一種復雜結(jié)構(gòu)井約束三維密度層序反演方法
【專利摘要】本發(fā)明是物探中復雜結(jié)構(gòu)井約束三維密度層序反演方法，利用地震或電法勘探得到標志界面的構(gòu)造圖，網(wǎng)格化后得到初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)，將測井聲波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測井密度數(shù)據(jù)，進行相對密度的3D重力反演得到每個計算點的各個深度層的相對密度值，計算點的每一個深度層的絕對密度背景值，確定井約束系數(shù)，實現(xiàn)井約束，計算每個深度計算點反演密度絕對值，迭代反演獲得反演擬合異常數(shù)據(jù)、三維密度數(shù)據(jù)。本發(fā)明實現(xiàn)了井約束，提高了重力資料密度反演的可靠性，反演速度快，實測數(shù)據(jù)處理時間滿足處理需要，實現(xiàn)了方法的實用化。
【專利說明】一種復雜結(jié)構(gòu)井約束三維密度層序反演方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，屬于地面重力勘探法，具體是一種復雜結(jié)構(gòu)井約束三維密度反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用的地面重力勘探方法，以石油行業(yè)重力勘探為例，執(zhí)行的標準為《地面重力勘探技術(shù)規(guī)程(SY/T5819-2002)》，其對重力資料的反演處理技術(shù)要求均是2D\2.5D (二度\ 二度半)剖面反演、單界面重力界面反演而進行的，尚沒有三維密度反演的規(guī)定和成熟推廣的技術(shù)，更沒有涉及復雜結(jié)構(gòu)井約束的三維密度反演。
[0003]現(xiàn)在，三維密度反演技術(shù)尚處在研究階段，姚長利公開了一種重磁遺傳算法三維反演的方法(姚長利等，重磁遺傳算法三維反演中高速計算及有效存儲方法技術(shù)，地球物理學報，Vol.46, N0.2，2003.3，P252-258。)，美國猶它大學的日丹諾夫等也公開了類似的方法(Zhdanov M.S.Three-dimensional regularized focusing inversion of gravity tensorcomponent data, Geophysics, 2004.69(4), P925-937。),但是,上述方法使用的模型均是針對礦體的簡單模型，反演密度也是相對密度，這樣的反演方法和反演結(jié)果無法滿足石油勘探對復雜三維反演的需要。根據(jù)查新了解到，對于適用于石油勘探的復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)、井約束的三維密度反演尚未見到文獻報道。中國專利《基于標準格架的快速三維重力、磁力物性反演的方法》(200810119467.2),公開了一種基于標準格架正演、層序異常分離和層密度(層磁化率)快速近似計算和快速迭代反演的一種重磁反演方法，具有快速計算、處理實測數(shù)據(jù)的實用性。但是該方法不具備井約束反演功能，也不具備反演逆斷層、反轉(zhuǎn)密度(磁化率)的功能，因而它不適用于復雜區(qū)重力資料的三維反演。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種利用井約束提高反演精度，解決復雜山前帶地區(qū)石油重力勘探的復雜結(jié)構(gòu)井約束三維密度層序反演方法。
[0005]本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn):
[0006]I)野外實測采集重力數(shù)據(jù)，處理得到重力異常平面網(wǎng)格數(shù)據(jù)；
[0007]步驟I)所述的網(wǎng)格數(shù)據(jù)為重力異常數(shù)據(jù)。
[0008]2)利用地震或電法勘探得到標志界面的構(gòu)造圖，網(wǎng)格化后得到初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)；
[0009]步驟2)所述的網(wǎng)格數(shù)據(jù)為構(gòu)造圖界面的深度數(shù)據(jù)。
[0010]步驟2)所述的初始界面通過探區(qū)已知地質(zhì)資料、已知的地震構(gòu)造圖、電法勘探構(gòu)造圖結(jié)合已知鉆井資料建立，或直接由反射面的地震構(gòu)造圖轉(zhuǎn)換為需要的初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
