一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法技术

一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，隶属于勘探地球物理领域，该方法先将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分，其中背景地层段的地震层速度采用三维约束DIX公式反演方法求取，目的层段的地震层速度采用叠后波阻抗反演方法求取；然后对目的层段的地震层速度进行三维保边去噪处理，克服了目的层段的地震层速度的强非均质性的缺陷；再采用高斯加权滤波方法对背景地层段和目的层段的地震层速度进行数据融合处理，有效地压制背景地层段与目的层段过渡区域的地震层速度的非真实性突变；从而获得用于地层压力预测的地震层速度场。本发明专利技术获得的地震层速度场具有局部或区域稳定场的特征，与地下地层的压力场特征一致。

An improved method for calculating seismic layer velocity field for formation pressure prediction

A seismic velocity improved for predicting formation pressure field calculation method, belonging to the field of exploration geophysics, the underground strata is divided into two parts: background stratum and the target layer, the seismic velocity background strata with 3D constrained DIX inversion formula method to calculate the seismic velocity, objective the layers using post stack impedance inversion method; and seismic velocity of the target layer of the 3D edge preserving denoising, overcomes the defect of seismic velocity interval of strong heterogeneity; the Gauss weighted filtering method for data fusion processing of seismic velocity of stratum and the background the purpose of section, non real mutation seismic velocity effectively suppress the background and purpose of stratum layer transition region; thus obtained for seismic formation pressure prediction Velocity field. The seismic layer velocity field obtained by the invention has the characteristics of local or regional stable field, and is consistent with the characteristics of the pressure field of the underground stratum.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法
本专利技术隶属于勘探地球物理领域，尤其涉及一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法。
技术介绍
(一)涉及的专业术语(1)地层压力：地层压力是指地层孔隙流体产生的压力，在地层孔隙连通的情况下其值等于静水压力(即由地表至目的层的垂直水柱所产生的压力)。(2)地下地层压力的分布特征：在同一套岩性地层中，由于地层具有渗透性，地层压力高的地层会向压力相对低的地层传递压力，因此地下地质体内地层压力分布往往具有区域性，连片性以及渐变的特征。(3)叠加速度：地震资料处理过程中依据共反射点时距曲线求得的速度称为叠加速度(或均方根速度)，该速度可用于计算地震层速度。(4)地震层速度：地震勘探中，地下每一层地质体本身所具有的速度称地震层速度，地震层速度直接与地下地层的岩性相关。(5)DIX公式：由叠加速度(或均方根速度)Vr计算地震层速度Vn的公式：其中，t0,n表示地震波在第n层介质垂直反射时间，叠加速度在水平层状介质中就是均方根速度，如果界面倾斜，需要对叠加速度做倾角校正。(6)波阻抗反演：波阻抗是地震层速度与密度的乘积，波阻抗反演通过输入叠后地震资料，利用反演算法(递推反演算法、稀疏脉冲反演算法、基于模型的反演算法、非线性反演算法、随机反演算法等)从地震剖面上消除子波影响,留下反射系数,再由反射系数计算出能反映地层物性变化的参数“波阻抗”的计算过程。(7)速度的强非均质性：由反演算法获得的地下地层的地震层速度场在空间分布上具有不均匀场的特征，其在纵向和横向均有较高的变化率；往往在同一个封闭或孤立的地质体内部会出现速度纵横向上的剧烈变化。(8)目的层段：需要进行地层压力预测的地下地层段。(9)背景地层段：地下地层段(深度范围：从地表到目的层段的底界面)除去目的层段外的部分，其深度范围是从地表到目的层段的顶界面。(二)现有技术利用地球物理手段预测地层孔隙压力，通常可以分为基于测井资料(主要是声波时差)的地层孔隙压力预测和基于三维地震资料的地层孔隙压力预测。由于地震资料覆盖面积广，充分利用地震资料可以在横向和纵向上求取地层孔隙压力，有效地指导勘探开发。目前常规的地层孔隙压力预测方法主要是利用了超压地层的“低”层速度特征：在正常情况下，速度随深度的增加而增加；而当出现超压层段时，地层的层速度将会降低。常规的地层压力计算方法有压实平衡方程法、等效深度法、Eaton法、Stone法、Fillippone法及改进的Fillippone法等方法。上述方法都是采用地震层速度进行计算，因此获取高精度的地震层速度非常关键。