CN103792572A

CN103792572A - 利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法

Info

Publication number: CN103792572A
Application number: CN201210418186.3A
Authority: CN
Inventors: 冯刚; 段卫星; 宁鹏鹏; 卢湘鹏; 刘斌; 张光德; 何京国; 张在武; 田根海
Original assignee: China Petrochemical Corp Shengli Offshore Drilling Co Geophysics Exploration And Develop; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petrochemical Corp Shengli Offshore Drilling Co Geophysics Exploration And Develop; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明提供一种利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，该利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法包括：步骤1，输入原始数据，进行原始数据处理；步骤2，将步骤1中处理后的数据在频率波数域进行面波波形的提取，获得基阶组分的面波频散数据；步骤3，将步骤2中的得到的所述面波频散数据在距离频率域数据叠加成频散文件；以及步骤4，根据步骤3中在距离频率域所得到的频散文件进行反演拟合，得到地层模型综合成果图。该利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法克服传统表层结构方法对地层速度和波阻抗的严格要求，获得了准确的浅表层厚度和速度资料。

Description

利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法

技术领域

本发明涉及地震勘探领域，特别是涉及到一种利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法。

背景技术

地震勘探近地表结构调查中常用的方法各有优缺点，岩性取心比较可靠，但成本高，且对地层具有破坏性；折射波法和反射波法对于波阻抗差异较小的地质体界面反映较弱，不容易分辨，特别是折射波法要求下层介质速度一定要大于上层介质速度，如果地层存在低速夹层、速度倒转，折射法将无能为力。面波勘探法是一种新型的浅层地震勘探方法，不受上述物性条件制约，仅要求各层介质间存在横波速度差异，因此在地层划分方面有较好的分辨能力。面波法除了能弥补传统方法的不足，还具有快速，经济，易采集处理、对环境无破坏，抗干扰强以及进行连续表层探测等诸多优点。

面波分为拉夫波和瑞雷波，与拉夫波相比，瑞雷波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，因此面波勘探一般指的是瑞雷波勘探。以下面波勘探指的是瑞雷波勘探。

迄今为止，虽然国内外对于利用瑞雷波调查近地层结构开展了大量的研究，发表了许多论文，但关于石油勘探中面波应用的公开文献数量较少，从事这方面研究的力量也不多。从这些公开发表的文献上看，目前国内石油勘探领域对利用瑞雷面波调查表层结构的研究主要可分为两条路线。一条路线是直接应用工程勘探中瞬态瑞雷波勘探技术调查地表结构，如米晓利等人的研究（米晓利，王欣等.瞬态瑞雷波技术在地震勘探方面的应用研究.物探装备，2002.12（2）：95～100）。这种方式目前已经取得了一定的实际效果，但需要开展专门的野外工作，增加了石油地震勘探的投资。另一条路线是借鉴瞬态瑞雷波勘探的思路，利用单炮记录中的面波信息来调查地表结构，如裴江云、席拥军、周熙襄、王振国等人的研究（周熙襄，王振国等. 利用瑞利面波调查表层结构的可行性探讨.石油地球物理勘探,2004.39（02）:181～186,122～248）。这种方式充分挖掘单炮记录数据，不需要专门投资，把常规生产中的干扰波转化成有用信息。如果研究成功，将会具有广阔的应用前景和较高的经济效益。但目前该路线主要处于理论探索阶段，还有一些理论与技术上的问题等待解决。

因此，亟待研制一套利用地震记录中的面波提高表层结构调查精度的流程与方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于地震勘探的新的浅表层结构的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，该方法的建立基于地震单炮面波信息调查表层结构的处理流程，克服传统表层结构方法对地层速度和波阻抗的严格要求，获得了准确的浅表层厚度和速度资料。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，该利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法包括：步骤1，输入原始数据，进行原始数据处理；步骤2，将步骤1中处理后的数据在频率波数域进行面波波形的提取，获得基阶组分的面波频散数据；步骤3，将步骤2中的得到的所述面波频散数据在距离频率域数据叠加成频散文件；以及步骤4，根据步骤3中在距离频率域所得到的频散文件进行反演拟合，得到地层模型综合成果图。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，在进行原始数据处理时，整理地震采集获得的单端激发的共炮点等道距单炮记录，包括核定采集距离参数、识别和清理干扰波型、观察频谱特征、设定频率波数转换的频段上限。

在步骤2中，进行面波波形的提取时，在显出的频率波数谱图形上，人工选择、追踪相应于提取波型的幅度峰，自动找出该频率的幅度峰脊，读取相速度，圈出幅度峰的范围，获得该面波频散数据。

在步骤3中，通过该频散文件观察排列道全部叠加的该面波频散数据或偏移距由近到远的每两道间的所述面波频散数据，并将该频散文件存盘，

在步骤3中，将该频散文件转入深度速度域反演页面作数值反演。

在步骤4中，将在距离频率域所得到频散数据进行反演拟合，拟合满意后将反演模型参数置入该频散文件，得出近地表层数、厚度及剪切波速等模型参数。

面波作为地震资料中传统意义的干扰波，实际上在地层介质中传播时，携带所经过介质丰富的地质信息，将这些反映地层属性的有用信息提取出来，可解决地质问题，尤其是浅表层地质问题。面波勘探利用面波在非均匀介质中的频散特性，得出面波与表层结构(厚度与速度)之间的关系。本发明中的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，将面波法引入到地震勘探低(降)速带结构的调查中，建立一种新的地震勘探表层调查新技术，对于进行近地表结构研究具有很高的利用价值。与常规表层结构调查方法相比，本发明所提供的面波法不但能避开基于折射波理论方法的困境和微测井方法带来的高昂成本，还能利用生产单炮记录中的面波建立高密度的表层结构剖面，从而解决小折射和微测井测点间隔较稀的问题。

