CN109188522A - 速度场构建方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种速度场构建方法及装置。所述方法包括：计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值；对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值；基于由叠前深度偏移得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值；基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场；使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。利用该方法可以在复杂裂陷盆地得到井点准确、地质规律合理的深度域相关数据。
Description
技术领域
本申请涉及石油地质勘探技术领域，特别涉及一种速度场构建方法及装置。
背景技术
深度域构造图是指导勘探井位布置最主要的依据，但一般情况下难以直接通过测量获得。利用地震资料进行构造解释，获得的是时间域双程旅行时资料，该资料更多的是对测量速度的反馈。这样一来，速度成为将时间域资料转换为深度域资料最直接的桥梁，如何利用有效的测井资料、时间域地震等资料建立准确的速度模型，尤为重要。准确的速度模型对后期的勘探效率有着举足轻重的影响。
目前，有6种速度建模的方法，即Dix公式法速度建模、偏移归位法速度建模、层位控制速度建模、模型层析速度建模、井时深曲线速度建模和基于模型插值组件建立和校正速度体。这些方法在处理复杂断陷盆地的速度建模及时深转换时并不适用，主要原因在于在复杂断陷盆地发育大量断裂，地层横向变化快导致速度的横向变化复杂，而上述方法均不能很好解决这些问题。因此目前亟需一种针对复杂裂陷盆地的速度建模和时深转换的方法。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种速度场构建的方法，以解决现有技术中针对复杂裂陷盆地速度建模的构建技术不成熟，准确性低的问题。
为达到上述目的，一方面，本申请实例提供了速度场构建的方法，包括：
计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值；
对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值；
基于由叠前深度偏移得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值；
基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场；
使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。
另一方面，本申请实例提供了速度场构建装置，包括：
速度值获取模块，用于计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值；
第一速度值获取模块，用于对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值；
第二速度值获取模块，用于基于由叠前深度偏移计算得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值；
误差速度场构建模块，用于基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场；
目标速度场获取模块，用于使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例根据测井的资料，利用误差速度场的构建对参考速度场进行校正，从而实现目标速度场的确立。对目标速度场进行时深转换之后所获得的井点深度域地震资料与深度域构造解释资料深度准确、平面趋势合理、剖面结构与时间域地震数据相一致，能够达到针对复杂裂陷盆地的勘探要求。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请速度场构建方法一个实施例的流程图；
图2为本申请速度场构建装置一个实施例的模块图；
图3为本申请速度场构建装置一个实施例的模块图；
图4为本申请速度场构建方法一个实施例的X层时间域构造图；
图5为本申请速度场构建方法一个实施例的X层深度域构造图；
图6为本申请速度场构建方法一个实施例的井点误差分析图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都应当属于本说明书保护的范围。
速度建模在构造、层序模型的约束下，利用井的声波、VSP以及速度谱等资料，建立平均速度的三维数据体，可以建立复杂断层以及岩丘隆起等情况的速度模型。深度域构造图是指导勘探井位布置最主要的依据，在地质勘探中利用地震资料进行构造解释时，获得的为时间域双程旅行时资料，在此过程中速度是实现时间域资料转化为深度域资料最直接的桥梁。目前已有的Dix公式法速度建模、偏移归位法速度建模、层位控制速度建模、模型层析速度建模、井时深曲线速度建模和基于模型差值组件建立和校正速度体这现有的六种速度建模方式在处理复杂裂陷盆地的速度建模与时深转换时效果一般。其原因主要在于复杂裂陷盆地断层大量发育，速度的横向变化和纵向变化复杂，测量误差较大。
