CN111624649A - 一种零偏移距vsp建立横向变速层速度模型的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法和装置，所述方法包括以下步骤：S1.基于输入数据，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；S2.利用最佳标定时差时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组；S3.线性插值地震反射时间层位细化为薄层，利用零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；S4.计算时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型。本发明有效利用了零偏移距VSP准确的时深关系和层速度，结合地震剖面层位的横向变化，得到了精确的深度域层速度模型，为叠前深度偏移提供速度场。

Description

一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法和装置

技术领域

本发明涉及地球物理勘探中地震数据速度建模方法，特别是涉及一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法和装置。

背景技术

近年来，变偏移距VSP(即Walkaway VSP)、3D VSP已实现工业化应用，速度建模精度直接影响Walkaway VSP、3D VSP的成像精度，间接影响地质认识、储层研究。

李洪柱等研究了《井控速度建模技术在地震资料处理中的应用》，文献利用层位约束、克里金插值法声波测井资料建立井控时间域速度模型。姜岩等研究了《大庆长垣萨尔图油田井震结合整体构造建模技术》，文献利用反距离加权法插值声波测井速度建立三维速度模型。

就目前而言，横向变速层速度模型的已有方案没有做走廊精细标定，导致速模型零深度不准、层位的深度不准。声波测井的建模，其速度的频带与地震频带不同，声波测井的时深关系存在累积误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法和装置，有效利用了零偏移距VSP准确的时深关系和层速度，结合地震剖面层位的横向变化，得到了精确的深度域层速度模型，为叠前深度偏移提供速度场。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法，包括以下步骤：

S1.输入零偏移距VSP走廊、零偏移距VSP层速度、零偏移距VSP时深对、过井地震剖面，对比VSP走廊与过井地震剖面反射层位波组强弱匹配关系，整体移动VSP走廊找到最大相似系数S^max、最佳标定时差T_VSP，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；

S2.利用最佳标定时差T_VSP时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组：

Horizon_i,j＝pick_time

其中，i是第i个时间层位，j是第j道，j∈[1,N]，N是过井地震剖面的道数，pich_time是当前拾取时间；

S3.将步骤S2得到的地震反射时间层位通过线性差值的方式细化为薄层，利用步骤S1的零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；

S4.计算步骤S3的时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型。

进一步地，所述步骤S1包括：

S101.计算VSP走廊与过井地震剖面相似系数：

其中，Seismic是井旁地震道数据，VSP是VSP走廊数据；i∈[1,N]，N＝(t₂-t₁)/dt，t₁是井旁地震道相似系数时窗起点，t₂是井旁地震道相似系数时窗终点，dt是采样率；st∈[1,SM]，SM＝(st₂-st₁)/dt，st₁是标定时差最小值，st₂是标定时差最大值；S_st是标定时差为st×dt的相似系数；

S102.给定相似系数时窗t₁和t₂、标定时差范围st₁和st₂，在[1,SM]区间内循环st，计算相似系数S_st，找到最大相似系数S^max对应的st值stm，最佳标定时差为：

T_VSP＝stm×dt

其中，T_VSP是最佳标定时差，dt是采样率。

所述步骤S3包括以下子步骤：

S301.输入薄层细化参数，起始时间t₀，结束时间t_e，细化间隔Tdt；

t_k＝t₀+k·Tdt

其中，t_k是k层的时间，t_k、t₀、t_e与步骤S1中零偏移距VSP时深对及层速度对应，k∈[1,M]，

S302.确定t_k上下时间层位，如果t_i≤t_k≤t_i+1，则t_k第i层、第i+1层之间；

其中，t_i是第i层井口位置的时间，t_i+1是第i+1层井口位置的时间，t_k、t_i、t_i+1与步骤S1中零偏移距VSP时深对及层速度对应；

S303.利用第i层、第i+1层时间层位线性插值k层：

其中，ThinHorizon_k,j是k层上的第j道时间，t_k是待插值的时间，Horizon_i,j是第i层的第j道时间，Horizon_i+1,j是第i层的第j道时间，j∈[1,N]，N是过井地震剖面的道数；

