基于VSP资料的Q体建模技术方法

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种基于VSP资料的快速Q体建模技术方法。

背景技术

由于大地介质不可逆的摩擦损耗和热损失，地震波在向地下传播的过程中经受吸收衰减，波的高频成分随着传播路径增大而减少。因此补偿地震波的吸收衰减，增加地震资料的高频成分，同时保护低频成分，拓展资料的绝对频宽和相对频宽，是提高地震资料分辨率的关键。

在常规地面地震资料处理中，提高分辨率的主要手段是各类反褶积，这些反褶积方法已在生产中得到广泛的应用。但是这些方法都没有考虑地震信号在频率域的吸收衰减效应，因此限制了分辨率的进一步提高。

VSP(VerticalSeismicProfiling)，即垂直地震剖面,是一种地震观测方法。VSP资料只经过一次低降速带，减少低速带对地震信号高频成分的吸收衰减。使接收到的地震信号的频率更高，频带更宽，同时提高了有效波的信噪比，波的运动学特征(时距关系、层速度等)和动力学特征(振幅、频率、相位、波形等)变化更明显、更灵敏，特别在地震波衰减规律研究方面具有明显优势。

利用VSP获得的属性和高频信息，对地面地震资料进行频率与能量补偿，提高三维地震资料的纵向分辨率。这一工作不仅可以有效地提高油气地震勘探的精度，而且可以拓展大量VSP资料的应用范围。但是，地层水平的时，Q(地震波衰减品质因子)值横向变化不大，利用单井VSP资料的Q值可以进行水平外推；地层变化较大时，利用一个Q值曲线不符合地质规律,需建立三维Q体模型。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种符合目标区域地质规律的基于VSP资料的Q体建模技术方法。

本发明采用的技术方案如下。

基于VSP资料的Q体建模技术方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选择目标区域的VSP资料，利用VSP资料计算井旁地层的Q值；

步骤2：选择叠前偏移速度场；叠前偏移速度场可以是叠前时间偏移速度场，也可以是叠前深度偏移速度场；

步骤3：对选择的叠前偏移速度场(时间域或者深度域)进行插值处理；

步骤4：将插值处理后的叠前偏移速度场(时间域或者深度域)转换为地震道，以井口道速度为标准，其它道速度和井口道速度的比值为速度模型比例因子，建立目标区域地层的速度模型比例因子的三维模型；

步骤5：利用目标区域地层的速度模型比例因子的变化情况与目标区域地层的Q值的变化情况的一致性，对目标区域地层的Q值进行水平外推，从而建立三维Q体模型。

作为优选技术方案，步骤1中，利用VSP资料的下行波场计算目标区域井旁地层的Q值。

作为优选技术方案，所述地层的Q值的计算的方法为如下：

Q被定义为波动传播一个波长的距离后，原储存弹性波能量与所消耗能量之比，即

其中：E

设定地层模型，厚度为ΔH，速度为V，地震波的吸收系数为α，品质因子为Q；在t

其中：α(f)是以频率f为自变量表示的吸收系数，e是自然常数。

大量岩心试验证明，当频率在几Hz到几千Hz的范围内，吸收系数α是与频率成正比的函数，且与Q有公式4所示的关系；

将公式4代入公式1-公式3，取频谱比的自然对数得：

微分得：

令

最后得到

作为优选技术方案，对选择的叠前偏移速度场(时间域或者深度域)进行插值处理，是为了使叠前偏移速度场(时间域或者深度域)的空间密度和地震剖面的密度一致。

作为优选技术方案，以井口道速度为标准，其它道速度和井口道速度的比值为速度模型比例因子，建立目标区域地层的速度模型比例因子的三维模型。

作为优选技术方案，步骤4中，速度模型比例因子计算方法如下：

假设目标区域地层的速度场为V

Y

其中：i是纵线号；j是横线号；m，n是正整数。

作为优选技术方案，步骤5中，利用测井周围各地层的不同位置的速度模型比例因子与井口道地层的Q值相乘，获得测井周围各地层的该位置处的Q值。

作为优选技术方案，步骤5中，快速Q体模型计算采用的公式为：

Q

其中：Q

常规的Q体模型是通过地质人员手工解释地质层位，在不同的层位填充Q值，相比本方法占用大量的人工工作量，影响工作效率。本发明的有益效果是：本发明利用VSP资料提取准确Q值作为标准值，以地面地震三维速度场为基础，研究建立速度模型比例因子，通过速度模型比例因子和Q值，获得三维Q体模型。提出的基于VSP资料的Q体建模技术，具有建模速度快，模型稳定的特点，对推动井地联合资料处理具有积极作用。

