專利名稱：地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變h-v曲線構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下地震波速度場(chǎng)構(gòu)建方法，確切地說涉及一種用于 石油地震勘探中的井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
復(fù)雜地區(qū)速度場(chǎng)構(gòu)建方法研究是石油地球物理勘探中長期存在并在目 前尚未完全解決的前沿性研究課題，目前研究取得了很多理論和實(shí)際應(yīng)用
成果。但目前的研究大都集中于以下兩個(gè)方面
(1) 研究如何使用地震資料獲得更精確的平均速度場(chǎng) 其主要的研究包括兩部分內(nèi)容 一是提高疊加速度的計(jì)算精度，主要
的方法有加權(quán)迭代復(fù)數(shù)道速度分析、加權(quán)迭代傾斜速度分析等；二是提高 層速度計(jì)算的精度，如廣義Dix方法和各種速度平滑方法等。由于地震速 度的影響因素很多，上述方法雖然在一定程度上提高了速度分析的精度， 但并不能保證獲得真正精確的平均速度場(chǎng)。
(2) 根據(jù)地震、測(cè)井和VSP資料綜合研究平均速度場(chǎng) 目前該類方法是主要的研究熱點(diǎn)，已取得了許多較好的研究成果，獲
得了較為廣泛的應(yīng)用。但這方面的研究主要依靠解釋人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行地震 速度與測(cè)井和VSP資料綜合，人工工作量很大，而且不同的解釋人員根據(jù) 他們的經(jīng)驗(yàn)會(huì)得出差異較大的地震速度場(chǎng)，很難做到準(zhǔn)確的地下速度場(chǎng)建
■、,
地震波在巖層中傳播的速度與巖石的巖性、孔隙度、埋藏深度、孔隙 流體性質(zhì)、孔隙流體壓力及巖層所處的外部環(huán)境條件等因素有關(guān)。其中最 主要的是巖性的影響。不同時(shí)代的地層在巖性、孔隙度等方面存在差異，因 而在速度上也有差異， 一般由新到老，地層的層速度逐漸增大。
在同時(shí)代的地層中，尤其在海相地層中，巖性是相通的。 一般說來， 有兩種主要因素引起速度的橫向變化， 一是由于沉積相帶的橫向變化，造 成巖性在橫向上發(fā)生變化，這使層速度也發(fā)生橫向變化。理論上單一致密 巖石的層速度接近于一個(gè)確定值，但實(shí)際巖層往往并非由"純"的成分組 成，而是由不同成分混合而成，如泥質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖等等，這使地震波 的速度也具有混合過渡的性質(zhì)，并取決于各個(gè)組分的含量。此外孔隙度、 孔隙充填物類型及孔隙流體壓力等也會(huì)對(duì)速度產(chǎn)生影響。另一種影響速度 橫向變化的主要因素是深度(壓力)，在通常情況下，埋藏越深，壓實(shí)程度 越大，孔隙度也越小，速度越高。
我們可以假定在埋深相同的情況下，溫度、負(fù)載壓力等條件是相同的 或近似相同的，可由統(tǒng)計(jì)的辦法來求得速度與深度的關(guān)系，即壓實(shí)曲線，若將某一巖層各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)以層速度為橫坐標(biāo)，深度為縱坐標(biāo)作散點(diǎn)，再 用一條曲線來擬合速度隨深度變化的趨勢(shì)，這就構(gòu)成了正常的速度一深度 曲線(即H-V曲線)。通常速度隨深度的變化可以采用一次函數(shù)來描述， 即認(rèn)為速度隨深度線性增加，用如下公式來表示 v=ah+b (1)
其中v為地層速度，h為地層埋深，a、 b為速度一深度曲線(即H-V 曲線)的特征參數(shù)。
由于地下速度的獲取方法很多，因而獲得速度一深度曲線的方法也很 多。如根據(jù)多口井的測(cè)井層速度可以獲得一根層速度一深度曲線；根據(jù)多 口井的換算速度層速度可以獲得一根層速度一深度曲線；根據(jù)地震速度我 們也可以獲得一根層速度一深度曲線。由于地震速度和換算速度的影響因 素很多，因此在這多根曲線中，根據(jù)多口井的測(cè)井層速度獲得地層速度一 深度曲線最能反映地下實(shí)際情況。
