CN112444885A - 基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法 - Google Patents

基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，包括，建立微测井模型及层析反演模型；分别计算所述微测井模型和所述层析反演模型的走时，对比走时误差；根据走时误差，用所述微测井模型的控制点速度替换所述层析反演模型的速度，得到浅表层速度模型；将所述浅表层速度模型与深层速度模型融合得到浅表层模型。本发明的方法与微测井岩性录井和地质产状相结合，拓展形成了基于结构模型约束的微测井和层析反演联合建模技术，保持了层析反演模拟连续性特点，速度分层界面走时与微测井相同并，保持了波的动力学特征和运动学特征。

Description

基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法
技术领域
本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法。
背景技术
复杂浅表层低信噪比问题和低信噪比条件下复杂构造的成像，被认为是地震勘探攻关的两个方面。建立符合实际地质情况的浅表层模型是解决复杂浅表层低信噪比问题的关键。
浅表层调查和建模的方法包括微测井、小折射、初至层析反演、地面地质调查等等，地震最常见的是微测井和初至层析反演。
微测井提供了浅表层低降层速度、厚度和岩性资料，初步构建了浅表层的速度模型和结构模型，因物理点密度稀疏(二维，1个物理点/Km；三维，1个物理点/Km2)，模型精度不能满足生产和科研需求。而层析反演提供了连续的速度模型，广泛应用于浅表层建模和资料静校正处理。因炮检点密度和算法的限制，高陡构造或低降速层厚度变化较大区域，反演的模型依然较低。
微测井约束的层析反演，在一定程度上提高了反演精度，其反演的稳定性，取决于浅表层速度或岩性变化，及微测井点的控制密度。当横向岩性或速度变化较大时，层析反演的模型与微测井仍存在较大的走时误差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于复杂浅表层的精确的建模方法，建立符合地质实际的浅表层模型，满足理论研究和方法攻关的需求。
本发明的一种基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，包括，
步骤1，建立微测井模型及层析反演模型；
步骤2，分别计算所述微测井模型和所述层析反演模型的走时，对比走时误差；
步骤3，根据走时误差，用所述微测井模型的控制点速度替换所述层析反演模型的速度，得到浅表层速度模型；
步骤4，将所述浅表层速度模型与深层速度模型融合得到浅表层模型。
进一步地，所述步骤1还包括，按一定深度的采样间隔获取所述层析反演模型的速度。
进一步地，在所述步骤1中，根据浅表层低降速带厚度和构造模型的复杂程度选择所述层析反演模型的深度采样控制点，并且所述深度采样控制点需要满足以下条件，
小于数值模拟剖分网格；
结构分层中对应每一层至少有一个数据点。
进一步地，所述步骤3具体包括；
步骤3.1选择所述微测井模型及层析反演模型之间的最小走时误差作为速度控制点，将大于所述最小走时误差的层析反演的控制点速度全部替换为等深度点的微测井控制点速度；
步骤3.2.采用多项式内插或拟合的方法计算，得出浅表层速度模型。
进一步地，所述步骤3还包括，
步骤3.3.在计算得出浅表层速度模型后，以所述微测井模型为标准，按照走时相等的原则，对所述浅表层速度模型进行校验，若走时误差小于地震采集一个时间采样间隔时，认为所述浅表层速度模型符合要求；
若控制点走时大于1个地震时间采样间隔时，返回步骤3.1和3.2，重新进行控制点速度修改和模型计算。
进一步地，所述基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法还包括，
步骤5，通过正演模拟验证所述浅表层模型的正确性，若浅表层模型需要修改则返回步骤3。
进一步地，在所述步骤2中，所述微测井模型的走时通过井口检波器初至时间获取，所述层析反演模型的走时按深度采样的速度计算获得。
进一步地，在所述步骤1中，所述微测井模型为深井微测井模型。
进一步地，在所述步骤4具体包括，
采用多项式内插或拟合的方法对将所述浅表层速度模型与深层速度模型融合，在进行融合时，将深层速度模型最浅位置的速度控制点作为浅层模型的最大速度控制点。
进一步地，所述步骤5中，所述正演模拟方法采用声波，通过初至走时误差，判断所述浅表层模型与实际浅表层结构的符合性。
