CN111060969B - 一种井控q补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种井控Q补偿方法，步骤如下：S1、获取测井数据、VSP井数据和地震资料，根据地震资料人工拾取地面地震速度；S2、计算测井均方根速度和VSP井均方根速度，获得均方根速度集合；S3、得到测井和VSP井在工区中的井点位置；S4、基于均方根速度集合约束地面地震速度的速度值；S5、利用DIX公式将约束后的地面地震速度转换为层速度；S6、利用李庆忠经验公式将层速度转换成Q场，并利用Q场完成地震波的补偿。本发明方法获取到的Q场更加准确，可以有效提高Q补偿的效果。

Description

一种井控Q补偿方法
技术领域
本发明涉及一种基于测井和VSP井数据的Q补偿方法，属于地震波能量补偿技术领域。
背景技术
地震波在传播过程中部分弹性位能转换为热能而耗散，造成了地震波能量的衰减，而且地震波频率越高，衰减越快。地震波的衰减不仅使地震波的振幅减小，而且使地震波的波形发生畸变，导致地震资料的信噪比和分辨率降低。
反Q滤波是一种补偿大地吸收衰减效应的技术，它不仅可以补偿振幅衰减和频率损失，而且还可以改善记录的相位特性，从而改善同相轴的连续性，提高弱反射波的能量。反Q滤波方法需要用到地层的品质因子Q值，Q值的准确程度直接影响反Q滤波的效果。在常规的Q补偿方法中，通常从补偿效果上来优选参数，虽然能够达到一定的补偿效果，但是参数的选择具有一定的盲目性；而根据VSP提供的Q曲线进行地震数据的吸收衰减补偿，这种补偿方法仅仅适用于井点附近的数据，对于其他位置，尤其是构造变化剧烈的位置，不能获得合适的补偿效果。
由于地下构造复杂多变，影响地震波衰减的因素非常多，Q值往往难以求准，从而导致常规Q补偿方法效果不理想。
发明内容
为了解决Q补偿方法中Q值难以求准的问题，本发明提出了一种井控Q补偿方法，通过测井+VSP井提供的速度函数形成全工区速度质控网格点，约束地震数据速度的求取，然后形成等效Q场，获取到的Q场更加准确，可以有效提高Q补偿的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：
一种井控Q补偿方法，具体包括以下步骤：
S1、获取测井数据、VSP井数据和地震资料，根据地震资料人工拾取地面地震速度；
S2、根据测井数据和VSP数据计算测井均方根速度和VSP井均方根速度，获得均方根速度集合；
S3、利用测井数据中的坐标值和VSP数据中的坐标值得到测井和VSP井在工区中的井点位置；
S4、基于均方根速度集合调整地面地震速度的速度值，获得约束后的地面地震速度；
S5、利用DIX公式将约束后的地面地震速度转换为层速度；
S6、利用李庆忠经验公式将层速度转换成Q场，并利用Q场完成地震波的补偿。
进一步的，所述测井数据包括测井井点位置坐标、测量深度、垂直深度和声波，所述VSP井数据包括VSP井井点位置坐标、测量深度、垂直深度、VSP层速度、VSP双程旅行时间。
进一步的，所述步骤S2的具体操作如下：
S21、设测井数据中共有n个测井，共有L层地层，计算测井层速度，具体公示如下：
Figure BDA0002340496040000021
其中，
Figure BDA0002340496040000022
表示第i个测井中第k层的测井层速度，Sik表示第i个测井中第k层的声波，i＝1,2,…,n，k＝1,2,…,L；
S22、利用时距曲线公式计算第i个测井中第k层的旅行时间
Figure BDA0002340496040000023
具体计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000024
其中，
Figure BDA0002340496040000025
表示第i个测井中第k层的垂直深度；
S23、利用DIX公式分别计算每个测井的测井均方根速度，具体计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000026
其中，
Figure BDA0002340496040000027
表示第i个测井中第k层的测井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000028
表示第i个测井中第k+1层的测井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000029
表示第i个测井中第k+1层的旅行时间；
S24、设VSP井数据中共有m个VSP井，利用DIX公式分别计算每个VSP井的VSP井均方根速度，具体计算公式如下：
Figure BDA00023404960400000210
其中，
Figure BDA0002340496040000031
表示第j个VSP井中第k层的VSP井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000032
表示第j个VSP井中第k+1层的VSP井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000033