附图说明

图1为一VSP资料下行波场。

图2为由图1所示VSP资料下行波场计算的Q值曲线示意图。

图3为提取的速度对示意图。

图4为速度对插值出的速度场剖面(纵向)。

图5为计算出的速度模型比例因子剖面。

图6为得到的Q体模型纵向剖面图。

图7为得到的Q体模型横向剖面图。

图8为得到的Q体模型时间切片剖面。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体步骤或具体参数。本发明不局限于模型数据，可针对实际资料进行处理，具有广泛的适应性。

基于VSP资料的Q体建模技术方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选择目标区域的VSP资料，利用VSP资料计算目标区域地层的Q值；

步骤2：选择最终的叠前偏移速度场(时间域速度对格式)；

步骤3：对选择的叠前偏移速度场(时间域)进行插值处理，获得插值后的叠前偏移速度场(时间域)；该速度场空间采样密度和地面地震空间采样密度一致。

步骤4：如图5所示，将插值处理后的叠前偏移速度场(时间域)转换为地震道，以井口道速度为标准，其它道速度和井口道速度的比值为速度模型比例因子，建立目标区域地层的速度模型比例因子的三维模型。

步骤5：利用目标区域地层的速度模型比例因子的变化情况与目标区域地层的Q值的变化情况的一致性，对目标区域地层的Q值进行水平外推，从而建立三维Q体模型。如图6-8所示，分别为Q体不同方向切片显示，图6为纵向Q体剖面，图7为横向Q体剖面，图8为Q体时间切片剖面。

步骤1中，利用VSP资料的下行波场计算该井井旁不同深度处地层的Q值。如图1所示，VSP资料下行波场初至波起跳干脆，下行波场信噪比高。计算出的Q值曲线如图2所示。图2中计算的Q值曲线表示利用下行波场直接计算的Q值曲线，对数(计算的Q值)曲线表示利用对数拟合出的Q值曲线的趋势线，纵坐标为深度，横坐标为Q值。Q值在深度500m时，Q值为49.5，深度2000m时，Q值为176，Q值由浅到深逐渐增加，符合Q值变化规律。

所述地层的Q值的计算的方法为如下：

Q被定义为波动传播一个波长的距离后，原储存弹性波能量与所消耗能量之比(Aki和Richard,1980)，即

其中：E

设定地层模型，厚度为ΔH，速度为V，地震波的吸收系数为α，品质因子为Q；在t

其中：α(f)是以频率f为自变量表示的吸收系数，e是自然数。

大量岩心试验证明，当频率在几Hz到几千Hz的范围内，吸收系数α是与频率成正比的函数，且与Q有

的关系。

将公式4代入公式1-公式3，取频谱比的自然对数得：

微分得：

令

最后得到

对选择的叠前偏移速度场(时间域或者深度域)进行插值处理时，首先选择若干叠前深度偏移速度对，然后对由速度对建立的叠前偏移速度场(时间域或者深度域)进行插值，如图3所示。

如图4所示，为插值得到的叠前偏移速度场(时间域或者深度域)，其空间密度和地震剖面的密度一致。从图上可以看出，叠前偏移速度场(时间域)变化平缓，速度随时间的增加而增大，左侧速度低，右侧速度高

以井口道速度为标准，其它道速度和井口道速度的比值为速度模型比例因子，建立目标区域地层的速度模型比例因子的三维模型。

步骤4中，速度模型比例因子计算方法如下：

假设目标区域地层的速度场为V

Y

其中：i是纵线号；j是横线号；m，n是正整数。

如图5所示，从图上可以看出，在井口的左侧，速度比例因子小，井口右侧速度比例因子大，这与速度模型的变化规律一致；

步骤5中，利用测井周围各地层的不同位置的速度模型比例因子与井口道地层的Q值相乘，获得测井周围各地层的该位置处的Q值。

步骤5中，快速Q体模型计算采用的公式为：

Q

其中：Q

图6-8所示，分别为Q体不同方向切片显示，图6为纵向Q体剖面，Q体横向变化明显，左侧Q值小，右侧Q值大。图7为横向Q体剖面，Q体变化小，基本为水平层状。图8为Q体时间切片剖面，从切片上可以看出，Q值在纵向上，Q值变化大，横向上，Q值变化小，和图6、图7反应的规律一致。

本发明利用VSP资料提取准确Q值作为标准值，以地面地震三维速度场为基础，研究建立速度模型比例因子，通过速度模型比例因子和Q值，获得三维Q体模型。提出的基于VSP资料的Q体建模技术，具有建模速度快，模型稳定的特点。该方法简单实用，算法稳定，计算效率高，得到的三维Q体模型精度较高，对推动井地联合资料处理具有积极作用。以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。