上面已經(jīng)談到速度隨深度的變化可以采用一次函數(shù)來描述，那么是否 可以用一個(gè)速度一深度曲線來描述一個(gè)工區(qū)內(nèi)的橫向速度變化呢？回答顯 然是否定的。這是因?yàn)橛袃煞N主要因素引起速度的橫向變化，其中速度隨 深度(壓力)變化的趨勢(shì)可以上述討論的速度一深度曲線中的a值來描述。 認(rèn)為在一個(gè)相對(duì)較小的工區(qū)中，速度一深度曲線中的a值是相對(duì)穩(wěn)定的， 尤其在海相地層中，a值的穩(wěn)定性更強(qiáng)。因而在一個(gè)較小的工區(qū)內(nèi)可以采 用固定的a值來描述速度隨深度(壓力)變化的趨勢(shì)，但在一個(gè)較大的工區(qū) 內(nèi)a值應(yīng)該是變化的。
另一種顯著影響地震層速度的因素是沉積相帶的橫向變化，理論上單 一致密巖石的層速度接近于一個(gè)確定值，但實(shí)際巖層往往并非由"純"的 成分組成，而是由不同成分混合而成，如泥質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖等等，這使地 震波的速度也具有混合過渡的性質(zhì)，并取決于各個(gè)組分的含量。即使在沉 積相對(duì)穩(wěn)定的海相地層中，仍然存在成份的差異，只是相對(duì)于陸相地層來 說，變化很小而已。此外孔隙度、孔隙充填物類型及孔隙流體壓力等也會(huì) 對(duì)速度產(chǎn)生影響。如果仍然采用一次函數(shù)來描述地震速度的橫向變化，我 們可以發(fā)現(xiàn)即使在一個(gè)相對(duì)較小的工區(qū)內(nèi)b值的變化也是很大的。
有上述討論我們可以得出一個(gè)基本的結(jié)論速度隨深度的變化可以采 用一次函數(shù)來描述，并且H-V曲線在橫向上是變化的，但曲線中的a值和 b值變化趨勢(shì)不同，a值是相對(duì)穩(wěn)定的，在橫向上變化較??；b的影響因素 較多，在橫向上變化也較為劇烈。
應(yīng)該說上述基本結(jié)論是得到普遍認(rèn)可的，但問題的關(guān)鍵在于如何將上 述基本結(jié)論應(yīng)用于實(shí)際的復(fù)雜構(gòu)造速度構(gòu)建中，也就是在實(shí)際的速度構(gòu)建 中如何構(gòu)建橫向可變的H-V曲線。尤其是復(fù)雜構(gòu)造速度構(gòu)建結(jié)果往往要用 于實(shí)際的時(shí)深轉(zhuǎn)換，時(shí)深轉(zhuǎn)換的結(jié)果要與實(shí)際的鉆井結(jié)果相吻合，因此必 須采用鉆井結(jié)果約束橫向可變的H-V曲線的構(gòu)建。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束 橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法，將本發(fā)明應(yīng)用于地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中能確保 在鉆井位置，速度與鉆井換算速度一致；在無井的位置，速度的變化趨勢(shì) 與地震速度的變化趨勢(shì)一致，從而能保證獲得真正精確的平均速度場(chǎng)。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法，速度-深度即H-V曲線中，速度隨深度的變化采用一次函數(shù)來描述，且速度隨深 度線性增加，用公式v二ah+b表示，其中v為地層速度，h為地層埋深，a, b為速度-深度曲線的特征參數(shù)；其特征在于所述速度-深度曲線為井約束 橫向可變H-V曲線，井約束橫向可變H-V曲線的構(gòu)建歩驟如下
A、 用聲波測(cè)井曲線計(jì)算出工區(qū)內(nèi)(工區(qū)指地震勘探的工作區(qū)域)各 井各層(石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位)的層速度，用實(shí)際的鉆井結(jié)果(地層 的實(shí)際深度)計(jì)算出各井各層(石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位)的換算層速度；
B、 對(duì)于A歩驟中的每一個(gè)層位、每一口井的井點(diǎn)的坐標(biāo)，以該點(diǎn)(井 的坐標(biāo))為圓心，以一定的(需要由操作人員給定，如3000米等)半徑畫 一個(gè)圓，將該圓內(nèi)的所有鉆井點(diǎn)集中起來形成一個(gè)集合，若集合中井的數(shù) 量小于預(yù)先給定的一個(gè)值即最小井?dāng)?shù)量，則擴(kuò)大半徑，直到集合中井的數(shù) 量大于或等于預(yù)先給定的一個(gè)值為止；(通常為4)
C、 根據(jù)集合中各井的測(cè)井層速度，采用回歸分析法擬合速度隨深度 變化的一次函數(shù)，將該函數(shù)的a值(根據(jù)公式v-ah+b確定)，作為該井點(diǎn) 的a值；
