CN102236104A - 三维密度变速地震反射空校方法 - Google Patents

Abstract

重力-地震勘探的数据处理中三维密度变速地震反射空校方法，利用地震速度数据体计算各反射层的厚度和底界海拔埋深，利用重力三维剩余密度体数据计算厚度和底界深度，对公共区域的重力三维剩余密度数据进行插值，各地震测点下的各反射层进行密度校正，根据新的层速度计算反射层厚度，按坐标得到每一地震层校正前后的反射层速度、平均速度和埋深，获得到经过三维密度变速地震反射空校的结果。本发明改进了地震速度的效果，提高了反射层速度的精度，解决了复杂区实际地质问题。

Description

三维密度变速地震反射空校方法

技术领域

本发明属于地球物理勘探方法，涉及重力-地震勘探的数据处理技术，具体是一种三维密度变速地震反射空校方法。

背景技术

地震勘探是利用地下地层层速度差异引起相应的反射波特征。现行地震勘探中反射层速度观测和研究是基于地震勘探方法建立的，即通过地震反射能量速度扫描等技术实现，因而在地震资料品质差的地区，无法进行有效的速度扫描，观测困难，甚至造成速度失真。在一些山区或构造复杂地区，地震勘探的反射层的速度受种种因素的影响，精度降低，导致地质模型的畸变，其结果与实际的差异较大，无法满足石油勘探对复杂地区的需要。

重力勘探是油气勘探中的另一种方法，它是针对地下地层密度差异引起对应的重力异常进行测量和分析，用于研究地质构造。

目前采用的三维密度分布是重力勘探获得的三维反演结果，比以往的二维反演技术更进一步。但在以往的地震速度勘探中很少利用重力勘探获得的三维反演结果，也没有利用三维密度对地震的反射层速度进行校正，而提高重力资料利用价值和提高地震勘探成功率的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重力与地震联合勘探，提高反射层速度的精度，解决复杂区实际地质问题的三维密度变速地震反射空校方法。

本发明采用以下技术步骤实现：

1)野外采集的重力数据和地震数据，分别处理得到三维剩余密度数据体和地震速度数据体；

步骤1)所述的三维剩余密度数据体为坐标X、坐标Y、坐标Z、剩余密度Δσ，坐标Z为地下半空间某一剖分长方体单元的中心海拔，剩余密度Δσ为该剖分单元的相对正负值，单位为g/cm³。

步骤1)所述的地震速度数据体为坐标X、坐标Y、反射层名LName、反射层的反射时间T，单位为毫秒、反射层的层速度V、平均速度Va、反射层相对于统一基准面Height的底界埋深D。

2)利用地震速度数据体数据计算各反射层的厚度和底界海拔埋深；

步骤2)所述的地震速度数据体计算是确定数据体的坐标点数，每个坐标点的坐标及该位置下面的地震反射层数目，循环地震速度数据体。

步骤2)按照下式计算各层的厚度Thick_i：

Thick_i＝T_i*V_i/2000；

按照下式计算各层的厚度相加得到各层的深度D_i：

D_i＝(Thick₁+Thick₂+…+Thick_i)；

按照下式计算各层的海拔埋深D_i：

D_i＝Height-D_i；

式中：地震各层的反射时间为T_i，层速度为V_i，统一基准面为Height。

3)利用重力三维剩余密度体数据计算厚度和底界深度；

步骤3)所述的计算是首先确定数据体的记录数和求取数据体在空间三个方向上的循环数，再循环读取重力三维剩余密度体数据。

步骤3)所述的厚度为剖分单元的厚度GThick，底界深度为该剖分单的底界海拔GD，按照下式计算：

GThick₁＝Z₁-Z₂，GD₁＝Z₁-(Z₁-Z₂)/2；GThick_i＝2*(GD_i-1-Z_i)，GD_i＝Z_i-GThick_i/2

式中Z₁，Z₂，……，Z_i，分别为三维剩余密度数据体中地下第一，第二，……，第i层剖分长方体单元的中心海拔。

4)对公共区域的重力三维剩余密度数据进行插值；

步骤4)所述的插值是依据地震速度数据体的坐标位置，对重力三维剩余密度数据体进行插值，计算出地震数据体所在位置的三维剩余密度。

步骤4)所述的插值为一元三次自然样条插值：先沿x方向以纵向坐标Y为变量对三维剩余密度数据Δσ进行插值得到Δσ_x，再沿y方向以横坐标X为变量对Δσ_x进行插值，得到地震数据体所在位置的三维剩余密度Δσ_{x y}。

