CN101598803A - 一种直接得到转换波叠加剖面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是多波多分量地震资料处理中一种直接得到转换波叠加剖面的方法。步骤是：读取转换波等效速度等参数，分时窗计算每个时窗内样点的共转换点号，再根据样点的共转换点号，重新获得该道每个样点准确的转换波等效速度和纵横波速度比，重新计算每个时窗相对准确的共转换点号，直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上是转换波共反射面元的宽度上，叠加剖面上的每个样点值除以其相对应的覆盖次数得到转换波的叠加剖面。本发明避免了复杂的计算，应用方便，得到的地震剖面波场保持好，可直接进行地震资料解释，并可用于转换波速度分析。

Description

一种直接得到转换波叠加剖面的方法

技术领域

本发明涉及石油物探技术，是多波多分量地震资料处理中一种直接得到转换波叠加剖面的方法。

背景技术

多分量转换波地震技术既具有纵波勘探深度大、资料采集相对容易和投资少的特点，又能反映地下介质的横波速度变化。多分量转换波地震的这一特点，使岩性勘探和油气的直接识别成为可能。转换波传播过程中，下行波路径和上行波路径不具有对称性。共转换点的位置与炮检距、反射层速度以及纵、横波速度之比有关，共中心点即为共反射点这一纵波处理的最基本假设，在转换波处理中无法成立。共转换点的计算是转换波叠加以及成像的基础，现有的技术是在抽取共反射点道集的基础上，再进行叠加获得转换波叠加剖面。共转换点叠加是转换波处理中的一个关键技术，直接影响最终转换波成像精度和地震资料解释。

发明内容

本发明是提供一种快速有效的直接得到转换波叠加剖面的方法。

本发明通过以下具体步骤实现：

1)采集原始转换波地震数据，经预处理和速度分析，得到转换波等效速度，纵横波速度比等参数；

步骤1)所述的预处理包括加载观测系统，静校正，波场分离，叠前去噪，振幅恢复，预置共转换点(CCP)号。

2)按第一道叠前地震数据道头中的共转换点(CCP)号读取转换波等效速度等参数；

3)分时窗计算该道每个时窗内样点的共转换点(CCP)号，再根据每个样点的共转换点(CCP)号，重新获得该道每个样点准确的转换波等效速度和纵横波速度比；

步骤3)所述的分时窗计算该道每个时窗内样点的共转换点(CCP)号的方法是将该道分成多个时窗，时窗个数＝道长/时窗长度，时窗不重叠，按时窗内中心点计算该时窗内所有样点的共转换点(CCP)号；

步骤3)所述的转换波等效速度和纵横波速度比是预先速度分析得到的转换波均方根速度

纵波均方根速度

各向异性参数k_eff和纵横波速度比r；

步骤3)所述的共转换点(CCP)号，是指按工区面元划分的，与常规处理中纵波共中心点(CMP)号一致；

步骤3)所述的共转换点(CCP)号是由下述方法计算的：

x_C＝x_M+D    (1)

式中x_M、x_C为共中心点(CMP)和共转换点(CCP)点的水平坐标，D为转换点偏离中心点的水平距离

$D=x_p-\frac{x}{2}---\left(2\right)$

式中x_p共转换点与炮点之间的水平距离，

已知共中心点(CMP)号

计算相应的共转换点(CCP)号

$j_{x_C}={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_C}{{\mathrm{\Δx}}_m}\right)$

$={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_M+D}{{\mathrm{\Δx}}_m}\right)---\left(3\right)$

$=j_{x_M}+{\mathrm{INT}}_n\left(\frac{D}{{\mathrm{\Δx}}_m}\right)$

其中：INT_n表示取最接近的整数，取整隐含做面元化处理，Δx_m为工区面元大小，

步骤3)所述的共转换点与炮点之间的水平距离，采用迭代解公式(7)计算时，在迭代计算过程中，整道第一个时窗内样点的x_p初始值采用公式(6)，下一个时窗内样点的初始值采用上一个时窗的x_p，

初始值 $x_{p0}=\frac{x\·r}{1+r}---\left(6\right)$

$x_p=\frac{\sqrt{1+{\left(\frac{x_p}{z}\right)}^2(1-r^2)}}{r+\sqrt{1+{\left(\frac{x_p}{z}\right)}^2(1-r^2)}}---\left(7\right)$

