CN103792579B - 一种压制动校拉伸的动校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种压制动校拉伸的动校正方法，所述方法通过对CMP道集进行动校正扫描以及频谱分析，得到各所述CMP道集中零偏移距道集以及最大偏移距道集的主频，根据主频的最小值设定时窗，并对时窗外的地震数据进行常规动校正处理，对时窗内的地震数据进行频率衰减后的动校正处理，最终获取经过动校正处理的地震道集剖面图；本发明方法利用了每一道的地震数据的频率分布，避免了地震波在地层的传播过程中的频率衰减，并且避免了由于人为计算造成的反射同相轴远道的动校拉伸，能提高共中心点道集中数据的利用率，提高了叠加的覆盖次数，以及数据的频率，为后期的偏移及速度分析提供较好的基础。

Description

一种压制动校拉伸的动校正方法

技术领域

本发明属于油气田勘探开发中地震资料预处理领域，具体涉及一种压制动校拉伸的动校正方法。

背景技术

动校正是地震数据处理中的一个关键模块，能够消除炮检对反射波旅行时的影响。假定地下介质为水平层状介质，在给定的中心点，沿着射线由炮点到深度点，然后由深度点到接收点的旅行时为t(x)，那么偏移距、动校正速度与旅行时之间的关系表达式时距曲线表达公式表示如公式(3)所示：

$t^2\left(x\right)=t_0^2+x^2/v_{nmo}^2---\left(3\right);$

其中，t₀为同一深度零偏移距的反射波双程旅行时，x为偏移距，v_nmo为该深度位置对应的动校正速度，t(x)为偏移距为x处的炮点到检波点的双程旅行时。在给定的偏移距上的双程旅行时t(x)与零偏移距双程旅行时t₀之间的差称为动态时差或正常时差t_nmo。动校正速度v_nmo确定后，炮检对对波至时间的影响就能通过动校正加以消除，把经过动校正处理后的道集中所有的地震道集叠加在一起，即可获得特定CMP位置的叠加道。

动校正的原理是根据原始CMP道集中偏移距x对应的A点的振幅值找出动校正后道集上与A对应的A'的振幅值。

对于给定的整数t₀，动校正速度v_nmo和偏移距x，根据公式(3)的时距曲线表达公式计算t(x)。

根据公式(1)得出t(x)处的振幅，如果该振幅没有落在输入的整数采样点位置，则用位于t(x)两边的整数采样点通过相邻的几个振幅值之间的内插计算出t(x)的振幅，在对应的偏移距上把该振幅映射到输出的整数采样点t₀处，记为A'。由t(x)对t₀的时差给出该动校正值，即由激发点到接收点的双程旅行时差Δt_nmo，校正公式如公式(4)所示：

${\mathrm{\Δt}}_{nmo}=t\left(x\right)-t_0=t_0\{{\[1+\left(\frac{x^2}{v_{nmo}^2{t}_0^2}\right)\]}^{\frac{1}{2}}-1\}---\left(4\right);$

采用动校正速度进行动校正之后，CMP道集上出现了频率畸变，尤其是对浅层的大炮检距，即动校正拉伸。对于主周期为T的波形经动校正之后拉伸为T',T'大于T，使得同相轴移向低频，拉伸量关系如公式(5)所示：

Δf/f＝Δt_nmo/t₀(5)；

其中f是主频，Δf是引起的频率变化，Δt_nmo由激发点到接收点的双程旅行时差。

由于大偏移距上波形拉伸，动校正后叠加将严重损害浅层同相轴。

目前，当波形拉伸严重时，在进行数据处理时普遍采用切除道集中的拉伸带以保持同相轴的频率范围；通常的切除方法有两种：

1)按照公式(5)确定出拉伸量，将CMP道集中超过50％或者更多的部分自动切除以尽量多保留CMP道集参与叠加的成分，通常是要考虑信噪比和切除两方面，采取折衷，特别是当信噪比很高时，宁愿多切除一些以保留信号频带宽度，反之，如果信噪比很低，应多保留一些拉伸，一边叠加之后得到一切可能得到的同相轴；

