CN102692648A - 一种基于大炮初至的折射波剩余静校正方法 - Google Patents

Abstract

一种在地震勘探中基于大炮初至的折射波剩余静校正方法，将基准面静校正加到野外拾取地震初至时间数据体上，得到新的地震初至时间数据体，然后在共炮点道集和共检波点道集的正负偏移距上，分别划分折射层范围，对该道集正负偏移距上的折射层的初至时间与偏移距进行拟合，得到各地震道的拟合初至时间，求取二者的拟合时差，对所有检波点和炮点的拟合时差各自计算，平均值为各检波点和炮点的剩余静校正。本发明针对在复杂地区折射层复杂和地震资料信噪比较低的情况下，在现场微机上计算处理，可提高基准面静校正精度。

Description

一种基于大炮初至的折射波剩余静校正方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，是一种基于大炮初至的折射波剩余静校正方法。

背景技术

静校正是对地震资料所作的校正，用于补偿由高程、风化层厚度以及风化层速度产生的影响，把资料校到一个指定的基准面上。其目的通常是获得在一个平面上进行采集，且没有风化层或低速介质存在时的反射波到达时间。它是一种地震勘探中消除近地表影响从而提高地震反射波成像质量的主要数据处理方法。

2004年井西利等人公开了一种自适应混合反演剩余静校正的方法，针对剩余静校正问题的非线性特点，分析了已有的线性反演及非线性反演方法的优缺点，在此基础上提出了一种计算效率较高、搜寻全局最优解的混合反演方法。即在求解过程中每次扰动采用线性寻优方法搜寻局部最优解，在迭代过程中采用模拟退火法随机搜寻，就可以用较少的迭代次数搜寻全局最优解。还提出了反演参数的选取方法，使得该法具有自适应的特点。理论分析和数值计算表明，该方法不仅解决了剩余静校正较强的非线性全局优化问题，而且提高了计算效率。

2005年李全胜等人公开了一种基于模型道的地表一致性剩余静校正方法，论述了模型道的构造方法，将剩余静校正问题作为广义线性反问题来求解炮点和检波点剩余静校正量。通过实际资料应用效果表明，这种方法能够很好地解决较复杂地区地震资料的剩余静校正问题。

2006年段云卿公开了一种折射波剩余静校正方法，利用折射波信噪比高的特点，将反射波剩余静校正原理应用于折射波处理，通过交互手段，逐段估算折射波的速度，用合适的速度对地震记录进行线性动校正，在共炮点或共中心点道集上，用相关方法计算各道与模型道时差，再用统计方法计算出各炮点及检波点的剩余静校正量。

上述技术都依赖地震处理系统，即需要在对地震资料进行一定处理后才能应用，所要计算的数据量大，要求地震资料具有较高的信噪比，以便于模型道的制作和相关计算的时差准确，三种方法对软件和硬件都提出了较高要求，如需要配置工作站和资料处理系统，一般只能在资料处理中心进行，野外现场无法在微机上实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对在复杂地区折射层复杂和地震资料信噪比较低的情况下，在现场微机上计算处理，提高基准面静校正精度的基于大炮初至的折射波剩余静校正方法。

本发明通过以下具体步骤实现：

1)利用表层资料或者大炮初至资料进行基准面静校正；

步骤1)所述的基准面静校正对于表层资料是采用小折射或微测井对勘探工区进行表层结构调查，得到各调查点的表层结构数据，采用层间关系系数建立表层模型；对于大炮初至资料是先拾取野外生产的大炮初至时间，采用折射反演或层析反演方法建立表层模型，在统一定义水平基准面和填充速度后，由建立的表层模型数据计算基准面静校正。

2)对拾取的所有地震道的初至时间数据施加该地震道对应的炮点和检波点的基准面静校正，生成新的地震道的初至时间数据T_s，j；

步骤2)所述的基准面静校正是将每一地震道的初至时间加上该地震道对应的检波点的静校正和炮点的静校正。

3)生成共检波点道集对应的地震道的初至时间数据T_r，k；

步骤3)所述的生成地震道的初至时间数据是按炮点的地面位置进行顺序排序，抽取该炮中含有某指定检波点的地震道的初至时间，按正负炮检距的大小进行排序，得到某共检波点道集的初至时间。

4)在所有共炮点道集的正负偏移距上根据折射速度的大小和分布范围分别划分出一个折射层的范围，对每个正负偏移距上指定折射层范围内各检波点的偏移距与初至时间分别进行线性拟合或二次曲线拟合，得到每个炮点道集内各检波点的拟合初至时间

