一种基于多井地层变换因子建立初始模型的方法与流程

本发明属于石油化工产业地球物理勘探领域，具体地，本发明涉及基于多井地层变换因子建立初始模型的方法。

背景技术：

目前，国内外建立初始地质模型的方法主要是基于插值算法，比如反距离加权、克里金等。反演结果强烈依赖初始模型，如果初始模型不合适，不仅收敛速度慢，而且迭代次数多，同时收敛结果有可能与实际模型相差甚远。以插值算法为基础建立初始地质模型的方法有一个共同点，就是在井数据少的情况下，不可避免的会出现“牛眼”现象；而在单井条件下，所建立的初始地质模型则是水平层状结构，对后续的反演并不起有效的约束作用。而地震数据本身则是包含空间变化关系的数据载体，这个关系可以是振幅以及其他地震本身特性的信息，它同时也反映地下储层物性的空间变化。

因此，在已知地震数据的前提下，以地震信息为主体，以井信息为条件，可以得到地震数据的空间变化特征，进而建立一个具有储层空间变化特征的初始地质模型。但目前该方法只建立起基于单井的模型，在地质构造复杂的工区，该方法的适用性不强。

技术实现要素：

目前以地震信息为主体，以井信息为条件，建立的具有储层空间变化特征的地质模型，只能依赖单井进行建立，在小工区并且地质构造变化不大的情况下，能够建立较为准确的模型，但是在工区较大、井数较多并且工区构造变化较大的情况下，依赖单井建立的模型不但不精确而且不能够满足实际工区的需要。针对这种情况，本发明从多井和地震数据出发，推导出一种新的基于多井建立初始模型的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种基于多井地层变换因子建立初始模型的方法，该方法包括以下步骤：

对每口井制作合成地震记录，提取子波，并进行层位标定；

求取井旁地震道与测井纵波阻抗、横波阻抗和密度之间的匹配因子；

求取地层变换因子；

计算所求地震记录位置与各个井点位置的两点间距离；

分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重；

将求取的匹配因子和地层变换因子与权重系数应用到每个地震记录中，建立该处地震记录的初始模型。

进一步地，利用公式1对每口井制作合成地震记录：

s(t)i＝w(t)i*r(t)i(1)

其中i为第i口井，s(t)i为该井处的合成地震记录，r(t)i为该井处的反射系数序列，w(t)i为该井处的地震子波。

进一步地，界面的反射系数r(t)i是由上下两层的波阻抗得到，其表达式为：

ri为反射系数，ρ1i、ρ2i为上、下两层的密度，v1i、v2i为上下两层的速度。

进一步地，通过以下公式求取井旁地震道与测井纵波阻抗、横波阻抗和密度之间的匹配因子：

ai(t)i＝aiw(t)i*s(t)i；(3)

si(t)i＝siw(t)i*s(t)i；(4)

den(t)i＝denw(t)i*s(t)i；(5)

对(3)、(4)、(5)式进行反褶积变换得到：

aiw(t)i＝ai(t)i*s(t)i^-1(6)

siw(t)i＝si(t)i*s(t)i^-1(7)

denw(t)i＝den(t)i*s(t)i^-1(8)

其中，在第i井处，ai(t)i为测井纵波阻抗，si(t)i为测井横波阻抗，den(t)i为测井密度，aiw(t)i定义为纵波匹配因子，siw(t)i定义为横波匹配因子，denw(t)i定义为密度匹配因子。

进一步地，通过求取井旁地震道与地震记录之间的关系，求取地层变换因子。通过以下公式求取地震记录与井旁地震道之间的关系：

其中，在第i井处，seis(t)i为地震记录，为地层变换因子。

进一步地，求取地层变换因子的步骤包括：通过以下公式计算所求地震记录位置与各个井点位置的两点间距离：

其中，di为所求地震记录位置与第i个井点位置的两点间距离，x^*为地震记录处的线坐标，y^*为地震记录处的道坐标，xi为第i口井点处的线坐标，yi为第i口井处的道坐标。

进一步地，通过以下公式分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重：

其中，εi为所求地震记录位置与第i个井点位置两点间距离的权重，∑di为所求地震记录位置与所有井点位置两点间距离之和。

进一步地，通过以下公式求取地震记录处合成的纵波阻抗、横波阻抗和密度：

ai(t)^*＝aiw(t)*seis(t)；(13)

si(t)^*＝siw(t)*seis(t)；(14)

den(t)^*＝denw(t)*seis(t)；(15)

其中，ai(t)^*、si(t)^*和den(t)^*分别为地震记录处seis(t)合成的纵波阻抗、横波阻抗和密度。

进一步地，通过以下公式求取合成纵波阻抗、合成横波阻抗和合成密度：

本发明改进目前以单井为基础建立具有储层空间变化特征地质模型的方法，通过采用归一化算法分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重的方式引入多井数据进行计算，从而能够在工区较大、井数较多并且工区构造变化较大的情况下，建立既精确又能够满足实际工区需要的初始模型。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1显示了根据本发明实施例的基于多井地层变换因子建立初始模型的方法流程图。

