井震联合全波形反演初始速度模型建立方法与装置与流程

1.本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种井震联合全波形反演初始速度模型建立方法与装置。


背景技术：

2.全波形反演是地震勘探技术领域中的研究热点之一，该技术联合利用地震波场中的运动学和动力学信息，反演出高精度的地下介质速度、密度、各向异性模型，从而预测复杂地质背景下的构造、储层及流体信息。
3.全波形反演利用最优化算法迭代求解观测数据与波动方程正演数据的残差来求解地下介质参数。由于地下介质参数与地震波场间存在非线性关系，因此，该方法从数学上来讲是一个病态问题，存在多解性与收敛性问题。目前解决非线性反演的常用手段是利用born近似将非线性问题转化为线性问题，然后利用局部优化方法迭代反演速度模型。在全波形反演理论中，要满足born近似初始模型正演数据中波的走时与实际观测数据走时之间的误差在时间域要小于半个周期，在深度域小于半个波长。如果初始模型精度不够，反演目标函数会收敛到局部极小值，出现“周波跳跃”现象。因此，初始速度建模是全波形反演的一个核心问题。通常全波形反演初始速度模型使用射线层析、偏移速度分析或者声波测井插值得到。射线层析与偏移速度分析利用地震波的走时信息及同向轴曲率，得到的速度模型精度较低，只能反映相对速度变化。利用声波测井速度插值进行速度建模，通常使用层位控制，层内采用线性或双线性内插，无法反映速度横向变化。而且，利用上述方法建立速度模型后，需要按照全波形反演多尺度框架，进行整体空间平滑，这也会引入速度误差。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本发明提供一种井震联合全波形反演初始速度模型建立方法与装置、电子设备以及计算机可读存储介质，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.第一方面，提供一种井震联合全波形反演初始速度模型建立方法，包括：
7.获取研究区的地震数据以及声波测井数据；
8.根据所述地震数据以及所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度；
9.利用所述井点的地震速度对应的测井速度比例校正所述井间的地震速度；
10.根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型。
11.进一步地，所述测井数据包括：井间距离，所述变换矩阵为：
[0012][0013]
其中，d为井间距离，g1为两口井之间的测井速度差，g2为井间差值速度，v1为第一口井对应位置的地震速度，v1为第一口井对应位置的测井速度。
[0014]
进一步地，所述地震数据包括：地震速度场以及层位数据；
[0015]
所述根据所述地震数据以及所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度，包括：
[0016]
对所述地震速度场进行中值滤波；
[0017]
利用井震标定技术匹配所述地震数据和所述声波测井数据；
[0018]
利用所述层位数据、所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度；
[0019]
在井震匹配后的声波测井数据中提取与各地震速度对应的测井速度。
[0020]
进一步地，所述利用所述层位数据、所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度，包括：
[0021]
利用所述层位数据建立地层框架模型；
[0022]
利用所述地层框架模型及所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度。
[0023]
进一步地，所述根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型，包括：
[0024]
将所述变换矩阵与校正后的井间的地震速度相乘得到井间差值速度；
[0025]
根据各个井间差值速度构建所述初始速度模型。
[0026]
第二方面，提供一种井震联合全波形反演初始速度模型建立装置，包括：
[0027]
数据获取模块，获取研究区的地震数据以及声波测井数据；
[0028]
速度提取模块，根据所述地震数据以及所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度；
[0029]
速度校正模块，利用所述井点的地震速度对应的测井速度比例校正所述井间的地震速度；
[0030]
建模模块，根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型。
[0031]
进一步地，所述测井数据包括：井间距离，所述变换矩阵为：
[0032][0033]
其中，d为井间距离，g1为两口井之间的测井速度差，g2为井间差值速度，v1为第一口井对应位置的地震速度，v1为第一口井对应位置的测井速度。
[0034]
进一步地，所述地震数据包括：地震速度场以及层位数据；
[0035]
所述速度提取模块包括：
[0036]
中值滤波单元，对所述地震速度场进行中值滤波；
[0037]
井震标定单元，利用井震标定技术匹配所述地震数据和所述声波测井数据；
[0038]
地震速度提取单元，利用所述层位数据、所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度；
[0039]
测井速度提取单元，在井震匹配后的声波测井数据中提取与各地震速度对应的测井速度。
[0040]
第三方面，提供一种电子设备，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程序时实现上述的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法的步骤。
[0041]
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法的步骤。
[0042]
本发明提供的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法与装置，该方法包括：获取研究区的地震数据以及声波测井数据；根据所述地震数据以及所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度；利用所述井点的地震速度对应的测井速度比例校正所述井间的地震速度；根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型，其中，通过变换矩阵使井间速度插值时能够保持地震速度的横向变化趋势，融合测井与地震速度信息，建立高精度的波形反演初始速度模型。
[0043]
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0044]