表示第j个VSP井中第k层的旅行时间，
Figure BDA0002340496040000034
表示第j个VSP井中第k+1层的旅行时间，
Figure BDA0002340496040000035
表示第j个VSP井中第k层的VSP层速度，j＝1,2,…,m；
S25、将测井均方根速度和VSP井均方根速度整合起来，得到均方根速度集合。
进一步的，步骤S4的具体操作如下：
S41、根据测井在工区中的井点位置，选取相同位置处的地面地震速度，将地面地震速度与测井均方根速度进行数据对比，当两者数值不相同时，利用该位置处的测井均方根速度替换地面地震速度；
S42、根据VSP井在工区中的井点位置，选取相同位置处的地面地震速度，将地面地震速度与VSP井均方根速度进行数据对比，当两者数值不相同时，利用该位置处的VSP井均方根速度替换地面地震速度；
S43、对没有测井和VSP井的坐标点，根据其最接近的测井均方根速度或VSP井均方根速度，基于插值算法调整该坐标点的地面地震速度；
S44、调整完工区内所有坐标点的地面地震速度，获得约束后的地面地震速度V。
进一步的，步骤S5中层速度的计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000036
其中，Vpq表示第p个速度点中第q层的地面地震速度，Vpq+1表示第p个速度点中第q+1层的地面地震速度，Tpq表示第p个速度点中第q层的旅行时间，Tpq+1表示第p个速度点中第q+1层的旅行时间，Upq表示第p个速度点中第q层的层速度，人工拾取了a个速度点，p＝1,2,…,a，q＝1,2,…,L。
进一步的，步骤S6中的Q场的计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000037
其中，Qpq表示第p个速度点中第q层的Q值；将所有Q值按照速度点坐标和层数整合成Q场。
采用以上技术手段后可以获得以下优势：
本发明提出了一种井控Q补偿方法，根据采集到的测井数据和VSP井数据，计算测井均方根速度和VSP井均方根速度，以均方根速度为基准，对人工拾取的地面地震速度进行约束，与井点位置相同的速度点与井速度相同，没有井点的区域，以各个井点为中心，向外辐射，两头逼近，进行地面地震速度调整，利用约束后的地面地震速度计算层速度，进而得到Q场。本发明方法通过井点速度约束地震速度的拾取，由于井点速度精确度非常高，相应的提高了地震速度的准确度，进而提高了Q值的准确度，与现有技术相比，本发明方法选择的参数有数据支持，参数选择更准确，不存在盲目性，补偿效果稳定，而且测井和VSP井的结合，可以有效补充工区内所有点，兼顾了井点位置的确定性和沿构造走势的区域性，适应于构造变化剧烈的地方。
附图说明
图1为本发明一种井控Q补偿方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例中部分测井数据的示意图。
图3为本发明实施例中VSP井均方根速度的示意图。
图4为本发明实施例中测井与VSP井在工区内的井点位置示意图。
图5为本发明实施例中约束后的地面地震速度的示意图。
图6为本发明实施例中Q场的示意图。
图7a为常规Q补偿方法的Q补偿剖面。
图7b为常规Q补偿方法的频谱图。
图8a为本发明实施例的Q补偿剖面。
图8b为本发明实施例的频谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：
一种井控Q补偿方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
S1、获取测井数据、VSP井数据和地震资料，根据地震资料人工拾取地面地震速度。在工区内打井，并获取测井数据和VSP数据，其中，测井数据主要包括测井井点位置坐标、测量深度、垂直深度和声波，测井井点位置坐标为该测井的大地坐标，测量深度为井深，垂直深度为井口到井底的垂直深度，垂直打井时，测量深度与垂直深度相同，倾斜打井时，测量深度是井的实际长度，与垂直深度不同，声波指测井采样点的声波；VSP井数据主要包括VSP井井点位置坐标、测量深度、垂直深度、VSP层速度、VSP双程旅行时间，VSP双程旅行时间指反射波从采集点发出到反射回采集点的时间。
在实际操作过程中，测井数据、VSP数据和地震资料通常由甲方提供，图2是本发明实施例中甲方提供的部分测井数据。基于地震资料，人工拾取地面地震速度，也就是工区内各地层、各点的速度。
S2、根据测井数据和VSP数据计算测井均方根速度和VSP井均方根速度，获得均方根速度集合；具体操作如下：
S21、设测井数据中共有n个测井，共有L层地层，计算测井层速度，具体公示如下：
Figure BDA0002340496040000051
其中，
Figure BDA0002340496040000052
表示第i个测井中第k层的测井层速度，Sik表示第i个测井中第k层的声波，i＝1,2,…,n，k＝1,2,…,L；
S22、利用时距曲线公式计算第i个测井中第k层的旅行时间
Figure BDA0002340496040000053
具体计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000054
