CN103869368A - 一种无表层调查资料约束的大炮初至综合建模静校正方法 - Google Patents

Abstract

一种无表层调查资料约束的大炮初至综合建模静校正方法是地球物理勘探的地震勘探数据的表层建模及静校正处理方法，利用野外地震采集资料生成文件，对炮点进行井深深度校正，得到炮点激发面的高程，先对所有炮点记录拾取一定排列范围内的初至时间，然后在共共中心点道集上进行折射分层，计算折射层速度和检波点接收高程位置处、炮点激发高程位置处的延迟时间；同时利用该数据库进行层析反演，得到该测线的空间速度模型，从该模型中提取与分析折射层对应的高速速度界面，可得到高速层界面以上的表层厚度，然后利用折射分析的速度、延迟时以及表层厚度，计算出折射层以上的平均表层速度，定义静校正的基准面和速度参数，计算出基准面静校正，本发明静校正量用于地震资料的处理消除表层对地震资料成像的影响。

Description

一种无表层调查资料约束的大炮初至综合建模静校正方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探方法，是一种地震勘探数据的表层建模及静校正处理方法。

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。在地震勘探区域，一般要进行表层调查，获取有关表层的地球物理参数，直接采用控制点内插或者采用大炮初至信息并结合表层调查信息来反演建立表层模型，通过表层模型计算基准面静校正来消除近地表的影响从而提高地震反射波的成像质量，是一种地震勘探中的主要数据处理方法。

2007年5月《油气地质与采收率》第14卷第3期，公开了一种复杂地表地区近地表模型与静校正方法：建立一个合适的近地表模型以及静校正处理流程,较为准确地消除静校正量的影响是复杂地表地区静校正处理的关键。介绍了近地表模型的研究内容以及复杂地表地区近地表模型的研究现状和相关研究成果,分析了获得近地表地层速度的微测井法、折射法、沙丘曲线法和浅层反射法等技术方法的优劣,探讨了近地表模型及静校正的地质和地球物理意义。提出了综合考虑各方面因素,充分利用各种技术研究、建立合适的近地表模型的建模思路和相关的技术措施。

2006年2月《勘探地球物理进展》第29卷第1期，公开了一种折射层析反演静校正在伊朗卡山地区的应用：折射层析反演静校正能够较好地解决复杂近地表引起的静校正量问题。该技术最新的算法利用非显式的射线追踪方法求解近地表模型，有更强的适应性和灵活性，减少了复杂地表和地质条件下速度/深度模型的不确定性，提高了模型的精度。在伊朗卡山地区三维地震资料处理过程中，利用该项技术很好地解决了近地表引起的静校正问题。

2006年2月《石油地球物理勘探》第41卷第1期，公开了一种山前冲积扇表层静校正对策：由于山前地表冲积扇的厚度和速度变化较大,利用传统的表层调查和静校正方法计算无法彻底解决“中长波长静校正量”问题。具体表现为小折射排列长度太小(当低速带厚度较大时,无法追踪到高速层顶界面)、小折射资料的解释算法不合适及微测井深度明显不够。通过对雁木西地区多条过井测线进行系统分析(内容包括采集方法、处理技术、速度建场及成图方法等)，从采集、处理和解释入手对表层结构进行研究,采用大排列小观测折射及微测井观测,层析成像等技术,并利用初至波形成了一套完善的表层静校正技术,先后在雁木西和胜北地区应用,取得了很好的效果。

2003年4月《石油地球物理勘探》第38卷第2期，公开了一种模型约束的三维初至折射静校正：针对我国西部复杂山地三维勘探中遇到的静校正难题，本文提出一种合理有效的模型约束的三维初至折射静校正技术。该方法充分利用表层调查资料等先验信息，结合生产炮的折射波初至，求取纵向与横向上更精确的近地表各层的速度与厚度，建立全区合理的表层模型,最终求取高质量的静校正量。本文分析了山地三维静校正遇到的技术难点，总结了以往解决这类难题的经验，指出了在进行复杂山地三维静校正时，应采取的技术措施与对策。这项技术较好地解决了古牧地、霍尔果斯、火焰山西、迪那等多块山地三维的静校正难题。

