CN103217707A - 一种直接抽取纵波时间域转换波角道集的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是地震数据处理直接抽取纵波时间域转换波角道集的方法，多波多分量地震处理形成振幅随偏移距变化的正常时差校正后的道集，通过速度分析得到横波反射转换波时差校正速度、垂直速度比和有效速度比，用Dix公式计算层状介质每层的厚度、层间纵波和横波速度参数，射线追踪计算每一样点的纵波入射和横波反射转换波入射角和相应的纵波反射时间，将样点放在转换波入射角的角度道的纵波反射时间上得到纵波时间域的纵波入射和横波反射转换波角道集。本发明简化了多分量资料联合解释流程，得到的转换波角道集可直接用于转换波AVO反演，还可以直接用于多波联合AVO反演。

Description

一种直接抽取纵波时间域转换波角道集的方法

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，是地震数据处理中一种直接抽取纵波时间域转换波角道集的方法。

背景技术

在常规地震勘探中，是利用纵波资料进行勘探。与常规单一的纵波勘探相比，多波多分量地震资料综合利用了纵波和转换波资料，提供了更加丰富的地震属性信息，可以提高参数估计和储层预测精度，降低勘探风险和不确定性，能全面反映地下介质弹性和地层岩性信息。在纵波资料中，下行波和上行波都为纵波；但在转换波资料中，下行波为纵波，上行波为横波(图1，纵波反射：P波入射，P波反射；PS转换波反射：P波入射，S波反射)。由于纵波和横波的运动学和动力学特征差异较大，其传播速度不同，且无法事先确定速度，因此，纵波和转换波的反射同相轴时间就不一致，无法直接联合使用，这为多分量层位对比、同相轴匹配及后续联合反演带来很多不便。

由于纵波和转换波的反射同相轴时间之间有差异，因此在多波多分量联合反演和解释中，需要先将来自同一反射界面的纵波和转换波时间进行准确匹配，即正确识别纵波和转换波同相轴对应同一地质层位的反射层，然后再进行后续的分析。目前，多波多分量联合反演的实现过程为：1)先抽取转换波角道集；2)选取压缩系数，将转换波角道集的时间映射到纵波时间域；3)转换波角道集与纵波角道集进行联合AVO反演。

由此可见，现有的联合反演过程需要分多步进行。如果直接抽取转换波时间域的转换波角道集并进行AVO分析，其结果无法直接与纵波AVO属性联合应用，还需要将这些属性再变换到纵波时间域；如果对已抽取的转换波时间域角道集再转换到纵波时间域，不仅需要大量的计算机资源，而且会造成误差累积，降低了角道集抽取的精度；况且若是压缩系数不合适，那么压缩后的转换波时间就不正确。

发明内容

本发明目的在于提供一种可以直接用于多波多分量联合AVO分析和反演、简化流程、提高角道集抽取精度的直接抽取纵波时间域转换波角道集的方法。

本发明通过以下步骤实现：

1)在野外利用纵波震源激发地震波并利用三分量检波器记录地震波，按照多波多分量地震资料处理流程对采集的纵波入射和横波反射(PS)转换波数据进行相对振幅保持的高保真处理，形成振幅随偏移距变化(AVO)的正常时差校正(NMO)后的道集；

2)在PS转换波数据处理过程中通过速度分析得到PS转换波时差校正(NMO)速度V_C2、垂直速度比γ₀和有效速度比γ_eff；

3)由PS转换波时间、时差校正(NMO)速度V_C2、垂直速度比γ₀和有效速度比γ_eff计算出纵波的NMO速度V_P2和横波的时差校正(NMO)速度V_S2，以及纵波的垂直旅行时t_P0和横波的垂直旅行时t_S0；再通过Dix公式，由V_P2、V_S2、t_P0和t_S0计算出层状介质每层的厚度、层间纵波和横波速度参数；