5)对公共区域内的各地震测点下的各反射层进行密度校正；

步骤5)密度校正是首先由下式计算出层密度σ₀：σ₀＝0.31*V_i ^1/4；式中：V_i层速度；再用层密度σ₀加重力三维剩余演密度Δσ(Δσ为地震反射层中的各重力剖分单元的重力三维剩余演密度Δσ_xy按厚度加权平均所得)得到新的层密度σ₁；将σ₁再代入上式得到校正后的新层速度NewV_i(即：NewV_i＝(σ₁/0.31)⁴)。

6)根据新的层速度按照下式计算反射层厚度NewThick_i：

NewThick_i＝T_i*NewV_i/2000；

按照下式计算反射层界面埋深NewD_i：

NewD_i＝(NewThick₁+NewThick₂+…+NewThick_i)；

按照下式计算反射层的新的平均速度NewVa：

NewVa＝NewD_i*2/T_i；

7)按坐标得到每一地震层校正前后的反射层速度、平均速度和埋深，获得到经过三维密度变速地震反射空校的结果。

步骤7)所述的按坐标得到每一地震层校正前后的反射层速度、平均速度和埋深地震速度数据体为坐标X，坐标Y，反射层名LName，反射层的反射时间T、校正前反射层的层速度V、平均速度Va、底界埋深D，校正后反射层的层速度NewV、平均速度NewVa、底界埋深NewD。

本发明具有改进地震速度的效果，应用于重力三维剩余密度数据体对地震的反射层速度进行校正，提高了反射层速度的精度，解决了复杂区实际地质问题。

附图说明

图1本发明使用的原始构造区三维剩余密度分布图(单位为g/cm³)；

图2本发明处理后的构造区变速等深对比图，a.地震速度变速等深图，b.三维密度变速等深图；

图3图2a与b的叠合对比图；

图4本发明处理后的构造区T8反射层平均速度对比图，a.地震T8反射层平均速度，b.三维密度变速后T8反射层平均速度，c.a与b的叠合对比图。

具体实施方式

本发明使用的原始三维剩余密度体，包括坐标X，坐标Y，坐标Z，剩余密度Δσ(如图1)和地震速度数据体，包括坐标X，坐标Y，反射层名LName、反射层时间T、反射层速度V、平均速度Va、反射层界面埋深H等数据。

1)使用地震速度数据体：即坐标X，坐标Y，反射层名LName、及各反射层时间T、反射层速度V、平均速度Va、反射层界面埋深H等数据，并计算各反射层的厚度D。

2)使用重力三维剩余密度体数据：坐标X，坐标Y，坐标Z，三维剩余密度Δσ，并计算重力三维剩余密度数据的底界深度GD、厚度GThick。

3)依据地震速度数据体的坐标位置，对该坐标点用一元三次自然样条法作剩余密度插值，计算出地震数据体所在位置的三维剩余密度Δσ_xy。

4)分别计算第一层到第六层各层的新层速度。先由地震的层速度(Vi，i＝1、2、3、4、5、6)按σ0＝0.31*Vi^0.25公式计算出各层的层密度σ₀；对地震层中各重力剖分单元的三维剩余密度Δσ_xy按厚度加权平均得到Δσ；新的层密度为σ₁＝σ₀+Δσ；计算校正后的新层速度，即NewV_i＝(σ₁/0.31)⁴，i分别等于1、2、3、4、5、6。

5)根据校正后的新层速度计算出反射层厚度Thick_i＝T_i*NewV_i/2000，(i分别等于1、2、3、4、5、6)，第六反射层新的底界埋深NewD₆＝(NewThick₁+NewThick₂+NewThick₃+NewThick₄+NewThick₅+NewThick₆)，第六反射层的新的平均速度Va₆＝NewD₆*2/T₆。

