一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法制造技术

本发明专利技术涉及一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，包括如下步骤：S1对油田地下储层测井区域进行采样，获取若干组弹性参数；对所述油田地下储层测井区域进行地震勘探，获取若干组与所述弹性参数相关的实际地震记录；S2运用所述弹性参数进行迭代运算，更新弹性参数的数值；S3通过S2计算得到的弹性参数计算对应的地震记录计算值，并与所述S1中的实际地震记录比较，得到验证计算结果；S4当验证计算结果小于阈值时，验证成功得到所述弹性参数的反演结果；当验证计算不小于阈值时，验证失败则返回S2。本发明专利技术运用遗传算法对弹性参数不断迭代，不断将新得到的弹性参数进行正演与地震记录比对，使正演获取的地震记录无限逼近实际地震记录。

【技术实现步骤摘要】
一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法
本专利技术涉及算法优化，具体地指一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法。
技术介绍
地震勘探是利用地震信息进行石油勘探的一种方法，由于地震信息可以反映出储层参数的变化趋势，因此，可以使用该方法来预测储层参数。地震数据分为叠前和叠后两种，由于叠前地震数据比叠后地震数据包含了更多的流体信息，而且叠前反演方法具有结果稳定、分辨率高、可控制性强等明显优势，因此近年来，基于叠前地震数据的反演一直是地震勘探领域中的热门话题。AVO(AmplitudeVariationwithOffset)技术是目前最常用的应用叠前资料预测油气的技术。该技术能充分利用地震资料信息，已经被广泛的用于油气检测。叠前地震资料中包含许多有用的信息可用于地下油气状况的预测，其中地震波的纵波速度Vp、地震波波的横波速度Vs和岩石的密度ρ这三个弹性参数是关键的参数。这三个弹性参数可以侧面反映出地下储层的含气饱和度状况，纵波速度Vp与含气饱和度的关系是非线性的，密度ρ与含气饱和度的关系则是线性的，横波速度Vs可以反映一些岩石特性。因此在判断地下油气饱和度时需要这三个弹性参数的变化的信息。叠前地震数据参数的反演需要构建合适的目标函数，然后对目标函数进行优化，该目标函数一般是非线性的。当使用线性或拟线性的方法来求解该问题时，由于这些方法存在对初始模型依赖较强等缺陷，若初始模型选择有误，就会导致反演结果不可靠；尤其在对具有多参数、多极值等特性的非线性反演问题进行求解时，这些线性反演方法便遇到了瓶颈。针对于传统三参数反演问题，横波波速、纵波波速这两项往往能反演的很好，但是密度项却很差，这也是一个亟待解决的问题。同样在反演过程中，存在着反演出的振幅地震数据和实际振幅地震数据十分拟合，但是反演出的弹性参数与实际弹性参数存在较大误差的情况也就是弹性参数之间的相关系数很低，这同样也是一个亟待解决的问题。遗传算法是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。遗传算法是从代表问题可能潜在的解集的一个种群开始的，而一个种群则由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体。染色体作为遗传物质的主要载体，即多个基因的集合，其内部表现(即基因型)是某种基因组合，它决定了个体的形状的外部表现，如黑头发的特征是由染色体中控制这一特征的某种基因组合决定的。因此，在一开始需要实现从表现型到基因型的映射即编码工作。由于仿照基因编码的工作很复杂，我们往往进行简化，如二进制编码，初代种群产生之后，按照适者生存和优胜劣汰的原理，逐代演化产生出越来越好的近似解，在每一代，根据问题域中个体的适应度大小选择个体，并借助于自然遗传学的遗传算子进行组合交叉和变异，产生出代表新的解集的种群。这个过程将导致种群像自然进化一样的后生代种群比前代更加适应于环境，末代种群中的最优个体经过解码，可以作为问题近似最优解。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供利用地震记录对弹性参数进行反演计算的用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，包括如下步骤：S1、对油田地下储层测井区域进行采样，获取至少两个测井采样点数据，获取至少两组弹性参数；对所述油田地下储层测井区域与所述至少两个测井采样点对应的地震记录采样点进行地震勘探，获取至少一组实际地震记录；S2、运用所述弹性参数进行迭代运算，更新弹性参数；S3、通过S2计算得到的弹性参数计算对应的地震记录计算值，并与所述S1中的实际地震记录比较，得到验证计算结果；S4、当验证计算结果小于阈值时，验证成功得到所述弹性参数的反演结果；当验证计算结果大于或者等于阈值时，验证失败则返回S2。进一步地，所述S2中通过实数型编码的遗传算法对所述弹性参数进行迭代运算，所述遗传算法中初始种群中的个体的基因位的数值根据所述S1中获取的若干组弹性参数在预设范围内上下浮动生成；所述遗传算法中个体适应度通过所述验证计算结果进行计算。进一步地，每一组所述弹性参数均包括地震波纵波速度Vp、地震波横波速度Vs和岩石密度ρ。进一步地，所述S1中对所述油田地下储层测井区域进行采样，获取n+1个测井采样点的共n+1组弹性参数：[Vpiwell，Vsiwell，ρiwell]，(其中i＝1,2…,n+1，n为正整数)；对所述油田地下储层测井区域中进行地震勘探获取与所述n+1个测井采样点对应的n个地震记录采样点的m种不同角度的实际地震记录如下：[s(θi,j)](其中i＝1,2…,n；j＝1,2…m，m为正整数)。进一步地，所述遗传算法中的每个个体为长度为3n+3的实数型一维数组；初始种群中的个体中每个元素的值根据所述S1中获取的n+1组共3n+3个弹性参数在预设范围内上下浮动随机选取。进一步地，所述初始种群的个体中的前三个元素的值根据所述S1中测井获取的第一组弹性参数上下浮动随机选取；所述初始种群的个体中的第四个元素至最后一个元素的值按如下约束随机选取：进一步地，通过S2计算得到的弹性参数以及角度运用Zoeppritz方程式计算对应的地震记录计算值：[s'(θi,j)](其中i＝1,2…,n；j＝1,2…m)。进一步地，所述验证计算结果的计算方式如下：进一步地，通过S2计算得到的弹性参数以及角度运用Zoeppritz方程式中的Aki&Richard近似方程计算对应的地震记录计算值。本专利技术利用叠前地震的理论模型，建立弹性参数与地震记录之间的相关关系，弹性参数通过模型正演计算得到地震记录；测井获取初始的弹性参数，运用遗传算法对弹性参数不断迭代，不断将新得到的弹性参数进行正演与地震记录比对，使正演获取的地震记录无限逼近实际地震记录，以最终获取精确的弹性参数值。附图说明图1为本专利技术用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法流程示意图(形式一)；图2为本专利技术用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法流程示意图(形式二)；图3为本专利技术中于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法的正演结果图。图4为本专利技术中于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法的中交叉运算示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图2所示，本专利技术包括如下步骤，S1、对油田地下储层测井区域进行采样，获取至少两个测井采样点数据，获取至少两组弹性参数；对所述油田地下储层测井区域与所述至少两个测井采样点对应的地震记录采样点进行地震勘探，获取至少一组实际地震记录；S2、运用所述弹性参数进行迭代运算，更新弹性参数；S3、通过S2计算得到的弹性参数计算对应的地震记录计算值，并与所述S1中的实际地震记录比较，得到验证计算结果；S4、当验证计算结果小于阈值时，验证成功得到所述弹性参数的反演结果；当验证计算结果大于或者等于阈值时，验证失败则返回S2。下面对本专利技术的各步骤进行详细说明：叠前地震数据的反演问题：如图1所示，本专利技术中首先通过对油田地下储层测井区域进行采样，获取n+1个测井采样点的共n+1组弹性参数，其中也可通过相关地质区域的勘测结果或经验值计算得到弹性参数的初始估计值(并通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对油田地下储层测井区域进行采样，获取至少两个测井采样点数据，获取至少两组弹性参数；对所述油田地下储层测井区域与所述至少两个测井采样点对应的地震记录采样点进行地震勘探，获取至少一组实际地震记录；S2、运用所述弹性参数进行迭代运算，更新弹性参数；S3、通过S2计算得到的弹性参数计算对应的地震记录计算值，并与所述S1中的实际地震记录比较，得到验证计算结果；S4、当验证计算结果小于阈值时，验证成功得到所述弹性参数的反演结果；当验证计算结果大于或者等于阈值时，验证失败则返回S2。