上述方法都直接依赖表层结构信息，也就是需要在野外进行大量的表层调查工作，然后根据表层调查的结果建立表层模型，进行井深校正以及计算用于初至折射反演建模的表层约束参数，其技术关键是必须在野外进行大量的表层调查才能完成模型的建立及基准面静校正的计算。而在以往没有开展表层调查资料的地区或者难于开展表层调查的地区以及因低降速带巨厚而导致表层调查资料调查不到高速层的地区，如在一些表层结构复杂地区，由于野外调查调查困难以及许多地方无法正常开展表层调查或不能准确调查获取表层信息，特别是由于低降速带巨厚和表层调查能力的限制，表层调查资料无法得到整个近地表的信息，加上表层变化迅速，表层调查点的控制能力无法准确刻画表层模型的变化，依赖表层信息建立的表层模型就会存在一些无法克服的困难，无法建立准确的表层模型，模型的精度偏低，影响了静校正的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高表层模型的精度以及降低野外表层调查成本的无表层调查资料约束的大炮初至综合建模静校正方法。

本发明通过以下具体步骤实现：

1）根据野外实际地震采集资料和测量成果整理生成测线的炮点、检波点和关系文 件；

2）对炮点地面高程进行井深激发深度校正，采用公式Z′_s＝Z_s-H_s计算，其中：Z′_s为炮点激发面高程，Z_s为炮点原始地面高程，H_s为炮点激发深度；

3）对全部生产炮记录拾取偏移距范围内的初至时间；

4）在共中心点道集内进行折射分层，然后在检波点地面高程Z_R和炮点激发面高程Z_s′构成的数据体上，用互换速度分析方法计算折射速度，然后采用高斯—赛德尔方法计算延迟时，得到每一个检波点和炮点的折射速度和延迟时；

5）对测线的大炮初至数据采用层析反演方法进行层析反演，得到测线近地表的速度空间模型，然后根据前面折射分析得到的折射速度，从速度空间模型数据中逐点提取各检波点和炮点位置处与折射速度相等时对应的高程，作为折射层界面高程；

6）把提取的折射层界面高程作为折射反演的约束参数，利用延迟时和折射速度计算出折射层以上的表层平均速度，得到每一个检波点地面和炮点激发面处的表层平均速度、高速顶界面高程、高速速度，建立整个测线的等效表层模型；

7）采用以下公式计算检波点基准面静校正： ${\mathrm{TR}}_j=\frac{E_D-Z_{\mathrm{RG},j}}{V_R}-\frac{Z_{R,j}-Z_{\mathrm{RG},j}}{V_{\mathrm{rw},j}}$

式中：

TR_j为检波点基准面静校正(ms)，j为检波点编号；

E_D为全区定义的水平基准面高程(m)；

Z_RG,j为检波点j处的高速顶界面高程(m)；

Z_R,j为检波点j的地表高程(m)；

V_R为全区定义的填充速度(m/s)；

V_rw,j为检波点j处的表层平均速度(m/s)；

8）采用以下公式计算炮点基准面静校正量： ${\mathrm{TS}}_r=\frac{E_D-Z_{\mathrm{SG},r}}{V_R}-\frac{Z_{S,j}^{\′}-Z_{\mathrm{SG},r}}{V_{\mathrm{sw},r}}$

式中：

TS_r为炮点r点的基准面静校正（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；

E_D为全区定义的水平基准面高程(m)；

Z_SG,r为炮点r处的高速顶界面高程(m)；

Z'_S,r为炮点r激发面的高程(m)；

V_R为全区定义的填充速度(m/s)；

V_sw，r为炮点r处的表层平均速度(折射界面到炮点激发面之间的平均速度（m/s)；

9）将计算得到的检波点基准面静校正和炮点基准面静校正用于地震资料的处理。

本发明模型更为准确，基准面静校正精度高，长波长和短波长静校正都解决的好，成像质量高，构造准确。本发明表层模型的建立不再需要表层调查资料的信息，可在老资料的重新处理、表层调查困难地区以及表层调查资料不全地区的地震资料处理中，建立合理的等效表层模型，解决此类地区的静校正问题，以满足地震资料处理对高精度表层模型和基准面静校正的要求。

