CN111290043A - 一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法 - Google Patents

一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于地震反演技术领域，具体涉及一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法。本发明包括以下步骤：步骤1在砂岩铀矿研究区内，采集或收集一口井，作为标准井；步骤2对标准井的岩性资料进行数值化；步骤3在标准井的每个地层分层的层段内，按泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩5种岩性，分别计算声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系；步骤4利用步骤3求取的声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，对无声波井进行拟声波测井数据的计算。本发明能够快速、准确地计算生成具有声波量纲的拟声波数据，能够提高后期地震反演的精度。

Description

一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法
技术领域
本发明属于地震反演技术领域，具体涉及一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，特别是涉及一种能够在砂岩型铀矿地球物理测井工作中快速、准确计算生成无声波井的声波测井数据的技术。
背景技术
地震反演工作是砂岩型铀矿勘查中岩性识别的关键技术环节，地球物理声波测井数据是地震反演工作的基础前提，且声波数据的质量影响着反演结果的质量。然而在核工业地质勘查系统，地球物理测井资料中常常缺少声波测井数据，如此一来降低了地震反演砂体识别的精度。目前主要的解决办法就是利用电阻率等非声波量纲的测井数据与声波测井数据的转换关系，计算得到具有声波量纲的拟声波测井数据，而后利用这些拟声波测井数据进行地震反演，识别砂体。拟声波的转换关系的计算方法较多，如岩石物理经验、人工神经网络、全井统计等，但使用这些方法在进行砂岩铀矿拟声波测井数据的计算时，存在精度较低、效果不佳等不足的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题：
本发明提供一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，能够快速、准确地计算生成具有声波量纲的拟声波数据，能够提高后期地震反演的精度。
本发明采用的技术方案：
一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，包括以下步骤：
步骤1在砂岩铀矿研究区内，采集或收集一口井，作为标准井；
步骤2对标准井的岩性资料进行数值化；
步骤3在标准井的每个地层分层的层段内，按泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩5种岩性，分别计算声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系；
步骤4利用步骤3求取的声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，对无声波井进行拟声波测井数据的计算。
所述步骤1中，采集或收集标准井的原则为：地层深度大于目标层底界面埋深、地层齐全，且具有岩性资料、地层分层、声波、电阻率、密度测井数据。
所述的步骤1中，通过地质岩性录井工作得到井的岩性数据，通过地质研究工作得到井的地层分层数据，通过地球物理测井仪测量得到声波、电阻率、密度测井数据。
所述的步骤2中考虑的岩性为5种，即对泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩等5种岩性进行赋值。
所述的步骤3中使用c语言编程，分不同地层层段统计5种不同岩性的声波、电阻率、密度测井数据，通过交会分析声波与电阻率测井数据以及声波与密度测井数据，得到声波与电阻率的线性拟合关系以及声波与密度的线性拟合关系。
其中一种岩性的声波与电阻率的线性拟合关系为y1＝a1x1+b1，声波与密度的线性拟合关系为y2＝a2x2+b2；y1、y2为声波，x1、x2分别为电阻率和密度数据，a1、b1、a2、b2为需要拟合的参数。
所述的步骤4中使用c语言编程，利用3得到的线性拟合关系，计算拟声波测井数据。
拟声波计算公式为
DT＝((RES*a1+b1)*0.5+(DEN*a2+b2)*0.5)*0.5 (1)
DT为拟声波值，RES为电阻率值，DEN为密度值。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，按照分地层层段、岩性段的思路，统计声波与电阻率以及声波与密度的线性拟合关系，据此计算无声波井的拟声波测井数据，利用这些拟声波测井数据进行地震反演砂体识别，准确度较好；
(2)本发明提供的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，相比于较少声波井的地震建模工作，使用较多质量较好的拟声波井进行地震建模和反演，能够提高地震反演的精度，提升砂体识别的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法作进一步详细说明。
以二连盆地砂岩铀矿研究区为例，本发明提供的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，包括如下步骤：
步骤1在二连盆地砂岩铀矿研究区内，采集或收集一口地层深度大于目标层底界面埋深、地层齐全，且具有岩性资料、地层分层、声波、电阻率、密度测井数据的井，作为标准井；
该标准井的测井数据是通过测井仪采集或人工收集的，至少具有声波、电阻率、密度3种测井数据，测井数据的深度要达到目标层底界面的深度，且该井的地层分布要齐全，即从浅层至深部目标地层之间，没有地层缺失，该研究区地层从浅到深的沉积地层应包括：第三系、二连组、赛汉组第四旋回组、赛汉组第三旋回组、赛汉组第二旋回组、赛汉组第一旋回组、腾格尔组。
该标准井的声波、电阻率、密度3种测井数据在使用前，要经过常规的深度校正、平滑滤波、环境校正处理。
步骤2对标准井的岩性资料进行数值化，即对泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩等5种岩性进行赋值；
使用C语言进行循环判断计算，当岩性为“泥岩”时，赋值岩性值为1，当岩性为“粉砂岩”时，赋值岩性值为2，当岩性为“细砂岩”时，赋值岩性值为3，当岩性为“中粗砂岩”时，赋值岩性值为4，当岩性为“砂砾岩”时，赋值岩性值为5。
Figure RE-GDA0002466793620000041
Figure RE-GDA0002466793620000051
LITH[i]为测井岩性数据的数组，DEPTH[i]为深度数据的数组， count是测井数据的计数值，interval是测井数据的深度间隔。
步骤3在标准井的每个地层分层的层段内，按泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩5种岩性，分别计算声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系。