4)由层状介质的层厚、层间纵波和横波速度，给定炮检距，利用射线追踪方法计算出不同深度反射界面的纵波入射和横波反射(PS)转换波入射角；

5)由层状介质的层厚、层间纵波和横波速度，给定炮检距，利用射线追踪方法计算来自相同反射点的纵波入射和横波反射(PS)转换波反射时间和相应的纵波反射时间；

6)对纵波入射和横波反射(PS)转换波数据，采用射线追踪方法计算每一样点的纵波入射和横波反射(PS)转换波入射角和相应的纵波反射时间，将此样点放置在步骤4)中计算的PS转换波入射角的角度道的纵波反射时间上，对所有样点重复此过程，得到纵波时间域的纵波入射和横波反射(PS)转换波角道集。

本发明直接一步得到纵波时间域的转换波角道集，不仅可以同时获得高精度纵波时间域的转换波抽角道集，而且还为常规流程中多波信息联合利用困难提供了便利途径。

本发明不仅提出了一种转换波角道集抽取方法，而且提供了一种简化的多分量资料联合解释流程，利用本发明得到的转换波角道集不仅可以直接用于转换波AVO反演(其结果可以直接与纵波进行联合应用)，而且还可以直接用于多波联合AVO反演。因此，本发明在多分量资料反演、解释和综合应用方面具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是相同炮检距和同一界面情况下的纵波反射与转换波反射示意图。

图2是转换波炮检距道集。

图3是纵波时间域的转换波角道集。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明。

本发明是在抽取转换波角道集的计算中，计算与转换波反射时间相对应的纵波反射时间，将抽取的转换波角度数据映射到纵波的反射时间上，从而得到纵波时间域的转换波角道集。

具体实施步骤如下：

1)转换波地震数据

在野外利用纵波震源激发地震波并利用三分量检波器记录地震波，得到多波多分量地震数据，按照多波多分量处理流程对采集的纵波入射和横波反射(PS)转换波数据进行相对振幅保持的高保真处理，形成振幅随偏移距变化(AVO)的正常时差校正(NMO)后的道集(图2)；

2)转换波速度文件

在PS转换波数据处理过程中，通过对PS转换波数道集进行速度分析得到PS转换波速度文件，此文件包括PS转换波时间、PS转换波时差校正(NMO)速度V_C2、垂直速度比γ₀、有效速度比γ_eff和转换波各向异性参数χ_eff，如表1；

表1

Tc0(s)	NMO速度(m/s)	垂直速度比	有效速度比	各向异性参数
					0.778	1341	1.80	1.80	0.00
1.222	1763	1.75	1.71	0.22

3)地层参数的计算

假设一个N层的VTI介质，模型中的每一层都是均匀的，第i层(i＝1，2，...，N)参数如下：层厚h_i，纵波和横波垂直速度V_P0i和V_S0i，横波和横波NMO速度V_P2i和V_S2i，垂直的单程旅行时Δt_P0i和Δt_S0i。纵波、横波和PS波的旅行时分别为t_P0、t_S0和t_C0，纵波、横波和PS转换波的NMO速度分别为V_P2、V_S2和V_C2。

各参数之间的关系如下，

t_C0＝t_P0+t_S0，        (1)

$V_{P2}^2=\frac{1}{t_{P0}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{P2i}^2{\mathrm{\Δt}}_{P0i},---\left(2\right)$

$V_{S2}^2=\frac{1}{t_{S0}}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{V}_{S2i}^2{\mathrm{\Δt}}_{S0i},---\left(3\right)$

$t_{C0}{V}_{C2}^2=t_{P0}{V}_{P2}^2+t_{S0}{V}_{S2}^2,---\left(4\right)$

${\mathrm{\γ}}_0=\frac{t_{S0}}{t_{P0}};---\left(5\right)$

${\mathrm{\γ}}_2=\frac{V_{P2}}{V_{S2}},---\left(6\right)$

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}=\frac{{\mathrm{\γ}}_2^2}{{\mathrm{\γ}}_0},---\left(7\right)$