拟合前初至时间为T_s，j，由用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到每个道集指定折射层范围内各检波点处的初至拟合时差；

步骤4)所述的各检波点处的初至拟合时差为Δt_s，j＝T′_s，j-T_s，j，

Δt_s，j为s炮点时j检波点处地震道的初至拟合时差，用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到；

T′_s，j为s炮点时j检波点处采用数据拟合计算的地震道的拟合初至时间；

T_s，j为s炮点时j检波点处地震道拟合前的初至时间。

5)计算检波点剩余静校正： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{Rt}}_j=\underset{s=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_{s,j}$

上式中：ΔRt_j：为检波点j点的剩余静校正(ms)；

s表示测线内炮点的位置编号，范围为在该炮点道集上计算检波点j点的初至拟合时差的炮点个数n；

j表示测线内检波点的位置编号，范围为从第一个检波点到最后一个检波点m；

Δt_s，j为第s炮时检波点j处的初至拟合时差(ms)；

6)在由步骤3)生成的所有共检波点道集上的正负偏移距上根据折射速度的大小和分布范围分别划分出一个折射层的范围，对每个正负偏移距上指定折射层范围内各炮点对应的炮检距与初至时间分别进行拟合，得到每个共检波点道集内各炮点处拟合后的初至时间

拟合前初至时间为T_r，k，由此计算出每个共检波点道集上指定折射层范围内各炮点对应的地震道的初至拟合时差；

步骤6)所述的各炮点对应的地震道的初至拟合时差为Δt_r，k＝T′_r，k-T_r，k，

Δt_r，k为r炮点时k检波点处地震道的初至拟合时差，用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到；

T′_r，k为r炮点时k检波点处采用数据拟合计算的地震道的拟合初至时间；

T_r，k为r炮点时k检波点处地震道拟合前的初至时间。

7)计算炮点剩余静校正量： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{St}}_r=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_{r,k}$

式中：

ΔSt_r：为炮点r点的剩余静校正(ms)

r表示测线内炮点的位置编号，范围为第一炮1到最后一炮n；

k表示测线内检波点的位置编号，范围为在该检波点道集上计算了炮点r的初至拟合时差的所有检波点数m；

Δt_r，k为共k检波点道集时炮点j处的初至拟合时差(ms)

8)将由步骤5)和步骤7)得到的检波点剩余静校正和炮点剩余静校正用于地震资料的处理。

本发明不依赖地震处理系统，计算的数据量小，对地震资料信噪比要求不高，在野外现场可以在微机上应用。经过本发明处理的剖面的信噪比得到明显提高，浅、中、深层的反射波同相轴得到加强，连续性更好，提高了整个剖面的质量。

附图说明

图1是本发明实施例二维测线的基准面静校正量曲线；

图2是本发明实施例二维测线的剩余静校正量曲线；

图3是本发明实施例二维测线应用基准面静校正(左)与基准面静校正和剩余静校正(右)剖面对比。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明。

本发明依据在同一折射层内的初至时间在应用基准面静校正后的理想情况下与偏移距应该呈近似线性或光滑的关系，提出通过偏移距-初至时间数据拟合求取拟合初至时差，然后采用统计方法计算静校正高频成分的剩余静校正方法。

本发明将计算的基准面静校正施加到野外拾取的地震初至时间数据体上，得到一个新的地震初至时间数据体，然后在共炮点道集和共检波点道集的正负偏移距上，分别选择划分折射层范围，对该道集正负偏移距上的折射层的初至时间与偏移距进行拟合(线性拟合、曲线拟合等其它数据拟合方式)，得到各地震道的拟合初至时间，然后求取二者的拟合时差，最后对所有检波点和炮点的拟合时差各自进行统计计算，其平均值即为各检波点和炮点的剩余静校正。

1)利用表层资料或者大炮初至资料进行基准面静校正；

步骤1)所述的基准面静校正对于表层资料是采用小折射或微测井对勘探工区进行表层结构调查，得到各调查点的表层结构数据，采用层间关系系数建立表层模型；对于大炮初至资料是先拾取野外生产的大炮初至时间，采用折射反演或层析反演方法建立表层模型，在统一定义水平基准面和填充速度后，由建立的表层模型数据计算基准面静校正。在本发明实施例中，先对该测线所有的大炮记录拾取0-3500m偏移距内的地震道的初至时间，然后利用折射方法反演建立该测线的表层模型，在定义基准面海拔高度和填充速度后根据表层模型计算该测线的基准面静校正量。