①使用C语言编程将标准井的分层数据的数值赋予数组 LAYER[i]，其中i为分层数，以二连盆地研究区为例，i为0,1,2,3,4,5,6。研究区的分层由浅至深LAYER[0]，LAYER[1]，LAYER[2]，LAYER[3]， LAYER[4]，LAYER[5]，LAYER[6]分别为第三系底界面E的深度值、二连组底界面K2E的深度值、赛汉组第四旋回底界面S4的深度值、赛汉组第四旋回底界面S3的深度值、赛汉组第四旋回底界面S2的深度值、赛汉组第四旋回底界面S1的深度值、腾格尔组底界面K1T的深度值；
②使用C语言编程将声波数据的数值赋予数组DT[j]，j为声波测井数据的计数值；将电阻率数据的数值赋予数组RES[k]，k为电阻率测井数据的计数值；将密度数据的数值赋予数组DEN[l]，l为密度测井数据的计数值；
③使用C语言编程将第一层，即第三系E地层内泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩的声波、电阻率、密度测井数据值，存入三维数组E[i][j][k]，相应的深度值存入二维数组E_DEPTH[i][k]，i＝0 时，为泥岩，i＝1时，为粉砂岩，i＝2时，为细砂岩，i＝3时，为中粗砂岩，i＝4时，为砂砾岩；j＝0时，为声波，j＝1时，为电阻率，j＝2 时，为密度；k是相应测井数据的计数值。以下是第三系E地层内5 种岩性的3种测井数据的存入方法：
Figure RE-GDA0002466793620000061
Figure RE-GDA0002466793620000071
④计算第三系E地层泥岩中声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，粉砂岩中，声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，细砂岩中，声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，中粗砂岩，声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，砂砾岩中，声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系。
用c语言将泥岩的深度值E_DEPTH[0][k]、E[0][0][k]声波、 E[0][1][k]电阻率、E[0][2][k]密度分别写入DATA1.txt文档的第一列、第二列、第三列、第四列。使用geoview软件的“cross plot”模块导入 DATA1.txt文档，在其中计算声波与电阻率的线性拟合关系y1＝a1x1+b1，声波与密度的线性拟合关系y2＝a2x2+b2。y1、y2为声波，x1、x2分别为电阻率和密度数据，a1、b1、a2、b2为需要拟合的参数。
用c语言将粉砂岩的深度值E_DEPTH[1][k]、E[1][0][k]声波、 E[1][1][k]电阻率、E[1][2][k]密度分别写入DATA2.txt文档的第一列、第二列、第三列、第四列。使用geoview软件的“cross plot”模块导入 DATA2.txt文档，在其中计算声波与电阻率的线性拟合关系y3＝a3x3+b3，声波与密度的线性拟合关系y4＝a4x4+b4。y3、y4为声波，x3、x4分别为电阻率和密度数据，a3、b3、a4、b4为需要拟合的参数。
用c语言将细砂岩的深度值E_DEPTH[2][k]、E[2][0][k]声波、 E[2][1][k]电阻率、E[2][2][k]密度分别写入DATA3.txt文档的第一列、第二列、第三列、第四列。使用geoview软件的“cross plot”模块导入 DATA3.txt文档，在其中计算声波与电阻率的线性拟合关系y5＝a5x5+b5，声波与密度的线性拟合关系y6＝a6x6+b6。y5、y6为声波，x5、x6分别为电阻率和密度数据，a5、b5、a6、b6为需要拟合的参数。
用c语言将中粗砂岩的深度值E_DEPTH[3][k]、E[3][0][k]声波、 E[3][1][k]电阻率、E[3][2][k]密度分别写入DATA4.txt文档的第一列、第二列、第三列、第四列。使用geoview软件的“cross plot”模块导入DATA4.txt文档，在其中计算声波与电阻率的线性拟合关系y7＝a7x7+b7，声波与密度的线性拟合关系y8＝a8x8+b8。y7、y8为声波，x7、x8分别为电阻率和密度数据，a7、b7、a8、b8为需要拟合的参数。
用c语言将砂砾岩的深度值E_DEPTH[4][k]、E[4][0][k]声波、 E[4][1][k]电阻率、E[4][2][k]密度分别写入DATA5.txt文档的第一列、第二列、第三列、第四列。使用geoview软件的“cross plot”模块导入 DATA5.txt文档，在其中计算声波与电阻率的线性拟合关系y9＝a9x9+b9，声波与密度的线性拟合关系y10＝a10x10+b10。y9、y10为声波，x9、x10分别为电阻率和密度数据，a9、b9、a10、b10为需要拟合的参数。
至此，第一层即第三系地层E的声波与电阻率的线性拟合关系和声波与密度的线性拟合关系已计算完毕。
以此类推，由浅至深，计算出第二层二连组K2E、第三层赛汉组第四旋回S4、第四层赛汉组第四旋回S3、第五层赛汉组第四旋回S2、第六层赛汉组第四旋回S1、第七层腾格尔组K1T的声波与电阻率的线性拟合关系和声波与密度的线性拟合关系。
步骤4利用步骤3求取的声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，对无声波井进行拟声波测井数据的计算。
①检查该无声波井的其他测井数据，应具有岩性数据、地层分层数据、电阻率和密度测井数据，岩性和分层数据是必须具备的，电阻率和密度测井数据至少二选一，否则无法进行拟声波计算；若电阻率和密度测井数据两者均有，则电阻率和密度测井数据的权重各占一半，即按照(1)式进行拟声波计算，若仅有一种，则以该类测井数据作为转换依据。
DT＝((RES*a1+b1)*0.5+(DEN*a2+b2)*0.5)*0.5 (1)
DT为拟声波值，RES为电阻率值，DEN为密度值。
②所有测井数据在进行转换计算之前，要对电阻率、密度测井数据进行常规的深度校正、平滑滤波、环境校正处理。
③按照步骤(2)中的内容计算该井的岩性数据，岩性值存入 TARGET_LITH[i]数组中，测井的深度值存入TARGET_DEPTH[i]数组中。
④使用C语言编程将标准井的分层数据的数值赋予数组 TARGET_LAYER[i]，其中i为分层数，以无声波井的分层数为准，例如由浅至深地层为第三系地层E、二连组地层K2E、赛汉组第二旋回S2、赛汉组第一旋回S1、腾格尔组地层K1T。
⑤使用c语言编程将该无声波井的电阻率值存入TARGET_RES[i] 数组，无声波井的密度值存入TARGET_DEN[i]数组，待转换计算的拟声波值拟存入TARGET_DT[i]数组。
⑥以二连盆地第三系地层E的电阻率和密度计算拟声波为例介绍，利用(3)中计算的拟声波线性转换关系，计算拟声波值：
Figure RE-GDA0002466793620000101
Figure RE-GDA0002466793620000111
其中，a1，b1，a2，b2，a3，b3，a4，b4，a5，b5，a6，b6，a7，b7， a8，b8，a9，b9，a10，b10，为(3)步骤中计算的线性拟合关系中的参数。
⑦使用c语言将不同深度的拟声波数据写入DATA.txt文件，第一列为深度值TARGET_DEPTH[i]，第二列为拟声波值TARGET_DT[i]， i为测井数据的计数值。
至此，第一层第三系地层E的拟声波数据计算完毕。
以此类推，按照该步骤的内容计算下一个地层的拟声波数据，直至所有地层计算完毕。

