CN103645498A - 一种直接生成共转换点道集的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直接生成共转换点道集的方法，假设转换波地震数据已预处理好，已获得准确的动校正参数和计算转换点位置的速度等参数，按炮检距分组，分时窗叠加获得时间和空间变化的共转换点道集。本发明实现简便、适应大数据量处理。

Description

一种直接生成共转换点道集的方法

技术领域

本发明涉及转换波地震资料处理技术领域，具体地，涉及一种直接时空变生成共转换点道集的方法。

背景技术

在多分量转换波地震资料处理中，共转换点道集的抽取方法一直是一项关键技术。因为转换波的下行波是纵波、上行波是横波，造成传播路径的不对称性，转换点位于从中心点偏向接收点的一侧，且随深度及界面上下纵横波速度的变化而变化。这使得基于常规共中心点（CMP）道集的速度分析、动校正和水平叠加技术不能适用于转换波，转换波叠加成像必须按共转换点进行道集分选。目前，有关转换点位置的计算已有很多方法，主要包括渐近线法（ACP）、单层各向同性介质迭代解、多层介质指定深度各向同性近似解（Thomsen，1999）、多层介质指定旅行时各向同性近似解（Thomsen，1999）和多层VTI介质指定旅行时近似解（Yuan&Li，2001）等。另外，周竹生等（1993）导出了一种快速、高精度转换点的迭代算法；许士勇等（2002）给出了四次方程的近似表达式；姚陈等（2005）给出了三维倾角转换波共转换点的解析表达式；苑春方等（2005，2006，2006）推导出了单层各向同性介质与深度有关的唯一的解析解和含有旅行时间唯一解析解，倾斜界面上的转换点的精确解；Chang等（2005）利用倾斜界面上转换波射线路径的三角几何关系，推导出倾斜界面上的转换点的近似公式；毕丽飞等（2005）用水平界面推导转换点坐标迭代解类似的方法。但目前，共转换点道集的选排方法仍然是以整道选排为主，主要是渐近逼近道分类法、依赖深度的选排方法。渐近逼近道分类法是通过一个工区的固定速度比，计算转换点的渐近线，然后将整个工区的转换波数据抽取到渐近线道集中，即ACP道集，这种方法能一定程度上能够满足深部地层的成像要求，但是浅层的成像效果较差。依赖深度的选排方法只对某一深度最为正确，都是能在目标层聚焦成像，更适合目的层较浅的转换波处理，更适合更新速度分析，并且指定目的层计算提供了多种转换点位置的计算方法，但在所选反射层的上面或下面，反射界面的叠后成像可能会变得模糊。另外，分层选排方法能够使不同深度的转换波均能达到较好的聚焦效果，但需要在不同层之间进行道集的拼接，特别是在大数据量的情况下实际操作困难。

上述的共转换点道集的选排方法都有一定的应用条件，并不能很好的满足转换波对转换点在时间上和空间上变化的要求。

发明内容

本发明目的是提供一种能适应时间上和空间上变化的共转换点道集的选排方法，一种直接时空变生成共转换点道集的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种直接生成共转换点道集的方法，具体步骤包括：

1）采集原始转换波地震数据，经预处理和速度分析，得到转换波动校正和共转换点位置计算需要的参数，并对预处理后转换波地震数据进行动校正，且通过切除消除动校拉伸的影响，

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）步骤1）处理后的转换波地震数据按炮检距大小进行分组，每一组对应一个炮检距范围；

3）输入一组炮检距范围内的数据；

4）按道头中的共转换点CCP号读取转换波用来计算转换点位置的参数；

5）对地震道进行分时窗处理，

步骤5）所述的分时窗处理是指将地震道分成多个时窗，时窗长度不变，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0-100；

6）从第一个时窗开始，计算时窗中点的共转换点CCP号，并由这个共转换点号重新获得该时窗用来计算转换点位置的参数，之后重新计算时窗中点相对准确的共转换点CCP号，直接把时窗内的样点值与窗函数相乘叠在共转换点地震道上，即转换波共反射面元的宽度上，相应共转换点地震道每个样点的覆盖次数加上窗函数的数值，

