一种基于井控约束的表层网格模型转换与校正方法与流程

本发明涉及石油地震勘探，尤其涉及一种基于井控约束的表层网格模型转换与校正方法。

背景技术：

1、表层网格模型通常指的是近地表层析模型，其中层析的意思是指把不可分割的对象假想地切成一系列薄片，分别给出每一个薄片上的物体的图像。地震层析是指利用各种地震波场信息如走时或振幅变化对地球内部结构的图像重建，近地表层析模型就是对近地表内部结构模型进行重建。

2、微测井是现阶段最直接、精度最高的一种表层调查方式，其通过在井内不同深度依次放炮以确定近地表层的速度、厚度。一般近地表有多层结构，可大致分为低速层、降速层和高速层，正常施工应该会击穿到高速层顶板，而无需击穿高速层底板，所以最后一层仅记录速度，不记录厚度。

3、近地表层析模型是依赖于放炮初至时间数据及初始模型数据，利用射线追踪方法完成的反演表层结构模型，其模型成果通常与微测井等实测表层调查数据不匹配，造成结果的可靠性存疑；尤其在连片地震数据处理时，多区块分别反演的近地表层析模型难以闭合，给后续静校正闭合带来困难，最终会影响地震资料成像的质量。

4、现有方法主要是使用微测井插值的表层模型作为反演的初始表层模型，即使使用一些约束手段，这种方法也难以实现反演后的层析模型能够与微测井成果闭合，而且难以在根本上解决连片层析模型闭合的问题。

5、现有技术具有如下不足之处：

6、1.无法实现反演后的层析模型能够与微测井成果闭合；

7、2.不能在根本上解决连片层析模型闭合的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于井控约束的表层网格模型转换与校正方法，从连续网格模型样本中转换出网络模型数据面，计算微测井点位网格模型信息，得到离散微测井与网格模型点位的差值信息；数据面包括：厚度面和等效速度面；根据离散微测井与网格模型点位的差值信息，基于井控约束进行差值信息分配，求出每个网格模型点对应的差值信息；基于相似系数与差值信息对网格模型进行校正。本发明解决了微测井层状表层成果与网格模型垂向连续网格样点数据无法直接对比的难题，也解决了离散分布的微测井难以校正网格模型体的难题，使校正后的网格模型与微测井完全匹配的同时，还能与校正前网格模型有较强的相似性。

2、本发明提供了一种基于井控约束的表层网格模型转换与校正方法，包括如下步骤：

3、从连续网格模型样本中转换出网络模型数据面，计算微测井点位网格模型信息，得到离散微测井与网格模型点位的差值信息；数据面包括：厚度面和等效速度面；

4、根据离散微测井与网格模型点位的差值信息，基于井控约束进行差值信息分配，求出每个网格模型点对应的差值信息；

5、基于相似系数与差值信息对网格模型进行校正。

6、优选地，从连续网格模型样本中转换出网络模型数据面，计算微测井点位网格模型信息具体包括：

7、根据连续网格模型样本的地表高程与高速顶界面高程计算出连续网格的模型厚度与等效速度，构成模型厚度面与等效速度面；

8、表层速度模型由低速层介质和降速层介质组成，将表层速度模型的第一层介质称为低速层，从第二层开始都称为降速层，高速顶界面为剥离浅表层的低速介质后，第一个能够使地震波进行折射传播的介质层顶面，地震波在这个介质层中的传播速度为高速顶速度，低降速带为表层模型介质整体；

9、根据微测井坐标，提取出微测井点位对应的网格模型厚度和等效速度成果。

10、优选地，得到离散微测井与网格模型点位的差值信息的过程包括如下步骤：

11、求取微测井成果的总厚度与等效速度，公式为：

12、

13、

14、

15、其中，

16、m代表总的层数；

17、hi代表微测井成果的第i层的厚度；

18、vi代表第i层的速度；

19、h总是总厚度；

20、t总是总时间；

21、v平是实测微测井低速带等效速度；

22、在网格模型中提取出低降速带厚度面、等效速度面和高速顶界速度面；

23、根据微测井的坐标，从低降速带厚度面、等效速度面和高速顶界速度面中提取出微测井位置对应的网格模型数据；

24、将微测井成果的总厚度与其点位对应的网格模型厚度做差和商，分别作为厚度差δh和厚度变化率δhp；

25、求得的δh和δhp属于该微测井点位的差值信息；

26、将微测井成果的等效速度与其点位对应的网格模型等效速度做差和商，分别作为等效速度差δva和等效速度变化率δvap，求得的δva和δvap属于该微测井点位的差值信息；

27、将微测井成果的高速顶速度与其点位对应的网格模型高速顶速度做差和商，分别作为高速顶速度差δvt和高速顶速度变化率δvtp，求得的δvt与δvtp就是该微测井点位的差值信息。

28、优选地，用离散微测井与网格模型点位的差值信息，基于井控约束进行差值信息分配，求出每个网格模型点对应的差值信息包括使用基于反距离加权插值的自适应寻优插值方法，将微测井点位的差值信息分配到每个网格模型点上，完成基于微测井成果进行井控约束的差值信息分配。

