井震聯合速度場構建方法及裝置與流程

本發明涉及地震數據處理領域，更具體地講，涉及一種將地震速度和井點速度相結合的井震聯合速度場構建方法。

背景技術：

目前常用的復雜地區速度場構建方法有兩種：一是采用鉆井深度換算平均速度，然后根據速度隨深度的變化趨勢進行速度場構建；二是采用速度譜的轉換得到的速度進行速度場構建。上述兩種方法各有缺點，前者不能有效地利用多井信息和地震速度信息，在離約束井較遠的地段速度的精度很低；后者只使用地震平均速度構造速度場，由于地震速度的影響因素很多，而且精度較低，很難獲得精確的構造圖。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在于提供一種能夠有效地利用多井信息和地震速度信息從而構建精確的速度場的井震聯合速度場構建方法。

根據本發明的一方面，提供一種井震聯合速度場構建方法，包括以下步驟：(A)通過廣義Dix公式算法將共深度點(CDP)道集上的各個時間點的地震疊加速度轉換為各個時間點的第一地層速度；(B)利用測井資料和各個時間點的第一地層速度獲取各個時間點的校正系數；(C)通過將各個時間點的校正系數與各個時間點的第一地層速度相乘，獲得各個時間點的井震聯合速度。

優選地，步驟(A)包括：(a1)讀取CDP道集上的各個時間點以及相應的地震疊加速度；(a2)對于CDP道集上的第一個時間點，將與所述時間點相應的地震疊加速度作為所述時間點的第一地層速度；(a3)對于CDP道集上的其他時間點中的任一時間點，以所述任一時間點的前一時間點的時間t_old及其相應的地震疊加速度V_old和所述任一時間點的時間t_new及其相應的地震疊加速度V_new建立第一雙曲線方程和第二雙曲線方程(a4)選取第二雙曲線方程上的特定點作為第二切點，并求取過第二切點的切線的斜率K₂；(a5)平移所述切線與第一雙曲線方程相切，從而確定相切的第一切點；(a6)計算過第一切點和第二切點的直線的斜率K₁；(a7)通過等式計算所述任一時間點的第一地層速度。

優選地，步驟(a4)包括：等間隔地選取第二雙曲線方程上的多個點作為多個第二切點，并求取過所述多個第二切點的多條切線的斜率K_2i，其中，i＝1,...,N，N為大于2的整數；其中，步驟(a5)包括：平移所述多條切線與第一雙曲線方程相切，從而確定相切的多個第一切點；其中，步驟(a6)包括：計算過所述多個第一切點中的每個第一切點和所述多個第二切點中的相應的第二切點的直線的斜率K_1i；其中，步驟(a7)包括：通過等式計算多個速度，并通過計算所述多個速度的平均值作為所述任一時間點的第一地層速度。

優選地，步驟(B)包括：(b1)利用鉆井資料求取各個井點的第二地層速度；(b2)獲取步驟(A)中轉換的第一地層速度中與各個井點相應的時間點的第一地層速度，作為各個井點的第一地層速度；(b3)通過將各個井點的第二地層速度與各個井點的第一地層速度相除，獲取各個井點的校正系數；(b4)通過對各個井點的校正系數進行插值，獲取各個時間點的校正系數。

優選地，在步驟(b4)中，使用克里金插值法對各個井點的校正系數進行插值。

根據本發明的另一方面，提供一種井震聯合速度場構建裝置，包括：疊加速度轉換單元，被配置為通過廣義Dix公式算法將共深度點(CDP)道集上的各個時間點的地震疊加速度轉換為各個時間點的第一地層速度；校正系數獲取單元，被配置為利用測井資料和各個時間點的第一地層速度獲取各個時間點的校正系數；井震聯合速度獲取單元，被配置為通過將各個時間點的校正系數與各個時間點的第一地層速度相乘，獲得各個時間點的井震聯合速度。

優選地，疊加速度轉換單元被配置為：讀取CDP道集上的各個時間點以及相應的地震疊加速度；對于CDP道集上的第一個時間點，將與所述時間點相應的地震疊加速度作為所述時間點的第一地層速度；對于CDP道集上的其他時間點中的任一時間點，以所述任一時間點的前一時間點的時間t_old及其相應的地震疊加速度V_old和所述任一時間點的時間t_new及其相應的地震疊加速度V_new建立第一雙曲線方程和第二雙曲線方程選取第二雙曲線方程上的特定點作為第二切點，并求取過第二切點的切線的斜率K₂；平移所述切線與第一雙曲線方程相切，從而確定相切的第一切點；計算過第一切點和第二切點的直線的斜率K₁；通過等式計算所述任一時間點的第一地層速度。