本申请通过实现对于测井资料的精确标定和全区统层以及主要地质界面的构造解释，利用构造解释界面实现标准平均速度场的构建，结合原始速度场，建立误差速度场，并依据该速度场实现平均速度场的校正，从而确保速度建模的精准度。
本申请通过对测井资料进行处理从而获取地质界面与各井交点的速度值，再根据叠前深度偏移技术获取参考速度值，利用上述两速度值进行对比获取误差速度值并依此建立误差速度场，将误差速度值与叠前深度偏移技术获得的参考速度场进行对比运算得到目标速度场。
下面结合图1说明本申请速度场构建方法的一个实施例。所述方法的执行主体为服务器，所述速度场构建方法具体包括以下步骤：
S100：计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值。
在一个实施例中，所述井点可以包括工区内任意类型的井点，例如注水井的井点、采油井的井点等等。所述井点的数量可以为多个。通过对所述工区内的井点进行测井数据的采集，可以得到所述工区内井点的测井资料。所述测井资料可以包括声波测井资料、密度测井资料和自然电位测井资料等等。
可以对井点的测井资料进行标准化处理；可以对标准化处理后的测井资料进行精细标定。
所述标准化的处理方法可以包括重叠图法、均值法、交会图与直方图法、趋势分析法等处理方法。
精细标定有利于之后的步骤中根据测井资料进行地质界面的统层，但精细标定注重标定结果的准确性。为实现该步骤所应达到精确度要求，可以在精细标定的过程中进行质量监控，具体的质量监控的方法包括但不限于以下四种：
检查合成地震记录与地震的相关系数；
检查标定后的时深关系一致性交会图；
检查地震剖面测井投影时深一致性；
检查速度模型转换的深度域地震剖面上的分层与转换深度与地震解释的一致性。
在一个实施例中，可以获取所述工区的地震资料。地震资料在所测区域内由于受地层结构影响较大，所以在横向具有较好的连续性。而测井资料是根据测井对地质进行勘探，所以在纵向具有较高的分辨率。鉴于地震资料在横向具有较好的连续性、测井资料在纵向具有较高的分辨率，可以基于所述地震资料和所述测井资料，对工区进行地质统层，获得多个地层。其中，地质统层可以理解为根据地质年代进行地层划分。
可以分别对所述多个地层进行构造解释，获得多个地质界面。构造解释是根据研究区内测井所得的钻井地质和各种测井资料，结合地震资料上各反射层的特征(如旅行时或埋藏深度、振幅、频率、相位、连续性、波形特征等)，推断各反射层所对应的地质层位，并分析地震资料上所反映的各种地质现象，例如构造、断层、不整合、地质尖灭以及各种特殊地质体等，完成二度空间或三度空间内各种资料的构造解释、地震地层学解释以及各种可能的含油气圈闭解释。
鉴于构造解释界面是一个相对稀疏、不规则分布的界面，可以对所述地质界面进行网格化处理，从而能够加密地质界面，使得地质界面上的数据在研究范围内均匀、规则分布，有利于之后沿层速度值和速度场的建立。
在一个实施例中，所述多个井点和所述多个地质界面可以形成多个交界处。可以基于测井资料分别获取所述多个交界处的时间值和深度值；
可以根据时间值和深度值，计算所述交界处的速度值。具体地，可以由深度值除以时间值得到所述交界处的速度值。
S200：对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值。
在一个实施例中，所述插值运算，可以是反距离加权插值运算。反距离加权插值运算，也可以称为距离倒数乘方法，是一个加权平均插值法，可以以确切的或者圆滑的方式进行插值。方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。通过运用反距离加权插值运算，可以根据周围井点处的速度值对该处的数据进行调整从而排除测量误差，又不至于因为对其进行校正的样本过大而导致最终结果出现偏差，确保最终对速度场进行校正时第一速度值的准确度。
所述地质界面的第一速度值，反映了所测工区由测量数值计算得到的速度场数据，可以用于后续步骤中对于直接测量得到的第二速度值的校正。
经过前述步骤S100，可以得到多个交界处。针对这些交界处的所获取的速度值数据，利用所述反比例加权插值运算，例如，可以运用公式进行运算得到地质界面的第一速度值，其中，n为交界点的数量，hj为交界点到插值点的距离，p为任意正实数，W为插值点的第一速度值。
S300：基于由叠前深度偏移得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值。
在一个实施例中，所述参考速度场，可以是利用叠前深度偏移技术得到叠前偏移层速度，对所述叠前偏移层速度利用公式转换而得的速度场，其中Va为平均速度，ti为第i层的时间，vi-int为i层的层速度，n为所作地质分层的总数。
叠前深度偏移技术是实现地质构造空间归位的一项处理技术，目前被广泛使用的叠前时间偏移只能解决共反射点叠加问题，不能解决成像点与地下绕射点位置不重合的问题，因此叠前时间偏移主要应用于地下横向速度变化不太复杂的地区。当速度存在剧烈的横向变化、速度分界面不是水平层状时，只有叠前深度偏移能够实现共反射点的叠加和绕射点的归位，使复杂构造或速度横向变化较大的地震资料正确成像，可以修正陡倾地层和速度变化产生的地下图像畸变。已知精确速度模型的情况下，叠前深度偏移被认为是精确地获得复杂构造内部映像最有效的手段，是一种真正的全三维叠前成像技术。
