CN102043167B - 一种曲面地表地震资料速度分析的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种曲面地表地震资料速度分析的方法，属于地震勘探资料处理方法技术领域，本发明涉及针对地形起伏剧烈地区地震资料的叠加速度分析。为了突破常规基于水平层状介质和浮动基准面的速度分析技术在地形起伏剧烈地区应用条件、应用效果都受到一定的限制，本发明给出了一种基于曲地表的叠加速度分析方法，避免了常规静校正对常规速度分析结果的影响，解决了起伏地表速度分析时大的地表高差问题及反射点弥散问题，旅行时计算更为准确。本发明为地表起伏剧烈地区地震资料的速度分析提供了一种实用的技术手段，为基于曲地表的叠加与偏移成像提供了更为精确的基础资料。

Description

一种曲面地表地震资料速度分析的方法

技术领域

本发明属于地震勘探资料处理方法技术领域，本发明涉及针对地形起伏剧烈地区地震资料的叠加速度分析。 

背景技术

我国以陆地地震资料为主，尤其近年来山地地震勘探较多，山区地表高差大，有时可达数百米乃至上千米，基岩经常出露于地表，地表及/或高速层顶界面起伏剧烈，常规速度分析方法与浮动基准面的速度分析技术在这些地区的应用条件、应用效果都受到一定的限制。 

常规速度分析方法是基于水平层状介质，要求炮点、检波点在同一基准面上，在分析之前需要进行静校正处理，这会引起以下两个主要问题：①它基于地表一致性假设，在地表起伏剧烈的山区就难以满足；②在地表起伏剧烈地区计算的静校正量往往较大，这种时移较大地改变了t₀，但没有还原相应的双曲线形态，造成速度分析的误差较大。 

采用平均静校正量的浮动基准面的处理技术在地表起伏地区的确提高了速度分析的精度和成像质量，但是当地形起伏剧烈时，高频分量仍受地形影响较大，给速度分析结果造成的误差是不容忽视的，使得它在此类地区的应用受到一定的限制。还有，RG线与高程之间的确切关系目前尚不十分明确，以及能否将该速度模型直接用于基于曲地表的成像仍值得商榷。在由平滑地表高程或高 速层顶界面确定的浮动基准面上采用常规速度分析方法更不适于地形起伏剧烈地区。 

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，研发了一种曲面地表地震资料速度分析的方法。本发明给出一种基于曲地表的叠加速度分析方法，其目的在于避免常规静校正对常规速度分析结果的影响，同时解决起伏地表速度分析时大的地表高差问题及地表高差引起反射点弥散的问题，旅行时计算较为准确，这为地表起伏剧烈地区地震资料的精确速度分析提供了一种实用的技术手段，为基于曲地表的叠加与偏移成像处理提供了更为精确的基础资料。 

本发明所采用的技术方案为， 

①.拾取曲地表地震资料，并进行预处理； 

②.建立曲地表CMP道集反射波的旅行时方程： 

对于弯曲地表，CMP点到反射界面的垂直距离为h_m，炮点、检波点到CMP点的高差分别记作h_sm、h_rm，曲地表CMP道集反射波的旅行时方程可近似地表示为 

$t^2\≈{(t_0+\frac{h_{\mathrm{sm}}}{v_s}+\frac{h_{\mathrm{rm}}}{v_s})}^2+\frac{x^2}{v_s^2}---\left(1\right)$

式中， $t_0=\frac{{2h}_m}{v},$ x为炮检距，v_s为叠加速度；当只有一个水平反射界面时，(1)式是精确的表达式，v_s则变为层速度； 

③.建立速度谱模型 

对于CMP道集，第i道、时窗长度τ＝M·Δ(Δ为时间采样间隔)内第j个采样处的振幅值A_i，j(v₁)，时窗内的样点数目为M，CDP点上非零值的总道数为N，用(1)式得到曲地表反射波的旅行时间，用(2)式计算速度谱；