2)对拾取的所有地震道的初至时间数据施加该地震道对应的炮点和检波点的基准面静校正，生成新的地震道的初至时间数据T_s，j；

步骤2)所述的基准面静校正是将每一地震道的初至拾取时间加上该地震道对应的检波点的静校正和炮点的静校正，检波点和炮点的静校正是由步骤1)计算得到的基准面静校正。

3)生成共检波点道集对应的地震道的初至时间数据T_r，k；

步骤3)所述的生成地震道的初至时间数据是按炮点的地面位置进行顺序，抽取该炮记录中含有某指定检波点的地震道的初至时间，按正负炮检距的大小进行排序，得到某共检波点道集的初至时间，按照本方法可生成本测线所有共检波点道集按正负偏移距大小排序的地震道的初至时间。

4)在所有共炮点道集的正负偏移距上根据折射速度的大小和分布范围分别划分出一个折射层的偏移距范围，对每个正负偏移距上指定折射层范围内各检波点的偏移距与初至时间分别进行线性拟合或二次曲线拟合，得到每个炮点道集内折射层范围内的各检波点地震道的拟合初至时间

拟合前检波点地震道的初至时间为T_s，j，用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到每个道集指定折射层范围内各检波点处的初至拟合时差Δt_s，j＝T′_s，j-T_s，j；

Δt_s，j为s炮点时j检波点处地震道的初至拟合时差，即用拟合初至时间减去拟合前的初至时间；

T′_s，j为s炮点时j检波点处采用数据拟合计算的地震道的拟合初至时间；

T_s，j为s炮点时j检波点处地震道拟合前的初至时间。

5)计算检波点剩余静校正： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{Rt}}_j=\underset{s=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_{s,j}$

上式中：ΔRt_j：为检波点j点的剩余静校正(ms)；

s表示测线内炮点的位置编号，范围为在该炮点道集上计算了检波点j点的初至拟合时差的炮点个数n；

j表示测线内检波点的位置编号，范围为从第一个检波点到最后一个检波点m；

Δt_s，j为第s炮时检波点j处的初至拟合时差(ms)；

6)在由步骤3)生成的所有共检波点道集上的正负偏移距上根据折射速度的大小和分布范围分别划分出一个折射层的范围，对每个正负偏移距上指定折射层范围内各炮点对应的炮检距与初至时间分别进行拟合，得到每个共检波点道集内各炮点处拟合后的初至时间

拟合前初至时间为T_r，k，由此计算出每个共检波点道集上指定折射层范围内各炮点对应的地震道的初至拟合时差Δt_r，k＝T′_r，k-T_r，k；

Δt_r，k为r炮点时k检波点处地震道的初至拟合时差，即用拟合初至时间减去拟合前的初至时间；

T′_r，k为r炮点时k检波点处采用数据拟合计算的地震道的拟合初至时间；

T_r，k为r炮点时k检波点处地震道拟合前的初至时间。

7)计算炮点剩余静校正量： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{St}}_r=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_{r,k}$

式中：

ΔSt_r：为炮点r点的剩余静校正(ms)

r表示测线内炮点的位置编号，范围为第一炮1到最后一炮n；

k表示测线内检波点的位置编号，范围为在该检波点道集上计算了炮点r的初至拟合时差的所有检波点数m；

Δt_r，k为共k检波点道集时炮点j处的初至拟合时差(ms)

图2为采用步骤5)和步骤7)计算的本发明实施例的剩余静校正量。

8)将由步骤5)和步骤7)得到的检波点剩余静校正和炮点剩余静校正用于该测线的资料处理。

图1为本发明应用目标区某测线的野外基准面静校正量图。图1为本发明应用目标区采用大炮初至折射反演表层模型计算的基准面静校正量图。图2为本发明应用目标区某测线应用本方法计算的剩余静校正量图。图2为本发明应用目标区图1测线应用本发明方法计算的剩余静校正量图。从图1和图2对比可以看出，基准面静校正的精度较低，经本发明计算的剩余静校正后，其高频成分得到恢复，并且十分丰富。

