CN101349763B

CN101349763B - 用于起伏地表地震勘探数据处理的Kirchhoff叠前时间偏移方法

Info

Publication number: CN101349763B
Application number: CN2007101191881A
Authority: CN
Inventors: 薛爱民
Original assignee: BEIJING PAITESEN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Beijing Paitesen Technology Development Co., Ltd.
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: CN101349763A

Abstract

本发明披露了一种用于起伏地表地震勘探数据的处理方法，包括在一个预定的水平面设置时间基准面；在起伏地表上分别设置多个爆炸装置和多个测量装置，其中该爆炸装置在爆炸点向地下传播地震波，而该测量装置在检波点接收反射的地震波；通过针对每一爆炸点和每一检波点为焦点绘制偏移椭圆等时线，确定位于地表以下的反射点的步骤；和确定该反射点相对于该基准面的成像时间。由于本发明以爆炸点和检波点实际位置为计算的基础，使得地震数据成像图像在偏移后断点清晰，位置准确，主要波组的同相轴连续，特别是在浅部，反射波组特征明显，成像质量较高。

Description

用于起伏地表地震勘探数据处理的Kirchhoff叠前时间偏移方法

技术领域

本发明涉及一种地震数据处理的方法，特别是涉及一种用于起伏地表的地震勘探数据的处理方法。

背景技术

叠前偏移是20世纪70年代提出的一项地震数据处理技术。到80年代，此技术理论上已渐趋成熟，但由于叠前偏移处理运算量很大，受计算机运算能力限制而没有得到广泛应用。本世纪初，随着计算机技术的发展，尤其是高性价比PC机群的出现，使得叠前偏移处理技术的广泛应用成为现实。目前，叠前偏移处理技术已经成为国内外石油天然气工业降低勘探开发风险的主导技术，是近10年来地球物理技术进步的显著标志之一。叠前偏移处理技术包括叠前时间偏移技术与叠前深度偏移技术。在构造复杂但速度横向变化不大的情况下，利用叠前时间偏移技术可以显著提高成像精度。

目前，工业界常用的叠前时间偏移技术可分为两大类：一为以波动方程积分算法为理论基础的Kirchhoff叠前时间偏移技术；二为以波动方程微分算法为理论基础的有限差分叠前时间偏移技术。后者成像的精度稍高，但对不规则几何的地震数据适应能力差，运算速度较慢。前者对不规则几何的地震数据有非常强的适应性，运算速度高，特别适合复杂地区的和大批量地震数据的叠前时间偏移处理，目前工业界三维地震勘探数据的叠前时间偏移主要应用该算法。

常规Kirchoff叠前时间偏移技术以水平地表为基本假设条件，如图1所示，在偏移以前，需要对起伏地表10做一定程度的光滑，从而得到光滑的、较为“平坦”假设的地表面，亦即浮动基准面12。利用爆炸点S、检波点R与该假设地表面12的关系和给定的替换速度将地震数据“静校正”到该浮动基准面12上，即将爆炸点S投影到S’点以及将检波点R投影到R’点，再进行偏移处理，从而接近假设条件，再进一步地得到地下地质结构图像。

如果地下介质均匀单一，则从图1中可见波的传播路径为S-I-R，此时，以S、R为焦点所绘制的等时椭圆14是斜歪的，通过测定的走时t_s和t_r可以确定实际反射点为I。经过“静校正”后，地表爆炸点S向上被校正到S′点，检波点R被向下校正到R′点，以便于适应水平地表的假设条件，由此波的传播路径再变为S′-I′-R′，利用相同的偏移处理方法所绘制出的等时椭圆14′是被校正的，那么被校正后的反射点为I’。可见，在校正前后的等时线轨迹是不同的，也就是成像点位置不同。

根据现有技术的方法，被校正后的地震数据存在两个问题：其一为替换速度不准确及“垂直校正”(S到S′点和R到R′点校正)带来的误差造成走时计算失真；其二为走时椭圆可能不经过成像点，因为爆炸点和检波点不在一个平面的走时椭圆是斜歪椭圆，而校正到水平面以后，其走时椭圆将变成一个正椭圆，即使校正的走时正确，但是成像位置也是不同的。如果地形变化较大，二者成像位置会有较大差别。

在目前地震勘探过程中，特别是山区地震勘探过程中爆炸点和检波点不在同一水平面的情况是普遍的。例如：图2显示的中国西部山区的一段实际地形中可见，该地区的海拔最高达到1850米，最低达到700米，测线约25公里长，爆炸点和检波点在同一水平面或近似同一水平面的情况相当少见，成像走时椭圆是斜歪的或者更为复杂情况，水平地表假设条件下的浮动基准面偏移成像难以对这种地表条件下的地震数据准确成像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服起伏地表地震勘探数据常规Kirchhoff叠前时间偏移所固有的成像位置不准确，反射界面聚焦度差，图像模糊的问题，从而提高起伏地表地震数据的成像精度。

本发明的一种用于起伏地表地震勘探数据的处理方法，包括在一个预定的水平面设置时间基准面；在起伏地表上分别设置多个爆炸装置和多个测量装置，其中该爆炸装置在爆炸点向地下传播地震波，而该测量装置在检波点接收反射的地震波；通过以每一爆炸点和每一检波点为焦点绘制偏移椭圆等时线，用以确定位于地表以下的反射点的水平位置和确定该反射点相对于该基准面的成像时间。