D、 根據(jù)該井點(diǎn)的a值和由A步驟中得出該井點(diǎn)的換算層速度，根據(jù) 公式^ah+b計(jì)算出b值，作為該井點(diǎn)的b值；
E、 用克里金插值算法，分別對(duì)C歩驟中得到的a值和D步驟中得到 的b值進(jìn)行網(wǎng)格化(網(wǎng)格化是指采用一定的網(wǎng)格化方法,即插值)，得到整 個(gè)工區(qū)內(nèi)每一個(gè)井點(diǎn)的a值和b值，根據(jù)公式v=ah+b形成井約束橫向可 變H-V曲線。
將采用本發(fā)明構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線應(yīng)用于地震波速度場(chǎng) 構(gòu)建的方法如下
a、 基于已構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線，基于已建立的井約束橫 向可變H-V曲線，在鉆井位置計(jì)算地震層速度的b值與鉆井換算速度的b 值之間的比例關(guān)系，即比例系數(shù)—占井換算速度的b值/地震層速度的b 值；
b、 在橫向上(橫向是指平面上延伸的每一個(gè)點(diǎn))通過克里金插值獲 得整個(gè)工區(qū)的比例系數(shù)；
c、 用整個(gè)工區(qū)的地震層速度b值與所述比例系數(shù)相乘，得到整個(gè)工區(qū)
地震與多井約束的b值；d、將c步驟中得到的b值應(yīng)用于上述公式v=ah+b中，在每一個(gè)點(diǎn)上， 根據(jù)其a值、b值以及深度數(shù)據(jù)，可獲得每個(gè)點(diǎn)的速度，由此就構(gòu)建了地 震波速度場(chǎng)。
所述的井約束橫向可變H-V曲線是經(jīng)過速度反演算法處理的，其處理 步驟如下
(1) 應(yīng)用對(duì)比解釋的層位模型和H-V曲線，按CDP點(diǎn)用逐層剝離的 方法，由淺向深逐層遞推該點(diǎn)每一層初始深度；
(2) 應(yīng)用H-V曲線函數(shù)^ )=/(~)迭代每層厚度，其中i為CDP
序號(hào)、j為層位序號(hào)，即由地震反射時(shí)間和H-V曲線函數(shù)計(jì)算深度，根據(jù) 計(jì)算深度與H-V量板深度的差修改速度，這一過程進(jìn)行到深度誤差滿足精 度為止，迭代收斂時(shí)就取得該點(diǎn)每層的層速度和底界深度；
(3) 對(duì)每個(gè)CDP點(diǎn)做相同處理，最終可取得每個(gè)CDP點(diǎn)對(duì)應(yīng)的每層 的層速度和底界深度。
對(duì)于第i個(gè)CDP的第j層，其H-V曲線函數(shù)為F(、h/(^)，假設(shè)j-l
層的深度//,，，,已知(第O層的深度固定為零)，計(jì)算第j層深度和速度的反 演算法如下
(1) 給定第j層的初始厚度~=幻,/;
(2) 根據(jù)第j層的H-V曲線函數(shù)F(/^)-y(/^)計(jì)算j層的初始層速度
(3) 計(jì)算第j層與j-l層的理論反射時(shí)間差^ = ^ ,,/、；
(4) 設(shè)第j層與j-l層的實(shí)際反射時(shí)間差為A^ (可由層位屆時(shí)獲得的 層位時(shí)間計(jì)算得到，若理論反射時(shí)間與實(shí)際反射時(shí)間的差|&-^|<^ (e為
預(yù)先給定的一個(gè)較小的值，通常取采樣率的1/2)，這時(shí)的 就是第j層的 實(shí)際厚度， 就是第j層的實(shí)際層速度。算法結(jié)束，輸出反演結(jié)果。
(5) 若A -Ar〈0，表明厚度/^偏小，令~ =~ + |Ar —Ar卜、，轉(zhuǎn)第(2) 步；若"-Ar>0，表明厚度~偏大，令、^^-IA卜Ari,，轉(zhuǎn)第(2)步；為提高反演算法的計(jì)算速度，可令第j層的初始厚度/V為第i-l個(gè)CDP
的第j層的速度，理論計(jì)算和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果表明該算法的收斂性很好， 在我們的應(yīng)用中尚未發(fā)現(xiàn)不收斂的情況。這種方法不僅適合平緩構(gòu)造的時(shí) 深轉(zhuǎn)換，同時(shí)也適合高陡復(fù)雜構(gòu)造區(qū)的時(shí)深轉(zhuǎn)換，同時(shí)遞推反演算法能對(duì) 斷層(正或逆)作出判斷并處理，完全由斷層附近解釋的層位模型控制，不 受人為因素影響，因此可客觀恢復(fù)斷層下盤形態(tài)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在