[0011]步驟2)所述的網(wǎng)格化后得到初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)，當遇有逆掩斷層則網(wǎng)格化為不同的初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件。[0012]所述的不同的初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件是斷層上盤一側(cè)的構(gòu)造圖界面深度數(shù)據(jù)網(wǎng)格化成一個文件，而斷層下盤一側(cè)的構(gòu)造圖界面深度數(shù)據(jù)網(wǎng)格化成為另一個文件，在逆掩斷層帶，兩個網(wǎng)格文件的同一位置的數(shù)據(jù)分別為逆斷層的上盤和下盤界面深度數(shù)據(jù)。
[0013]3)將測井聲波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測井密度數(shù)據(jù)；
[0014]步驟3)所述的轉(zhuǎn)換測井密度數(shù)據(jù)由測井聲波速度(V)數(shù)據(jù)按Gardner公式轉(zhuǎn)換獲得測井的密度(σ )數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換得到的密度數(shù)據(jù)與測井聲波速度數(shù)據(jù)一一對應，再按重力3D反演縱向剖分的間距對測井密度數(shù)據(jù)進行取均值。
[0015]步驟3 )所述的測井密度數(shù)據(jù)由地表向下排列，每一口鉆井的密度數(shù)據(jù)個數(shù)與重力3D密度反演的縱向剖分數(shù)目相等；
[0016]當測井深度與反演深度一樣時，反演縱向剖分為m個層，則測井密度對應求取m個層的密度平均值；當測井深度(η個層)小于反演深度(m個層)時，則測井密度對應求取I層至η層的各個層的密度平均值，(η+1)層至m層的密度數(shù)據(jù)可以取為該段深度地層的巖石密度值
[0017]所述的Gardner 公式為 o=0.31XVa25。
[0018]4)進行相對密度的3D重力反演，獲得相對密度的三維數(shù)據(jù)體，得到每個計算點的各個深度層的相對密度值；
[0019]步驟4)所述的相對密度的3D重力反演采用基于標準格架的快速三維重力、磁力物性反演的方法進行。
[0020]5)計算點的每一個深度層的絕對密度背景值，先由距離計算點最近的2 口井測井密度數(shù)據(jù)，根據(jù)這2 口井 與計算點的距離反比進行插值，獲得計算點與測井深度相同深度的絕對密度背景值，再根 據(jù)計算點初始界面深度與最近的I 口測井位置的初始界面深度差，進行計算點各個深度層背景密度值所應計存的深度層的浮動；
[0021]步驟5)所述的計算點各個深度層背景密度值所應計存的深度層的浮動方法是按最靠近計算點的測井初始界面深度值與計算點初始界面值之差進行浮動，計算點初始界面深度低則向下浮動，計算點初始界面深度淺則向上浮動；向上浮動時，如上浮X個剖分層，會引起底部缺少X個剖分層的背景密度，則這X個剖分層的背景密度全部取為第m-x層的數(shù)據(jù)。向下浮動時，如下浮I個剖分層，會引起頂部缺少I個剖分層的背景密度，則這I個剖分層的背景密度全部取為第y+l層的數(shù)據(jù)。
[0022]6)確定井約束系數(shù)k(r)，實現(xiàn)井約束；
[0023]步驟6)井約束系數(shù)k(r)計算如下:
【權(quán)利要求】
1. 一種復雜結(jié)構(gòu)井約束三維密度層序反演方法，特點是通過以下步驟實現(xiàn): 1)野外實測采集重力數(shù)據(jù)，處理得到重力異常平面網(wǎng)格數(shù)據(jù)； 2)利用地震或電法勘探得到標志界面的構(gòu)造圖，網(wǎng)格化后得到初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)； 3)將測井聲波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測井密度數(shù)據(jù)； 4)進行相對密度的3D重力反演，獲得相對密度的三維數(shù)據(jù)體，得到每個計算點的各個深度層的相對密度值； 5)計算點的每一個深度層的絕對密度背景值，先由距離計算點最近的2口井測井密度數(shù)據(jù)，根據(jù)這2 口井與計算點的距離反比進行插值，獲得計算點與測井深度相同深度的絕對密度背景值，再根據(jù)計算點初始界面深度與最近的I 口測井位置的初始界面深度差，進行計算點各個深度層背景密度值所應計存的深度層的浮動； 6)確定井約束系數(shù)k(r),實現(xiàn)井約束； 7)采用下式計算每個深度計算點反演密度絕對值: 計算點反演密度的絕對值=該點絕對密度的背景密度值+ (相對密度差值X(l-k(r))),k(r)取值為步驟6)計算得到； 相對密度差值為步驟4)中反演得到的計算點各個深度層的相對密度與最近位置測井的各個深度層的相對密度值之差； 8)迭代反演； 