一种复杂构造区建立变速平均速度场的方法与流程

1.本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种复杂构造区建立变速平均速度场的方法。


背景技术：

2.在油气勘探中，为了准确命中油气的最有利位置，在钻井前，需要精准地预测有利油气区的井点深度。由于进行油气预测的三维地震数据通常是时间域，那么，在由地震时间域向井点深度域转换的过程中，如何建立准确的变速平均速度场，就成为油气勘探研究中非常关键的一环。
3.最早的平均速度场建立主要是利用井点处提取的平均速度来代替全区的平均速度场，也就是常速平均速度场。但是，油气勘探实践逐渐证实变速平均速度场才能更为准确的落实地层的真实深度。特别是随着各大盆地油气勘探程度的不断深入，科研人员需要面对更深的地层，以及更为复杂的构造背景，这些都对变速平均速度场的建立提出了更高的要求。
4.专利cn201510080055.2公开了一种常规变速平均速度场求取方法在二线测线地震数据中的应用；专利cn201811045739.9通过建立模型的方法，首先将地震叠加速度场转换为原始平均速度场，然后，将井点的平均速度以及正演模型得到的平均速度场相结合，对原始平均速度场进行校正，以求出相对准确的变速平均速度场。但该方法在模型正演中的正演参数需要通过井点处获得，当井数量较少，且构造较为复杂时，应用效果往往不佳。专利cn201710098520.4首先将地震叠加速度场转换为初始层速度场，然后，在层位控制下利用井点的层速度去校正初始层速度场，最后再将层速度场转换为变速平均速度场。但该方法仍未有效解决复杂构造区井点较少时，无法提供较多井点校正数据的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于克服现有技术中所存在的复杂构造区井点较少时，构建的变速平均速度场准确度较差的问题，提供一种得到精确变速平均速度场的复杂构造区建立变速平均速度场的方法。
6.为了实现上述发明目的，本技术提供了以下技术方案：一种复杂构造区建立变速平均速度场的方法，包括以下步骤：
7.根据预设区域内已有井合成记录获得所述预设区域内的常规变速平均速度场；
8.将所述预设区域内的地震波形进行分类；建立已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，获得每一地震波形的平均速度；
9.将所述预设区域进行单元网格划分，使每一单元网格内有且只有一类地震波形，在没有已有井的单元网格区域内构建虚拟井；
10.根据已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，将对应的已有井地震合成记录带入所述虚拟井，获得虚拟井的平均速度；
11.通过所述虚拟井的平均速度校正所述常规变速平均速度场，得到精确变速平均速度场。
12.上述技术方案通过构建虚拟井和代入已有井地震合成记录，弥补了预设区域内地质构造不同且空白的区域缺少平均速度，而导致建立的常规变速平均速度场误差较大的问题，改善了复杂构造区变速平均速度场的准确度问题，提高了油气有利区的钻遇精度，提高油气勘探的经济效益。
13.进一步地，所述已有井合成记录根据经过预处理的已有井测井曲线和预设区域内的岩芯岩性资料获得。
14.进一步地，所述测井曲线包括纵波声波曲线、密度曲线和自然伽马曲线。所述测井曲线的预处理包括测井曲线数据的去野值、标准化处理等；所述岩心岩性资料通过录井得到。通过测井曲线计算反射系数和通过地震数据提取子波或用常量子波(如雷克子波等)，并利用反射系数和子波进行褶积运算即可得到所述预设区域各已有井井口的地震合成记录，即已有井地震合成记录。
15.进一步地，所述地震波形的分类包括以下步骤：将所述预设区域分为若干统计面元，获取每一所述统计面元内的地震波形；并对每一统计面元内的地震波形进行迭代对比分析、分类，使不同地质构造的统计面元所对应的地震波形分类不同。
16.对每一统计面元内的地震波形进行迭代对比分析、分类，使不同地质构造的统计面元所对应的地震波形分类不同，具体包括以下步骤：
17.s21：预设相似度，根据地震波形的相位、振幅、起伏形态等波形特征，进行地震波形的对比分析，将相位、振幅、起伏形态等波形特征相似度大于或等于预设相似度的归为一类，并进行第一次分类号赋值，得到所述预设区域内的地震波形平面分布特征；
18.s22：根据地质勘探数据获取预设区域内的地质特征分布，并根据地质特征分布对地震波形平面分布特征进行检查，根据不同地质特征对应的地震波形分类号是否均不一致判断步骤s21获得的地震波形平面分布特征是否合理；
