本发明专利技术涉及一种利用叠前地震波形反演构建虚拟井数据的方法，包括：１）通过采集的叠前地震数据的分析，给定实测角道集地震记录；２）建立地质模型；３）选择收敛函数，确定反演精度；４）确定模型参数搜索范围和搜索间隔，对其进行整数编码，生成拟合地质模型的初始随机模型总体；５）计算随机模型总体的合成地震记录，与实测地震记录比较，计算目标函数值；６）进行ＧＡ计算，更新初始随机模型总体生成新的随机模型总体Ｐ↓［［ｊ］］；７）计算Ｐ↓［［ｊ］］的合成地震记录Ｓｙｎ↓［［ｊ］］，比较Ｓｙｎ↓［［ｊ］］与Ｓｅｉｓ，计算并保存目标函数值；８）若满足结束条件，结束并输出结果，否则重复步骤６－８。本发明专利技术可提高无井约束条件下地震波阻抗反演的分辨率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油地球物理探测中的波阻抗反演算法，特别是涉及一种基于遗传算法的利用叠前地震数据获取虚拟声波测井数据的方法。
技术介绍
地震反演可分为叠前反演和叠后反演。一般叠前反演方法所得到的物理特性与叠后反演方法相比提供了更详细的地下地层特征。叠前反演分辨率高，但速度慢、稳定性差，现处于研究阶段，距大规模生产应用还有一定距离。叠后反演虽然分辨率要低一些，但速度快、稳定性好，满足大规模生产应用的需要，因此反演通常在叠后数据上进行，但叠后地震数据由于缺乏叠前数据所包含的丰富的振幅和旅行时信息，一些细微的地层反演特征在叠后反演结果上是得不到的。在存在大量并控资料的情况下，叠后地震数据的定量分析是储层特征描述的有效方法。然而，在无井控制情况下，岩石参数的准确定量估算是难以理解的，而地震岩性分析的日常应用就很难超出异常识别的范畴。特别是当油藏本身的厚度远小于地震分辨能力时，叠后反演结果很难确定产层的准确位置。这样，人们还需要进行叠前反演方法的研究。叠前地震波形反演所面临的难题在于1)计算量和数据量非常庞大；2)数据和模型之间高度非线性；3)目标函数具有多个极小值；4)有多个模型与地震数据匹配良好，具有多解性。非线性、非唯一性和大计算量交织在一起，使叠前地震波形反演的难度很大。但它对储层岩性和所含流体的高分辨率，对广大油气勘探开发技术研究人员来说，吸引力是巨大的。针对叠前地震波形反演所面临的难题，近十年来，有许多地球物理工作者进行了大量的探索，获得了如下重要的研究成果 1)采用遗传算法(GA)和模拟退火(SA)全局寻优的非线性反演方法比较成功的解决了叠前地震波形反演所面临的数据和模型之间高度非线性及目标函数具有多个极小值问题。遗传算法(GA)的代表性研究成果有Sen andStoffa(1992)，Mallick(1995，1999).模拟退火(SA)的代表性研究成果有Sen and Stoffa(1991)，Xia，Sen and Stoffa(1998)。Ingber andRosen(1992)，两种方法均能实现全局寻优。2)采用分步反演提高叠前地震波形反演的速度和稳定性。分步反演方法第一步，用旅行时反演估算背景速度；第二步，用线性反演波阻抗的扰动量；第三步，联合第一和第二步的结果构建初始模型，用VFSA/GA叠前地震波形反演估算弹性参数。代表性研究成果有Xia，Sen and Stoffa(1998)，Sen(2001)。3)把地震数据转换到τ-p域或角道集，减少计算工作量。4)采用先进的地质建模技术，把地质、测井、地震等多元地学信息统一到模型上，实现各类信息在模型空间的有机结合，提高反演的信息使用量，克服地震反演的多解性。上述四项进展，基本上解决了叠前地震波形反演所面临的高度非线性和局部极小值问题；但对非唯一性和大计算量的问题没得到很好解决。为此，有些学者采用了一种折衷的办法，即叠前和叠后混合反演的办法，首先在一些控制点进行精细的叠前地震波形反演构建虚拟井曲线，然后以虚拟井作为控制信息进行叠后反演(Mallick，2000)。叠前和叠后混合反演的办法利用了叠前反演分辨率高，叠后反演速度快、稳定性好的优点，克服了各自的缺点，成为目前的一个研究亮点。要进一步提高地震波阻抗反演的分辨率，特别对于深海无井的情况，采用叠前和叠后混合反演的办法实现深海无井地震反演，其关键是叠前地震波形反演构建虚拟井数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，基于遗传算法，利用在深水无井约束条件下的叠前反演建立虚拟井波阻抗数据，实现了无井约束条件下的高分辨率地震波阻抗反演。