为了更清楚地说明本技术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，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。在附图中：
[0045]
图1为本发明实施例中的服务器s1与客户端设备b1之间的架构示意图；
[0046]
图2为本发明实施例中的服务器s1、客户端设备b1及数据库服务器s2之间的架构
示意图；
[0047]
图3是本发明实施例中的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法的流程示意图；
[0048]
图4示出了本发明实施例中校正前后井间速度极值示意图；
[0049]
图5示出了本发明实施例中矩阵变换插值示意图；
[0050]
图6示出了本发明实施例中步骤s200的具体步骤；
[0051]
图7示出了本发明实施例中步骤s230的具体步骤；
[0052]
图8示出了本发明实施例中井间地层框架示意图；
[0053]
图9示出了本发明实施例中步骤s400的具体步骤；
[0054]
图10是本发明实施例中的井震联合全波形反演初始速度模型建立装置的结构框图；
[0055]
图11示出了本发明实施例中的速度提取模块的具体结构；
[0056]
图12为本发明实施例电子设备的结构图。
具体实施方式
[0057]
为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
[0058]
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。
[0059]
需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0060]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0061]
利用声波测井速度插值进行速度建模，通常使用层位控制，层内采用线性或双线性内插，无法反映速度横向变化。而且，利用上述方法建立速度模型后，需要按照全波形反演多尺度框架，进行整体空间平滑，这也会引入速度误差。
[0062]
有鉴于此，本技术提供了一种井震联合全波形反演初始速度模型建立装置，该装置可以为一种服务器s1，参见图1，该服务器s1可以与至少一个客户端设备b1通信连接，所述客户端设备b1可以将研究区的地震数据以及声波测井数据发送至所述服务器s1，所述服务器s1可以在线接收所述研究区的地震数据以及声波测井数据。所述服务器s1可以在线或者离线对获取的研究区的地震数据以及声波测井数据进行预处理，根据所述地震数据以及
所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度；利用所述井点的地震速度对应的测井速度比例校正所述井间的地震速度；根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型。而后，所述服务器s1可以将初始速度模型在线发送至所述客户端设备b1。所述客户端设备b1可以在线接收所述初始速度模型。
[0063]
另外，参见图2，所述服务器s1还可以与至少一个数据库服务器s2通信连接，所述数据库服务器s2用于存储变换矩阵。所述数据库服务器s2在线将所述历史变换矩阵发送至所述服务器s1，所述服务器s1可以在线接收变换矩阵。
[0064]
可以理解的是，所述客户端设备b1可以包括智能手机、平板电子设备、网络机顶盒、便携式计算机、台式电脑、个人数字助理(pda)、车载设备、智能穿戴设备等。其中，所述智能穿戴设备可以包括智能眼镜、智能手表、智能手环等。
[0065]
在实际应用中，进行井震联合全波形反演初始速度模型建立的部分可以在如上述内容所述的服务器s1侧执行，即，如图1所示的架构，也可以所有的操作都在所述客户端设备b1中完成，且该所述客户端设备b1可以直接与数据库服务器s2进行通信连接。具体可以根据所述客户端设备b1的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本技术对此不作限定。若所有的操作都在所述客户端设备b1中完成，所述客户端设备b1还可以包括处理器，用于进行井震联合全波形反演初始速度模型建立的具体处理。
[0066]
所述服务器与所述客户端设备之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本技术提交日尚未开发出的网络协议。所述网络协议例如可以包括tcp/ip协议、udp/ip协议、http协议、https协议等。当然，所述网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的rpc协议(remote procedure call protocol，远程过程调用协议)、rest协议(representational state transfer，表述性状态转移协议)等。
[0067]
图3是本发明实施例中的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法的流程示意图；如图3所示，该井震联合全波形反演初始速度模型建立方法可以包括一下内容：
[0068]
步骤s100：获取研究区的地震数据以及声波测井数据；
[0069]
其中，测井数据包括：井间距离等。地震数据包括地震速度场以及层位数据等。
[0070]
步骤s200：根据所述地震数据以及所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度；
[0071]
步骤s300：利用所述井点的地震速度对应的测井速度比例校正所述井间的地震速度；其中，图4示出了本发明实施例中校正前后井间速度极值示意图；
[0072]
步骤s400：根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型。
[0073]
其中，变换矩阵为：
[0074]
[0075]
其中，d为井间距离，g1为两口井之间的测井速度差，g2为井间差值速度，v1为第一口井对应位置的地震速度，v1为第一口井对应位置的测井速度。
[0076]
本发明实施实例适用于全波形反演的井震联合速度建模，提供了一个变换矩阵，将地震速度的横向变化趋势加入井间速度插值中，图5示出了本发明实施例中矩阵变换插值示意图，实现井震联合速度建模，模型测试结果表明了该方法的有效性。
[0077]
在一个可选的实施例中，参见图6，该步骤s200可以包括以下内容：
[0078]
步骤s210：对所述地震速度场进行中值滤波；
[0079]
其中，通过中值滤波去除地震速度场中的奇异值。
[0080]
步骤s220：利用井震标定技术匹配所述地震数据和所述声波测井数据；
[0081]
步骤s230：利用所述层位数据、所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度；