1、由于本發(fā)明采用的速度-深度曲線為構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲 線，構(gòu)建方法新穎，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本構(gòu)建步驟C中采用測(cè)井聲波曲線 得到"值保證了速度隨深度變化趨勢(shì)與實(shí)際情況最吻合；歩驟D中采用各 井的換算層速度保證了在井點(diǎn)處的速度與實(shí)際換算速度完全一致，這就保 證了時(shí)深轉(zhuǎn)換得到的深度符合實(shí)際鉆井情況；步驟E保證了橫向的"值和6 值變化比較平緩；同時(shí)，由于本發(fā)明采用a、 b、 c、 d四個(gè)步驟構(gòu)建地震波 速度場(chǎng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能確保速度模型在鉆井位置，速度與鉆井換算 速度一致；在無井的位置，速度的變化趨勢(shì)與地震速度的變化趨勢(shì)一致， 從而能保證獲得真正精確的平均速度場(chǎng)。采用本發(fā)明能在石油地震勘探過 程中發(fā)揮更一步的積極作用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
本發(fā)明公開了一種地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu) 建方法，速度-深度即H-V曲線中，速度隨深度的變化采用一次函數(shù)來描 述，且速度隨深度線性增加，用公式^ah+b表示，其中v為地層速度，h 為地層埋深，a， b為速度-深度曲線的特征參數(shù)；其特征在于所述速度-深度曲線為井約束橫向可變H-V曲線，井約束橫向可變H-V曲線的構(gòu)建 步驟如下
A、 用聲波測(cè)井曲線計(jì)算出工區(qū)內(nèi)(工區(qū)指地震勘探的工作區(qū)域)各 井各層(石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位)的層速度，用實(shí)際的鉆井結(jié)果(地層
的實(shí)際深度)計(jì)算出各井各層(石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位)的換算層速度；
B、 對(duì)于A步驟中的每一個(gè)層位、每一口井的井點(diǎn)的坐標(biāo)，以該點(diǎn)(井 的坐標(biāo))為圓心，以一定的(需要由操作人員給定，如3000米等)半徑畫 一個(gè)圓，將該圓內(nèi)的所有鉆井點(diǎn)集中起來形成一個(gè)集合，若集合中井的數(shù) 量小于預(yù)先給定的一個(gè)值即最小井?dāng)?shù)量，則擴(kuò)大半徑，直到集合中井的數(shù) 量大于或等于預(yù)先給定的一個(gè)值為止；(通常為4)
C、 根據(jù)集合中各井的測(cè)井層速度，采用回歸分析法擬合速度隨深度 變化的一次函數(shù)，將該函數(shù)的a值(根據(jù)公式v]h+b確定)，作為該井點(diǎn) 的a值；
D、 根據(jù)該井點(diǎn)的a值和由A歩驟中得出該井點(diǎn)的換算層速度，根據(jù)公式^ah+b計(jì)算出b值，作為該井點(diǎn)的b值；
E、用克里金插值算法，分別對(duì)C步驟中得到的a值和D步驟中得到 的b值進(jìn)行網(wǎng)格化(網(wǎng)格化是指采用一定的網(wǎng)格化方法，即插值)，得到整 個(gè)工區(qū)內(nèi)每一個(gè)井點(diǎn)的a值和b值，根據(jù)公式v=ah+b形成井約束橫向可 變H-V曲線。
將采用本發(fā)明構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線應(yīng)用于地震波速度場(chǎng) 構(gòu)建的方法如下
a、 基于己構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線，基于已建立的井約束橫 向可變H-V曲線，在鉆井位置計(jì)算地震層速度的b值與鉆井換算速度的b 值之間的比例關(guān)系，目卩比例系數(shù)=鉆井換算速度的b值/地震層速度的b 值；
b、 在橫向上(橫向是指平面上延伸的每一個(gè)點(diǎn))通過克里金插值獲 得整個(gè)工區(qū)的比例系數(shù)；
c、 用整個(gè)工區(qū)的地震層速度b值與所述比例系數(shù)相乘，得到整個(gè)工區(qū)
地震與多井約束的b值；