步骤6）所述的计算转换点位置的参数是预先速度分析得到的，是转换波均方根速度纵波均方根速度

各向异性参数χ_eff、纵横波垂直速度比γ₀和纵横波有效速度比r_eff，

步骤6）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6）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为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

$\begin{array}{c}{j}_{x_C}={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_C}{\mathrm{\Δ}{x}_m}\right)\\ ={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_M+D}{\mathrm{\Δ}{x}_m}\right)\\ =j_{x_M}+{\mathrm{INT}}_n\left(\frac{D}{\mathrm{\Δ}{x}_m}\right)\end{array}---\left(3\right)$

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，

所述的共转换点与炮点之间的水平距离，采用单层各向同性介质迭代解、解析解、多层介质指定旅行时各向同性近似解、多层VTI介质指定旅行时近似解、倾斜界面迭代解、解析解计算得到，

步骤6）所述的直接把时窗内的样点值与窗函数相乘叠在共转换点地震道上，即转换波共反射面元的宽度上，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6）所述的转换波共反射面元的宽度采用以下关系式确定：

$m=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{\&Delta;m}=0\\ [1/(1-\mathrm{\&Delta;m})+0.5]& \mathrm{\&Delta;m}\&GreaterEqual;0.5\\ [1/\mathrm{\&Delta;m}+0.5]& \mathrm{\&Delta;m}<0.5\end{array}\right.---\left(4\right)$

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

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；

7）重复步骤6）直到该道的每个时窗完成；

8）重复步骤4)至7)直到炮检距分组内所有道输入完毕，输出该组的共转换点地震道，

步骤8）所述的输出该组的共转换点地震道为共转换点地震道以及共转换点地震道的覆盖次数，并在道头中置上该组炮检距的大小；

9）重复步骤3)至8)直到所有的炮检距分组输入完毕，就得到了时间和空间变化的共转换点叠前道集。

本发明的有益效果为：假设转换波地震数据已预处理好，已获得准确的动校正参数和计算转换点位置的速度等参数，按炮检距分组，分时窗叠加获得时间和空间变化的共转换点道集。本发明实现简便、适应大数据量处理。

附图说明

图1是应用该方法生成的共转换点道集图；

具体实施方式

本发明在转换波数据上采用以下步骤应用：

1）采集原始转换波地震数据，经预处理和速度分析，得到转换波各向异性动校正和共转换点位置各向异性计算需要的速度参数：转换波均方根速度

纵横波垂直速度比γ₀、纵横波有效速度比r_eff和各向异性参数χ_eff，并对预处理后转换波地震数据进行各向异性动校正，且通过切除消除动校拉伸的影响；

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）步骤1）处理后的转换波地震数据按炮检距最小为-4000m，最大为4000m,增量为50m进行分组；

3）输入一组炮检距范围内的数据；

4）按道头中的共转换点（CCP）号读取转换波用来计算转换点位置的速度等参数；

5）对地震道进行分时窗处理；

步骤5）所述的分时窗处理是指将地震道分成多个时窗，时窗长度为100ms，时窗重叠50%。

6）从第一个时窗开始，计算时窗中点的共转换点（CCP）号，并由这个共转换点号重新获得该时窗用来计算转换点位置的速度等参数，之后重新计算时窗中点相对准确的共转换点（CCP）号，直接把时窗内的样点值与窗函数相乘叠在共转换点地震道上，即转换波共反射面元的宽度上，相应共转换点地震道每个样点的覆盖次数加上窗函数的数值；

步骤6）所述的计算转换点位置的速度等参数是预先速度分析得到的转换波均方根速度

纵横波垂直速度比γ₀、纵横波有效速度比r_eff和各向异性参数χ_eff；

步骤6）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6）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

$\begin{array}{c}{j}_{x_C}={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_C}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)\\ ={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_M+D}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)\\ =j_{x_M}+{\mathrm{INT}}_n\left(\frac{D}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)\end{array}---\left(3\right)$