19.s23：若有至少两个不同地质特征对应的地震波形分类号一致，则重新预设较大值的相似度，并重复步骤s21、s22、s23，直至每一地质特征对应的地震波形分类号均不相同即可。
20.进一步地，所述已有井井位-已有井地震合成记录-已有井地震波形的对应关系建立包括以下步骤：
21.对比已有井的合成记录和不同分类号的地震波形，当二者波形起伏相差不超过20％，则认为二者耦合相关；当二者波形起伏相差超过20％，则认为二者耦合不相关，统计已有井合成记录与地震波形的对比结果，得到已有井地震合成记录与地震波形的耦合关系；
22.获取已有井的井位，建立已有井井位、已有井地震合成记录、地震波形的耦合关系。
23.进一步地，所述单元网格大于或等于所述地震波形数据采集时的道间距。优选地，所述单元网格的大小为所述地震波形数据采集时的道间距的n倍，所述n为大于或等于2的整数，使每个单元网格内采集到的地震波形数据不止一道。
24.进一步地，所述虚拟井的构建位置位于所述单元网格的中间，使虚拟井和已有井
的井口位置在所述预设区域内尽可能的分布均匀，提高精确变速平均场的精度。
25.进一步地，将对应的已有井地震合成记录带入所述虚拟井包括以下步骤：获得每一虚拟井的地震波形分类，根据已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，通过循环迭代筛选出最接近的已有井对应的地震波形，并将对应的已有井地震合成记录代入虚拟井。
26.即根据虚拟井所在的单元网格，获得该单元网格内的地震波形的分类号，预设相似度，然后根据已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，查找大于或等于该相似度的已有井对应的地震波形，并获得该已有井的地震合成记录；若在大于或等于该相似度的范围内未查找到已有井对应的地震波形，则重新设置相似度，再次进行查找，直至查找到地震波形最接近的已有井，并将该已有井对应的地震合成记录代入该虚拟井。
27.进一步地，在构建虚拟井之前进行是否构建虚拟井判断：当所述预设区域内的地震波形分类数量小于或等于已有井的数量时，则进行进一步的子判断：当地震波形分类数量小于或等于已有井地震合成记录的分类数量时，则不需要构建虚拟井，否则，则需要构建虚拟井；当所述预设区域内的地震波形分类数量大于已有井的数量时，则需要构建虚拟井。当所述预设区域内的地震波形分类数量小于或等于已有井地震合成记录的分类数量时，则证明了所述预设区域内每一地质构造对应的地震波形在已有井地震合成记录中均能找到，且已有井地震合成记录的分布已经涵盖了所有的地质构造，因此无需再构建虚拟井。
28.进一步地，通过所述虚拟井的平均速度校正所述常规变速平均速度场包括以下步骤：根据所述已有井和虚拟井的位置，从所述常规变速平均速度场分别获得所述已有井和所述虚拟井的平均速度；
29.根据所述常规变速平均速度场获得初始平均速度；
30.根据每一所述已有井和所述虚拟井的平均速度与所述初始平均速度的速度误差值，建立误差校正平均速度场；
31.用所述误差校正平均速度场校正所述常规变速平均速度场，得到精确变速平均速度场。
32.与现有技术相比，本发明的具有以下有益效果：
33.本发明公开的复杂构造区建立变速平均速度场的方法，在预设区域内构建虚拟井，并代入最接近的已有井地震合成记录，并根据虚拟井的平均速度对常规变速平均速度场进行校正，获得了精确变速平均速度场。
34.本技术获得的精确变速平均速度场通过构建虚拟井和代入已有井地震合成记录，弥补了预设区域内地质构造不同且空白(未开设井口，即没有已有井)的区域缺少平均速度，而导致建立的常规变速平均速度场误差较大的问题，改善了复杂构造区变速平均速度场的准确度问题，提高了油气有利区的钻遇精度，提高油气勘探的经济效益。
附图说明
35.图1本发明公开的复杂构造区建立变速平均速度场的方法的流程示意图；
36.图2本发明实施例中的预设区域内部分已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系示意图；
37.图3本发明实施例中的预设区域内的地震波形的平面分布特征示意图。
38.图4本发明实施例中的预设区域内的已有井分布示意图；
39.图5本发明实施例中的预设区域内虚拟井构建示意图；
40.图6本发明实施例中的预设区域内平均速度校正前的示意图；
41.图7本发明实施例中的预设区域内平均速度校正后的示意图；
具体实施方式
42.下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