優選地，疊加速度轉換單元還被配置為：等間隔地選取第二雙曲線方程上的多個點作為多個第二切點，并求取過所述多個第二切點的多條切線的斜率K_2i，其中，i＝1,...,N，N為大于2的整數；平移所述多條切線與第一雙曲線方程相切，從而確定相切的多個第一切點；計算過所述多個第一切點中的每個第一切點和所述多個第二切點中的相應的第二切點的直線的斜率K_1i；通過等式計算多個速度，并通過計算所述多個速度的平均值作為所述任一時間點的第一地層速度。

優選地，校正系數獲取單元被配置為：利用鉆井資料求取各個井點的第二地層速度；獲取疊加速度轉換單元轉換的第一地層速度中與各個井點相應的時間點的第一地層速度，作為各個井點的第一地層速度；通過將各個井點的第二地層速度與各個井點的第一地層速度相除，獲取各個井點的校正系數；通過對各個井點的校正系數進行插值，獲取各個時間點的校正系數。

優選地，校正系數獲取單元被配置為使用克里金插值法對各個井點的校正系數進行插值。

附圖說明

通過以下結合附圖進行的描述，本發明的示例性實施例的以上和其他方面、特點和優點將會更加清楚，在附圖中：

圖1是示出根據本發明的實施例的井震聯合速度場構建方法的流程圖；

圖2是示出根據本發明的實施例的利用廣義Dix公式算法將疊加速度轉換為地層速度的方法的流程圖；

圖3是示出根據本發明的實施例的利用測井資料地層速度求取校正系數的方法的流程圖；

圖4是示出根據本發明的實施例的井震聯合速度場構建裝置的框圖。

在附圖中，相同的標號將被理解為表示相同的元件、特征和結構。

具體實施方式

提供以下參照附圖的描述以幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的本發明的示例性實施例。以下參照附圖的描述包括各種特定細節以幫助理解，但是所述特定細節將僅被視為示例性的。因此，本領域普通技術人員將意識到，在不脫離本發明的范圍和精神的情況下，可對這里描述的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清晰和簡要，可省略公知功能和結構的描述。

以下描述和權利要求中使用的術語和詞語不限于字面含義，而是僅由發明者使用以使得能夠清楚和一致地理解本發明。因此，本領域技術人員應該清楚的是，提供本發明的示例性實施例的以下描述僅是說明的目的，而不是限制由權利要求及其等同物限定的本發明的目的。

在下文中，首先描述通過使用本領域常用的Dix公式(以下稱為狹義Dix公式)求取地層速度的方法。狹義Dix公式如以下等式(1)所示。

其中，v_j為第j層的地層速度，T_0,j為第j層的雙程反射時間，v_rms,j為第j層的均方根速度。狹義Dix公式的假設前提是介質為水平層狀，且地震波垂直界面入射(即入射角等于零，射線參數P＝0)。在實際應用中，等式(1)中的均方根速度v_rms只能用疊加速度v_mcs代替才能計算出層速度v_j。然而，在如上假設前提下，v_rms與v_mcs間的誤差較大。進一步講，介質為水平層狀與地質復雜構造的實際情況有較大出入，而地震射線入射角較小(炮檢距較小)與高精度疊加速度計算要求的大炮檢距(地震射線入射角較大)剛好構成一對不可調和的矛盾。由此可見，通過使用狹義Dix公式求取地層速度有著極大的局限性。

根據本發明的實施例，對于一個水平界面，通過狹義Dix公式可以確定如下所示的反射時距曲線。

其中，t₀是該水平界面的雙程垂直反射時間，x是該水平界面上的接收點與激發點之間的距離，t是在x處接收到反射波的時間，v_rms為該水平界面的均方根速度。

這樣，在t²-x²坐標系中，如上所示的反射時距曲線表示為一條直線，其斜率可通過以下等式確定。

以上等式表明t²-x²直線的斜率為均方根速度的平方的倒數，由此啟發可以定義均方根速度為t²-x²直線斜率的倒數。因此，以上等式可改寫為如下所示的等式(2)。

如果在等式(2)式中，t只是某層內的反射時間，x為地震波在該層內傳播的水平距離，則這時的該層的均方根速度即可轉變為如以下等式(3)所表示的地層速度。

其中，Δx_j＝x_j+1-x_j,ΔT_j＝T_j+1-T_j。

dx/dt是時間為1秒上、下兩根反射同相軸在坐標點(x_j,T_j)和(x_j+1,T_j+1)上反射同相軸的切線斜率，Δx_j/ΔT_j是連接兩個切點的直線斜率。根據以上推倒過程可以確定，根據本發明的實施例的用于計算地層速度的斜率法的基本原理是頂底反射同相軸兩條平行切線斜率與連接兩切點的直線斜率乘積的開方，即為該層的地層速度。根據本發明的實施例，由于通過對狹義Dix公式進行改進而得到上述斜率法，因此可將斜率法稱為廣義Dix公式算法。以下將結合附圖對此進行更詳細地描述。

圖1是示出根據本發明的實施例的井震聯合速度場構建方法的流程圖.