本发明用于地震资料处理前后的剖面效果对比见图3，图3为目标区某二维测线的现场处理剖面对比，图3中左图部分为应用基准面静校正后的地震叠加剖面，图3中右图部分为应用基准面静校正和本发明计算的剩余静校正后的地震叠加剖面，从应用基准面静校正的剖面来看，剖面的信噪比较低、反射波连续性差，而在经过应用剩余静校正的剖面来看，剖面的信噪比得到明显提高，浅、中、深层的反射波同相轴得到加强，连续性更好，原来不连续的反射波也变得连续，原来没有反射的地方也出现了反射波，提高了整个剖面的处理质量，可见本发明计算的剩余静校正进一步提高了基准面静校正的精度，地震剖面成像质量和信噪比都得到提高和改善。

Claims (6)

1.一种基于大炮初至的折射波剩余静校正方法，特点是通过以下具体步骤实现：

1)利用表层资料或者大炮初至资料进行基准面静校正；

2)对拾取的所有地震道的初至时间数据施加该地震道对应的炮点和检波点的基准面静校正，生成新的地震道的初至时间数据T_s，j；

3)生成共检波点道集对应的地震道的初至时间数据T_r，k；

4)在所有共炮点道集的正负偏移距上根据折射速度的大小和分布范围分别划分出一个折射层的范围，对每个正负偏移距上指定折射层范围内各检波点的偏移距与初至时间分别进行线性拟合或二次曲线拟合，得到每个炮点道集内各检波点的拟合初至时间

拟合前初至时间为T_s，j，由用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到每个道集指定折射层范围内各检波点处的初至拟合时差；

5)计算检波点剩余静校正： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{Rt}}_j=\underset{s=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_{s,j};$

上式中：ΔRt_j：为检波点j点的剩余静校正(ms)；

s表示测线内炮点的位置编号，范围为在该炮点道集上计算检波点j点的初至拟合时差的炮点个数n；

j表示测线内检波点的位置编号，范围为从第一个检波点到最后一个检波点m；

Δt_s，j为第s炮时检波点j处的初至拟合时差(ms)；

6)在由步骤3)生成的所有共检波点道集上的正负偏移距上根据折射速度的大小和分布范围分别划分出一个折射层的范围，对每个正负偏移距上指定折射层范围内各炮点对应的炮检距与初至时间分别进行拟合，得到每个共检波点道集内各炮点处拟合后的初至时间

拟合前初至时间为T_r，k，由此计算出每个共检波点道集上指定折射层范围内各炮点对应的地震道的初至拟合时差；

7)计算炮点剩余静校正量： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{St}}_r=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_{r,k}$

式中：

ΔSt_r：为炮点r点的剩余静校正(ms)；

r表示测线内炮点的位置编号，范围为第一炮1到最后一炮n；

k表示测线内检波点的位置编号，范围为在该检波点道集上计算了炮点r的初至拟合时差的所有检波点数m；

Δt_r，k为共k检波点道集时炮点j处的初至拟合时差(ms)；

8)将由步骤5)和步骤7)得到的检波点剩余静校正和炮点剩余静校正用于地震资料的处理。

2.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤1)所述的基准面静校正对于表层资料是采用小折射或微测井对勘探工区进行表层结构调查，得到各调查点的表层结构数据，采用层间关系系数建立表层模型；对于大炮初至资料是先拾取野外生产的大炮初至时间，采用折射反演或层析反演方法建立表层模型，在统一定义水平基准面和填充速度后，由建立的表层模型数据计算基准面静校正。

3.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤2)所述的基准面静校正是将每一地震道的初至时间加上该地震道对应的检波点的静校正和炮点的静校正。

4.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤3)所述的生成地震道的初至时间数据是按炮点的地面位置进行排序，抽取该炮中含有某指定检波点的地震道的初至时间，按正负炮检距的大小进行排序，得到某共检波点道集的初至时间。

5.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤4)所述的各检波点处的初至拟合时差为Δt_s，j＝T′_s，j-T_s，j，

Δt_s，j为s炮点时j检波点处地震道的初至拟合时差，用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到；

T′_s，j为s炮点时j检波点处采用数据拟合计算的地震道的拟合初至时间；

T_s，j为s炮点时j检波点处地震道拟合前的初至时间。

6.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤6)所述的各炮点对应的地震道的初至拟合时差为Δt_r，k＝T′_r，k-T_r，k，

Δt_r，k为r炮点时k检波点处地震道的初至拟合时差，用拟合初至时间减去拟合前的初至时间得到；

T′_r，k为r炮点时k检波点处采用数据拟合计算的地震道的拟合初至时间；

T_r，k为r炮点时k检波点处地震道拟合前的初至时间。

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