2)另一种是选择最佳切除带的逐步叠加方法，零偏移距的叠加道与输入CMP道集中的零偏移距的道相同，从最接近炮点的两道的叠加，由此按照偏移距绝对值增加的方向依次叠加，直到全部叠加，沿着某一同相轴观察波形发生变化的位置，确定拉伸畸变的范围并进行切除。

以上两种方法切除的道集中包含了大量的各向异性信息及中深层速度对旅行时影响的信息，造成了CMP道集信息大量损失，道集参与叠加的成分保留较少，地震数据的利用率较低。

发明内容

本发明为了解决现有的动校正方法对地震数据的利用率偏低的问题，提供了一种压制动校拉伸的动校正方法。本发明通过引入频率衰减之后的动校正方法，解决了现有技术的难题，提高了地震数据的利用率。

一种压制动校拉伸的动校正方法，所述方法通过对CMP道集进行动校正扫描以及频谱分析，得到所述CMP道集中零偏移距道集以及最大偏移距道集的主频，根据主频的最小值设定时窗，并对时窗外的地震数据进行常规动校正处理，对时窗内的地震数据进行频率衰减后的动校正处理，最终获取经过动校正处理的地震道集剖面图。

所述方法的步骤为，

步骤1，对各所述CMP道集进行动校正扫描，得到各所述CMP道集中有效反射同相轴对应的速度旅行时对(v_nmo,t₀)，其中t₀为同一深度零偏移距道集的反射波双程旅行时，v_nmo为该深度位置对应的动校正速度；

步骤2，对各所述CMP道集中的地震数据进行频谱分析，提取零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂；地震数据是指各所述CMP道集中每一时刻的地震记录；

其中，所述零偏移距道集的主频f₁为各所述CMP道集中的主频最大值，所述最大偏移距道集的主频f₂为各所述CMP道集中的主频最小值；

步骤3，设定最小频率时窗w₂，所述最小频率时窗w₂的主频f₂为所述步骤2中获取的最大偏移距道集的主频；

不同偏移距对应的主频大小不同，对应的地震数据上同相轴宽度也不同，根据不同偏移距对应的主频最小值设定最小频率时窗w₂，可以将同一条时距曲线对应的同相轴宽度包括在内。

步骤4，设所述CMP道集中第i道的当前时窗为w_i，分别对所述第i道的当前时窗w_i外以及所述第i道的当前时窗w_i内的地震数据进行动校正处理，所述动校正处理的步骤为，

步骤4-1，利用常规的动校正处理方法对所述第i道的当前时窗w_i外的地震数据进行动校正处理；该处理过程为，对于每一个零偏移距双程旅行时t₀，根据CMP道集中各道的偏移距x_i,按照一定的速度间隔计算时距曲线并取出各道对应的振幅进行相似能量谱计算，在能量谱中取出对应于t₀的最大值处的速度，计算时距曲线，并取出每一道的地震数据放置在消除偏移距影响的旅行时位置处，即完成了所述CMP道集的常规动校正处理过程。

步骤4-2，根据所述步骤2中提取的零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂，获取第i道的当前时窗w_i对应的主频f_i；

f_i＝f₁+(f₂-f₁)×(x_i-x₁)/(x₂-x₁)(1)；

其中，f₁、f₂分别为所述CMP道集中的零偏移距道集和最大偏移距道集的主频，x₁、x₂分别为零偏移距道集和最大偏移距道集对应的偏移距绝对值，x_i为各所述CMP道集中的第i道对应的偏移距绝对值，i为所述CMP道集的道数，i为自然数，i≥1；