其中，
Figure BDA0002340496040000055
表示第i个测井中第k层的垂直深度；
S23、利用DIX公式分别计算每个测井的测井均方根速度，具体计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000056
其中，
Figure BDA0002340496040000057
表示第i个测井中第k层的测井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000058
表示第i个测井中第k+1层的测井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000059
表示第i个测井中第k+1层的旅行时间；
S24、设VSP井数据中共有m个VSP井，利用DIX公式分别计算每个VSP井的VSP井均方根速度，具体计算公式如下：
Figure BDA0002340496040000061
其中，
Figure BDA0002340496040000062
表示第j个VSP井中第k层的VSP井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000063
表示第j个VSP井中第k+1层的VSP井均方根速度，
Figure BDA0002340496040000064
表示第j个VSP井中第k层的旅行时间，
Figure BDA0002340496040000065
表示第j个VSP井中第k+1层的旅行时间，
Figure BDA0002340496040000066
表示第j个VSP井中第k层的VSP层速度，j＝1,2,…,m；
S25、将测井均方根速度和VSP井均方根速度整合起来，得到均方根速度集合。
S3、利用测井数据中的坐标值和VSP数据中的坐标值得到测井和VSP井在工区中的井点位置，将测井井点位置坐标和VSP井井点位置坐标投影到工区大地坐标中，获得测井和VSP井在工区中的具体井点位置，如图4所示。
S4、基于均方根速度集合调整地面地震速度的速度值，获得约束后的地面地震速度；具体操作如下：
S41、根据测井在工区中的井点位置，选取相同位置处的地面地震速度，将地面地震速度与测井均方根速度进行数据对比，当两者数值不相同时，利用该位置处的测井均方根速度替换地面地震速度。
S42、根据VSP井在工区中的井点位置，选取相同位置处的地面地震速度，将地面地震速度与VSP井均方根速度进行数据对比，当两者数值不相同时，利用该位置处的VSP井均方根速度替换地面地震速度。
S43、利用井点位置数据约束完井点位置处的地面地震速度后，对于工区内没有测井和VSP井的坐标点，选取与该坐标点最接近的测井井点位置或VSP井井点位置，根据其最接近的测井均方根速度或VSP井均方根速度，基于插值算法调整该坐标点的地面地震速度，首先以井点为中心向外辐射、两头逼近，计算待调整的坐标点的速度范围，将计算出的速度范围与该坐标点的实际地面地震速度对比，如果地面地震速度不在速度范围内，则根据速度范围调整该坐标点的地面地震速度。
S44、调整完工区内所有坐标点的地面地震速度，获得约束后的地面地震速度V，图5是本实施例中约束后的地面地震速度的示意图，其中，横坐标为速度，纵坐标为时间，白色线条为人工拾取的地面地震速度，黑色线条为井点速度约束后的地面地震速度。
S5、利用DIX公式将约束后的地面地震速度转换为层速度，具体公式如下：
Figure BDA0002340496040000071
其中，Vpq表示第p个速度点中第q层的地面地震速度，Vpq+1表示第p个速度点中第q+1层的地面地震速度，Tpq表示第p个速度点中第q层的旅行时间，Tpq+1表示第p个速度点中第q+1层的旅行时间，Upq表示第p个速度点中第q层的层速度，人工拾取了a个速度点，p＝1,2,…,a，q＝1,2,…,L。
S6、利用李庆忠经验公式将层速度转换成Q场，并利用Q场完成地震波的补偿，具体公式如下：
Figure BDA0002340496040000072
其中，Qpq表示第p个速度点中第q层的Q值；将所有Q值按照速度点坐标和层数整合成Q场。
图6是本实施例中通过本发明方法获得的Q场。
为了验证本发明方法的补偿效果，在本实施例中给出了同一工区内利用常规Q补偿方法和本发明方法处理后的Q补偿剖面及其频谱图，具体如图7a、7b、8a、8b所示，从剖面品质来看，两种Q补偿方法对于各频率段的振幅都有恢复，相当于提高了各频率段的能量，即拓宽地震资料的频宽，但是本发明Q体补偿后的剖面视觉分辨率比常规方法更高；此外，从振幅上看，本发明方法比直接用Q场补偿，纵向、横向能量更均匀。所以，本发明方法相比较常规的Q补偿方法可以取得更准确的Q场，获得更好的补偿效果。