在j取1,2，…,N时重复上述步骤，得到k层所有点的插值层位ThinHorizon_k；

S304.强步骤S303中层位ThinHorizon_k，j对应的层速度

为零偏移距VSP t_k时间对应的层速度。

S305.循环执行步骤S301～S304，得到时间域层速度模型ThinHorizon和V^T。

进一步地，所述步骤S4包括：

S401.输入速度模型深度网格大小dz、模型最大深度ModelZ参数，计算深度域向量MZ＝[0:dz:ModelZ]；

S402.计算步骤S3的时间域层速度模型第j道的时深关系：

其中，HT_k,j和HT_k-1,j是第j道的k层、k-1层的时间层位ThinHorizon_k,j、ThinHorizon_k-1,j对应的深度，

是第j道的k层的层速度；

S403.将步骤S402中的

网格化为深度向量MZ对应的深度域速度模型第j道的层速度

S404.循环S402～S403得到所有道深度向量MZ对应的深度域速度模型V^D。

一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的装置，包括：

过井地震剖面标定单元，用于根据输入的零偏移距VSP走廊、零偏移距VSP层速度、零偏移距VSP时深对、过井地震剖面，对比VSP走廊与过井地震剖面反射层位波组强弱匹配关系，整体移动VSP走廊找到最大相似系数S^max、最佳标定时差T_VSP，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；

时间层位拾取单元，用于根据最佳标定时差T_VSP时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组；

时间域层速度模型构建单元，用于线性插值地震反射时间层位细化为薄层，利用零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；

深度域速度模型构建单元，用于计算时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型。

本发明的有益效果是：本发明基于零偏移距VSP走廊和时深关系精细标定过井地震剖面，通过拾取主要地震层位，插值细化层位，将零偏移距VSP层速度沿外推，时深转换、网格化得到横向变速得深度域层速度模型。有效利用了零偏移距VSP准确的时深关系和层速度，结合地震剖面层位的横向变化，得到了精确的深度域层速度模型，为叠前深度偏移提供速度场。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为实施例中输入零偏移距VSP时深对示意图；

图3为实施例中输入零偏移距VSP层速度示意图；

图4为实施例中零偏移距VSP走廊标定过井地震剖面示意图；

图5为实施例中零偏移距VSP走廊与井旁地震道的相似系数示意图；

图6为实施例中过井地震剖面层位拾取示意图；

图7为实施例中时间域层速度模型示意图；

图8为实施例中深度域层速度模型示意图；

图9为本发明的装置原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

进行变偏移距VSP井中地震数据采集时，需要在地面布设一条由多个炮点所组成的炮线，在井中的各个检波点设置检波器，在炮点人工激发地震数据的条件下，实现变偏移距VSP井中数据采集；而零偏移距VSP数据采集，是指在离井口最近的一个炮点激发时，进行相应的VSP数据采集，本申请正是基于零偏移距VSP建立横向变速层速度模型，具体地：

如图1所示，一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法，包括以下步骤：

S1.输入零偏移距VSP走廊、零偏移距VSP层速度、零偏移距VSP时深对、过井地震剖面，对比VSP走廊与过井地震剖面反射层位波组强弱匹配关系，整体移动VSP走廊找到最大相似系数S^max、最佳标定时差T_VSP，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；

S101.计算VSP走廊与过井地震剖面相似系数：

其中，Seismic是井旁地震道数据，VSP是VSP走廊数据；i∈[1,N]，N＝(t₂-t₁)/dt，t₁是井旁地震道相似系数时窗起点，t₂是井旁地震道相似系数时窗终点，dt是采样率；st∈[1,SM]，SM＝(st₂-st₁)/dt，st₁是标定时差最小值，st₂是标定时差最大值；S_st是标定时差为st×dt的相似系数；

S102.给定相似系数时窗t₁和t₂、标定时差范围st₁和st₂，在[1,SM]区间内循环st，计算相似系数S_st，找到最大相似系数S^max对应的st值stm，最佳标定时差为：

T_VSP＝stm×dt

其中，T_VSP是最佳标定时差，dt是采样率。

在本申请的实施例中，输入的零偏移距VSP时深对如图2所示，图中横坐标为双程时(单位：毫秒)；纵坐标为深度(单位：米)。输入的零偏移距VSP层速度如图3所示，图中横坐标为速度(单位：米/秒)；纵坐标为深度(单位：米)。输入的零偏移距VSP走廊标定过井地震剖面如图4所示，图中横坐标为道号；纵坐标为时间(单位：毫秒)。VSP走廊与井旁地震道相似系数如图5所示，图中横坐标为时间(单位：毫秒)；纵坐标为相似系数。