步骤4-3，根据步骤3中设定的w₂以及所述步骤4-2中获取的各所述第i道的当前时窗w_i对应的主频f_i，获取所述最小频率时窗w₂对应的所述第i道的当前时窗w_i，单位为ms；

w_i＝1.0/f_i×1000(2)；

步骤4-4，设定最大频率时窗w₁，所述最大频率时窗w₁的主频f₁为所述步骤2中获取的零偏移距道集的主频；

步骤4-5，将所述最大频率时窗w₁中的采样点对应的采样间隔放大w_i/w₁倍,,提取放大后的时间值对应的振幅值,并将各所述振幅值移动至各所述当前时窗w_i中对应时间值处，并替换各所述当前时窗w_i中对应时间值处的振幅值，得到经过动校正处理的所述CMP道集剖面图。

在移动时窗时，对于当前道集替换的时窗范围为(t0-w_i/2，t0+w_i/2)。

在所述步骤2中，各所述CMP道集中时间范围为4～8秒，所述地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于等于10HZ，即各所述CMP道集中的地震数据随时间增长的方向频率变化缓慢，或者时距曲线对应的频率衰减趋势近似，提取所述零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂。

在所述步骤2中，各所述CMP道集中时间小于1秒，各地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于5HZ，即各所述CMP道集中的地震数据随时间增长的方向频率变化明显，且每一条时距曲线对应的不同的偏移距频率衰减的程度不同，提取所述零偏移距道集在每一时刻的主频f₁(it)以及最大偏移距道集在每一时刻的主频f₂(it)。

在所述步骤3中，各所述CMP道集中时间范围为4～8秒，所述地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于等于10HZ，即各所述CMP道集中的地震数据随时间增长的方向频率变化缓慢，或者时距曲线对应的频率衰减趋势近似，将所述零偏移距道集和最大偏移距道集中的主频最小值设定为所述最小频率时窗w₂的主频f₂。

在所述步骤3中，各所述CMP道集中时间小于1秒，各地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于5HZ，即所述各CMP道集中的地震数据随时间增长的方向频率变化明显，且每一条时距曲线对应的不同的偏移距频率衰减的程度不同，根据每一对速度旅行时对(v_nmo,t₀)对应的主频最小值设定所述最小频率时窗w₂。

在具体实施中，所述CMP道集的信噪比大于0.2。

与现有技术相比，本发明的带来的优势是：

1)本发明提取CMP道集中的频率信息，减缓了动校正自身造成的频率转向低频化的缺点。

2)本发明结合了传统动校正与频率衰减之后的动校正方法，得到的同相轴几乎没有拉伸，不需要切除，能够有效增加叠加过程中的覆盖次数，有效地消除由于动校正引起的低频化效应，对于后期的地震资料处理提供很好的基础，同时提高了数据的利用率。

3)本发明的动校正方法，与同一反射界面不会造成近道、远道频率不同的实际情况十分吻合，能够保持地震信号的频率特性，避免了人为计算过程中单个反射界面近道与远道频率不同的缺点。

