CN113009579A - 地震数据反演方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种地震数据反演方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。本发明利用对测井深度进行标定，又采取振幅与波数的关系对地震数据进行反演，利用波数与频率的关系将时间域运算方法拓展到深度域，使得地震数据可在深度域进行计算，提高了地震数据反演效率。

Description

地震数据反演方法及装置
技术领域
本发明涉及油田勘探开发技术领域，特别涉及一种地震数据反演方法及装置。
背景技术
叠前深度偏移是地震资料处理中的一项关键技术。能获得地质体正确的空间几何位置，包括深度、产状、构造高点、断层断点等。与时间偏移技术相比，叠前深度偏移提高了成像精度，特别是对如火成岩等速度异常体相关构造、深层低幅度构造和挤压盆地中的逆冲、推覆复杂构造等，更能真实地反映地下的构造形态。国内外勘探实践证实，叠前深度偏移地震成像技术是降低勘探风险的关键技术之一。前人对深度域地震资料解释中存在的问题进行了大量的研究。本领域技术人员从时间域和深度域的地震波场描述出发，证明了时间域与深度域中的地球物理概念、原理和方法是相互联系的，其数学表达方式是相似的。但是在实际工作中，深度域资料解释在合成记录标定、构造成图、储层预测和含油气检测等方面有其特殊性，需要进一步探索针对性的解释技术与方法深度域地震资料与时间域资料存在诸多不同，其解释方法与时间域也存在差异。
地震反演作为储层预测的核心技术，能够将测井纵向上高分辨和地震横向上密集采样两者的优势结合起来，估算出地层的岩性、物性特征信息横向上的变化，已经广泛应用于石油勘探开发的各个阶段。尽管近年来地震反演技术取得了巨大进展，但是目前常规的地震反演是在时间域内进行，而时间域地震反演的局限性在于对薄储层的识别能力较差，主要原因是将测井曲线从深度域换算到时间域的过程中损失了宝贵的高频信息。随着勘探开发的不断深入，时间域的地震反演由于自身的局限性经常无法满足储层精细描述的需求。而且随着叠前深度偏移成像技术的发展和成熟，在深度域进行地震解释和储层反演已是大势所趋。近年来对于深度域地震反演一直有人研究，但至今没有形成成熟的方法和技术系列，不如时间域的地震反演方法成熟。
现有技术中提出了一种利用地震多属性变换进行深度域地震反演的方法，该方法是将分辨率相对较低的地震资料根据合理的速度场资料从时间域转换到深度域，然后在深度域采用基于地震多属性变换的方法完成高分辨率的地震反演。
但是现有技术中该反演方法存在着反演效率低的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种地震数据反演方法，用以提高地震数据反演效率，该方法包括：
对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；
根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；
根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；
根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；
利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。
本发明实施例还提供了一种地震数据反演装置，该装置包括：
第一速度场确定模块，用于对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；
时间域地震数据确定模块，用于根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；
第二速度场确定模块，用于根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；
测井深度标定模块，用于根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；
反演结果确定模块，用于利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
本发明实施例通过将地震数据通过叠前深度偏移处理，进而采取时深转换处理，得到时间域地震数据，又根据测井数据确定第二速度场，结合第一速度场通过重采样处理对测井深度进行了标定，利用振幅与波数的关系反演，得到了深度域反演结果。本发明实施例利用对测井深度进行标定，又采取振幅与波数的关系对地震数据进行反演，利用波数与频率的关系将时间域运算方法拓展到深度域，使得地震数据可在深度域进行计算，提高了地震数据反演效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种地震数据反演方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的地震数据反演方法中振幅与频率关系示意图；
图3是本发明实施例提供的地震数据反演方法中速度为3000m/s时振幅与波数的关系示意图；
图4是本发明实施例提供的一种地震数据反演装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，提供了一种地震数据反演方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101：对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；
步骤102：根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；
步骤103：根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；
步骤104：根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；
步骤105：利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。
由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，通过将地震数据通过叠前深度偏移处理，进而采取时深转换处理，得到时间域地震数据，又根据测井数据确定第二速度场，结合第一速度场通过重采样处理对测井深度进行了标定，利用振幅与波数的关系，得到了深度域反演结果。本发明实施例利用对测井深度进行标定，又采取振幅与波数的关系对地震数据进行反演，利用波数与频率将时间域运算方法拓展到深度域，使得地震数据可在深度域进行计算，提高了地震数据反演效率。