S2.利用最佳标定时差T_VSP时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组：

Horizon_i,j＝pick_time

其中，i是第i个时间层位，j是第j道，j∈[1,N]，N是过井地震剖面的道数，pich_time是当前拾取时间；

在上述实施例中，过井地震剖面层位拾取如图6所示，图中横坐标为道号；纵坐标为时间(单位：毫秒)。

S3.将步骤S2得到的地震反射时间层位通过线性差值的方式细化为薄层，利用步骤S1的零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；

S301.输入薄层细化参数，起始时间t₀，结束时间t_e，细化间隔Tdt；

t_k＝t₀+k·Tdt

其中，t_k是k层的时间，t_k、t₀、t_e与步骤S1中零偏移距VSP时深对及层速度对应，k∈[1,M]，

S302.确定t_k上下时间层位，如果t_i≤t_k≤t_i+1，则t_k第i层、第i+1层之间；

其中，t_i是第i层井口位置的时间，t_i+1是第i+1层井口位置的时间，t_k、t_i、t_i+1与步骤S1中零偏移距VSP时深对及层速度对应；

S303.利用第i层、第i+1层时间层位线性插值k层：

其中，ThinHorizon_k,j是k层上的第j道时间，t_k是待插值的时间，Horizon_i,j是第i层的第j道时间，Horizon_i+1,j是第i层的第j道时间，j∈[1,N]，N是过井地震剖面的道数；

在j取1,2，…,N时重复上述步骤，得到k层所有点的插值层位ThinHorizon_k；

S304.强步骤S303中层位ThinHorizo n_k，j对应的层速度

为零偏移距VSP t_k时间对应的层速度。

S305.循环执行步骤S301～S304，得到时间域层速度模型ThinHorizon和V^T。

在上述实施例中，时间域层速度模型如图7所示，图中横坐标为长度(单位：米)；纵坐标为时间(单位：毫秒)

S4.计算步骤S3的时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型：

S401.输入速度模型深度网格大小dz、模型最大深度ModelZ参数，计算深度域向量MZ＝[0:dz:ModelZ]；

S402.计算步骤S3的时间域层速度模型第j道的时深关系：

其中，HT_k,j和HT_k-1,j是第j道的k层、k-1层的时间层位ThinHorizon_k,j、ThinHorizon_k-1,j对应的深度，

是第j道的k层的层速度；

S403.将步骤S402中的

网格化为深度向量MZ对应的深度域速度模型第j道的层速度

S404.循环S402～S403得到所有道深度向量MZ对应的深度域速度模型V^D。

在上述实施例中，深度域层速度模型如图8所示，图中横坐标为长度(单位：米)；纵坐标为深度(单位：米)。

如图9所示，一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的装置，包括：

过井地震剖面标定单元，用于根据输入的零偏移距VSP走廊、零偏移距VSP层速度、零偏移距VSP时深对、过井地震剖面，对比VSP走廊与过井地震剖面反射层位波组强弱匹配关系，整体移动VSP走廊找到最大相似系数S^max、最佳标定时差T_VSP，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；

时间层位拾取单元，用于根据最佳标定时差T_VSP时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组；

时间域层速度模型构建单元，用于线性插值地震反射时间层位细化为薄层，利用零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；

深度域速度模型构建单元，用于计算时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型。

综上，本发明基于零偏移距VSP走廊和时深关系精细标定过井地震剖面，通过拾取主要地震层位，插值细化层位，将零偏移距VSP层速度沿外推，时深转换、网格化得到横向变速得深度域层速度模型。有效利用了零偏移距VSP准确的时深关系和层速度，结合地震剖面层位的横向变化，得到了精确的深度域层速度模型，为叠前深度偏移提供速度场。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.输入零偏移距VSP走廊、零偏移距VSP层速度、零偏移距VSP时深对、过井地震剖面，对比VSP走廊与过井地震剖面反射层位波组强弱匹配关系，整体移动VSP走廊找到最大相似系数S^max、最佳标定时差T_VSP，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；