所述第二速度值，可以用于后续步骤中对误差速度值的计算。
基于前述步骤S100中所划分的地质界面，针对所述参考速度场，在每个地质层面进行截取得到第二速度值。
S400：基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场。
在一个实施例中，所述基于第一速度值和第二速度值构建误差速度场，包括：
利用第一速度值与第二速度值进行相减，得到各地质界面的误差速度值；
对误差速度值进行三维空间插值运算得到误差速度场。
在一个实施例中，所述三维空间插值运算，可以是距离反比例加权插值运算。反距离权重法主要依赖于反距离的幂值，幂参数可基于距输出点的距离来控制已知点对内插值的影响。通过定义更高的幂值，可进一步强调最近点,邻近数据将受到更大影响，表面会变得更加详细，从而更不平滑。随着幂值的增大，内插值将逐渐接近最近采样点的值。指定较小的幂值将对距离较远的周围点产生更大的影响，从而导致平面更加平滑。由于该处利用沿层误差速度构建误差速度场，考虑到误差速度在沿层不易发生突变，则该处利用反比例加权插值运算较为合适。
S500：使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。
在一个实施例中。所述使用误差速度场对参考速度场进行校正，包括：
将所述参考速度场与所述误差速度场进行相减运算。
得到用于时深转换的目标速度场之后，可以利用该速度场进行时深转换，得到与时间域地震数据一致的深度域地震资料与深度域构造解释资料。时深转换是对地震数据处理、速度分析、测井资料研究几个过程的不断迭代往复，以优化转换结果。声波测井数据、校验炮观测和垂直地震剖面都可以帮助优化转换结果，还可以促进测井数据、钻井数据和地面数据的关联。最终通过上述过程，实现将速度域数据转换为可进行直观研究的深度域数据，利于之后研究开发的进行。
以下介绍本申请速度场构建装置的实施例，如图2所示，该针对复杂裂陷盆地的速度建模与时深转换装置包括：
速度值计算模块210，用于计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值；
第一速度值获取模块220，用于对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值；
第二速度值获取模块230，用于基于由叠前深度偏移计算得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值；
误差速度场构建模块240，用于基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场；
目标速度场获取模块250，用于使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。
在一个实施例中，所述速度值获取模块210，包括：
数据获取子单元211，用于基于测井资料得到多个井点与多个地质界面交界处的时间值和深度值；
速度值计算子单元212，用于根据时间值与深度值，计算所述交界处的速度值。
在一个实施例中，所述测井资料，包括以下至少一种：声波资料、密度资料、自然电位资料。
在一个实施例中，所述插值运算，包括反距离加权插值运算。
在一个实施例中，所述第二速度值获取模块230，包括：
计算子模块231，用于利用公式对叠前偏移层速度进行计算得到参考速度场，其中Va为平均速度，ti为第i层的时间，vi-int为i层的层速度，n为所作地质分层的总数。
在一个实施例中，所述误差速度场构建模块240，包括：
误差速度值运算子模块241，用于利用第一速度值与第二速度值进行运算，得到误差速度值；
误差速度场运算子模块242，用于对误差速度值进行三维空间插值运算得到误差速度场。
在一个实施例中，如图3所示，所述速度场构建装置还可以包括：
地质统层模块310，用于对工区进行地质统层，获得多个地层；
构造解释模块320，用于分别对所述多个地层进行构造解释，获得多个地质界面。
以下以一个具体的场景示例来说明速度场构建的具体方法。复杂裂陷盆地以中国东北海拉尔盆地贝尔与乌尔逊断陷为例。具体的，该方法包含以下步骤：
获取贝尔与乌尔逊断陷处的195口井中的中的声波、密度、自然电位等测井曲线资料；
对所述测井曲线资料进行重叠图法、均值法等标准化处理；
针对195口井位进行精细标定，并在标定过程中进行质量监控；
针对研究区内基底顶面、铜钵庙组顶面、南一段顶面、南二段顶面、大磨拐一段顶面、大磨拐组顶面、伊敏组顶面及青元岗组顶面八个主要地质界面进行整个研究区内的统层；
针对所述统层后的八个地质界面完成构造解释；
对所述完成构造解释后的八个主要地质界面进行网格化处理，获取各井与构造解释界面交点的时间值与深度值；
利用所述深度值与时间值数据，通过加减乘除等数学运算计算各井点交界处速度值；
对所述各井点交界处速度值进行反距离加权插值运算，得到第一速度值；
由叠前深度偏移技术获取叠前偏移层速度，利用公式转化为参考速度场；
根据所述地质界面对叠前偏移速度场沿层提取得到第二速度值；
对比第一速度值与第二速度值，进行加减乘除等数学运算得到误差速度值；
针对误差速度值使用距离反比例加权插值运算得到误差速度场；
利用误差速度场对参考速度场进行校正，获得目标速度场；
对目标速度场进行时深转换，得到贝尔与乌尔逊断陷区域的深度域构造图。