Claims (8)

1.一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)在砂岩铀矿研究区内，采集或收集一口井，作为标准井；
步骤(2)对标准井的岩性资料进行数值化；
步骤(3)在标准井的每个地层分层的层段内，按泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩5种岩性，分别计算声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系；
步骤(4)利用步骤(3)求取的声波与电阻率的线性拟合关系、声波与密度的线性拟合关系，对无声波井进行拟声波测井数据的计算。
2.根据权利要求1所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：所述步骤(1)中，采集或收集标准井的原则为：地层深度大于目标层底界面埋深、地层齐全，且具有岩性资料、地层分层、声波、电阻率、密度测井数据。
3.根据权利要求2所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，通过地质岩性录井工作得到井的岩性数据，通过地质研究工作得到井的地层分层数据，通过地球物理测井仪测量得到声波、电阻率、密度测井数据。
4.根据权利要求1所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：所述的步骤(2)中考虑的岩性为5种，即对泥岩、粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、砂砾岩等5种岩性进行赋值。
5.根据权利要求4所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：所述的步骤(3)中使用c语言编程，分不同地层层段统计5种不同岩性的声波、电阻率、密度测井数据，通过交会分析声波与电阻率测井数据以及声波与密度测井数据，得到声波与电阻率的线性拟合关系以及声波与密度的线性拟合关系。
6.根据权利要求5所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：其中一种岩性的声波与电阻率的线性拟合关系为y1＝a1x1+b1，声波与密度的线性拟合关系为y2＝a2x2+b2；y1、y2为声波，x1、x2分别为电阻率和密度数据，a1、b1、a2、b2为需要拟合的参数。
7.根据权利要求6所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：所述的步骤(4)中使用c语言编程，利用(3)得到的线性拟合关系，计算拟声波测井数据。
8.根据权利要求7所述的一种沉积地层拟声波测井数据的计算方法，其特征在于：拟声波计算公式为
DT＝((RES*a1+b1)*0.5+(DEN*a2+b2)*0.5)*0.5 (1)
DT为拟声波值，RES为电阻率值，DEN为密度值。
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