參照圖1，在步驟S101中，通過廣義Dix公式算法將共深度點(CDP)道集上的各個時間點的地震疊加速度轉換為各個時間點的地層速度。

圖2是示出根據本發明的實施例的利用廣義Dix公式算法將疊加速度轉換為地層速度的方法的流程圖。

參照圖2，在步驟S201中，讀取CDP道集上的時間點以及相應的地震疊加速度。根據本發明的實施例，可以從CDP道集上的最后一個時間點倒序讀取各個時間點以及相應的地震疊加速度，也可以從CDP道集上的第一個時間點順序讀取各個時間點以及相應的地震疊加速度。然而，本發明不限于此。例如，可以隨機地讀取CDP道集上的時間點以及相應的地震疊加速度。CDP道集上的各個時間點的時間以及相應的地震疊加速度可通過現有技術中的各種方法獲得，這里不再贅述。在步驟S202中，確定讀取的時間點是否是該CDP道集上的第一個時間點。如果讀取的時間點是該CDP道集上的第一個時間點，則在步驟S203中，將與所述時間點相應的地震疊加速度作為所述時間點的地層速度。隨后，返回步驟S201，讀取另一個時間點以及相應的地震疊加速度。然而，如果讀取的時間點不是該CDP道集上的第一個時間點，則在步驟S204中，以所述時間點的前一時間點的時間t_old及其相應的地震疊加速度V_old和所述時間點的時間t_new及其相應的地震疊加速度V_new建立如下兩個雙曲線方程(4)和(5)。

接下來，在步驟S205中，選取第二雙曲線方程(5)上的一點(X,T)作為切點，并求取過該切點的切線的斜率K₂。在步驟S206中，平移所述切線與第一雙曲線方程(4)相切，從而確定相切的切點(X',T')。在步驟S207中，計算過切點(X,T)和切點(X',T')的直線的斜率K₁。在步驟S208中，通過等式計算所述時間點的地層速度。在步驟S209中，確定是否已經對CDP道集上的所有時間點進行了處理。如果已經對CDP道集上的所有時間點進行了處理，則結束將疊加速度轉換為地層速度的方法。如果沒有對CDP道集上的所有時間點進行處理，則返回步驟S201以讀取下一個時間點。

根據本發明的實施例，對于不是CDP道集上的第一個時間點的時間點來說，在步驟S205中，可以等間隔地在第二雙曲線方程(5)上選取多個切點，并求取過所述多個切點的多條切線的斜率K_2i。這里，i＝1,...,N，N為大于2的整數。然后，在步驟S206中，平移所述多條切線與第一雙曲線方程相切，從而確定第一雙曲線方程(4)上的多個切點，并且在步驟S207中，計算過第一雙曲線方程(4)上的多個切點中的每個切點和第二雙曲線方程(5)上的多個切點中的相應的切點的直線的斜率K_1i。最后，在步驟S207中，通過等式計算多個速度，求取所述多個速度的平均值，并將求取的平均值作為所述時間點的地層速度。

返回參照圖1，在步驟S102中，利用測井資料和各個時間點的地層速度獲取各個時間點的校正系數。以下將參照圖3更詳細地描述獲取各個時間點的校正系數的方法。

圖3是示出根據本發明的實施例的利用測井資料地層速度求取校正系數的方法的流程圖。

參照圖3，在步驟S301中，利用鉆井資料求取各個井點的地層速度。這里，可通過現有技術中的各種方法利用鉆井資料求取各個井點的地層速度。例如，可通過將鉆井獲得的地層厚度和地震數據中獲取的地層反射時間相除來獲得井點的地層速度。在步驟S302中，獲取在步驟S101中轉換的地層速度中與各個井點相應的時間點的地層速度，作為各個井點的地層速度。換句話說，在步驟S302中，可以首先確定與各個井點相應的CDP道集上的時間點，然后將在步驟S101中轉換得到的相應的時間點的地層速度作為各個井點的地層速度。接下來，在步驟S303中，通過將在步驟S301中求取的各個井點的地層速度與在步驟S302中獲取的各個井點的地層速度相除，來獲取各個井點的校正系數。最后，在步驟S304中，通過對各個井點的校正系數進行插值，獲取各個時間點的校正系數。根據本發明的實施例，可使用克里金插值法對各個井點的校正系數進行插值。然而，本發明不限于此，可以使用現有技術中的各種插值方法來對各個井點的校正系數進行插值。