图2显示了本发明实施例的技术思路。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

目前以地震信息为主体，以井信息为条件，建立的具有储层空间变化特征的地质模型，只能依赖单井进行建立。本发明改进目前以单井为基础建立具有储层空间变化特征地质模型的方法，通过采用归一化算法分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重的方式引入多井数据进行计算，从而能够在工区较大、井数较多并且工区构造变化较大的情况下，建立既精确又能够满足实际工区需要的初始模型。

参照图1，描述根据本发明实施例的基于多井地层变换因子建立初始模型的方法。本发明从多井和地震数据出发针对初始地质模型的建立提出一种新的计算方法，包括如下步骤：

(1)对工区内的每口井制作合成地震记录，提取子波，并进行层位标定：

s(t)i＝w(t)i*r(t)i(1)

其中，i为第i口井，s(t)i为该井处的合成地震记录，r(t)i为该井处的反射系数序列，w(t)i为该井处的地震子波；

一个界面的反射系数r(t)i是由上下两层的波阻抗得到，其表达式为：

式中，ri为反射系数，ρ1i、ρ2i为上、下两层的密度，v1i、v2i为上下两层的速度，这些数据可从测井资料中获得。

这一步骤的目的是进行层位标定，使得测井和地震匹配，井旁地震道与制作的合成地震记录相一致，一同记作s(t)i。

(2)求取井旁地震道与测井纵波阻抗、横波阻抗和密度的关系式：

地震数据本身是包含空间变化关系的数据载体，因而井旁地震道与测井纵波阻抗、横波阻抗和密度数据之间存在着关联，通过褶积公式可以将这种关系表达出来：

ai(t)i＝aiw(t)i*s(t)i；(3)

si(t)i＝siw(t)i*s(t)i；(4)

den(t)i＝denw(t)i*s(t)i；(5)

其中，在第i井处，ai(t)i为测井纵波阻抗，si(t)i为测井横波阻抗，den(t)i为测井密度，aiw(t)i定义为纵波匹配因子，siw(t)i定义为横波匹配因子，denw(t)i定义为密度匹配因子。对(3)、(4)、(5)式进行反褶积变换，可以得到：

aiw(t)i＝ai(t)i*s(t)i^-1(6)

siw(t)i＝si(t)i*s(t)i^-1(7)

denw(t)i＝den(t)i*s(t)i^-1(8)

(3)求取地震记录与井旁地震道之间的关系，通过褶积模型给出：

其中，在第i井处，seis(t)i为地震记录，定义为地层变换因子，式(9)给出了地震记录与井旁地震道之间的关系，通过该式就可以求出它们之间的地层变换因子。

(4)计算所求地震记录位置与各个井点位置的两点间距离：

其中，di为所求地震记录位置与第i个井点位置的两点间距离，x^*为地震记录处的线坐标，y^*为地震记录处的道坐标，xi为第i口井点处的线坐标，yi为第i口井处的道坐标。

(5)采用归一化算法分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重：

其中，εi为所求地震记录位置与第i个井点位置两点间距离的权重，∑di为所求地震记录位置与所有井点位置两点间距离之和。

(6)由于地震数据的空间变化关系在同一工区中是一定的，因此地震道与井旁地震道具有相同的空间变化关系，可通过公式进行表达：

ai(t)^*＝aiw(t)*seis(t)；(13)

si(t)^*＝siw(t)*seis(t)；(14)

den(t)^*＝denw(t)*seis(t)；(15)

其中，ai(t)^*、si(t)^*和den(t)^*为所要求取的地震记录处seis(t)合成的纵波阻抗、横波阻抗和密度。

(7)综合公式(1)～(15)，可以得出合成纵波阻抗、合成横波阻抗和合成密度的最终表达式：

通过公式(16)可以得出，所要求取的地震道处的合成纵波阻抗，是测井阻抗与地层变换因子的褶积，而地层变换因子则由地震道与井旁地震道进行反褶积获得，同样可以获得合成横波阻抗和合成密度，如公式(17)、(18)所示：

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

图2示出本发明针对叠后地震数据进行模型建立的实现思路。下面参照附图并结合实施例对本发明做进一步说明。

首先根据步骤①制作合成地震记录，对测井数据与地震数据进行标定，标定后的数据在时间和深度上达到了匹配，然后求取井旁地震记录与测井纵波阻抗之间的匹配因子aiw(t)，如图2所示；然后依次求取每个地震道的记录与井旁地震道之间的地层变换因子如图2所示；接着计算地震记录位置与各个井点位置的两点间距离，并采用归一算法，分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重；最后将求取的匹配因子aiw(t)和地层变换因子与权重系数ε应用到每个地震记录中，就获得了该处地震记录的纵波阻抗模型。

对横波阻抗和密度数据采用同样的流程可以建立相应的横波阻抗模型和密度模型。通过公式(16)(17)(18)我们可以采用简化的方式来获得各个模型。通过求取地层变换因子并分配权重系数ε，由于本身已经是通过地震记录和井旁地震记录求取的，在得到地层变换因子后将其与测井纵波阻抗进行计算，同样可以获得相应的各个模型。

本发明改进目前以单井为基础建立具有储层空间变化特征地质模型的方法，通过采用归一化算法分配所求地震记录位置与各个井点位置两点间距离的权重的方式引入多井数据进行计算，从而能够在工区较大、井数较多并且工区构造变化较大的情况下，建立既精确又能够满足实际工区需要的初始模型。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。