d、 將c步驟中得到的b值應(yīng)用于上述公式v=ah+b中，在每一個(gè)點(diǎn)上， 根據(jù)其a值、b值以及深度數(shù)據(jù)，可獲得每個(gè)點(diǎn)的速度，由此就構(gòu)建了地 震波速度場(chǎng)。
實(shí)施例2
作為本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式如下 1、現(xiàn)有技術(shù)中，H-V曲線的建立
地震波在巖層中傳播的速度與巖石的巖性、孔隙度、埋藏深度、孔隙 流體性質(zhì)、孔隙流體壓力及巖層所處的外部環(huán)境條件等因素有關(guān)。其中最 主要的是巖性的影響。不同時(shí)代的地層在巖性、孔隙度等方面存在差異，因 而在速度上也有差異， 一般由新到老，地層的層速度逐漸增大。
在同時(shí)代的地層中，尤其在海相地層中，巖性是相通的。 一般說來， 有兩種主要因素引起速度的橫向變化， 一是由于沉積相帶的橫向變化,造成 巖性在橫向上發(fā)生變化，這使層速度也發(fā)生橫向變化。理論上單一致密巖 石的層速度接近于一個(gè)確定值，但實(shí)際巖層往往并非由"純"的成分組成, 而是由不同成分混合而成，如泥質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖等等，這使地震波的速 度也具有混合過渡的性質(zhì)，并取決于各個(gè)組分的含量。此外孔隙度、孔隙 充填物類型及孔隙流體壓力等也會(huì)對(duì)速度產(chǎn)生影響。另一種影響速度橫向 變化的主要因素是深度(壓力)，在通常情況下，埋藏越深，壓實(shí)程度越大, 孔隙度也越小，速度越高。
我們可以假定在埋深相同的情況下，溫度、負(fù)載壓力等條件是相同的 或近似相同的，可由統(tǒng)計(jì)的辦法來求得速度與深度的關(guān)系，即壓實(shí)曲線,若 將某一巖層各測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)以層速度為橫坐標(biāo)，深度為縱坐標(biāo)作散點(diǎn)，再用 一條曲線來擬合速度隨深度變化的趨勢(shì)，這就構(gòu)成了正常的速度一深度曲線(即H-V曲線)。通常速度隨深度的變化可以采用一次函數(shù)來描述，即 認(rèn)為速度隨深度線性增加，用如下公式來表示v=ah+b，其中v為地層速 度，h為地層埋深，a,b為速度一深度曲線(即H-V曲線)的特征參數(shù)。
由于地下速度的獲取方法很多，因而獲得速度一深度曲線的方法也很 多。如根據(jù)多口井的測(cè)井層速度可以獲得一根層速度一深度曲線；根據(jù)多 口井的換算速度層速度可以獲得一根層速度一深度曲線；更具地震速度我
們也可以獲得一根層速度一深度曲線。由于地震速度和換算速度的影響因
素很多，因此我們認(rèn)為在這多根曲線中，根據(jù)多口井的測(cè)井層速度獲得 地層速度一深度曲線最能反映地下實(shí)際情況。 2、井約束的橫向可變H-V曲線
上面已經(jīng)談到速度隨深度的變化可以采用一次函數(shù)來描述，那么是否 可以用一個(gè)速度一深度曲線來描述一個(gè)工區(qū)內(nèi)的橫向速度變化呢？回答顯 然是否定的。這是因?yàn)橛袃煞N主要因素引起速度的橫向變化，其中速度隨
深度(壓力)變化的趨勢(shì)可以用上述討論的速度一深度曲線中的a值來描述。 認(rèn)為在一個(gè)相對(duì)較小的工區(qū)中，速度一深度曲線中的a值是相對(duì)穩(wěn)定的， 尤其在海相地層中，a值的穩(wěn)定性更強(qiáng)。因而在一個(gè)較小的工區(qū)內(nèi)可以采 用固定的a值來描述速度隨深度(壓力)變化的趨勢(shì)，但在一個(gè)較大的工區(qū) 內(nèi)a值應(yīng)該是變化的。
另一種顯著影響地震層速度的因素是沉積相帶的橫向變化,理論上單 一致密巖石的層速度接近于一個(gè)確定值，但實(shí)際巖層往往并非由"純"的 成分組成，而是由不同成分混合而成，如泥質(zhì)砂巖、灰質(zhì)砂巖等等，這使地 震波的速度也具有混合過渡的性質(zhì)，并取決于各個(gè)組分的含量。即使在沉 積相對(duì)穩(wěn)定的海相地層中，仍然存在成份的差異，只是相對(duì)于陸相地層來 說，變化很小而已。此外孔隙度、孔隙充填物類型及孔隙流體壓力等也會(huì) 對(duì)速度產(chǎn)生影響。如果仍然采用一次函數(shù)來描述地震速度的橫向變化，我 們可以發(fā)現(xiàn)即使在一個(gè)相對(duì)較小的工區(qū)內(nèi)6值的變化也是很大的。
有上述討論我們可以得出一個(gè)基本的結(jié)論速度隨深度的變化可以采 用一次函數(shù)來描述，并且H-V曲線在橫向上是變化的，但曲線中的a值和 b值變化趨勢(shì)不同，a值是相對(duì)穩(wěn)定的，在橫向上變化較小；b的影響因素 較多，在橫向上變化也較為劇烈。