附图说明

图1是HC三维某炮点线炮点井深深度校正前后高程曲线；

图2是HC三维某CMP线采用互换折射分析得到的折射速度曲线；

图3是HC三维某检波点线采用高斯—赛德尔方法计算的延迟时曲线；

图4是HC三维某炮点线采用高斯—赛德尔方法计算的延迟时曲线；

图5是HC三维某检波点线从层析反演模型中提取的折射界面高程示意图；

图6是HC三维某检波点线应用表层资料约束建模的模型剖面图；

图7是HC三维与图6相同检波点线采用本发明方法建模的模型剖面图；

图8是HC三维某检波点线图6模型对应的基准面静校正曲线；

图9是HC三维某检波点线图7模型对应的基准面静校正曲线；

图10是HC三维某Inline线不同基准面静校正剖面对比（上图为应用表层调查资料约束建模的基准面静校正剖面，下图为本方法无表层调查资料约束建模的基准面静校正剖面）。

具体实施方式

以下结合附图和实例详细说明本发明。

本发明是将井深校正从目前的井口时间校正转换为激发深度校正，然后在检波点地面高程与炮点激发面高程的数据域进行折射分析，先计算折射速度、然后计算炮点激发高程位置处的延迟时和检波点接收高程位置处的延迟时，同时采用层析反演方法得到测线地表以下一定深度范围内的空间速度模型，逐点提取各检波点和炮点位置处与折射速度对应的模型深度作为高速顶界面用于折射建模的约束参数，计算表层平均速度，从而建立表层模型，最后计算基准面静校正用于地震资料的处理。

本发明通过以下具体步骤实现：

1）根据野外实际地震采集资料和测量成果整理生成测线的炮点、检波点和关系文件；

2）对炮点地面高程进行井深激发深度校正，采用公式Z′_s=Z_s-H_s计算，其中：Z′_s为炮点激发面高程，Z_s为炮点原始地面高程，H_s为炮点激发深度，见图1；

3）对全部生产炮记录拾取100米至2500米偏移距范围内的初至时间；

4）在共中心点道集内进行折射分层，然后在检波点地面高程Z_R和炮点激发面高程Z′_s构成的数据体上，用互换速度分析方法计算折射速度，见图2；然后采用高斯—赛德尔方法计算延迟时，得到每一个检波点和炮点的折射速度和延迟时，检波点延迟时和炮点延迟时分别见图3和图4；

5）对测线的大炮初至数据采用层析反演方法进行层析反演（网格大小为120m×120m×5m），得到测线近地表的速度空间模型（空间从海拔46.6米至1361.6米），然后根据折射分析得到的折射速度，从速度空间模型数据中逐点提取各检波点和炮点位置处与折射速度相等时对应的高程，作为折射层界面高程，见图5；

6）把提取的折射层界面高程作为折射反演的约束参数，利用延迟时和折射速度计算出折射层以上的表层平均速度，得到每一个检波点地面和炮点激发面处的表层平均速度、高速顶界面高程、高速速度，建立整个测线的等效表层模型，见图7，图6为采用表层资料约束建模的对应模型；采用以下公式计算表层平均速度：

$V_{W,j}=\sqrt{({h_j}^2\×v_{1,j}^2)/(d_{t,j}^2\×v_{1,j}^2+{h_j}^2)}$

式中：

V_w，j为炮点（或检波点）j点处的表层平均速度；

h_j为为炮点（或检波点）j点处的表层厚度；

d_t，j为炮点（或检波点）j点处的延迟时；

v_1，j为炮点（或检波点）j点处的折射层速度；7）采用以下公式计算检波点基准面静校正： ${\mathrm{TR}}_j=\frac{E_D-Z_{\mathrm{RG},j}}{V_R}-\frac{Z_{R,j}-Z_{\mathrm{RG},j}}{V_{\mathrm{rw},j}}$

式中：

TR_j为检波点基准面静校正(ms)，j为检波点编号；

E_D为全区定义的水平基准面高程1400m；

Z_RG,j为检波点j处的高速顶界面高程(m)；

Z_R,j为检波点j的地表高程(m)；

V_R为全区定义的填充速度(4000m/s)；

V_rw,j为检波点j处的表层平均速度(m/s)；

图8为采用表层资料约束建模的模型上计算的检波点基准面静校正，图9为在本发明方法建立的模型上计算的检波点基准面静校正。

8）采用以下公式计算炮点基准面静校正量： ${\mathrm{TS}}_r=\frac{E_D-Z_{\mathrm{SG},r}}{V_R}-\frac{Z_{S,j}^{\′}-Z_{\mathrm{SG},r}}{V_{\mathrm{sw},r}}$