$V_{P2}^2=V_{C2}^2\frac{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}(1+{\mathrm{\γ}}_0)}{1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}},---\left(8\right)$

$V_{S2}^2=V_{C2}^2\frac{1+{\mathrm{\γ}}_0}{(1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}){\mathrm{\γ}}_0}.---\left(9\right)$

在层状介质的情况假设下，由PS转换波时间t_C0、时差校正(NMO)速度V_C2、垂直速度比γ₀和有效速度比γ_eff，通过以上公式(1)-(9)计算出纵波的NMO速度V_P2和横波的时差校正(NMO)速度V_S2，以及纵波的垂直旅行时t_P0和横波的垂直旅行时t_S0；再通过Dix公式，由V_P2、V_S2、t_P0和t_S0计算出层状介质每层的厚度、层间纵波和横波速度参数，如表2；

表2

层厚(m)	纵波速度(m/s)	横波速度(m/s)
			500	1800	1000
500	3000	1800

4)转换波入射角计算

由层状介质的层厚、层间纵波和横波速度，给定炮检距，利用射线追踪方法计算出不同深度反射界面的纵波入射和横波反射(PS)转换波入射角；

5)计算与转换波反射时间相对应的纵波反射时间

由层状介质的层厚、层间纵波和横波速度，给定炮检距，利用射线追踪方法计算来自相同反射点的纵波入射和横波反射(PS)转换波反射时间和相应的纵波反射时间；

6)纵波时间域的PS转换波角道集

对纵波入射和横波反射(PS)转换波数据，采用射线追踪方法计算每一样点的纵波入射和横波反射(PS)转换波入射角和相应的纵波反射时间，将此样点放置在步骤4)中计算的PS转换波入射角的角度道的纵波反射时间上，对所有样点重复此过程，得到纵波时间域的纵波入射和横波反射(PS)转换波角道集(图3)。

按照实施步骤，对输入的转换波数据(图2，纵轴为时间，单位秒，横轴为道号，道间距为50米，偏移距为0米)进行抽取角道集计算，得到了纵波时间域的转换波角道集(图3，纵轴为时间，单位秒，横轴为道号，角度增量为5度，第一道的角度为0度)。由结果可知，本发明能直接得到纵波时间域的转换波角道集，简化了多波信息联合利用的步骤。

Claims (1)

1.一种直接抽取纵波时间域转换波角道集的方法，特点是通过以下步骤实现：

1)在野外利用纵波震源激发地震波并利用三分量检波器记录地震波，按照多波多分量地震资料处理流程对采集的纵波入射和横波反射转换波数据进行相对振幅保持的高保真处理，形成振幅随偏移距变化的正常时差校正后的道集；

2)在横波反射转换波数据处理过程中通过速度分析得到横波反射转换波时差校正速度V_C2、垂直速度比γ₀和有效速度比γ_eff；

3)由横波反射转换波时间、时差校正速度V_C2、垂直速度比γ₀和有效速度比γ_eff计算出纵波的时差校正速度V_P2和横波的时差校正速度V_S2，以及纵波的垂直旅行时t_P0和横波的垂直旅行时t_S0；再通过Dix公式，由V_P2、V_S2、t_P0和t_S0计算出层状介质每层的厚度、层间纵波和横波速度参数；

4)由层状介质的层厚、层间纵波和横波速度，给定炮检距，利用射线追踪方法计算出不同深度反射界面的纵波入射和横波反射转换波入射角；

5)由层状介质的层厚、层间纵波和横波速度，给定炮检距，利用射线追踪方法计算来自相同反射点的纵波入射和横波反射转换波反射时间和相应的纵波反射时间；

6)对纵波入射和横波反射转换波数据，采用射线追踪方法计算每一样点的纵波入射和横波反射转换波入射角和相应的纵波反射时间，将此样点放置在步骤4)中计算的横波反射转换波入射角的角度道的纵波反射时间上，对所有样点重复此过程，得到纵波时间域的纵波入射和横波反射转换波角道集。

Images