附图说明

图1为本发明的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中单边激发单炮解编记录的示意图；

图3为在时域距清理单炮记录上干扰波的显示图；

图4为在频率波数域提取基阶面波波形时的显示图；

图5为在距离频率域相关叠加获得的频散数据显示图；

图6为反演地层模型求得的表层综合成果图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

本发明的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法的发明原理为，设面波的频率为f_i，相邻检波器记录的面波的时间差为△t或相位差为△Φ，则相邻道△X长度内面波的传播速度为：

在满足空间采样定理的条件下，测量范围N △x内平均波速为：

Figure 2012104181863100002DEST_PATH_IMAGE002

Figure 2012104181863100002DEST_PATH_IMAGE004

在同一测点测量出一系列频率fi的V_Ri值，就可以得到一条V_R--f曲线，即所谓的频散曲线。

面波法勘探实质上是根据面波传播的频散特性，利用人工震源激发产生多种频率成分的面波，寻找出波速随频率的变化关系，最终确定出地表岩土的面波速度随场点坐标(x，z)的变化关系，以解决浅表层结构勘探等问题。

如图1所示，图1为本发明的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法的流程图。

步骤1，输入原始数据，进行原始数据处理。整理地震采集获得的单端激发的共炮点等道距单炮记录，包括核定采集距离参数、识别和清理干扰波型、观察频谱特征、设定频率波数转换的频段上限等。图2为本发明的一具体实施例中单边激发单炮解编记录的示意图，即步骤1中输入的原始数据示意图，根据该图可进行数据整理。如图3，图3为时域距清理单炮记录上干扰波的显示图。从图3可以看出干扰波清除后的单炮记录形态。流程进入到步骤2。

步骤2，将步骤1中整理后的数据在频率波数域进行面波波形的提取，获得基阶组分的面波频散数据。处理过程是在显出的频率波数谱图形上，人工选择、追踪相应于提取波型的幅度峰，自动找出该频率的幅度峰脊，读取相速度，圈出幅度峰的范围，将此频率波数范围提供给下步距离频率域叠加页面。如图4所示，图4为在频率波数域提取基阶面波波形时的显示图。从图4可以看出白色阴影圈出的频率波数范围连续稳定，包含了面波的基阶组分，其中的白点显示出幅度峰脊，对应着不同频率的基阶面波频散相速。流程进入到步骤3。

步骤3，将步骤2中的选定的频散数据在距离频率域数据叠加成一个频散文件，提供的处理功能容许全面观察排列道全部叠加的频散数据或偏移距由近到远的每两道间的频散数据，可以将数据存盘，也可以直接转入深度速度域反演页面作数值反演。如图5所示，图5为在距离频率域相关叠加获得的频散数据显示图。从图5可以看出全部远近道互相关叠加求得的频散数据，可反映浅层近地表波速参数，但是并不能反映深层波速参数。。流程进入到步骤4。

步骤4、根据步骤3中在距离频率域所得到频散文件进行反演拟合，得到地层模型综合成果图。将在距离频率域所得到频散数据进行反演拟合，拟合满意后将反演模型参数置入频散数据文件，得出近地表层数、厚度及剪切波速等模型参数。也就是说，距离频率域得到的频散数据或频散文件是由步骤2获得，在步骤3进行转化。步骤2得到频散数据是提取面波基阶组分后获得，在距离频率域进行转化获得频散文件以进行步骤4的反演。如图6所示，图6为本发明的一实施例中反演地层模型求得的表层综合成果图。从图6可以看出连续1号线点为面波频散数据点，2号线点为模型正演频散数据点，3号线为地层波速断面，左下方为地层模型参数及模型拟合度列表。列表包含：频散数据点、反演地层模型参数、地层波速断面、模型正演频散数据点及模型拟合度。流程结束。

Claims

1.利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，其特征在于，该利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法包括：

步骤1，输入原始数据，进行原始数据处理；

步骤2，将步骤1中处理后的数据在频率波数域进行面波波形的提取，获得基阶组分的面波频散数据；

步骤3，将步骤2中的得到的所述面波频散数据在距离频率域数据叠加成频散文件；以及

步骤4，根据步骤3中在距离频率域所得到的频散文件进行反演拟合，得到地层模型综合成果图。

2.根据权利要求1所述的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，其特征在于，在步骤1中，在进行原始数据处理时，整理地震采集获得的单端激发的共炮点等道距单炮记录，包括核定采集距离参数、识别和清理干扰波型、观察频谱特征、设定频率波数转换的频段上限。

3.根据权利要求1所述的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，其特征在于，在步骤2中，进行面波波形的提取时，在显出的频率波数谱图形上，人工选择、追踪相应于提取波型的幅度峰，自动找出该频率的幅度峰脊，读取相速度，圈出幅度峰的范围，获得该面波频散数据。

4.根据权利要求1所述的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，其特征在于，在步骤3中，通过该频散文件观察排列道全部叠加的该面波频散数据或偏移距由近到远的每两道间的所述面波频散数据，并将该频散文件存盘。

5.根据权利要求1所述的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，其特征在于，在步骤3中，将该频散文件转入深度速度域反演页面作数值反演。

6.根据权利要求1所述的利用地震记录中的面波信息调查表层结构的方法，其特征在于，在步骤4中，将在距离频率域所得到频散数据进行反演拟合，拟合满意后将反演模型参数置入该频散文件，得出近地表层数、厚度及剪切波速等模型参数。