其中，x_p是共转换点与炮点之间的水平距离，r是纵横波速度比，z是反射界面的深度 $z=\frac{\sqrt{r}}{1+r}\·t_{0\mathrm{ps}}\·v_c.$

4)用步骤3)得到的精确的转换波等效速度和各向异性参数对该道进行动校正；

步骤4)所述的动效正是采用简化的各向异性4阶转换波时距曲线动校正公式：

$t_{\mathrm{ps}}^2=t_{0\mathrm{ps}}^2+\frac{x^2}{v_c^2}-{2k}_{\mathrm{eff}}\frac{x^4}{v_c^2[t_{0\mathrm{ps}}^2{v}_c^2+4k_{\mathrm{eff}}{x}^2]}---\left(4\right)$

式中，v_c转换波的动校正速度，x为偏移距，即炮点到检波点的水平距离，t_ps表示转换波在炮检距x时的传播时间，t_0ps表示转换波双程垂直传播时间。

5)用步骤3)得到的转换波等效速度和纵横波速度比，重新计算每个时窗相对准确的共转换点(CCP)号，直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上，即转换波共反射面元的宽度上，相应剖面上覆盖次数增加1；

步骤5)所述的共转换点(CCP)号计算方法与步骤3)相同；

步骤5)所述的直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上，是把这个时窗内的样点叠加在准确的共转换点(CCP)号上，以及相邻的I个共转换点(CCP)号上，I＝0，1，2，…，INT(2·m/Δx+0.5)，m为转换波共反射面元的宽度，INT表示取整；

步骤5)所述的转换波共反射面元的宽度采用以下关系式确定：

$m=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{\&Delta;m}=0\\ [1/(1-\mathrm{\&Delta;m})+0.5]& \mathrm{\&Delta;m}\&GreaterEqual;0.5\\ [1/\mathrm{\&Delta;m}+0.5]& \mathrm{\&Delta;m}<0.5\end{array}\right.---\left(5\right)$

$\mathrm{\&Delta;m}=\frac{(1+r)\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;s}}{r\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;x}}-\mathrm{INT}\left[\frac{(1+r)\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;s}}{r\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;x}}\right]$

其中：Δx为道间距，Δs为炮间距，r为纵横波速度比，INT表示取整；

步骤5)所述每个时窗，是指步骤3)所分的每一个时窗，时窗重叠，重叠时窗的重叠长度为时窗内样点数的百分比(perc)，perc取值为0-50。

6)重复步骤2)至5)直到所有的输入道叠加完毕，叠加剖面上的每个样点值除以其相对应的覆盖次数得到转换波的叠加剖面。

本发明不必先抽取CCP道集，再进行叠加，可准确的获得转换波叠加剖面，避免了复杂的计算，应用方便，得到的地震剖面波场保持好，可直接进行地震资料解释，并可用于转换波速度分析，进行质量监控，有效的确定转换波等效速度、纵横波速度比和各向异性参数。

附图说明

图1是本发明转换波传播射线路径示意图；

图2是本发明实施例转换波叠加剖面。

具体实施实例

本发明的是直接得到转换波叠加剖面的方法，通过读取道头中预置的CCP号，获得参数场中的速度等信息，直接分时窗计算该道每个样点的CCP号，再次从参数场更新该道的速度等信息，然后动校正，进行同相轴水平归位，重新计算该道每个时窗的CCP号，直接叠出叠加剖面。

本发明计算共转换点与炮点之间的水平距离实现原理如下：

(1)在均匀介质条件下，确定转换点的位置已知时，导出转换点位置的迭代解：

初始值 $x_{p0}=\frac{x\&CenterDot;r}{1+r}---\left(6\right)$

$x_p=\frac{\sqrt{1+{\left(\frac{x_p}{z}\right)}^2(1-r^2)}}{r+\sqrt{1+{\left(\frac{x_p}{z}\right)}^2(1-r^2)}}---\left(7\right)$

其中，x_p是共转换点与炮点之间的水平距离，r是纵横波速度比，z是反射界面的深度。

且： $z=\frac{\sqrt{r}}{1+r}\&CenterDot;t_{0\mathrm{ps}}\&CenterDot;v_c---\left(8\right)$

计算共转换点与炮点之间的水平距离的方法，在迭代计算过程中，整道第一个时窗内样点的x_p初始值采用公式(6)，下一个时窗内样点的初始值采用上一个时窗的x_p，这种方法极大的减少了迭代次数，提高了计算效率。