本发明方法通过井点速度约束地震速度的拾取，由于井点速度精确度非常高，相应的提高了地震速度的准确度，进而提高了Q值的准确度，与现有技术相比，本发明方法选择的参数有数据支持，参数选择更准确，不存在盲目性，补偿效果稳定，而且测井和VSP井的结合，可以有效补充工区内所有点，兼顾了井点位置的确定性和沿构造走势的区域性，适应于构造变化剧烈的地方。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细地说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种井控Q补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取测井数据、VSP井数据和地震资料，根据地震资料人工拾取地面地震速度；
S2、根据测井数据和VSP井数据计算测井均方根速度和VSP井均方根速度，获得均方根速度集合；所述步骤S2的具体操作如下：
S21、设测井数据中共有n个测井，L层地层，则计算测井层速度的具体公式如下：
Figure FDA0003194438280000011
其中，
Figure FDA0003194438280000012
表示第i个测井中第k层的测井层速度，Sik表示第i个测井中第k层的声波，i＝1,2,…,n，k＝1,2,…,L；
S22、利用时距曲线公式计算第i个测井中第k层的旅行时间
Figure FDA0003194438280000013
具体计算公式如下：
Figure FDA0003194438280000014
其中，
Figure FDA0003194438280000015
表示第i个测井中第k层的垂直深度；
S23、利用DIX公式分别计算每个测井的测井均方根速度，具体计算公式如下：
Figure FDA0003194438280000016
其中，
Figure FDA0003194438280000017
表示第i个测井中第k层的测井均方根速度，
Figure FDA0003194438280000018
表示第i个测井中第k+1层的测井均方根速度，
Figure FDA0003194438280000019
表示第i个测井中第k+1层的旅行时间；
S24、设VSP井数据中共有m个VSP井，利用DIX公式分别计算每个VSP井的VSP井均方根速度，具体计算公式如下：
Figure FDA00031944382800000110
其中，
Figure FDA00031944382800000111
表示第j个VSP井中第k层的VSP井均方根速度，
Figure FDA00031944382800000112
表示第j个VSP井中第k+1层的VSP井均方根速度，
Figure FDA00031944382800000113
表示第j个VSP井中第k层的旅行时间，
Figure FDA00031944382800000114
表示第j个VSP井中第k+1层的旅行时间，
Figure FDA00031944382800000115
表示第j个VSP井中第k层的VSP层速度，j＝1,2,…,m；
S25、将测井均方根速度和VSP井均方根速度整合起来，得到均方根速度集合；
S3、利用测井数据中的坐标值和VSP井数据中的坐标值得到测井和VSP井在工区中的井点位置；
S4、基于均方根速度集合调整地面地震速度的速度值，获得约束后的地面地震速度；
S5、利用DIX公式将约束后的地面地震速度转换为层速度；
S6、利用李庆忠经验公式将层速度转换成Q场，并利用Q场完成地震波的补偿。
2.根据权利要求1所述的一种井控Q补偿方法，其特征在于，所述测井数据包括测井井点位置坐标、测量深度、垂直深度和声波，所述VSP井数据包括VSP井井点位置坐标、测量深度、垂直深度、VSP层速度、VSP双程旅行时间。
3.根据权利要求1所述的一种井控Q补偿方法，其特征在于，步骤S4的具体操作如下：
S41、根据测井在工区中的井点位置，选取相同位置处的地面地震速度，将地面地震速度与测井均方根速度进行数据对比，当两者数值不相同时，利用该位置处的测井均方根速度替换地面地震速度；
S42、根据VSP井在工区中的井点位置，选取相同位置处的地面地震速度，将地面地震速度与VSP井均方根速度进行数据对比，当两者数值不相同时，利用该位置处的VSP井均方根速度替换地面地震速度；
S43、对没有测井和VSP井的坐标点，根据其最接近的测井均方根速度或VSP井均方根速度，基于插值算法调整该坐标点的地面地震速度；
S44、调整完工区内所有坐标点的地面地震速度，获得约束后的地面地震速度V。
4.根据权利要求3所述的一种井控Q补偿方法，其特征在于，步骤S5中层速度的计算公式如下：
Figure FDA0003194438280000021
其中，Vpq表示第p个速度点中第q层的地面地震速度，Vpq+1表示第p个速度点中第q+1层的地面地震速度，Tpq表示第p个速度点中第q层的旅行时间，Tpq+1表示第p个速度点中第q+1层的旅行时间，Upq表示第p个速度点中第q层的层速度，人工拾取了a个速度点，p＝1,2,…,a，q＝1,2,…,L。
5.根据权利要求4所述的一种井控Q补偿方法，其特征在于，步骤S6中的Q场的计算公式如下：
Figure FDA0003194438280000031
其中，Qpq表示第p个速度点中第q层的Q值；将所有Q值按照速度点坐标和层数整合成Q场。
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