在上述关于利用本发明方法的具体实施例进行速度模型构建，最终得到该层时间域构造结果图如图4所示，将其进行时深转换之后得到的深度域构造结果图如图5。由时间域构造图结果和深度域构造图结果分析，进一步证实了本申请所述方法在速度模型构建方面的准确性和可靠性。
在本发明实施例中，通过对测井信息进行处理以及精细标定，实现地质界面的全区统层和构造解释，依据构造解释界面的网格化处理完成各井点平均速度的计算，之后计算得出沿层标准平均速度，再根据叠前深度偏移速度场转化而得的原始速度场进行比对，得出误差速度场，利用误差速度场对原始速度场进行校正，得到目标速度场，进行时深转换后即可获得深度域构造图。由以上方法步骤，解决了复杂裂陷盆地速度建模技术存在的缺陷，且最终的深度域资料平面趋势合理、剖面结构与时间域地震数据一致、井点深度准确，且井点测量精度误差在2.5‰以内，如图6所示。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
Claims (14)
1.一种速度场构建方法，其特征在于，包括：
计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值；
对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值；
基于由叠前深度偏移得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值；
基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场；
使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值之前，所述方法还包括：
对工区进行地质统层，获得多个地层；
分别对所述多个地层进行构造解释，获得多个地质界面。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算多个井点和多个地质界面交界处的速度值，包括：
基于测井资料分别获取多个井点与多个地质界面交界处的时间值与深度值；
根据所述时间值与深度值，计算所述交界处的速度值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测井资料，包括以下至少一种：声波资料、密度资料、自然电位资料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述插值运算，包括反距离加权插值运算。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于,所述参考速度场采用如下方式得到：
利用公式对叠前偏移层速度进行计算得到参考速度场，其中Va为第n层的平均速度，ti为第i层的时间差，vi-int为i层的层速度，n为在叠前偏移层速度场上定义的层数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场，包括：
利用所述第一速度值与所述第二速度值进行运算，得到误差速度值；
对所述误差速度值进行三维空间插值运算得到误差速度场。
8.一种速度场构建装置，其特征在于，包括：
速度值计算模块，用于计算多个井点与多个地质界面交界处的速度值；
第一速度值获取模块，用于对每个地质界面交界处的速度值进行插值运算，得到该地质界面的第一速度值；
第二速度值获取模块，用于基于由叠前深度偏移计算得到的参考速度场，获取各个地质界面的第二速度值；
误差速度场构建模块，用于基于所述第一速度值和所述第二速度值，构建误差速度场；
目标速度场获取模块，用于使用所述误差速度场对所述参考速度场进行校正，得到用于时深转换的目标速度场。
9.如权利要求书8所述的装置，其特征在于，所述速度场构建装置还包括：
地质统层模块，用于对工区进行地质统层，获得多个地层；
构造解释模块，用于分别对所述多个地层进行构造解释，获得多个地质界面。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述速度值获取模块，包括：
数据获取子单元，用于基于测井资料得到多个井点与多个地质界面交界处的时间值和深度值；
速度值计算子单元，用于根据所述时间值与深度值，计算所述交界处的速度值。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述测井资料，包括以下至少一种：声波资料、密度资料、自然电位资料。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述插值运算，包括反距离加权插值运算。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二速度值获取模块，包括：
计算子模块，用于利用公式对叠前偏移层速度进行计算得到参考速度场，其中Va为平均速度，ti为第i层的时间，vi-int为i层的层速度，n为所作地质分层的总数。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述误差速度场构建模块，包括：
误差速度值运算子模块，用于利用所述第一速度值与所述第二速度值进行运算，得到误差速度值；
误差速度场运算子模块，用于对所述误差速度值进行三维空间插值运算得到误差速度场。
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