$S_n\left(v_1\right)=\frac{\underset{j=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{i,j}\left(v_1\right)\right)}^2}{N\underset{j=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A^2}_{i,j}\left(v_1\right)}---\left(2\right)$

④.输出速度数据。 

本发明提出的基于曲地表的叠加速度分析方法，运用曲地表反射波旅行时方程计算反射波旅行时，能适于地形起伏剧烈地区。理论模型数据和实际地震资料测试结果表明计算的旅行时和分析的速度值精度都较高。这为地表起伏剧烈地区地震资料的速度分析提供了一种较为实用的手段，并为基于曲地表的叠加与偏移成像提供了更为精确的基础资料。 

附图说明

图1为理论模型数据正演建立的速度模型； 

图2为根据不同速度分析方法分析的速度函数，其中，图2(a)常规方法，图2(b)浮动基准面方法，图2(C)本发明； 

图3为根据不同速度分析方法分析在分析点(图1中的圆圈处)的速度谱，其中图3(a)常规方法，图3(b)浮动基准面方法图3(c)本发明 

图4是速度分析结果的叠加效果图，其中图4(a)速度模型来自本发明，图4(b)速度模型来自常规方法 

上述各幅附图将结合具体实施方式中加以说明 

具体实施方式

对理论模型数据测试：理论模型数据正演的速度模型见图1，地表最大高差达600米，地下只有一个水平的反射界面，层速度为2500m/s。合成地震记录中反射波同相轴形态受地形起伏影响明显。沿线分别用常规方法、浮动基准面方法和本发明分析的速度函数见图2。对比可以看出，相对于前两种方法，本发明分析的结果受地形影响最小，最接近实际情况。对于图1点圆圈所指示的某点，分别用常规方法、浮动基准面方法和本发明计算的速度谱见图3，对比可以看出，本发明计算的速度谱能量聚焦最好，速度分析误差接近零。 

对实际地震数据测试：用本发明对某山地地区2D实际地震数据进行了实际应用，该地区地形起伏剧烈。用本发明分析的速度模型和常规速度分析方法分析的速度模型分别叠加的剖面见图4(a)和(b)。对比可以看出用本发明在地形起伏剧烈地区分析的速度模型对叠加效果有了明显的改善。 

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。 

Claims (1)

1.一种曲面地表地震资料速度分析的方法，其特征在于，本方法为一种基于曲面地表的叠加速度分析方法，基于曲面地表地震资料，运用曲面地表CMP道集反射波的旅行时方程得到反射波旅行时，并建立叠加速度模型；

所述方法包括，

①.拾取曲面地表地震资料，并进行预处理；

②.建立曲面地表CMP道集反射波的旅行时方程：

对于曲面地表，CMP点到反射界面的垂直距离为h_m，炮点、检波点到CMP点的高差分别记作h_sm、h_rm，曲面地表CMP道集反射波的旅行时方程可近似地表示为

$t^2\≈{(t_0+\frac{h_{\mathrm{sm}}}{v_s}+\frac{h_{\mathrm{rm}}}{v_s})}^2+\frac{x^2}{v_s^2}---\left(1\right)$

式中，

x为炮检距，v_s为叠加速度；当只有一个水平反射界面时，（1）式是精确的表达式，v_s则变为层速度；

③.建立速度谱模型

对于CMP道集，第i道、时窗长度τ=M·Δ，Δ为时间采样间隔，内第j个采样处的振幅值A_i，j(v₁)，时窗内的样点数目为M，CMP点上非零值的总道数为N，用(1)式得到曲面地表反射波的旅行时间，用（2）式计算速度谱；

$S_n\left(v_1\right)=\frac{\underset{j=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{i,j}\left(v_1\right)\right)}^2}{N\underset{j=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{A^2}_{i,j}\left(v_1\right)}---\left(2\right)$

④.输出速度数据。

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