返回參照圖1，在步驟S103中，通過將各個時間點的校正系數與各個時間點的地層速度相乘，獲得各個時間點的井震聯合速度。

圖4是示出根據本發明的實施例的井震聯合速度場構建裝置的框圖。

參照圖4，井震聯合速度場構建裝置400可包括疊加速度轉換單元401、校正系數獲取單元402和井震聯合速度獲取單元403。根據本發明的實施例，井震聯合速度場構建裝置400可通過各種計算裝置(例如，計算機、服務器、工作站等)來實現。具體地講，疊加速度轉換單元401可通過廣義Dix公式算法將共深度點(CDP)道集上的各個時間點的地震疊加速度轉換為各個時間點的地層速度。校正系數獲取單元402可利用測井資料和各個時間點的地層速度獲取各個時間點的校正系數。井震聯合速度獲取單元403可通過將各個時間點的校正系數與各個時間點的地層速度相乘，獲得各個時間點的井震聯合速度。

如上所述，疊加速度轉換單元401可讀取CDP道集上的各個時間點以及相應的地震疊加速度。對于CDP道集上的第一個時間點，疊加速度轉換單元401可將與所述時間點相應的地震疊加速度作為所述時間點的地層速度。對于CDP道集上的其他時間點中的任一時間點，疊加速度轉換單元401可以以所述任一時間點的前一時間點的時間t_old及其相應的地震疊加速度V_old和所述任一時間點的時間t_new及其相應的地震疊加速度V_new建立第一雙曲線方程和第二雙曲線方程在建立兩個雙曲線方程之后，疊加速度轉換單元401可選取第二雙曲線方程上的一點(X,T)作為切點，并求取過該切點的切線的斜率K₂。然后，疊加速度轉換單元401可平移所述切線與第一雙曲線方程相切，從而確定相切的切點(X',T')，進而計算過切點(X,T)和切點(X',T')的直線的斜率K₁。最后，疊加速度轉換單元401可通過等式計算所述任一時間點的地層速度。

可選擇地，對于不是CDP道集上的第一個時間點的任一時間點，疊加速度轉換單元401可以等間隔地在第二雙曲線方程上選取多個切點，并求取過所述多個切點的多條切線的斜率K_2i。這里，i＝1,...,N，N為大于2的整數。然后，疊加速度轉換單元401可平移所述多條切線與第一雙曲線方程相切，從而確定第一雙曲線方程上的多個切點，并且計算過第一雙曲線方程上的多個切點中的每個切點和第二雙曲線方程上的多個切點中的相應的切點的直線的斜率K_1i。最后，疊加速度轉換單元401可通過等式計算多個速度，求取所述多個速度的平均值，并將求取的平均值作為所述任一時間點的地層速度。

此外，校正系數獲取單元402可首先利用鉆井資料求取各個井點的地層速度，然后獲取疊加速度轉換單元轉換的地層速度中與各個井點相應的時間點的地層速度。接著，校正系數獲取單元402可通過將利用鉆井資料求取的各個井點的地層速度與獲取的疊加速度轉換單元401轉換的地層速度中與各個井點相應的時間點的地層速度相除，來獲取各個井點的校正系數。最后，校正系數獲取單元402可通過對各個井點的校正系數進行插值(例如，通過使用克里金插值法對各個井點的校正系數進行插值)，獲取各個時間點的校正系數。

根據本發明的實施例的井震聯合速度場構建方法能夠有效地利用多井信息和地震速度信息，應用于復雜地址區域速度場構建，從而有效地構造圖的成圖精度和鉆探的成功率。

根據本發明的實施例的井震聯合速度場構建方法可實現為計算機可讀記錄介質上的計算機可讀代碼，或者可通過傳輸介質被發送。計算機可讀記錄介質是可存儲此后可由計算機系統讀取的數據的任意數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、光盤(CD)-ROM、數字多功能盤(DVD)、磁帶、軟盤、光學數據存儲裝置，但不限于此。傳輸介質可包括通過網絡或各種類型的通信通道發送的載波。計算機可讀記錄介質也可分布于連接網絡的計算機系統，從而計算機可讀代碼以分布方式被存儲和執行。

盡管已經參照本發明的特定示例性實施例顯示和描述了本發明，但是本領域技術人員將理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和范圍的情況下，可進行各種形式和細節上的各種改變。