應(yīng)該說上述基本結(jié)論是得到普遍認(rèn)可的，問題的關(guān)鍵在于如何將上述 基本結(jié)論應(yīng)用于實(shí)際的復(fù)雜構(gòu)造速度構(gòu)建中，也就是在實(shí)際的速度構(gòu)建中 如何構(gòu)建橫向可變的H-V曲線。尤其是復(fù)雜構(gòu)造速度構(gòu)建結(jié)果往往要用于 實(shí)際的時(shí)深轉(zhuǎn)換，時(shí)深轉(zhuǎn)換的結(jié)果要與實(shí)際的鉆井結(jié)果相吻合，因此必須 采用鉆井結(jié)果約束橫向可變的H-V曲線的構(gòu)建。為此我們提出了一種井約 束的橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法，其基本過程如下
A、用聲波測(cè)井曲線計(jì)算出工區(qū)內(nèi)(工區(qū)指地震勘探的工作區(qū)域)各 井各層(石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位)的層速度，用實(shí)際的鉆井結(jié)果(地層的實(shí)際深度)計(jì)算出各井各層(石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位)的換算層速度；
B、 對(duì)于A步驟中的每一個(gè)層位、每一口井的井點(diǎn)的坐標(biāo)，以該點(diǎn)(井 的坐標(biāo))為圓心，以一定的(需要由操作人員給定，如3000米等)半徑畫 一個(gè)圓，將該圓內(nèi)的所有鉆井點(diǎn)集中起來形成一個(gè)集合，若集合中井的數(shù) 量小于預(yù)先給定的一個(gè)值即最小井?dāng)?shù)量，則擴(kuò)大半徑，直到集合中井的數(shù) 量大于或等于預(yù)先給定的一個(gè)值為止；(通常為4)
C、 根據(jù)集合中各井的測(cè)井層速度，采用回歸分析法擬合速度隨深度 變化的一次函數(shù)，將該函數(shù)的a值(根據(jù)公式vih+b確定)，作為該井點(diǎn) 的a值；
D、 根據(jù)該井點(diǎn)的a值和由A歩驟中得出該井點(diǎn)的換算層速度，根據(jù) 公式v-ah+b計(jì)算出b值，作為該井點(diǎn)的b值；
E、 用克里金插值算法，分別對(duì)C步驟中得到的a值和D步驟中得到 的b值進(jìn)行網(wǎng)格化(網(wǎng)格化是指采用一定的網(wǎng)格化方法,即插值)，得到整 個(gè)工區(qū)內(nèi)每一個(gè)井點(diǎn)的a值和b值，這樣工區(qū)內(nèi)每個(gè)點(diǎn)都有了自己的H-V 線性關(guān)系v=ah+b，由于每個(gè)點(diǎn)上的a值和b值不同，我們稱為橫向可變 H-V曲線，根據(jù)公式v^h+b形成井約束橫向可變H-V曲線。
3.橫向可變H-V曲線約束的速度反演算法
在實(shí)際的時(shí)深轉(zhuǎn)換中，我們己知的是地震反射時(shí)間，并不知道反射深 度，因此上述方法并不能直接引用。我們必須將地震反射時(shí)間轉(zhuǎn)換為反射 深度，但反射深度正是我們時(shí)深轉(zhuǎn)換的目標(biāo)，為此我們提出橫向可變H-V 曲線約束的速度反演算法，方法的思路如下
(1) 應(yīng)用對(duì)比解釋的層位模型和H-V曲線，按CDP點(diǎn)用逐層剝離的 方法，由淺向深逐層遞推該點(diǎn)每一層初始深度；
(2) 應(yīng)用H-V曲線函數(shù)^~) = /(~)迭代每層厚度(其中i為CDP序
號(hào)、j為層位序號(hào))，即由地震反射時(shí)間和H-V曲線函數(shù)計(jì)算深度，根據(jù)計(jì) 算深度與H-v量板深度的差修改速度，這一過程進(jìn)行到深度誤差滿足精度 為止，迭代收斂時(shí)就取得該點(diǎn)每層的層速度和底界深度。
(3) 對(duì)每個(gè)CDP點(diǎn)做相同處理，最終可取得每個(gè)CDP點(diǎn)對(duì)應(yīng)的每層 的層速度和底界深度。
對(duì)于第i個(gè)CDP的第j層，其H-V曲線函數(shù)為7(~) = /( )，假設(shè)j-l
層的深度//,，，,已知(第0層的深度固定為零)，計(jì)算第j層深度和速度的反
演算法如下
給定第j層的初始厚度& = /wy;根據(jù)第j層的H-V曲線函數(shù)1^(~) = /(~)計(jì)算j層的初始層速度
、=/(h);
計(jì)算第j層與j-i層的理論反射時(shí)間差^ = /^/^ ;