【技术特征摘要】
1.一种用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对油田地下储层测井区域进行采样，获取至少两个测井采样点数据，获取至少两组弹性参数；对所述油田地下储层测井区域与所述至少两个测井采样点对应的地震记录采样点进行地震勘探，获取至少一组实际地震记录；S2、运用所述弹性参数进行迭代运算，更新弹性参数；S3、通过S2计算得到的弹性参数计算对应的地震记录计算值，并与所述S1中的实际地震记录比较，得到验证计算结果；S4、当验证计算结果小于阈值时，验证成功得到所述弹性参数的反演结果；当验证计算结果大于或者等于阈值时，验证失败则返回S2。2.根据权利要求1所述的用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，其特征在于：所述S2中通过实数型编码的遗传算法对所述弹性参数进行迭代运算，所述遗传算法中初始种群中的个体的基因位的数值根据所述S1中获取的若干组弹性参数在预设范围内上下浮动生成；所述遗传算法中个体适应度通过所述验证计算结果进行计算。3.根据权利要求2所述的用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，其特征在于：每一组所述弹性参数均包括地震波纵波速度Vp、地震波横波速度Vs和岩石密度ρ。4.根据权利要求3所述的用于叠前地震数据参数反演的改进遗传算法，其特征在于,所述S1中对所述油田地下储层测井区域进行采样，获取n+1个测井采样点的共n+1组弹性参数：[Vpiwell，Vsiwell，ρiwell]，(其中i＝1,2…,n+1，n为正整数)...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍庆华，王丽萍，朱志新，颜雪松，
申请(专利权)人：伍庆华，
类型：发明
国别省市：湖北,42