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，大小为25m。

步骤6）所述的共转换点与炮点之间的水平距离，可采用多层VTI介质指定旅行时近似解计算得到（下式）。

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

式中， $c_0=\frac{{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}}{1+r_{\mathrm{eff}}},c_2=\left(\frac{r_{\mathrm{eff}}}{2r_0}\right)\frac{({\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}{\mathrm{\&gamma;}}_0-1+8(r_0+r_{\mathrm{eff}})r_{\mathrm{eff}}{\mathrm{\&eta;}}_{\mathrm{eff}})(1+{\mathrm{\&gamma;}}_0)}{{(1+{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}})}^3},c_3=\frac{c_2}{1-c_0},$

x是炮检距，r₀是垂直速度比，r_eff是有效速度比，t_0ps是转换波垂直双程旅行时，v_c是转换波动校正速度，η_eff是纵波各向异性参数，χ_eff是转换波各向异性参数。

步骤6）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。

7）重复步骤6）直到该道的每个时窗完成；

8）重复步骤4)至7)直到炮检距分组内所有道输入完毕，输出该组的共转换点地震道；

步骤8）所述的输出该组的共转换点地震道为共转换点地震道/共转换点地震道的覆盖次数，并在道头中置上该组炮检距的大小。

9）重复步骤3)至8)直到所有的炮检距分组输入完毕，就得到了时间和空间变化的共转换点叠前道集。

图1是直接时空变生成的共转换点道集，效果较好，反射波同相轴能量突出。

Claims (1)

1.一种直接生成共转换点道集的方法，具体步骤包括：

1）采集原始转换波地震数据，经预处理和速度分析，得到转换波动校正和共转换点位置计算需要的参数，并对预处理后转换波地震数据进行动校正，且通过切除消除动校拉伸的影响，

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）步骤1）处理后的转换波地震数据按炮检距大小进行分组，每一组对应一个炮检距范围；

3）输入一组炮检距范围内的数据；

4）按道头中的共转换点CCP号读取转换波用来计算转换点位置的参数；

5）对地震道进行分时窗处理，

步骤5）所述的分时窗处理是指将地震道分成多个时窗，时窗长度不变，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0-100；

6）从第一个时窗开始，计算时窗中点的共转换点CCP号，并由这个共转换点号重新获得该时窗用来计算转换点位置的参数，之后重新计算时窗中点相对准确的共转换点CCP号，直接把时窗内的样点值与窗函数相乘叠在共转换点地震道上，即转换波共反射面元的宽度上，相应共转换点地震道每个样点的覆盖次数加上窗函数的数值，

步骤6）所述的计算转换点位置的参数是预先速度分析得到的，是转换波均方根速度

纵波均方根速度

各向异性参数χ_eff、纵横波垂直速度比γ₀和纵横波有效速度比r_eff，

步骤6）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6）所述的共转换点CCP号是由下述方法计算的：

x_C＝x_M+D

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，

$D=x_p-\frac{x}{2}$

式中x_p为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

$\begin{array}{c}{j}_{x_C}={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_C}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)\\ ={\mathrm{INT}}_n\left(\frac{x_M+D}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)\\ =j_{x_M}+{\mathrm{INT}}_n\left(\frac{D}{\mathrm{\&Delta;}{x}_m}\right)\end{array}$

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，

所述的共转换点与炮点之间的水平距离，采用单层各向同性介质迭代解、解析解、多层介质指定旅行时各向同性近似解、多层VTI介质指定旅行时近似解、倾斜界面迭代解、解析解计算得到，

步骤6）所述的直接把时窗内的样点值与窗函数相乘叠在共转换点地震道上，即转换波共反射面元的宽度上，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6）所述的转换波共反射面元的宽度采用以下关系式确定：

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

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

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；

7）重复步骤6）直到该道的每个时窗完成；

8）重复步骤4)至7)直到炮检距分组内所有道输入完毕，输出该组的共转换点地震道，

步骤8）所述的输出该组的共转换点地震道为共转换点地震道以及共转换点地震道的覆盖次数，并在道头中置上该组炮检距的大小；

9）重复步骤3)至8)直到所有的炮检距分组输入完毕，就得到了时间和空间变化的共转换点叠前道集。

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