(2)在多层介质条件下，使用Thomsen(1999)推导出的共转换点近似解：

$x_p\&ap;x[c_0+c_2\frac{{\left(\frac{x}{t_{0\mathrm{ps}}{v}_{c_2}}\right)}^2}{1+c_3{\left(\frac{x}{t_{0\mathrm{ps}}{v}_{c_2}}\right)}^2}]---\left(9\right)$

$c_0=\frac{{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}}{1+r_{\mathrm{eff}}},$ $c_2=\frac{{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}({\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}{\mathrm{\&gamma;}}_0-1)(1+{\mathrm{\&gamma;}}_0)}{{2\mathrm{\&gamma;}}_0{(1+{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}})}^3},$ $c_3=\frac{c_2}{1-c_0}---\left(10\right)$

式中t_ops和

为转换波双程垂直传播时间和均方根速度，γ_eff为有效纵横波速度比。

纵横波垂向速度比

${\mathrm{\&gamma;}}_0=\frac{v_p^2}{v_{\mathrm{ps}}^2}---\left(11\right)$

式中，v_p为P波平均速度，v_ps为转换波平均速度。

层状介质条件下，已知P波和PS波的均方根速度

和

有效纵横波速度比

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}=\frac{v_{p_2}^2}{(1+{\mathrm{\&gamma;}}_0)v_{c_2}^2-v_{p_2}^2}---\left(12\right)$

以下结合附图详细说明本发明实施例。

(1)对所采集的转换波原始资料进行了预处理，进行了纵波处理，得到了纵波速度

又按公式(4)转换波进行速度分析得到转换波等效速度

和各向异性参数k_eff；

(2)按第一道叠前地震数据道头中的共转换点(CCP)号读取为转换波等效速度等参数；

(3)根据地下目的层位，把地震道分成10个时窗，地震记录是5秒，采样间隔是4毫秒，每个时窗内的样点数是125个，分时窗计算该道每个时窗内样点的共转换点(CCP)号，每个时窗的共转换点(CCP)号按每个时窗中点计算，再根据每个样点共转换点(CCP)号，共转换点位置的计算采用迭代解公式(7)，重新获得该道每个样点准确的转换波等效速度和纵横波速度比；

(4)用步骤(3)得到的精确的转换波等效速度和各向异性参数对该道按公式(4)进行动校正；

(5)用步骤(4)得到的转换波等效速度和纵横波速度比，重新计算每个时窗中心点相对准确的共转换点(CCP)号，共转换点位置的计算采用迭代解公式(7)，叠加时采用重叠时窗，重叠时窗的重叠长度为时窗内样点数的百分比(perc＝25)，这时每个时窗内的样点数是156，直接把每个时窗内的样点值叠在剖面(STACK(±I，IT))上，相应剖面上覆盖次数(FOLD(

±I，IT))增加1；

(6)重复步骤(2)至(5)直到所有的输入道叠加完毕，叠加剖面上的每个样点值除以其相对应的覆盖次数(STACK(CCP，IT)/FOLD(CCP，IT))，得到转换波的叠加剖面。

依照上述的具体实施步骤，得到了共转换点叠加剖面(图2)。

Claims (11)

1、一种直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于通过以下具体步骤实现：

1)采集原始转换波地震数据，经预处理和速度分析，得到转换波等效速度，纵横波速度比参数；

2)按第一道叠前地震数据道头中的共转换点(CCP)号读取转换波等效速度参数；

3)分时窗计算该道每个时窗内样点的共转换点(CCP)号，再根据每个样点的共转换点(CCP)号，重新获得该道每个样点准确的转换波等效速度和纵横波速度比；

4)用步骤3)得到的精确的转换波等效速度和各向异性参数对该道进行动校正；

5)用步骤3)得到的转换波等效速度和纵横波速度比，重新计算每个时窗相对准确的共转换点(CCP)号，直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上，相应剖面上覆盖次数增加1，共转换点(CCP)号计算方法与步骤3)相同；

步骤5)所述的直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上是转换波共反射面元的宽度上；

6)重复步骤2)至5)直到所有的输入道叠加完毕，叠加剖面上的每个样点值除以其相对应的覆盖次数得到转换波的叠加剖面。

2、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤3)所述的分时窗计算该道每个时窗内样点的共转换点(CCP)号的方法是将该道分成多个时窗，时窗个数＝道长/时窗长度，时窗不重叠，按时窗内中心点计算该时窗内所有样点的共转换点(CCP)号。