由于地形存在起伏，本发明的处理方法可使地震成像归位正确，反射面成像精度高，从而本发明的处理方法对复杂地表区地震数据成像更精确。

附图简述

下面结合附图通过对本发明较佳实施例的描述，将使得本发明的技术方案和其它有点显而易见。

图1是现有技术的地震勘探数据处理方法的示意图；

图2显示的是实际测得的一段山区的走势图；

图3显示的是本发明的地震勘探数据处理方法的示意图；

图4显示的是本发明的地震勘探数据处理方法的流程图；

图5是根据本发明一个较佳实施例的几何示意图；

图6A显示的是根据现有技术的处理方法所绘制的成像图；

图6B显示的是根据本发明的处理方法绘制的成像图。

具体实施方式

下文，将详细描述本发明。

如图3和4所示，本发明首先在一个预定的水平面设置时间t＝0基准面20，即步骤S10。该基准面20在起伏地表22实际地表的最高点之上。当然，也可以是实际地表以下的位置上。

接下来的步骤S12，在起伏地表22上分别设置多个爆炸装置和多个测量装置，其中该爆炸装置在爆炸点S向地下传播地震波，而该测量装置在检波点R接收反射的地震波。

然后，通过针对每一爆炸点S和每一检波点R为焦点绘制偏移椭圆等时线，确定位于地表22以下的反射点I，即步骤S14。

地震波从爆炸点S到反射点I的走时t_s和检波点R到成像反射点I的走时t_r满足下列关系式：

t_s＝D_SI/V_I--------------公式(1)；

t_r＝D_RI/V_I---------------公式(2)；

其中，D_SI为爆炸点到成像反射点的距离；D_RI为检波点到成像反射点的距离，V_I为预定的偏移速度。因此，通过所测定的时间，即可确定该反射点I。

最后，在步骤S16需要确定该反射点I到时间基准面20的成像时间。该反射点I垂直到达时间基准面(t＝0)的双程走时即是成像时间。本发明将成像时间起点定在时间基准面上20。成像时间是从反射点I垂直到达地表22上的O点，再从地表O点垂直到达时间基准面20的双倍时间，即(t_d+t_e)x2。显然，该成像时间是分两段定义的，下段为反射点I到达地表22上的O点的双程走时，由反射点处的偏移速度决定；上段为地表O点到达时间基准面20的双程走时，由替换速度决定。

不论爆炸点和检波点是否在一个平面上，本发明将其连线都作为绘制偏移椭圆等时线的水平坐标轴X′。

接下来，参阅图5，利用公式(3)来计算反射点I到达该水平坐标X′的成像时间t_i，即：

t_i＝D_IO′/V_I×2--------------------公式(3)

其中D_IO′表示反射点I到坐标X′的垂直距离，当反射点I确定时，D_IO′可以通过计算得到。

同时，测量该水平坐标轴X′与水平面的夹角α，利用公式(4)计算该反射点到地表的走时t_e，即：

t_e＝t_i/cosα--------------------公式(4)

随后，利用公式(5)计算从地表22到时间基准面20的成像时间t_d，即

t_d＝D_OX/V_repl×2--------------------公式(5)

其中，D_OX为地表O点到时间基准面20的垂直距离，V_repl是预定的替换速度，与近地表的地质状况有关。

通过对比图6A和图6B可知，利用本发明的方法，在无需进行静校正的前提下而直接得到的实际反射点的成像图形更加精确，如图6B中，A和B区域的实际地质结构，均是现有技术的勘探方法无法显示的。可见，本发明的处理方法所得到的图像断点清晰，主要波组的同相轴连续，特别是在浅部，反射波组特征明显，成像质量较高。

更重要的是，本发明的时间基准面可以任意选择，即在实际地表的最高程之上，也可以在实际地表以下任意海拔高度上确定本发明的基准面，均不影响本发明的应用。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种用于起伏地表地震勘探数据的处理方法，其特征在于，包括

在一个预定的水平面设置时间基准面；

在起伏地表上分别设置多个爆炸装置和多个测量装置，其中该爆炸装置在爆炸点向地下传播地震波，而该测量装置在检波点接收反射的地震波；

通过针对每一爆炸点和每一检波点为焦点绘制偏移椭圆等时线，确定位于地表以下的反射点；

确定该反射点相对于该基准面的成像时间以得到所述反射点的成像图形。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，以该多个等时线共同的交点确定为反射点。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，确定该反射点相对于该基准面的成像时间的步骤包括

确定该地震波从反射点到达地表的走时；和

从地表到达该时间基准面的走时。

4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，确定该地震波从反射点到达地表的走时的步骤包括

连线该爆炸点和其中一个检波点作为水平坐标轴；

测量该水平坐标轴与水平面的夹角；

确定与该反射点对应的地表与该时间基准面之间的距离。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，确定该反射点到达该水平坐标轴的成像时间，其中该成像时间满足下列关系式：

t₁＝D₁/v_I×2

其中，t₁代表成像时间，D₁代表该反射点相对于该水平坐标轴的垂直距离，v_I为预定的成像反射点处的偏移速度。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，该地震波从反射点到达地表的走时满足下列关系式：

t_e＝t₁/cosα

其中，该t_e表示该地震波从反射点到达地表的走时，α为所测量的该水平坐标轴与水平面之间的夹角。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，该地震波从地表到达基准面的走时满足下列关系式：

t_d＝D₂/v₂×2

其中，t_d表示该地震波从地表到达时间基准面的走时，该D₂表示地表与该基准面之间的垂直距离，v₂为替换速度。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，该时间基准面位于实际地表最高程之上。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，该时间基准面位于实际地表以下。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，该爆炸点与该检波点不在同一水平面上。

11.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，该爆炸点与该检波点在同一水平面上。