29、优选地，基于反距离加权插值的自适应寻优插值方法具体为：在反距离加权插值的基础上，将插值目标点与各控制点间的角度关系信息同时作为插值控制权值。

30、优选地，反距离加权插值为以距离倒数作为插值系数的加权平均插值法。

31、优选地，自适应寻优插值方法具体为：

32、设插值目标点为一个“光源”，而每个控制点都有一个中心不透光、到四周逐渐透光的圆形区域，则圆形区域背向光源的部分都有一个“影子”；

33、在“影子”里的控制点，包括能够看见所有“光源”的、完全看不见“光源”的和能够看见部分“光源”的，控制点相对于目标点的角度关系权值a的公式为：

34、

35、其中，

36、θ1为看不见“光源”的控制点进入插值目标点的“影子”的角度；

37、θ2为完全看不见“光源”的控制点进入插值目标点的“影子”的角度；

38、α为能够看见所有“光源”的控制点进入插值目标点的“影子”的角度。

39、优选地，反距离加权插值的自适应寻优插值方法具体为：

40、设有n个点，反距离加权插值的插值函数为：

41、

42、将控制点相对于目标点的角度关系权值加入到反距离加权插值公式中，得到基于反距离加权插值的自适应寻优插值公式：

43、

44、其中，

45、(xi,yi)为第i个点的平面坐标，i为第i个点的标号；

46、j为第j个点的标号，j＝1,2,…,n；

47、zi为第i个点的值，i＝1,2,…,n；

48、dj是(x,y)点到(xj,yj)点的水平距离；

49、p为大于0的加权幂指数；

50、aj为第j个点的角度关系权值。

51、优选地，基于相似系数与差值信息对网格模型进行校正，包括：

52、将约束后的网格模型与约束前网格模型形态的相似程度定义为相似系数k，范围为[-1,1]；

53、k等于0时，表示约束后的网格模型与约束前网格模型形态不相关；

54、k等于1时表示强相关，k大于0小于1时表示弱相关；k等于-1时表示反相关；

55、用相似系数k控制差值信息对网格模型的修正量，并最终完成网格模型修正。

56、优选地，还包括基于模型网格点差值信息与相似系数控制修正后网络模型中高速顶界形态、低降速带网格速度和高速顶界以下网格速度中至少一项。

57、优选地，基于模型网格点差值信息与相似系数控制修正后网格模型高速顶界形态，包括：

58、将模型网格点差值信息中的低降速带厚度差值和厚度变化率代入相似系数求值公式中，得到模型网格点修正后的低降速带厚度；

59、用该点位的地表高程减去低降速带厚度，得到修正后的高速顶界面高程；

60、通过调整相似系数，调整修正后的高速顶界形态。

61、优选地，基于模型网格点差值信息与相似系数修正网格模型中低降速带网格速度，包括：

62、将模型网格点差值信息中的低降速带等效速度差值和等效速度变化率代入相似系数求值公式中，得到模型网格点修正后的低降速带等效速度；

63、用修正后的低降速带厚度与修正前的厚度求商，得到低降速带厚度变化比例；

64、用每个修正后网格对应的修正前网格求平均速度，填入到对应的修正后网格中；

65、再根据修正前后低降速带的等效速度求出等效速度变化率；

66、所有处于新网格模型低降速带的网格速度都乘以等效速度变化率，完成网格模型低降速带的速度修正。

67、优选地，基于模型网格点差值信息与相似系数修正网格模型高速顶界以下网格速度，包括：

68、将模型网格点差值信息中的高速顶速度差值和高速顶速度变化率代入相似系数求值公式中，得到模型网格点修正后的高速顶速度；

69、在修正前网格模型中找出速度与修正后网格模型高速顶速度最相近的网格，以此网格为起点，将此网格与后面的所有网格按顺序拼接到修正后的网格模型的低降速带网格下面；

70、若修正后的网格数量比修正前少，则复制最下面的网格继续拼接至与修正前的网格数量相同；若修正后的网格数量比修正前多，则裁剪多余的网格。

71、优选地，还包括，基于表层延迟时对网格模型速度进行校正，包括：在表层延迟时准确的情况下，基于网格模型低降速带厚度，校正低降速带区域的网格模型速度。

72、优选地，基于表层延迟时对网格模型速度进行校正具体包括：

73、先从网格模型中提取出低降速带的等效速度面和厚度面；

74、再根据炮检点位置在厚度面中提取出炮检点对应网格中的低降速带厚度；

75、用炮检点对应网格中的低降速带厚度除以炮检点的表层延迟，得到炮检点的等效速度；

76、用基于反距离加权插值的自适应寻优插值方法，将离散的炮检点等效速度，分配到每个网格点上；

77、将每个网格点通过炮检点分配到的等效速度除以从网格模型中提取出的低降速带的等效速度，得到低降速带的等效速度变化率；

78、将每个处于低降速带网格点上的网格速度乘以等效速度变化率，完成表层延迟时对网格模型速度的校正。

79、与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：

80、(1)本发明将复杂的网格模型体数据转换为模型厚度与等效速度两个数据面，解决了微测井层状表层成果与网格模型垂向连续网格样点数据无法直接对比的难题，使离散微测井的成果可以与网格模型体数据进行对比，为后续约束算法提供可用数据；

81、(2)本发明使用基于反距离加权插值的自适应寻优插值方法，将离散微测井的差值信息分配到每个网格模型点上，可以为每个网格模型点都“量身定制”起作用的控制点，尽量减小插值算法对结果造成误差，解决了离散分布的微测井难以校正网格模型体的难题。

82、(3)本发明使用相似系数处理每个网格点的差值信息，完成网格模型校正，不仅可以保持与修正前网格模型的高速顶形态相似、低降速带速度变化规律相似、顶界面以下网格速度一致，可以使校正后的网格模型与微测井完全匹配的，还可以使形态相近但不闭合的连片网格模型，通过设置不同的相似系数，达到约束后网格模型的闭合，为之后的连片闭合静校正计算提供有力支撑。