模型体同时反映岩性、速度和Q值联合变化情况。近地表地质岩性综合模型体包含的信息更加丰富，综合考虑岩性、速度和Q值，能够更加精细、准确地描述近地表变化情况，后续处理和解释过程中具有重要作用。

本发明中的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，主要解决复杂近地表地质岩性综合建模的难题，充分发挥动力岩性探测数据、静力岩性探测数据、微测井数据、浅层小折射数据的优势，并采用S域信噪比曲线、S域纯度曲线、构造特征、地质规律等约束条件，计算得到岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，建立了岩性、速度和Q值的对应匹配关系，利用克里金延拓插值方法创建了复杂近地表的地质岩性综合模型体，对野外施工井深设计、复杂近地表静校正、近地表吸收衰减补偿、真地表粘弹性介质偏移等具有重要作用。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，其特征在于，该基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法包括：

步骤1：收集工区范围内的近地表测量数据；

步骤2：对近地表数据进行分类解释；

步骤3：对测量数据进行二维S域频谱分析，计算得到不同测量点位置处的深度、速度和Q值信息；

步骤4：根据施工地区的构造特征和地质规律，建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系；

步骤5：通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，获得了每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的联合变化曲线；

根据施工地区的构造特征和地质规律，建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系；由于不同测量点位置处往往进行一种近地表测量，即有的测量点位置处进行动力岩性探测、有的测量点位置处进行静力岩性探测、有的测量点位置处进行微测井测量、有的测量点位置处进行浅层小折射测量，而只有少量的测量点位置处进行两种以上的近地表测量；

在具有两种以上的近地表测量数据的测量点位置处，通过施工地区的构造特征和地质规律约束条件，将独立的岩性随深度变化曲线、速度值随深度变化曲线、Q值随深度变化曲线，扩展为岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，变化曲线中包含岩性、速度值和Q值共三个参数，最终建立岩性、速度和Q值的对应匹配关系，该匹配关系同时反映岩性、速度和Q值；该对应匹配关系在该测量点位置一定范围内是适应的，如果工区范围较大，则需要在工区内选取均匀分布的多个测量点位置，进行两种以上的近地表测量，从而建立覆盖整个工区范围的对应匹配关系；

步骤6：采用克里金延拓插值方法，将工区范围内的测量位置散点内插为一个三维体，构成了复杂近地表的地质岩性综合模型体。

2.根据权利要求1所述的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，其特征在于，在步骤2中，对近地表数据进行分类解释，通过动力岩性探测数据和静力岩性探测数据，分析得到不同测量点位置处的深度、岩性信息。

3.根据权利要求2所述的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，其特征在于，在步骤2中，对近地表数据进行分类解释，将近地表测量数据统分为两类，即岩性探测数据和地震波数据；岩性探测数据包括：动力岩性探测数据和静力岩性探测数据；地震波数据包括：微测井数据、浅层小折射数据；根据岩性探测数据，分析得到不同测量点位置处的岩性、岩性厚度和埋深的关系曲线。

4.根据权利要求1所述的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，其特征在于，在步骤3中，根据地震波数据，利用修正S域变换方法，对微测井数据和浅层小折射数据进行二维S变换频谱分析，在S域信噪比曲线和S域纯度曲线的控制下，通过S域频谱差异求取测量点位置处的速度值和Q值随深度变化情况；其中信噪比曲线是近地表数据在S域频谱内求取的有效信号与噪音干扰的比值；其中纯度曲线是近地表数据在S域频谱内求取的各个频带信号的纯度。

5.根据权利要求1所述的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，其特征在于，在步骤5中，通过岩性、速度和Q值的对应匹配关系，既可以计算得到每一个测量点位置处的岩性、速度和Q值随深度的独立变化曲线，也就是说每一个测量点位置处均可以计算得到岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，也可以计算得到三种独立变化曲线，即岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线。

6.根据权利要求1所述的基于近地表数据的地质岩性综合模型创建方法，其特征在于，在步骤6中，根据步骤5中已经计算得到的每个测量点位置处的岩性随深度独立变化曲线、速度值随深度独立变化曲线、Q值随深度独立变化曲线、岩性-速度值-Q值随深度联合变化曲线，根据克里金延拓插值方法，将变化曲线内插为三维数据体，即近地表岩性体、近地表速度体和近地表Q体、复杂近地表地质岩性综合模型体。

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