43.本技术公开了一种复杂构造区建立变速平均速度场的方法，该方法通过在预设区域内构建虚拟井，并代入最接近的已有井地震合成记录，并根据虚拟井的平均速度对常规变速平均速度场进行校正，获得了精确变速平均速度场。该方法获得的精确变速平均速度场准确度更高，对油气勘探、钻遇具有更好的指导作用。
44.本技术公开的复杂构造区建立变速平均速度场的方法，参阅图1，具体包括以下步骤：
45.s1:根据预设区域内已有井合成记录获得所述预设区域内的常规变速平均速度场；
46.s2:将所述预设区域内的地震波形进行分类；建立已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，获得每一地震波形的平均速度；
47.s3:将所述预设区域进行单元网格划分，使每一单元网格内有且只有一类地震波形，在没有已有井的单元网格区域内构建虚拟井；
48.s4:根据已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，将对应的已有井地震合成记录带入所述虚拟井，获得虚拟井的平均速度；
49.s5:通过所述虚拟井的平均速度校正所述常规变速平均速度场，得到精确变速平均速度场。
50.需要说明的是，根据预设区域内已有井合成记录获得所述预设区域内的常规变速平均速度场具体包括以下步骤：
51.s11:获取预设区域内经过去野值、标准化处理的测井曲线和岩心岩性资料，并计算反射系数和提取子波；
52.s12：利用反射系数和子波进行褶积运算获得各已有井的已有井地震合成记录；
53.s13：将所述测井曲线内的纵波声波曲线求倒数，获得已有井井点位置处的层速度和平均速度；
54.s14：通过地震叠加速度场获得层速度场和平均速度场，并通过已有井井点位置处的井上层速度、井上平均速度与该已有井井点位置处的层速度和平均速度进行对比，实现层速度场和平均速度场的校正约束，从而得到常规变速平均速度场。
55.需要说明的是，所述地震波形的分类包括：将所述预设区域分为若干统计面元，获取每一所述统计面元内的地震波形；并对每一统计面元内的地震波形进行迭代对比分析、分类，使不同地质构造的统计面元所对应的地震波形分类不同。
56.需要说明的是，地震波形使地质构造特征的表现形式，如常见的水平构造、倾斜构
造、褶皱构造或断裂构造，都会表现处不同的地震波形特征。所述地震波形的对比分析是指对地震波形的相位、振幅、起伏形态等波形特征进行对比分析，将相位、振幅、起伏形态等波形特征相似的归为一类，并进行分类号赋值；并根据预设区域内不同的地质构造特征对地震波形的分类号进行检查；其具体包括以下步骤：
57.s21：预设相似度，根据地震波形的相位、振幅、起伏形态等波形特征，进行地震波形的对比分析，将相位、振幅、起伏形态等波形特征大于或等于预设相似度的归为一类，并进行第一次分类号赋值，得到所述预设区域内的地震波形平面分布特征；
58.s22：根据地质勘探数据获取预设区域内的地质特征分布，并根据地质特征分布对地震波形平面分布特征进行检查，根据不同地质特征对应的地震波形分类号是否均不一致判断步骤s21获得的地震波形平面分布特征是否合理；
59.s23：若有至少两个不同地质特征对应的地震波形分类号一致，则重新预设较大值的相似度，并重复步骤s21、s22、s23，直至每一地质特征对应的地震波形分类号均不相同即可。
60.需要说明的是，由于已有井地震合成记录和地震波形都是地震波的形态，因此在已有井的井口位置，二者应表现相同或者近似的波形，通过观察或相位、振幅、起伏形态等波形特征的对比分析，即可知道二者是否有对应关系。因此，步骤s2中，所述已有井井位-已有井地震合成记录-已有井地震波形的对应关系建立包括以下步骤：
61.对比已有井合成记录和不同分类号的地震波形，当二者的波形特征相似，则认为二者耦合相关；当二者的波形特征不相似，则认为二者耦合不相关，统计已有井合成记录与地震波形的对比结果，得到已有井地震合成记录与地震波形的耦合关系；
62.获取已有井的井位，建立已有井井位、已有井地震合成记录、地震波形的耦合关系。
63.需要说明的是，对比已有井合成记录和不同分类号的地震波形时，二者的波形特征相似是指二者的相似度达到80％以上，即二者的相位、振幅、起伏形态等偏差不超过20％。
64.需要说明的是，所述单元网格大于或等于所述地震波形数据采集时的道间距。优选地，所述单元网格的大小为所述地震波形数据采集时的道间距的n倍，所述n为大于或等于2的整数，使每个单元网格内采集到的地震波形数据不止一道。