与现有技术相比，本发明的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，基于走时相等的原则，即以深井微测井的走时作为地震走时，约束层析反演，或将离散化层析反演模型，融合微测井控制点速度，通过多项式拟合或内插，获得连续的浅表层模型。本发明的方法与微测井岩性录井和地质产状相结合，拓展形成了基于结构模型约束的微测井和层析反演联合建模技术。与常规的微测井模型、层析反演模型及地质结构模型对比，保持了层析反演模拟连续性特点，速度分层界面走时与微测井相同。从地震波传播的理论分析，保持了波的动力学特征和运动学特征。
本发明的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法有利于提高浅表层建模精度，为地震采集激发、静校正与成像处理，地震正演模拟等方法研究提供了资料。
上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了根据本发明的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法流程图。
图2显示了根据本发明提供的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法进行模拟的模拟结果。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
图1显示了本发明的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法流程图，如图1所示，本发明的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法包括，
步骤1，建立微测井模型及层析反演模型。
具体地，对地震采集数据，按标准规定的流程，进行层析反演。并按一定深度采样间隔获取层析反演的速度。优选的，采样深度为0.5米。
为了保证建模的准确性，微测井模型一般为深井微测井模型，深度优选为30～55米。更优选地，微测井深度为50米。
步骤2，分别计算所述微测井模型和所述层析反演模型的走时，对比走时误差。
具体地，走时选择单程走时，所述微测井模型的走时通过井口检波器初至时间获取，所述层析反演模型的走时按深度采样的速度计算获得。
步骤3，根据走时误差，用所述微测井模型的控制点速度替换所述层析反演模型的速度，得到浅表层速度模型；
进一步地，所述步骤3具体包括；
步骤3.1选择所述微测井模型及层析反演模型之间的最小走时误差作为速度控制点，将大于所述最小走时误差的层析反演的控制点速度全部替换为等深度点的微测井控制点速度；
步骤3.2.采用多项式内插或拟合的方法计算，得出浅表层速度模型。
步骤3.3.在计算得出浅表层速度模型后，以所述微测井模型为标准，按照走时相等的原则，对所述浅表层速度模型进行校验，若走时误差小于或等于地震采集一个时间采样间隔Δt时，认为所述浅表层速度模型符合要求；
若控制点走时大于1个地震时间采样间隔Δt时，返回步骤3.1和3.2，重新进行控制点速度修改和模型计算。
需要注意的是，在步骤1或步骤3.1中，因为微测井物理点比较稀疏，在浅表层岩性变化剧烈或速度变化大的地区，尤其是在地表高陡构造出露区，需要结合地质产状和区域浅表层低降速层速度的变化，布设虚拟微测井，计算一定岩性分层界面的控制点速度。
事实上，步骤3.2中对所述浅表层速度模型进行校验于步骤2中走时误差的计算基本相同，其实质均是对比模型的走时误差，当走时误差小于或等于地震采集一个时间采样间隔Δt，可以认为模型基本符合要求。
步骤4，将所述浅表层速度模型与深层速度模型融合得到浅表层模型。
具体地，将符合要求的浅表层速度模型与深层速度模型采用多项式内插或拟合方法融合得到浅表层模型，在进行融合时，将深层速度模型最浅位置的速度控制点作为浅层模型的最大速度控制点进行融合。
优选的多项式内插或拟合方法采用最小二乘法。
其中，深层速度模型可以采用现有的符合要求的深层速度模型。
步骤5，通过正演模拟验证所述浅表层模型的正确性。
若浅表层模型需要修改则返回步骤3；
若所述浅表层模型符合要求，则输出通过验证的所述浅表层模型。
具体地，通过对比正演模拟的单炮与实际单炮初至时间，验证所述浅表层模型的正确性；也可以通过正演模拟的反射层特征检验构造建模的准确性。
优选地，正演模拟的方法可以采用声波模拟，通过初至走时误差，判断所述浅表层模型与实际浅表层结构的符合性，也可以检验深层速度模型的准确性。
进一步地，在所述步骤1中，选择层析反演数据点的间隔(对三维而言是网格密度)，将影响模型的精度，通常的网格密度小于数值模拟网格剖分的间隔。
所述层析反演模型的深度采样控制点，需要根据浅表层低降速带厚度和构造模型的复杂程度选择并且所述深度采样控制点需要满足以下条件，
小于数值模拟剖分网格；
结构分层中对应每一层至少有一个数据点。
