CN107450099A - 一种针对vsp的速度建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种针对VSP的速度建模方法，该方法包括以下步骤：建立初始模型；基于初始模型计算直达波项和反射波项；利用观测数据和模拟数据进行波形反演；根据观测数据和模拟数据误差更新初始模型。本发明通过对VSP资料处理，通过分离下行直达波和上行反射波的手段构建目标泛函，通过权重约束增加反演的可靠性和稳定性，通过波形逼近的手段更新速度模型，实现了高精度的VSP建模技术。
Description
技术领域
本发明属于地球物理勘探技术领域，具体地，涉及一种针对VSP的速度建模方法。
背景技术
速度建模一直以来都是地球物理勘探的核心问题，尤其当下对勘探精度的要求越来越高，提高建模的精度已成为当前研究的热点。VSP利用井中激发地面接收，或者地面激发井中接受的方式，可以提高井周围的建模精度，但目前缺少有效的建模手段。
现有技术主要利用井数据直接外推或者利用初至波到达时的方式求取速度。这两种方法都不能准确求取速度实现高精度的速度建模要求，更不能适应地下复杂介质和横向突变的地质情况。
因此，本领域亟需一种有效的针对VSP的速度建模方法。
发明内容
本发明通过对VSP资料的处理，充分利用透射波和反射波信息，利用波形反演的手段实现高精度的VSP建模技术。
根据本发明的一个方面，提供一种针对VSP的速度建模方法，该方法包括以下步骤：
建立初始模型；
基于初始模型计算直达波项和反射波项；
利用观测数据和模拟数据进行波形反演；
根据观测数据和模拟数据误差更新初始模型。
进一步地，采用井数据外推得到初始模型。
进一步地，在初始模型中通过Zoeppritz方程计算相应的直达波项和反射波项。
进一步地，设置目标函数进行波形反演，目标函数为：
其中：J为目标泛函，m为模型参数，和分别为观测直达波项和反射波项，和分别为模拟直达波项和反射波项，l1和l2分别为权重系数，且l1+l2＝1。
进一步地，选择l1>l2，随着反演的进行逐步增加l2的权重。
进一步地，对原始VSP资料进行处理，将VSP资料处理为共检波点道集，保留地震记录的直达波项和反射波项。
本发明的方法利用下行直达波和上行反射波结合完成VSP数据的建模。利用波形逼近手段完成模型更新，与井数据直接外推建模相比，建模精度明显提高，尤其在构造复杂横向变速的情况下，更加适应真实地质情况。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1显示了根据本发明实施例的针对VSP的速度建模方法的流程图。
图2显示了根据本发明实施例的VSP记录。
图3显示了根据本发明实施例的真实模型。
图4显示了根据本发明实施例的初始模型。
图5显示了根据本发明实施例的反演模型。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
速度建模一直以来都是地球物理勘探的核心问题，尤其当下对勘探精度的要求越来越高，提高建模的精度已成为当前研究的热点。VSP技术较常规地面地震通过特殊的观测方式可以提高井周围的建模精度。本发明通过对VSP资料处理，通过分离下行直达波和上行反射波的手段构建目标泛函，通过权重约束增加反演的可靠性和稳定性，通过波形逼近的手段更新速度模型，实现了高精度的VSP建模技术。
参照图1，根据本发明的一个方面，提供了一种针对VSP的速度建模方法，该方法包括以下步骤：
建立初始模型；
基于初始模型计算直达波项和反射波项；
利用观测数据和模拟数据进行波形反演；
根据观测数据和模拟数据误差更新初始模型。
优选地，可采用井数据外推得到一个较为粗糙的初始模型。井外推式一种常用的建模方法，只能构建水平层状模型，不适应有横向速度变化，和复杂地质构造情况。
优选地，在初始模型中通过Zoeppritz方程计算相应的直达波和反射波信息，与观测记录相对应。
优选地，设置目标函数为：
其中：J为目标泛函，m为模型参数，和分别为观测直达波和反射波 记录，和分别为模拟直达波和反射波记录，l1和l2分别为权重系数，且l1+l2＝1。l1和l2选择根据情况选定，一般情况下选用l1>l2，随着反演的进行逐步增加l2的权重。l1>l2时，直达波占有主导地位，可完成近地表的速度建模，随着l2的增加，反射波占主导地位，可增加中深层和反射层的权重完成中深层的建模。
优选地，可对原始VSP资料进行处理，由于VSP资料特点，检波点较少，炮点相对较多，将资料处理为共检波点道集。保留地震记录的下行直达波和上行反射波，得到观测记录。如图2所示。
最后，根据模拟和观测记录误差更新原有模型，得到满足精度的速度模型。更新的过程是波形反演的标准过程，通过残差求取梯度，根据梯度来寻找模型的更新量，叠加在初始模型上得到最终的更新速度。
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
图3是国际发布的标准模型，为了增加反演的难度，在井附近增加了四个高低速异常。图4是在图3基础上大尺度平滑得到的初始模型。
效果如图5所示：反演不仅重建了井附近的复杂地质构造，中深部高低速速度异常也得到了准确的刻画。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (6)
1.一种针对VSP的速度建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
建立初始模型；
基于初始模型计算直达波项和反射波项；
利用观测数据和模拟数据进行波形反演；
根据观测数据和模拟数据误差更新初始模型。
2.根据权利要求1所述的针对VSP的速度建模方法，其特征在于，采用井数据外推得到初始模型。
3.根据权利要求1所述的针对VSP的速度建模方法，其特征在于，在初始模型中通过Zoeppritz方程计算相应的直达波项和反射波项。
4.根据权利要求1所述的针对VSP的速度建模方法，其特征在于，设置目标函数进行波形反演，目标函数为：
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其中：J为目标泛函，m为模型参数，和分别为观测直达波项和反射波项，和分别为模拟直达波项和反射波项，l1和l2分别为权重系数，且l1+l2＝1。
5.根据权利要求4所述的针对VSP的速度建模方法，其特征在于，选择l1>l2，随着反演的进行逐步增加l2的权重。
6.根据权利要求4所述的针对VSP的速度建模方法，其特征在于，对原始VSP资料进行处理，将VSP资料处理为共检波点道集，保留地震记录的直达波项和反射波项。
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