[0082]
步骤s240：在井震匹配后的声波测井数据中提取与各地震速度对应的测井速度。
[0083]
在一个可选的实施例中，参加图7，该步骤s230可以包括以下内容：
[0084]
步骤s231：利用所述层位数据建立地层框架模型。
[0085]
其中，图8示出了本发明实施例中井间地层框架示意图。
[0086]
步骤s232：利用所述地层框架模型及所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度。
[0087]
其中，每一个地震速度有一个对应的测井速度。
[0088]
在一个可选的实施例中，参见图9，该步骤s400可以包括以下内容：
[0089]
步骤s410：将所述变换矩阵与校正后的井间的地震速度相乘得到井间差值速度；
[0090]
步骤s420：根据各个井间差值速度构建所述初始速度模型。
[0091]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种井震联合全波形反演初始速度模型建立装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例所述。由于井震联合全波形反演初始速度模型建立装置解决问题的原理与上述方法相似，因此井震联合全波形反演初始速度模型建立装置的实施可以参见上述方法的实施，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。
[0092]
图10是本发明实施例中的井震联合全波形反演初始速度模型建立装置的结构框图。如图10所示，该井震联合全波形反演初始速度模型建立装置具体包括：数据获取模块10、速度提取模块20、速度校正模块30以及建模模块40。
[0093]
数据获取模块10，获取研究区的地震数据以及声波测井数据；
[0094]
速度提取模块20，根据所述地震数据以及所述声波测井数据获取井间的地震速度、井点的地震速度以及对应的测井速度；
[0095]
速度校正模块30，利用所述井点的地震速度对应的测井速度比例校正所述井间的地震速度；
[0096]
建模模块40，根据变换矩阵与校正后的井间的地震速度构建初始速度模型。
[0097]
在一个可选的实施例中，参见图11，所述地震数据包括：地震速度场以及层位数据；
[0098]
所述速度提取模块包括：中值滤波单元21、井震标定单元22、地震速度提取单元23以及测井速度提取单元24。
[0099]
中值滤波单元21，对所述地震速度场进行中值滤波；
[0100]
井震标定单元22，利用井震标定技术匹配所述地震数据和所述声波测井数据；
[0101]
地震速度提取单元23，利用所述层位数据、所述声波测井数据中的井位置提取中值滤波后的地震速度场中的井间的地震速度以及井点的地震速度；
[0102]
测井速度提取单元24，在井震匹配后的声波测井数据中提取与各地震速度对应的测井速度。
[0103]
上述实施例阐明的装置、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电子设备，具体的，电子设备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。
[0104]
在一个典型的实例中电子设备具体包括存储器、处理器以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程序时实现上述的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法的步骤。
[0105]
下面参考图12，其示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备600的结构示意图。
[0106]
如图12所示，电子设备600包括中央处理单元(cpu)601，其可以根据存储在只读存储器(rom)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(ram))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在ram603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。cpu601、rom602、以及ram603通过总线604彼此相连。输入/输出(i/o)接口605也连接至总线604。
[0107]
以下部件连接至i/o接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如lan卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至i/o接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。
[0108]
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的井震联合全波形反演初始速度模型建立方法的步骤。
[0109]
在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。
[0110]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除
可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0111]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0112]
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。
[0113]
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。
[0114]
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。
[0115]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0116]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
[0117]
本技术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技术，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。
[0118]
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。
[0119]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。