图2为按照本发明提供的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法进行模拟的模拟结果，其中，(a)为理论模型的正演模拟测试结果，(b)为无约束的层析反演模型；(c)为联合模型约束的层析反演结果。
如图2所示，理论模型的正演模拟测试结果表明，通过本发明方法反演出的浅表层模型与理论测试模型基本一致。而应用模型的正演模拟采集，获得了与实际地震采集基本一致的模拟资料，为采集观测系统研究，以及资料去噪、静校正处理提供了依据。
本发明的方法以层析反演速度为基础，选择(深井)微测井作为关键层或界面的控制速度，采用多项式内插或拟合，构造新的速度模型，并通过速度校验、正演模拟等步骤，验证模型的准确性。方法也充分考虑了与深层构造(速度)模型的融合问题，与常规的微测井建模、层析反演建模及微测井约束的层析反演建模相比，方法吸收了微测井模型结构分层准确、层析模型速度连续等优点，实现了结构模型与速度模型的统一，构建的浅表层模型基本符合地质实际。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明实时操作，但是，这并非要去或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤或者将一个步骤分成多个步骤执行。
至此，本领域技术人员应该认识到，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，包括，
步骤1，建立微测井模型及层析反演模型；
步骤2，分别计算所述微测井模型和所述层析反演模型的走时，对比走时误差；
步骤3，根据走时误差，用所述微测井模型的控制点速度替换所述层析反演模型的速度，得到浅表层速度模型；
步骤4，将所述浅表层速度模型与深层速度模型融合得到浅表层模型。
2.根据权利要求1所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，所述步骤1还包括，按一定深度的采样间隔获取所述层析反演模型的速度。
3.根据权利要求2所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述层析反演模型的深度采样控制点根据浅表层低降速带厚度和构造模型的复杂程度选择，并且所述深度采样控制点满足以下条件，
小于数值模拟剖分网格；
结构分层中对应每一层至少有一个数据点。
4.根据权利要求1所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，所述步骤3具体包括；
步骤3.1选择所述微测井模型及层析反演模型之间的最小走时误差作为速度控制点，将大于所述最小走时误差的层析反演的控制点速度全部替换为等深度点的微测井控制点速度；
步骤3.2.采用多项式内插或拟合的方法计算，得出浅表层速度模型。
5.根据权利要求4所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，所述步骤3还包括，
步骤3.3.在计算得出浅表层速度模型后，以所述微测井模型为标准，按照走时相等的原则，对所述浅表层速度模型进行校验，若走时误差小于地震采集一个时间采样间隔时，认为所述浅表层速度模型符合要求；
若控制点走时大于1个地震时间采样间隔时，返回步骤3.1和3.2，重新进行控制点速度修改和模型计算。
6.根据权利要求4所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，所述基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法还包括，
步骤5，通过正演模拟验证所述浅表层模型的正确性，若浅表层模型需要修改则返回步骤3。
7.根据权利要求6所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述微测井模型的走时通过井口检波器初至时间获取，所述层析反演模型的走时按深度采样的速度计算获得。
8.根据权利要求4或权利要求5所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述微测井模型为深井微测井模型。
9.根据权利要求8所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，在所述步骤4具体包括，
采用多项式内插或拟合的方法对将所述浅表层速度模型与深层速度模型融合，在进行融合时，将深层速度模型最浅位置的速度控制点作为浅层模型的最大速度控制点。
10.根据权利要求6所述的基于走时相等的微测井和层析反演浅表层联合建模方法，其特征在于，所述步骤5中，所述正演模拟方法采用声波模拟。
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