4)本发明方法避免了传统动校正中为了权衡信噪比和数据覆盖次数之间的关系，提高了叠加过程中的覆盖次数，不会损失地震数据。

附图说明

图1为本发明的一种压制动校拉伸的动校正方法步骤框图；

图2为动校拉伸示意图；

图3为原始的单反射层CMP道集剖面图；

图4为动校正后的单反射层CMP道集剖面图；

图5为单反射层CMP道集中的第一道数据；

图6为传统动校正中单反射层CMP道集中最后一道与第一道的数据对比；

图7为传统动校正中单反射层CMP道集中叠加道、最后一道与第一道的数据对比；

图8为经过本发明的动校正处理后的单反射层CMP道集剖面图；

图9为单反射层CMP道集中最后一道与第一道的数据对比；

图10为单反射层CMP道集中叠加道、最后一道与第一道数据的对比；

图11为加入噪音的原始的单反射层CMP道集剖面图；

图12为加入噪音的单反射层CMP道集动校正后的道集剖面图；

图13为加入噪音的单反射层CMP道集第一道数据；

图14为加入噪音的单反射层CMP道集中最后一道与第一道的数据对比；

图15为加入噪音的单反射层CMP道集叠加道、最后一道与第一道的地震数据对比；

图16为加入噪音的单反射层CMP道集叠加道、最后一道与第一道与没有加入噪音的CMP道集的数据对比；

图17为同相轴对应的零偏移距旅行时在坐标轴上的垂向间隔较大的交叉双反射层CMP道集剖面图；

图18为同相轴对应的零偏移距旅行时在坐标轴上的垂向间隔较大的交叉双反射层CMP道集经过动校正后的剖面图；

图19为同相轴对应的零偏移距旅行时在坐标轴上的垂向间隔较小的交叉双反射层CMP道集剖面图；

图20为同相轴对应的零偏移距旅行时在坐标轴上的垂向间隔较小的交叉双反射层CMP道集经过动校正后的剖面图；

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明，本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。

具体实施方式

如图1～图20所示，一种压制动校拉伸的动校正方法，其步骤为，

步骤1，对CMP道集进行动校正扫描，得到各所述CMP道集中有效反射同相轴对应的速度旅行时对(v_nmo,t₀)，其中t₀为同一深度零偏移距道集的反射波双程旅行时，v_nmo为该深度位置对应的动校正速度；

所述CMP道集的信噪比大于0.2。

步骤2，各所述CMP道集中时间范围为8秒，所述地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于等于10HZ；对各所述CMP道集中的地震数据进行频谱分析，提取零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂；

其中，所述零偏移距道集的主频f₁为各所述CMP道集中的主频最大值，所述最大偏移距道集的主频f₂为各所述CMP道集中的主频最小值；

步骤3，设定最小频率时窗w₂，所述最小频率时窗w₂的主频f₂为所述最大偏移距道集的主频；

步骤4，设所述CMP道集中第i道的当前时窗为w_i，分别对所述第i道的当前时窗w_i外以及所述第i道的当前时窗w_i内的地震数据进行动校正处理，所述动校正处理的步骤为，

步骤4-1，利用常规的动校正处理方法对所述第i道的当前时窗w_i外的地震数据进行动校正处理；

步骤4-2，根据所述步骤2中提取的零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂，获取各所述第i道的当前时窗w_i对应的主频f_i；

f_i＝f₁+(f₂-f₁)×(x_i-x₁)/(x₂-x₁)(1)；

其中，f₁、f₂分别为所述CMP道集中的零偏移距道集和最大偏移距道集的主频，x₁、x₂分别为零偏移距道集和最大偏移距道集对应的偏移距绝对值，x_i为各所述CMP道集中的第i道对应的偏移距绝对值，i为所述CMP道集的道数，i为自然数，i≥1；

步骤4-3，根据步骤3中设定的最小频率时窗w₂对以及所述步骤4-2中获取的各所述第i道的当前时窗w_i对应的主频f_i，获取所述最小频率时窗w₂对应的各所述第i道的当前时窗w_i，单位为ms；

w_i＝1.0/f_i×1000(2)；

步骤4-4，设定最大频率时窗w₁，所述最大频率时窗w₁的主频f₁为所述步骤2中获取的零偏移距道集的主频；

步骤4-5，将所述最大频率时窗w₁中的采样点对应的采样间隔放大w_i/w₁倍,提取放大后的时间值对应的振幅值,并将各所述振幅值移动至各所述当前时窗w_i中对应时间值处，并替换各所述当前时窗w_i中对应时间值处的振幅值，得到经过动校正处理的所述CMP道集剖面图。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。

Claims (6)

1.一种压制动校拉伸的动校正方法，其特征在于：

所述方法通过对CMP道集进行动校正扫描以及频谱分析，得到所述CMP道集中零偏移距道集以及最大偏移距道集的主频，根据主频的最小值设定时窗，并对时窗外的地震数据进行常规动校正处理，对时窗内的地震数据进行频率衰减后的动校正处理，最终获取经过动校正处理的地震道集剖面图；