本专利技术的技术方案为，包括如下步骤步骤1，采集原始地震数据，并对其进行叠前数据预处理和角道集抽取，得到实测角道集地震记录Seis数据；步骤2，对所述角道集地震记录进行高精度速度分析，确定地质模型参数VP，VS，ρ，建立各向同性弹性地质模型；步骤3，选择收敛的目标函数objects的适当形式，确定作为收敛条件的反演精度ε；步骤4，给定所述地质模型参数的搜索范围和搜索间隔，对所述地质模型参数进行整数编码；令j＝0，生成包括Vp，Vs和ρ随机模型的拟合地质模型的初始模型总体P；步骤5，计算随机模型总体的角道集合成地震记录Synj，比较Synj与Seis，计算目标函数objects的值；步骤6，进行遗传算法(GA)计算，用对objects转换计算出的适应度函数fitness来加速选择优秀个体，对Pj做重复、交差和变异处理，令j＝j+1，得到新的随机模型总体P；步骤7，计算随机模型总体P的合成地震记录Syn；并比较合成地震记录Syn与实测地震记录Seis，计算并保存目标函数objects的值；步骤8，如果满足结束条件objects＜ε，保存计算最佳模型参数及合成记录；若不满足结束条件，则重复步骤6-步骤8。所述叠前数据预处理包括叠前去噪、压制多次波、真振幅恢复等。所述的整数编码满足 参数值＝参数最小值+码值*参数搜索精度；码值＝(参数值-参数最小值)/参数搜索精度。所述的根据目标函数转换得到适应度函数是指开始时使用指数变换，当群体中样本目标函数值之差小于某一给定阀值时使用S函数变换；当群体各样本适应度之差小于某一更小的给定阀值时，再采用指数变换。进行GA计算时，采用有限深度回溯搜索，并在交叉中每对成员交叉变换使用两次概率选择方法，即先选成员对，再选参数，且每个参数分别选择。本专利技术的有益效果在于，可以大大提高无井约束条件下的地震波阻抗反演的分辨率，以用于油气探测，尤其用于深海无井的油气勘探。附图说明图1是本专利技术的基于GA算法的叠前地震波形反演建立虚拟测井数据曲线的工作流程图；图2为本专利技术一实施例的基于遗传算法的叠前地震波形反演建立的虚拟测井数据曲线；图3为利用实际井数据约束的波阻抗反演结果和虚拟井数据约束的波阻抗反演结果的对比。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的具体实施例。叠前波形反演就是根据地层模型产生合成地震记录并与实测数据进行比较，根据二者的匹配程度修改模型参数，以在无并的条件下获取虚拟波阻抗测井曲线，达到提高无井约束条件下的地震波阻抗反演的分辨率，进而用于深海无井的油气勘探的目的。本专利技术是采用遗传算法(GA)叠前地震波形反演估算弹性参数，以利用叠前地震波形反演构建虚拟井数据。叠前反演在角道集上进行，以便减少计算工作量。本专利技术的物质基础是通过野外高分辨率地震采集设备采集到大量原始地震数据。图1为本专利技术的基于GA算法的叠前地震波形反演框图。如图1所示，本专利技术的基于GA算法的叠前地震波形反演构建虚拟并数据的方法如下1)采集原始地震记录，并对原始地震记录进行叠前数据预处理得到实测地震记录数据。将野外采集的原始叠前炮集地震数据解编整理后输入到计算机中，并对其采用叠前去噪、压制多次波、真振幅恢复等叠前数据预处理，和角道集抽取，得到角道集地震记录Seis。2)对角道集地震记录Seis由高精度速度分析，构建其各向同性弹性初始地质模型，确定地质模型参数Vp、Vs、ρ；其中，Vp、Vs、ρ分别为横波波速、纵波波速和密度参数。3)对给定的角道集地震记录，选择目标函数objects的恰当形式；并确定作为收敛结束条件的反演精度ε。目标函数是刻画最优解的标准，也是适应度计算的依本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用叠前地震波形反演构建虚拟井数据的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤１，采集原始地震数据，并对其进行叠前数据预处理和角道集抽取，得到实测角道集地震记录Ｓｅｉｓ数据；步骤２，对所述角道集地震记录进行高精度速度分析，确定 地质模型参数Ｖ↓［ｐ］，Ｖ↓［ｓ］，ρ，建立各向同性弹性地质模型；其中，Ｖ↓［ｐ］、Ｖ↓［ｓ］、ρ分别为横波波速、纵波波速和密度参数；步骤３，选择收敛的目标函数ｏｂｊｅｃｔｓ的适当形式，确定作为收敛条件的反演精度ε；步骤４， 给定所述地质模型参数的搜索范围和搜索间隔，对所述地质模型参数进行整数编码；令ｊ＝０，生成包括Ｖ↓［ｐ］，Ｖ↓［ｓ］和ρ随机模型的拟合地质模型的初始随机模型总体Ｐ↓［［ｊ］］；步骤５，计算随机模型总体的角道集合成地震记录Ｓｙｎ↓［ｊ］ ，比较Ｓｙｎ↓［ｊ］与Ｓｅｉｓ，计算目标函数ｏｂｊｅｃｔｓ↓［［ｊ］］的值；步骤６，进行遗传算法计算，用对ｏｂｊｅｃｔｓ↓［［ｊ］］转换计算出的适应度函数ｆｉｔｎｅｓｓ↓［［ｊ］］来加速选择优秀个体，对Ｐ↓［ｊ］做重复、交差和变异处 理，令ｊ＝ｊ＋１，得到新的模型总体Ｐ↓［［ｊ］］；步骤７，计算模型总体Ｐ↓［［ｊ］］的合成地震记录Ｓｙｎ↓［［ｊ］］；并比较合成地震记录Ｓｙｎ↓［［ｊ］］与实测地震记录Ｓｅｉｓ，计算并保存目标函数ｏｂｊｅｃｔｓ↓［［ｊ］］的值； 步骤８，如果满足结束条件ｏｂｊｅｃｔｓ↓［［ｊ］］＜ε，保存计算最佳模型参数及合成记录；若不满足结束条件，则重复步骤６－步骤８。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王英民，杨绍国，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。