設(shè)第j層與j-i層的實(shí)際反射時(shí)間差為Ar (可由層位屆時(shí)獲得的層位 時(shí)間計(jì)算得到，若理論反射時(shí)間與實(shí)際反射時(shí)間的差iAf-Ar|<￡ (s為預(yù)
先給定的一個(gè)較小的值，通常取采樣率的1/2)，這時(shí)的、就是第j層的實(shí) 際厚度，、就是第j層的實(shí)際層速度。算法結(jié)束，輸出反演結(jié)果。
若&-Ar<o，表明厚度\偏小，令、=~+|Ar-Ari,，轉(zhuǎn)第(2)步； 若a卜Ar>o，表明厚度 .偏大，令^-^-i"-Ari,，轉(zhuǎn)第(2)歩；
為提高反演算法的計(jì)算速度，可令第j層的初始厚度、為第i-l個(gè)CDP
的第j層的速度，理論計(jì)算和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果表明該算法的收斂性很好，
在我們的應(yīng)用中尚未發(fā)現(xiàn)不收斂的情況。這種方法不僅適合平緩構(gòu)造的時(shí) 深轉(zhuǎn)換，同時(shí)也適合高陡復(fù)雜構(gòu)造區(qū)的時(shí)深轉(zhuǎn)換，同時(shí)遞推反演算法能對(duì) 斷層(正或逆)作出判斷并處理，完全由斷層附近解釋的層位模型控制，不 受人為因素影響，因此可客觀恢復(fù)斷層下盤形態(tài)。
4.地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法 實(shí)現(xiàn)地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法的關(guān)鍵 是要融合地震層速度和鉆井換算速度，即實(shí)現(xiàn)不同類型速度的融合。我們 可以這樣來考慮這個(gè)問題，如果消除了地震層速度和鉆井換算速度中深度 (壓實(shí))對(duì)速度的影響，引起速度橫向變化的主要因素就是沉積相帶的橫 向變化，反映在深度一速度關(guān)系曲線中就是6值的變化，而沉積相帶的橫 向變化是緩慢的，因而6值的變化也應(yīng)該是緩慢的。如果在地震層速度的6 值與鉆井換算速度的6值之間建立一個(gè)比例關(guān)系，用一個(gè)比例系數(shù)來描述， 那么這個(gè)比例系數(shù)也應(yīng)該是緩變的。當(dāng)然這個(gè)比例系數(shù)受各種干擾因素的 影響，在個(gè)別部位有可能出現(xiàn)突變，但總體趨勢(shì)應(yīng)該是緩變的。對(duì)于復(fù)雜 構(gòu)造的速度模型構(gòu)建問題來說，孔隙、裂縫及充填物等多種因素引起的6值 我們可以忽略不計(jì)，只考慮沉積相帶的橫向變化引起的速度橫向變化。由 此我們得出進(jìn)行地震波速度場(chǎng)構(gòu)建的基本思路如下
根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)我們認(rèn)為速度隨深度的變化可以采用一次函數(shù)來 描述，即認(rèn)為速度隨深度線性增加的，可以采用一次函數(shù)消除深度(壓實(shí))對(duì)速度的影響；
a、 基于已構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線，基于已建立的井約束橫 向可變H-V曲線，在鉆井位置計(jì)算地震層速度的b值與鉆井換算速度的b 值之間的比例關(guān)系，即比例系數(shù)-鉆井換算速度的b值/地震層速度的b 值；
b、 在橫向上(橫向是指平面上延伸的每一個(gè)點(diǎn))通過克里金插值獲 得整個(gè)工區(qū)的比例系數(shù)；
C、用整個(gè)工區(qū)的地震層速度b值與所述比例系數(shù)相乘，得到整個(gè)工區(qū) 地震與多井約束的b值；
d、將c步驟中得到的b值應(yīng)用于上述公式v=ah+b中，在每一個(gè)點(diǎn)上， 根據(jù)其a值、b值以及深度數(shù)據(jù)，可獲得每個(gè)點(diǎn)的速度，由此就構(gòu)建了地 震波速度場(chǎng)。
權(quán)利要求