式中：

TS_r为炮点r点的基准面静校正（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；

E_D为全区定义的水平基准面高程(1400m)；

Z_SG,r为炮点r处的高速顶界面高程(m)；

Z'_S,r为炮点r激发面的高程(m)；

V_R为全区定义的填充速度(4000m/s)；

V_sw，r为炮点r处的表层平均速度（m/s)；9）将计算得到的检波点基准面静校正和炮点基准面静校正用于地震资料的处理。见图10。

图1为发明应用目标区三维某炮点线采用井深深度校正前后的高程曲线。图2为发明应用目标区采用互换速度分析得到的某CMP线的速度曲线。图3为发明应用目标区采用高斯—赛德尔方法计算的某检波点线的延迟时曲线。图4为发明应用目标区采用高斯—赛德尔方法计算的某炮点线的延迟时曲线。

图5为从层析反演速度模型中根据折射速度提取的折射界面。

图6为发明应用目标区三维某检波点线采用表层调查资料约束建立的表层模型。

图7为发明应用目标区与图6相同检波点线应用本方法建立的表层模型。

图8为发明应用目标区采用图6模型计算的某检波点线的基准面静校正量曲线。

图9为发明应用目标区采用图7模型计算的某检波点线的基准面静校正曲线。

图10为发明应用目标区某Inline线分别采用表层调查资料约束建模基准面静校正的剖面（上）和无表层调查约束建模基准面静校正的剖面（下）。

从图6和图7、图8和图9的对比可以看出，当地震勘探工区表层复杂，野外表层调查资料精度低或表层资料调查不全时，基于表层调查资料约束建模的模型精度较低，有些地方模型误差很大，导致基准面静校正精度较低。而本发明更为准确，基准面静校正精度高，长波长和短波长静校正都解决的好，成像质量高，构造准确。地震资料的剖面效果见图10，为目标区三维某Inline测线的现场处理剖面对比，从应用表层调查资料约束建模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；而采用本发明剖面的信噪比得到提高，浅、中、深层的反射波成像能力得到加强，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，提高了整个剖面的成像质量。

本发明表层模型的建立不再需要表层调查资料的信息，可在老资料的重新处理、表层调查困难地区以及表层调查资料不全地区的地震资料处理中，建立合理的等效表层模型，解决此类地区的静校正问题，以满足地震资料处理对高精度表层模型和基准面静校正的要求。

Claims (1)

1.一种无表层调查资料约束的大炮初至综合建模静校正方法，特点是通过以下具体步骤实现：

1）根据野外实际地震采集资料和测量成果整理生成测线的炮点、检波点和关系文件；

2）对炮点地面高程进行井深激发深度校正，采用公式Z′_s=Z_s-H_s计算，其中：Z′_s为炮点激发面高程，Z_s为炮点原始地面高程，H_s为炮点激发深度；

3）对全部生产炮记录拾取偏移距范围内的初至时间；

4）在共中心点道集内进行折射分层，然后在检波点地面高程Z_R和炮点激发面高程Z_s′构成的数据体上，用互换速度分析方法计算折射速度，然后采用高斯—赛德尔方法计算延迟时，得到每一个检波点和炮点的折射速度和延迟时；

5）对测线的大炮初至数据采用层析反演方法进行层析反演，得到测线近地表的速度空间模型，然后根据折射分析得到的折射速度，从速度空间模型数据中逐点提取各检波点和炮点位置处与折射速度相等时对应的高程，作为折射层界面高程；

6）把提取的折射层界面高程作为折射反演的约束参数，利用延迟时和折射速度计算出折射层以上的表层平均速度，得到每一个检波点地面和炮点激发面处的表层平均速度、高速顶界面高程、高速速度，建立整个测线的等效表层模型；

7）采用以下公式对检波点基准面静校正计算：

式中：

TR_j为检波点基准面静校正，j为检波点编号；

E_D为全区定义的水平基准面高程；

Z_RG,j为检波点j处的高速顶界面高程；

Z_R,j为检波点j的地表高程；

V_R为全区定义的填充速度；

V_rw,j为检波点j处的表层平均速度； 

8）采用以下公式计算炮点基准面静校正量：

式中：

TS_r为炮点r点的基准面静校正；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；

E_D为全区定义的水平基准面高程；

Z_SG,r为炮点r处的高速顶界面高程；

Z'_S,r为炮点r激发面的高程；

V_R为全区定义的填充速度；

V_sw，r为炮点r处的表层平均速度(折射界面到炮点激发面之间的平均速度；

9）将计算得到的检波点基准面静校正和炮点基准面静校正用于地震资料的处理。 

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