9)計算反演結(jié)果，獲得反演擬合異常數(shù)據(jù)、三維密度數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟I)所述的網(wǎng)格數(shù)據(jù)為重力異常數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟2)所述的網(wǎng)格數(shù)據(jù)為構(gòu)造圖界面的深度數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟2)所述的初始界面通過探區(qū)已知地質(zhì)資料、已知的地震構(gòu)造圖、電法勘探構(gòu)造圖結(jié)合已知鉆井資料建立，或直接由反射面的地震構(gòu)造圖轉(zhuǎn)換為需要的初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟2)所述的網(wǎng)格化后得到初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)，當遇有逆掩斷層則網(wǎng)格化為不同的初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，特點是所述的不同的初始界面網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件是斷層上盤一側(cè)的構(gòu)造圖界面深度數(shù)據(jù)網(wǎng)格化成一個文件，而斷層下盤一側(cè)的構(gòu)造圖界面深度數(shù)據(jù)網(wǎng)格化成為另一個文件，在逆掩斷層帶，兩個網(wǎng)格文件的同一位置的數(shù)據(jù)分別為逆斷層的上盤和下盤界面深度數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟3)所述的轉(zhuǎn)換測井密度數(shù)據(jù)由測井聲波速度(V)數(shù)據(jù)按Gardner公式轉(zhuǎn)換獲得測井的密度(σ )數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換得到的密度數(shù)據(jù)與測井聲波速度數(shù)據(jù)一一對應，再按重力3D反演縱向剖分的間距對測井密度數(shù)據(jù)進行取均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟3)所述的測井密度數(shù)據(jù)由地表向下排列，每一口鉆井的密度數(shù)據(jù)個數(shù)與重力3D密度反演的縱向剖分數(shù)目相等； 當測井深度與反演深度一樣時，反演縱向剖分為m個層，則測井密度對應求取m個層的密度平均值；當測井深度(η個層)小于反演深度(m個層)時，則測井密度對應求取I層至η層的各個層的密度平均值，(η+1)層至m層的密度數(shù)據(jù)可以取為該段深度地層的巖石密度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，特點是所述的Gardner公式為σ=0.31 XV°_25。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟4)所述的相對密度的3D重力反演采用基于標準格架的快速三維重力、磁力物性反演的方法進行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟5)所述的計算點各個深度層背景密度值所應計存的深度層的浮動方法是按最靠近計算點的測井初始界面深度值與計算點初始界面值之差進行浮動，計算點初始界面深度低則向下浮動，計算點初始界面深度淺則向上浮動；向上浮動時，如上浮X個剖分層，會引起底部缺少X個剖分層的背景密度，則這X個剖分層的背景密度全部取為第m-x層的數(shù)據(jù)。向下浮動時，如下浮y個剖分層，會引起頂部缺少y個剖分層的背景密度，則這I個剖分層的背景密度全部取為第y+l層的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟6)井約束系數(shù)k(r)計算如下:
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟8)所述的迭代反演是按照迭代反演結(jié)束條件對三維反演絕對密度進行三維正演，獲得正演重力異常值，再計算該正演重力異常值與實測重力異常值之差，形成擬合差數(shù)據(jù)，當該擬合差數(shù)據(jù)的最大差大于設置的反演結(jié)束最大差限差時，再根據(jù)擬合差數(shù)據(jù)進行迭代反演，即把該擬合差數(shù)據(jù)作為重力異常，按上述步驟4)到步驟8)進行循環(huán)計算，直到滿足設置的迭代反演結(jié)束條件為止。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點是步驟8)所述的迭代反演結(jié)束條件是最大擬合差，等于2倍的采集誤差。
【文檔編號】G01V11/00GK103576212SQ201210250418
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】劉云祥 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司