3、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤3)所述的转换波等效速度和纵横波速度比是预先速度分析得到的转换波均方根速度、纵波均方根速度

、各向异性参数k_eff和纵横波速度比r。

4、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤3)所述的共转换点(CCP)号按工区面元划分，与常规处理中纵波共中心点(CMP)号一致。

5、根据权利要求1或4所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤3)所述的共转换点(CCP)号是由下述方法计算的：

x_C＝x_M+D    (1)

式中x_M、x_C为共中心点(CMP)和共转换点(CCP)点的水平坐标，D为转换点偏离中心点的水平距离

$D=x_p-\frac{x}{2}---\left(2\right)$

式中x_p共转换点与炮点之间的水平距离，

已知共中心点(CMP)号

，计算相应的共转换点(CCP)号

$j_{x_C}={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_C}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)$

$={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_M+D}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)---\left(3\right)$

$=j_{x_M}+{\mathrm{INT}}_n\left(\frac{D}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)$

其中：INT_n表示取最接近的整数，取整隐含做面元化处理，Δx_m为工区面元大小。

6、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤3)所述的共转换点与炮点之间的水平距离，采用迭代解公式(7)计算时，在迭代计算过程中，整道第一个时窗内样点的x_p初始值采用公式(6)，下一个时窗内样点的初始值采用上一个时窗的x_p，

初始值 $x_{p0}=\frac{x\&CenterDot;r}{1+r}---\left(6\right)$

$x_p=\frac{\sqrt{1+{\left(\frac{x_p}{z}\right)}^2(1-r^2)}}{r+\sqrt{1+{\left(\frac{x_p}{z}\right)}^2(1-r^2)}}---\left(7\right)$

其中，x_p是共转换点与炮点之间的水平距离，r是纵横波速度比，z是反射界面的深度 $z=\frac{\sqrt{r}}{1+r}\&CenterDot;t_{0\mathrm{ps}}\&CenterDot;v_c.$

7、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤4)所述的动效正是采用简化的各向异性4阶转换波时距曲线动校正公式：

$t_{\mathrm{ps}}^2=t_{0\mathrm{ps}}^2+\frac{x^2}{v_c^2}-{2k}_{\mathrm{eff}}\frac{x^4}{v_c^2[t_{0\mathrm{ps}}^2{v}_c^2+{4k}_{\mathrm{eff}}{x}^2]}---\left(4\right)$

式中，v_c转换波的动校正速度，x为偏移距，即炮点到检波点的水平距离，t_ps表示转换波在炮检距x时的传播时间，t_0ps表示转换波双程垂直传播时间。

8、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤5)所述的直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上，是把这个时窗内的样点叠加在准确的共转换点(CCP)号(

)上，以及相邻的I个共转换点(CCP)号上，I＝0，1，2，…，INT(2·m/Δx+0.5)，m为转换波共反射面元的宽度，INT表示取整。

9、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤5)所述的转换波共反射面元的宽度采用以下关系式确定：

$m=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{\&Delta;m}=0\\ [1/(1-\mathrm{\&Delta;m})+0.5]& \mathrm{\&Delta;m}\&GreaterEqual;0.5\\ [1/\mathrm{\&Delta;m}+0.5]& \mathrm{\&Delta;m}<0.5\end{array}\right.---\left(5\right)$

$\mathrm{\&Delta;m}=\frac{(1+r)\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;s}}{r\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;x}}-\mathrm{INT}\left[\frac{(1+r)\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;s}}{r\&CenterDot;\mathrm{\&Delta;x}}\right]$

其中：Δx为道间距，Δs为炮间距，r为纵横波速度比，INT表示取整I＝0，1，2，…，INT(2·m/Δx+0.5)，m为转换波共反射面元的宽度。

10、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤5)所述每个时窗，是指步骤3)所分的每一个时窗，时窗重叠，重叠时窗的重叠长度为时窗内样点数的百分比(perc)，perc取值为0-50。

11、根据权利要求1所述的直接得到转换波叠加剖面的方法，其特征在于步骤5)所述的直接把每个时窗内的样点值叠在剖面上是转换波共反射面元的宽度上。

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