6)得到各个坐标点的计算结果：经过校正后的第六反射层的底界埋深NewD₆、平均速度Va₆，见图2、图3、图4。

Claims (11)

1.一种三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于采用以下技术步骤实现：

1)野外采集的重力数据和地震数据，分别处理得到三维剩余密度数据体和地震速度数据体；

2)利用地震速度数据体数据计算各反射层的厚度和底界海拔埋深；

3)利用重力三维剩余密度体数据计算厚度和底界深度；

4)对公共区域的重力三维剩余密度数据进行插值；

5)对公共区域内的各地震测点下的各反射层进行密度校正；

6)根据新的层速度按照下式计算反射层厚度NewThick_i：

NewThick_i＝T_i*NewV_i/2000；

按照下式计算反射层界面埋深NewD_i：

NewD_i＝(NewThick₁+NewThick₂+…+NewThick_i)；

按照下式计算反射层的新的平均速度NewVa：

NewVa＝NewD_i*2/T_i；

7)按坐标得到每一地震层校正前后的反射层速度、平均速度和埋深，获得到经过三维密度变速地震反射空校的结果。

2.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤1)所述的三维剩余密度数据体为坐标X、坐标Y、坐标Z、剩余密度Δσ，坐标Z为地下半空间某一剖分长方体单元的中心海拔，剩余密度Δσ为该剖分单元的相对正负值，单位为g/cm³。

3.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤1)所述的地震速度数据体为坐标X、坐标Y、反射层名LName、反射层的反射时间T，单位为毫秒、反射层的层速度V、平均速度Va、反射层相对于统一基准面Height的底界埋深D。

4.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤2)所述的地震速度数据体计算是确定数据体的坐标点数，每个坐标点的坐标及该位置下面的地震反射层数目，循环地震速度数据体。

5.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤2)按照下式计算各层的厚度Thick_i：

Thick_i＝T_i*V_i/2000；

按照下式计算各层的厚度相加得到各层的深度D_i：

D_i＝(Thick₁+Thick₂+…+Thick_i)；

按照下式计算各层的海拔埋深D_i：

D_i＝Height-D_i；

式中：地震各层的反射时间为T_i，层速度为V_i，统一基准面为Height。

6.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤3)所述的计算是首先确定数据体的记录数和求取数据体在空间三个方向上的循环数，再循环读取重力三维剩余密度体数据。

7.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤3)所述的厚度为剖分单元的厚度GThick，底界深度为该剖分单的底界海拔GD，按照下式计算：

GThick₁＝Z₁-Z₂，GD₁＝Z₁-(Z₁-Z₂)/2；GThick_i＝2*(GD_i-1-Z_i)，GD_i＝Z_i-GThick_i/2

式中Z₁，Z₂，……，Z_i，分别为三维剩余密度数据体中地下第一，第二，……，第i层剖分长方体单元的中心海拔。

8.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤4)所述的插值是依据地震速度数据体的坐标位置，对重力三维剩余密度数据体进行插值，计算出地震数据体所在位置的三维剩余密度。

9.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤4)所述的插值为一元三次自然样条插值：先沿x方向以纵向坐标Y为变量对三维剩余密度数据Δσ进行插值得到Δσ_x，再沿y方向以横坐标X为变量对Δσ_x进行插值，得到地震数据体所在位置的三维剩余密度Δσ_xy。

10.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤5)密度校正是首先由下式计算出层密度σ₀：σ₀＝0.31*V_i ^1/4；式中：V_i层速度；再用层密度σ₀加重力三维剩余演密度Δσ(Δσ为地震反射层中的各重力剖分单元的重力三维剩余演密度Δσ_xy按厚度加权平均所得)得到新的层密度σ₁；将σ₁再代入上式得到校正后的新层速度NewV_i(即：NewV_i＝(σ₁/0.31)⁴)。

11.权利要求1的三维密度变速地震反射空校方法，其特征在于步骤7)所述的按坐标得到每一地震层校正前后的反射层速度、平均速度和埋深地震速度数据体为坐标X，坐标Y，反射层名LName，反射层的反射时间T、校正前反射层的层速度V、平均速度Va、底界埋深D，校正后反射层的层速度NewV、平均速度NewVa、底界埋深NewD。

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