1、一種地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法，速度-深度即H-V曲線中，速度隨深度的變化采用一次函數(shù)來描述，且速度隨深度線性增加，用公式v＝ah+b表示，其中v為地層速度，h為地層埋深，a，b為速度-深度曲線的特征參數(shù)；其特征在于所述速度-深度曲線為井約束橫向可變H-V曲線，井約束橫向可變H-V曲線的構(gòu)建步驟如下A、用聲波測(cè)井曲線計(jì)算出工區(qū)內(nèi)各井各層的層速度，用實(shí)際的鉆井結(jié)果計(jì)算出各井各層的換算層速度，所述工區(qū)是指地震勘探的工作區(qū)域，所述各井各層是指石油鉆井的各個(gè)地質(zhì)層位，所述實(shí)際的鉆井結(jié)果是指地層的實(shí)際深度；B、對(duì)于A步驟中的每一個(gè)層位、每一口井的井點(diǎn)的坐標(biāo)，以該坐標(biāo)為圓心畫一個(gè)圓，將該圓內(nèi)的所有鉆井點(diǎn)集中起來形成一個(gè)集合，若集合中井的數(shù)量小于預(yù)先給定的一個(gè)值即最小井?dāng)?shù)量，則擴(kuò)大半徑，直到集合中井的數(shù)量大于或等于預(yù)先給定的一個(gè)值為止，所述預(yù)先給定的一個(gè)值為4；C、根據(jù)B步驟中所述集合中各井的測(cè)井層速度，采用回歸分析法擬合速度隨深度變化的一次函數(shù)，將該函數(shù)的a值，作為該井點(diǎn)的a值；D、根據(jù)該井點(diǎn)的a值和由A步驟中得出該井點(diǎn)的換算層速度，根據(jù)公式v＝ah+b計(jì)算出b值，作為該井點(diǎn)的b值；E、用克里金插值算法，分別對(duì)C步驟中得到的a值和D步驟中得到的b值進(jìn)行網(wǎng)格化，得到整個(gè)工區(qū)內(nèi)每一個(gè)井點(diǎn)的a值和b值，根據(jù)公式v＝ah+b形成井約束橫向可變H-V曲線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V 曲線構(gòu)建方法，其特征在于將采用本發(fā)明構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲 線應(yīng)用于地震波速度場(chǎng)構(gòu)建的方法如下a、 基于已構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線，基于已建立的井約束橫 向可變H-V曲線，在鉆井位置計(jì)算地震層速度的b值與鉆井換算速度的b 值之間的比例關(guān)系，即比例系數(shù)=鉆井換算速度的b值/地震層速度的b 值；b、 在橫向上通過克里金插值獲得整個(gè)工區(qū)的比例系數(shù)，所述橫向是 指平面上延伸的每一個(gè)點(diǎn)；c、 用整個(gè)工區(qū)的地震層速度b值與所述比例系數(shù)相乘，得到整個(gè)工區(qū)地震與多井約束的b值；d、 將c步驟中得到的b值應(yīng)用于上述公式v=ah+b中，在每一個(gè)點(diǎn)上， 根據(jù)其a值、b值以及深度數(shù)據(jù)，可獲得每個(gè)點(diǎn)的速度，由此就構(gòu)建了地 震波速度場(chǎng)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法，其特征在于所述的井約束橫向可變H-V曲線是經(jīng)過速度 反演算法處理的，其處理步驟如下(1) 應(yīng)用對(duì)比解釋的層位模型和H-V曲線，按CDP點(diǎn)用逐層剝離的 方法，由淺向深逐層遞推該點(diǎn)每一層初始深度；(2) 應(yīng)用H-V曲線函數(shù)「(~)=/(~)迭代每層厚度，其中i為CDP序號(hào)、j為層位序號(hào)，即由地震反射時(shí)間和H-V曲線函數(shù)計(jì)算深度，根據(jù) 計(jì)算深度與H-V量板深度的差修改速度，這一過程進(jìn)行到深度誤差滿足精 度為止，迭代收斂時(shí)就取得該點(diǎn)每層的層速度和底界深度；(3) 對(duì)每個(gè)CDP點(diǎn)做相同處理，最終可取得每個(gè)CDP點(diǎn)對(duì)應(yīng)的每層 的層速度和底界深度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中井約束橫向可變H-V曲線構(gòu)建方法，所述速度-深度曲線為構(gòu)建的井約束橫向可變H-V曲線，將本發(fā)明應(yīng)用于地震波速度場(chǎng)構(gòu)建中能確保在鉆井位置，速度與鉆井換算速度一致；在無井的位置，速度的變化趨勢(shì)與地震速度的變化趨勢(shì)一致，從而能保證獲得真正精確的平均速度場(chǎng)。
文檔編號(hào)G01V1/30GK101533103SQ200910058920
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者何光明, 吳秋波, 駿 巫, 李亞林, 胡光岷, 謝萬學(xué), 黃東山 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司