所述方法的步骤为，

步骤1，对各所述CMP道集进行动校正扫描，得到各所述CMP道集中有效反射同相轴对应的速度旅行时对(v_nmo,t₀)，其中t₀为同一深度零偏移距道集的反射波双程旅行时，v_nmo为该深度位置对应的动校正速度；

步骤2，对各所述CMP道集中的地震数据进行频谱分析，提取零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂；所述地震数据是指各所述CMP道集中每一时刻的地震记录；

其中，所述零偏移距道集的主频f₁为各所述CMP道集中的主频最大值，所述最大偏移距道集的主频f₂为各所述CMP道集中的主频最小值；

步骤3，设定最小频率时窗w₂，所述最小频率时窗w₂的主频f₂为所述步骤2中获取的最大偏移距道集的主频；

步骤4，设所述CMP道集中第i道的当前时窗为w_i，分别对所述第i道的当前时窗w_i外以及所述第i道的当前时窗w_i内的地震数据进行动校正处理，所述动校正处理的步骤为，

步骤4-1，利用常规的动校正处理方法对所述第i道的当前时窗w_i外的地震数据进行动校正处理；

步骤4-2，根据所述步骤2中提取的零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂，获取各所述第i道的当前时窗w_i对应的主频f_i；

f_i＝f₁+(f₂-f₁)×(x_i-x₁)/(x₂-x₁)(1)；

其中，f₁、f₂分别为所述CMP道集中的零偏移距道集和最大偏移距道集的主频，x₁、x₂分别为零偏移距道集和最大偏移距道集对应的偏移距绝对值，x_i为各所述CMP道集中的第i道对应的偏移距绝对值，i为所述CMP道集的道数，i为自然数，i≥1；

步骤4-3，根据所述步骤3中设定的最小频率时窗w₂以及所述步骤4-2中获取的各所述第i道的当前时窗w_i对应的主频f_i，获取所述最小频率时窗w₂对应的所述第i道的当前时窗w_i，单位为ms；

w_i＝1.0/f_i×1000(2)；

步骤4-4，设定最大频率时窗w₁，所述最大频率时窗w₁的主频f₁为所述步骤2中获取的零偏移距道集的主频；

步骤4-5，将所述最大频率时窗w₁中的采样点对应的采样间隔放大w_i/w₁倍,提取放大后的时间值对应的振幅值,并将各所述振幅值移动至各所述当前时窗w_i中对应时间值处，并替换各所述当前时窗w_i中对应时间值处的振幅值，得到经过动校正处理的所述CMP道集剖面图。

2.根据权利要求1所述的一种压制动校拉伸的动校正方法，其特征在于：

在所述步骤2中，各所述CMP道集中时间范围为4～8秒，所述地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于等于10HZ，则提取所述零偏移距道集的主频f₁以及最大偏移距道集的主频f₂。

3.根据权利要求1所述的一种压制动校拉伸的动校正方法，其特征在于：

在所述步骤2中，各所述CMP道集中时间小于1秒，各地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于5HZ，提取所述零偏移距道集在每一时刻的主频f₁(it)以及最大偏移距道集在每一时刻的主频f₂(it)。

4.根据权利要求1所述的一种压制动校拉伸的动校正方法，其特征在于：

在所述步骤3中，各所述CMP道集中时间范围为4～8秒，所述地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于等于10HZ，将所述零偏移距道集和最大偏移距道集中的主频最小值设定为所述最小频率时窗w₂的主频f₂。

5.根据权利要求1所述的一种压制动校拉伸的动校正方法，其特征在于：

在所述步骤3中，各所述CMP道集中时间小于1秒，各地震数据随时间增长的方向频率变化范围是60～10HZ，时距曲线对应的频率衰减小于5HZ，根据每一对速度旅行时对(v_nmo,t₀)对应的主频最小值设定所述最小频率时窗w₂。

6.根据权利要求1～5之一所述的一种压制动校拉伸的动校正方法，其特征在于：

所述CMP道集的信噪比大于0.2。