常规的用于地层压力预测的地震层速度的计算方法主要有以下三种方法：(1)张传进(1998年)基于倾角校正后的叠加速度，采用DIX公式计算地震层速度；(2)王英民、夏广胜等(2011年)采用瞬时速度谱预测地层压力，瞬时层速度是将均方根速度场在时间域上以相同的时间间隔划分成若干薄速度层，然后针对每一个薄层的速度场使用DIX公式求取地震层速度；(3)周东红、熊晓军(2014年)首先采用三维约束迪克斯(DIX)反演方法计算从地表到目的层的背景层速度，然后采用波阻抗反演方法计算目的层段的层速度，再采用Fillippone公式结合上述两种层速度进行地层压力预测。现有技术的缺点：(1)单一采用DIX公式计算地震层速度的方法(张传进，1998年)计算得到的地下地层的地震层速度场精度不足，难以胜任地层孔隙压力预测的要求；(2)采用瞬时速度谱计算地震层速度的方法(王英民、夏广胜等，2011年)在时间域划分薄层分别求取，一定程度上提高了常规DIX公式计算的精度，但本质上仍然单一地利用了DIX公式求取地震层速度，当地层存在较大倾角或地下地层的层速度出现倒转现象时，用该方法计算得到的地震层速度精度很低；(3)采用“背景层段+目的层段”的地震层速度计算方法(周东红、熊晓军，2014年)有效地提高了地震层速度计算精度，但是其目的层段的地震层速度具有强非均质性特征，与地下地层的区域性连续分布的压力分布特征不符合；且由DIX公式计算得到的背景段层速度场与波阻抗反演所得目的层段地震层速度在层位界面上不存在过渡，速度值突变现象十分明显，容易在后续地层压力预测过程中产生假象。综上所述，地下地层的地震层速度全部采用DIX公式计算，其精度太低，不适用于地层压力预测(张传进，1998年；王英民、夏广胜等，2011年)；采用“背景层段+目的层段”的地震层速度计算方法能有效地提高地震层速度的计算精度，但是其目的层段的地震层速度具有强非均质性特征，与地下地层压力的分布特征不符合，且在背景层段与目的层段的过渡区域存在速度的非真实性突变，从而影响后续的地层压力预测的正确性。
技术实现思路
本专利技术目的在于为勘探地球物理领域的地层压力预测提供一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，旨在解决地层压力预测过程中由于地震层速度信息不准确导致所求目的层段的压力系数不准确的难题，可以用于指导石油天然气的勘探开发，特别是页岩气的勘探开发。本专利技术是这样实现的，先将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分，其中背景地层段的地震层速度采用三维约束DIX公式反演方法求取，目的层段的地震层速度采用叠后波阻抗反演方法求取；然后对目的层段的地震层速度进行三维保边去噪处理，再采用高斯加权滤波方法对背景地层段和目的层段的地震层速度进行数据融合处理，从而获得用于地层压力预测的地震层速度场。本专利技术获得的地震层速度场具有局部或区域稳定场的特征，与地下地层的压力场特征一致。本专利技术的具体步骤包括：(1)将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分；(2)基于输入的叠加速度体，采用三维约束DIX公式反演方法求取背景地层段的地震层速度；(3)对目的层段进行波阻抗反演求取目的层段的地震层速度场；(4)对目的层段的地震层速度场进行三维保边去噪处理；(5)采用高斯加权滤波方法对背景地层段和目的层段的地震层速度进行数据融合处理；(6)输出步骤5融合得到的地下地层的地震层速度场。本专利技术一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，具有如下特点，主要表现为：(1)本专利技术提供的地震层速度场计算方法，对目的层段的地震层速度场采用三维保边去噪算法进行平滑滤波，保证在目的段地震层速度场具有较高分辨率的同时，体现地震速度场区域性特点，有效地克服了目的层段的地震层速度的强非均质性的缺陷。(2)本专利技术采用高斯加权滤波方法对背景地层段和目的层段的地震层速度进行数据融合处理，有效地压制了背景地层段与目的层段的过渡区域的地震层速度的非真实性突变，从而获得用于地层压力预测的地震层速度场。(3)本专利技术获得的地震层速度场具有局部或区域稳定场的特征，与地下地层的压力场特征一致。具体实施方式本专利技术实施例提供的一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，具体实施步骤如下：(1)基于地震层位数据，将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分。(2)基于输入的叠加速度体采用三维约束DIX公式反演方法求取背景地层段的地震层速度。本专利技术采用的三维约束DIX公式反演方法是叶勇2008年发表的方法(叶勇，三维约束Dix反演层速度方法及其应用研究，石油地球物理勘探，2008，43(4)：443-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，其特征在于，先将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分，其中背景地层段的地震层速度采用三维约束DIX公式反演方法求取，目的层段的地震层速度采用叠后波阻抗反演方法求取，然后对目的层段的地震层速度进行三维保边去噪处理，再采用高斯加权滤波方法对背景地层段和目的层段的地震层速度进行数据融合处理，获得用于地层压力预测的地震层速度场。

【技术特征摘要】
1.一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，其特征在于，先将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分，其中背景地层段的地震层速度采用三维约束DIX公式反演方法求取，目的层段的地震层速度采用叠后波阻抗反演方法求取，然后对目的层段的地震层速度进行三维保边去噪处理，再采用高斯加权滤波方法对背景地层段和目的层段的地震层速度进行数据融合处理，获得用于地层压力预测的地震层速度场。2.如权利要求1所述的一种改进的适用于地层压力预测的地震层速度场计算方法，其特征在于，所述地震层速度场计算方法包括以下步骤：步骤一：将地下地层分为背景地层段和目的层段两部分；步骤二：基于输入的叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊晓军，李翔，刘阳，简世凯，崔泽飞，龚思宇，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51