在步骤101中，先对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；然后进入步骤102，根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；然后进入步骤103，根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；再进入步骤104，根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；最后进入步骤105中，利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。因为利用了对测井深度进行标定，又采取振幅与波数的关系对地震数据进行反演，利用波数与频率将时间域运算方法拓展到深度域，使得地震数据可在深度域进行计算，提高了地震数据反演效率。
具体实施时，先对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场。实施例中，叠前深度偏移处理在本实例中可为对深度域地震数据进行各向异性速度场校正，得到第一速度场v1。
在得到第一速度场之后，根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据。实施例中，可以根据第一速度场将深度域的地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据。
得到时间域地震数据之后，根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场。实施例中，将测井数据与经过时深转换的时间域地震数据进行标定，标定后可以得到一个速度场，即第二速度场v2，通过对测井数据与经过时深转换的时间域地震数据进行标定，可将测井数据转化到伪时间场中。
在得到第二速度场之后，根据第一速度场和第二速度场对测井深度利用重采样处理进行标定，得到标定后测井深度。
在实施例中，根据第一速度场和第二速度场，通过对测井深度利用重采样处理，可将均匀采样的测井深度转化为与速度相关的非均匀采样的测井深度，可为标定后测井深度。根据第一速度场和第二速度场对测井深度利用重采样处理进行标定可以将原本为深度域的测井深度利用第一速度场v1与第二速度场v2转化为伪深度，可为标定后测井深度。通过对测井深度利用重采样处理可以实现将测井曲线进行重采样到伪深度，本实施例还包括对全部的测井曲线利用利用第一速度场v1与第二速度场v2利用重采样处理得到标定后的全部测井深度数据。在本实施例中，还包括：伪时深对标定技术，用于将原本为深度域的测井深度利用第一速度场v1与第二速度场v2转化为伪深度，可为标定后测井深度。
在上述实施例中，按如下公式根据第一速度场和第二速度场对测井数深度利用重采样处理进行标定，得到标定后测井深度：
d2:d1＝v2/v1
其中，d2是标定后测井深度；d1是测井深度；v1是第一速度场；v2是第二速度场。
在一实施例中，应用“伪时深对”标定技术，首先需要在深度域地震数据标定对工区内所有钻井进行处理，“伪时深对”标定技术用于按如下公式将钻测井数据(此例为测井深度)利用各项异性速度场转化为时间，继而建立伪深度(d2)与深度(d1)之间的关系：
d2:d1＝v2/v1
其中，d2是标定后测井深度；d1是测井深度；v1是第一速度场；v2是第二速度场。
在一实施例中，还需要通过将测井曲线对应重采样到伪时间场中来实现深度域井震标定，得到标定后测井深度。在一实施例中，还因为研究区内有很多钻井，需要对所有参与反演的钻井进行标定才能进行反演。
在得到标定后测井深度后，还需利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。本实施例中，深度域地震数据反演结果至少包括：波阻抗、自然伽马及电阻率其中之一或任意组合。
本发明实施例中这种方法不但满足了深度域反演不能够应用褶积方法的约束条件，同时也能够很快提高反演效率，可以最大限度应用在测井过程中提供的地质信息之中。
具体实施时，利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果，包括：
按如下公式确定频率与波数的关系：
K＝f/v
其中，K是波数，单位是1/m；f是频率，单位是Hz；v是速度，单位是m/s；
根据频率与波数的关系，确定振幅与波数的关系。首先AVF关系，对于一个楔状模型，用不同主频的雷克子波与其褶积，得到一系列合成地震剖面，从而得到在不同时间厚度下振幅随频率变化(AVF)的关系，见图2，图中t表示的是两层之间的时间厚度，单位为ms，AVF关系描述的是不同时间厚度下，振幅随频率的变化关系。
某一地震波形是波阻抗(AI)和时间厚度(H)的函数，而反演时仅根据振幅同时求解AI和H，即已知一个参数求解两个未知数，结果是多解的。AVF关系展示了一个重要规律：同一地层在不同的主频频率子波下会展现不同的振幅特征。但从图2中可以看出AVF关系非常复杂，很难用一个显示函数表示，需用支持向量机(SVM)非线性影射的方法在测井和地震子波分解剖面上找到这种关系，利用AVF信息进行反演。通过速度，将波数与频率进行转换，就可以得到特定速度下的AVK关系图，图3所示，描述的就是在速度为3000m/s是振幅随波数变化的关系。图中h表示的是两层之间的厚度，单位为m。AVK关系描述的是不同厚度下，振幅与波数之间的关系。
实施例中，应用时间域中AVF(振幅与调谐频率)之间的关系，通过公式K＝f/v将这种关系的认识转换到深度域，得到AVK(振幅与波数)关系，可使原有的应用AVF关系进行非线性反演的方法能够实现在深度域中应用。
本发明还提供了一具体实例，应用该方法，在我国陆上某油田进行实际应用：
1、对深度域地震数据进行叠前深度偏移处理得到时间域地震数据，并进行加载；
2、对研究目标区内测井深度进行处理，利用公式d2/d1＝v2/v1进行伪时深对建立，对测井数据(测井曲线)进行重采样处理，采样到伪深度域中，确定标定后测井深度；
3、对标定后测井深度(测井曲线)进行标准化处理，用于确定和消除标定后测井曲线的系统误差；
4、通过公式K＝f/v进行振幅与波数的关系分析，结果如图2、图3所示，某一地震波形是波阻抗(AI)和时间厚度(H)的函数，而反演时仅根据振幅同时求解AI和H，即已知一个参数求解两个未知数，结果是多解的。AVF关系展示了一个重要规律：同一地层在不同的主频频率子波下会展现不同的振幅特征。但从图2中可以看出AVF关系非常复杂，很难用一个显示函数表示，需用支持向量机(SVM)非线性影射的方法在测井和地震子波分解剖面上找到这种关系，利用AVF信息进行反演。通过速度，将波数与频率进行转换，就可以得到特定速度下的AVK关系图，图3所示，描述的就是在速度为3000m/s是振幅随波数变化的关系。图中h表示的是两层之间的厚度，单位为m。AVK关系描述的是不同厚度下，振幅与波数之间的关系；