65.在一些实施例中，所述虚拟井的构建位置位于所述单元网格的中间，使虚拟井和已有井的井口位置在所述预设区域内尽可能的分布均匀，提高精确变速平均场的精度。
66.需要说明的是，所述步骤s4中，将对应的已有井地震合成记录带入所述虚拟井包括以下步骤：获得每一虚拟井的地震波形分类，根据已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，通过循环迭代筛选出最接近的已有井对应的地震波形，并将对应的已有井地震合成记录代入虚拟井。
67.即根据虚拟井所在的单元网格，获得该单元网格内的地震波形的分类号，预设相似度，然后根据已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，查找大于或等于该相似度的已有井对应的地震波形，并获得该已有井的地震合成记录；若在大于或等于该相似度的范围内未查找到已有井对应的地震波形，则重新设置相似度，再次进行查找，直至查找到地震波形最接近的已有井，并将该已有井对应的地震合成记录代入该虚拟井。
68.需要说明的是，步骤s5中，通过所述虚拟井的平均速度校正所述常规变速平均速度场包括以下步骤：
69.s51:根据所述已有井和虚拟井的位置，从所述常规变速平均速度场分别获得所述已有井和所述虚拟井的平均速度；
70.s52:根据所述常规变速平均速度场获得初始平均速度；
71.s53:根据每一所述已有井和所述虚拟井的平均速度与所述初始平均速度的速度误差值，建立误差校正平均速度场；
72.s54:用所述误差校正平均速度场校正所述常规变速平均速度场，得到精确变速平均速度场。
73.需要说明的是，步骤s54中，用所述误差校正平均速度场校正所述常规变速平均速度场是指：用常规变速平均速度场与误差校正平均速度场做一次差值运算，进而获得精确变速平均速度场。
74.在一些实施例中，在构建虚拟井之前进行是否构建虚拟井判断：当所述预设区域内的地震波形分类数量小于或等于已有井的数量时，则进行进一步的子判断：当地震波形分类数量小于或等于已有井地震合成记录的分类数量时，则不需要构建虚拟井，否则，则需要构建虚拟井；当所述预设区域内的地震波形分类数量大于已有井的数量时，则需要构建虚拟井。当所述预设区域内的地震波形分类数量小于或等于已有井地震合成记录的分类数量时，则证明了所述预设区域内每一地质构造对应的地震波形在已有井地震合成记录中均能找到，且已有井地震合成记录的分布已经涵盖了所有的地质构造，因此无需再构建虚拟井。
75.以某地四段地质构造特征复杂的区域作为预设区域为例，在该区域建立精确变速平均速度场的方法为：
76.s1:根据该区域内现有钻井、测井资料、地震数据，建立已有井的已有井地震合成记录，并结合地震叠加速度场，建立该区域内的常规变速平均速度场；
77.s2:将所述预设区域分为若干统计面元，获取每一所述统计面元内的地震波形；并利用stratimagic软件中的神经网络地震波形分类技术，对地震波形进行迭代对比分析和分类号赋值，得到分类好的若干地震波形及不同地震波形的平面分布特征，使每一地质特征对应的地震波形分类号均不相同，如图3所示。
78.s3:结合该区域内已有井的已有井地震合成记录，按“已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形”的耦合关系建立已有井井位-已有井地震合成记录-已有井地震波形的对应关系，如图2所示。
79.s4：结合地震波形的平面分布特征，对地震数据范围，即预设区域进行单元网格划分，并基于已有井井位-已有井地震合成记录-地震波形的对应关系，按照一定井网密度进行虚拟井的构建，如图4、5。图5中标识出构建添加的虚拟井，研究中共添加虚拟井9口，从而保证每个划分的网格内至少有一个已钻井或虚拟井来进行变速平均速度场构建的控制；
80.s5：利用构建的虚拟井对常规变速平均速度场进行进一步校正，从而得到该地区的精确变速平均速度场，如图6、7所示。
81.利用该速度场进行了两个新井位：p7-1d、p3-5d的钻井深度验证。根据本技术所述的方法建立这两个新井位所在的复杂构造区的精确变速平均速度场，并获得这两个新井位
对应的平均速度，然后计算出构造图海拔深度，作为预测深度。从表1中可以看出，预测深度与实钻井深度的误差分别为0.08％、0.12％，远小于0.5％的工业要求，如表1所示。
[0082][0083][0084]
从表1可知，本技术公开的复杂构造区建立变速平均速度场的方法，能够较好地解决复杂构造区的变速平均速度场建立问题，提高钻遇精度。
[0085]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。