S2.利用最佳标定时差T_VSP时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组：

Horizon_i,j＝pick_time

其中，i是第i个时间层位，j是第j道，j∈[1,N]，N是过井地震剖面的道数，pich_time是当前拾取时间；

S3.将步骤S2得到的地震反射时间层位通过线性差值的方式细化为薄层，利用步骤S1的零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；

S4.计算步骤S3的时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型。

2.根据权利要求1所述的一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法，其特征在于：所述步骤S1包括：

S101.计算VSP走廊与过井地震剖面相似系数：

其中，Seismic是井旁地震道数据，VSP是VSP走廊数据；i∈[1,N]，N＝(t₂-t₁)/dt，t₁是井旁地震道相似系数时窗起点，t₂是井旁地震道相似系数时窗终点，dt是采样率；st∈[1,SM]，SM＝(st₂-st₁)/dt，st₁是标定时差最小值，st₂是标定时差最大值；S_st是标定时差为st×dt的相似系数；

S102.给定相似系数时窗t₁和t₂、标定时差范围st₁和st₂，在[1,SM]区间内循环st，计算相似系数S_st，找到最大相似系数S^max对应的st值stm，最佳标定时差为：

T_VSP＝stm×dt

其中，T_VSP是最佳标定时差，dt是采样率。

3.根据权利要求1所述的一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：

S301.输入薄层细化参数，起始时间t₀，结束时间t_e，细化间隔Tdt；

t_k＝t₀+k·Tdt

其中，t_k是k层的时间，t_k、t₀、t_e与步骤S1中零偏移距VSP时深对及层速度对应，k∈[1,M]，

S302.确定t_k上下时间层位，如果t_i≤t_k≤t_i+1，则t_k第i层、第i+1层之间；

其中，t_i是第i层井口位置的时间，t_i+1是第i+1层井口位置的时间，t_k、t_i、t_i+1与步骤S1中零偏移距VSP时深对及层速度对应；

S303.利用第i层、第i+1层时间层位线性插值k层：

其中，ThinHorizon_k,j是k层上的第j道时间，t_k是待插值的时间，Horizon_i,j是第i层的第j道时间，Horizon_i+1,j是第i层的第j道时间，j∈[1,N]，N是过井地震剖面的道数；

在j取1,2，…,N时重复上述步骤，得到k层所有点的插值层位ThinHorizon_k；

S304.强步骤S303中层位ThinHorizon_k，j对应的层速度

为零偏移距VSP t_k时间对应的层速度；

S305.循环执行步骤S301～S304，得到时间域层速度模型ThinHorizon和V^T。

4.根据权利要求1所述的一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的方法，其特征在于：所述步骤S4包括：

S401.输入速度模型深度网格大小dz、模型最大深度ModelZ参数，计算深度域向量MZ＝[0:dz:ModelZ]；

S402.计算步骤S3的时间域层速度模型第j道的时深关系：

其中，HT_k,j和HT_k-1,j是第j道的k层、k-1层的时间层位ThinHorizon_k,j、ThinHorizon_k-1,j对应的深度，

是第j道的k层的层速度；

S403.将步骤S402中的

网格化为深度向量MZ对应的深度域速度模型第j道的层速度

S404.循环S402～S403得到所有道深度向量MZ对应的深度域速度模型V^D。

5.一种零偏移距VSP建立横向变速层速度模型的装置，采用权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于：包括：

过井地震剖面标定单元，用于根据输入的零偏移距VSP走廊、零偏移距VSP层速度、零偏移距VSP时深对、过井地震剖面，对比VSP走廊与过井地震剖面反射层位波组强弱匹配关系，整体移动VSP走廊找到最大相似系数S^max、最佳标定时差T_VSP，实现零偏移距VSP走廊精细标定过井地震剖面；

时间层位拾取单元，用于根据最佳标定时差T_VSP时移过井地震剖面，由浅至深拾取几套主要的地震反射时间层位，保存时间层位数组；

时间域层速度模型构建单元，用于线性插值地震反射时间层位细化为薄层，利用零偏移距VSP层速度沿薄层填充得到时间域层速度模型；

深度域速度模型构建单元，用于计算时间域层速度模型每一道的时深关系，将时间域转为深度域，网格化后得到深度域速度模型。

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