5、利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果；
6、反演可以得到波阻抗、自然伽马、电阻率等多种数据体。
本发明实施例通过将地震数据通过叠前深度偏移处理，进而采取时深转换处理，得到时间域地震数据，又根据测井数据确定第二速度场，结合第一速度场通过重采样处理对测井深度进行了标定，利用振幅与波数的关系反演，得到了深度域反演结果。本发明实施例利用对测井深度进行标定，又采取振幅与波数的关系对地震数据进行反演，利用波数与频率的关系将时间域运算方法拓展到深度域，使得地震数据可在深度域进行计算，提高了地震数据反演效率。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种地震数据反演装置，如下面的实施例所述。由于地震数据反演装置解决问题的原理与地震数据反演方法相似，因此地震数据反演装置的实施可以参见地震数据反演方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4是本发明实施例的地震数据反演装置的一种结构框图，如图4所示，包括：
第一速度场确定模块01，用于对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；
时间域地震数据确定模块02，用于根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；
第二速度场确定模块03，用于根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；
测井深度标定模块04，用于根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；
反演结果确定模块05，用于利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。
在一个实施例中，测井深度标定模块具体用于：
按如下公式，根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度：
d2:d1＝v2/v1
其中，d2是标定后测井深度；d1是测井深度；v1是第一速度场；v2是第二速度场。
在一个实施例中，还包括：振幅与波数的关系确定模块，用于：
按如下公式确定频率与波数的关系：
K＝f/v
其中，K是波数，单位是1/m；f是频率，单位是Hz；v是速度，单位是m/s；
根据频率与波数的关系，确定振幅与波数的关系。
在一个实施例中，反演结果确定模块具体用于：采用支持向量机方法对地震数据和标定后测井深度进行反演。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述所述方法的计算机程序。
本发明实施例通过将地震数据通过叠前深度偏移处理，进而采取时深转换处理，得到时间域地震数据，又根据测井数据确定第二速度场，结合第一速度场通过重采样处理对测井深度进行了标定，利用振幅与波数的关系反演，得到了深度域反演结果。本发明利用对测井深度进行标定，又采取振幅与波数的关系对地震数据进行反演，利用波数与频率的关系将时间域运算方法拓展到深度域，使得地震数据可在深度域进行计算，提高了地震数据反演效率。本发明实施例的实用性优于以往的方法，在实际应用中深度域反演效率提高，并且提高了研究油气藏的预测精度。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地震数据反演方法，其特征在于，包括：
对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；
根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；
根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；
根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；
利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度：
d2/d1＝v2/v1
其中，d2是标定后测井深度；d1是测井深度；v1是第一速度场；v2是第二速度场。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
按如下公式确定频率与波数的关系：
K＝f/v
其中，K是波数，单位是1/m；f是频率，单位是Hz；v是速度，单位是m/s；
根据频率与波数的关系，确定振幅与波数的关系。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对地震数据和标定后测井深度进行反演，包括：采用支持向量机方法，对地震数据和标定后测井深度进行反演。
5.一种地震数据反演装置，其特征在于，包括：
第一速度场确定模块，用于对地震数据进行叠前深度偏移处理，得到第一速度场；
时间域地震数据确定模块，用于根据第一速度场对地震数据进行时深转换处理，得到时间域地震数据；
第二速度场确定模块，用于根据测井数据和时间域地震数据，确定第二速度场；
测井深度标定模块，用于根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度；
反演结果确定模块，用于利用振幅与波数的关系，对地震数据和标定后测井深度进行反演，确定深度域地震数据反演结果。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，测井深度标定模块具体用于：
按如下公式，根据第一速度场和第二速度场，利用重采样处理对测井深度进行标定，得到标定后测井深度：
d2:d1＝v2/v1
其中，d2是标定后测井深度；d1是测井深度；v1是第一速度场；v2是第二速度场。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：振幅与波数的关系确定模块，用于：
按如下公式确定频率与波数的关系：
K＝f/v
其中，K是波数，单位是1/m；f是频率，单位是Hz；v是速度，单位是m/s；根据频率与波数的关系，确定振幅与波数的关系。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，反演结果确定模块具体用于：采用支持向量机的方法对地震数据和标定后测井深度进行反演。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。
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