CN104216018A - 一种基于小道距层析反演的表层结构调查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于小道距层析反演的表层结构调查方法，所述方法包括以下步骤：利用已有的表层结构调查资料确定待调查区域的近地表低降速层的厚度；根据所述待调查区域的近地表低降速层的厚度设计测线，其中，控制测线的最大偏移距为所述待调查区域的近地表低降速层的厚度的2～8倍，并采用5～10米的道距和10～20次的覆盖次数；在炮点采用浅井小药量激发并在测线上的各检波点采用单个检波器接收，获取地震数据；从所述地震数据中采集新的表层结构调查数据，利用层析反演方法对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释，得到高精度的近地表结构速度模型。

Description

一种基于小道距层析反演的表层结构调查方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探的表层结构调查技术领域，更具体地讲，涉及一种基于小道距层析反演的表层结构调查方法。

背景技术

静校正问题影响着地震波成像和构造解释的精度，复杂的近地表结构是影响地震勘探静校正量的重要因素。为此，建立高精度的近地表结构速度模型、岩性结构模型、品质衰减模型，是地震勘探中的重要环节之一。

表层结构速度模型的建立方法主要有：微测井、小折射、大炮初至层析技术等，它们都有各自的优缺点。

微测井的优点在于在有微测井的局部位置的模型精度高，缺点在于模型深度有限(一般小于50米)、成本高、模型需要内插值等，并且由于其采集点密度较稀疏，因此导致所建模型的整体精度不高。小折射的优点在于成本低，并且调查的表层深度较深，一般可以达到百米左右，而缺点在于其基于层状介质假设，故要求要有稳定的折射面，很多地区因难以满足该条件而无法建立连续的模。大炮初至层析技术也就是利用常规二维地震勘探获得的地震单炮初至波信息进行层析反演的方法，其优点在于模型深度可以达到几百米，并可以建立连续的模型，其缺点在于受道距大(一般20米以上)和检波器组合的接收影响，成果精度的误差较大。

发明内容

为了解决以往表层结构调查方法控制范围低、精度不高等缺点，本发明的目的在于提供一种能够提高近地表建模精度、提供准确的静校正数据并提高地震勘探的精度的基于小道距层析反演的表层结构调查方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于小道距层析反演的表层结构调查方法，所述方法包括以下步骤：利用已有的表层结构调查资料确定待调查区域的近地表低降速层的厚度；根据所述待调查区域的近地表低降速层的厚度设计测线，其中，控制测线的最大偏移距为所述待调查区域的近地表低降速层的厚度的2～8倍，并采用5～10米的道距和10～20次的覆盖次数；在炮点采用浅井小药量激发并在测线上的各检波点采用单个检波器接收，获取地震数据；从所述地震数据中采集新的表层结构调查数据，利用层析反演方法对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释，得到高精度的近地表结构速度模型。

根据本发明的基于小道距层析反演的表层结构调查方法的一个实施例，采用表层结构调查数据系统采集所述新的表层结构调查数据，采用层析反演处理解释软件对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释。

根据本发明的基于小道距层析反演的表层结构调查方法的一个实施例，所述新的表层结构调查数据至少包括基于各检波器记录的初至波拾取的初至时间。

根据本发明的基于小道距层析反演的表层结构调查方法的一个实施例，将所述高精度的近地表结构速度模型用于计算静校正量。

本发明采用小道距层析测线进行层析反演的表层结构调查，反演的近地表速度结构模型更精细，进而可改善静校正的效果。并且，本发明创新地综合了微测井的纵向分辨率高和地震资料大炮层析的横向可靠性高的优点，有效地解决了结构调查精度低的难题。

具体实施方式

以下，将详细说明本发明的实施例。

可通过计算机软件模块实现本发明的基于小道距层析反演的表层结构调查方法。在本发明中描述的各个步骤不限制为上述步骤，其中的一些步骤可被进一步拆分为更多的步骤，并且一些步骤可合并为较少的步骤。

层析反演是利用地震波射线的走时和路径，反演介质速度结构的一种高精度反演方法，通过层析反演研究地表低降速带的变化，可以取得较好的应用效果。层析反演静校正则是在层析反演的基础上，对表层结构进行速度模型反演以求取基准面静校正量的方法。层析反演方法和层析反演静校正方法均为本领域比较常规的方法。

在常规的层析反演方法中，进行地震波射线追踪时需考虑速度模型的连续性并在速度块结点上设置旅行时结点，考虑射线路径的弯曲性并在速度块边界上设置旅行时结点。常规的层析反演通常利用地震勘探获得的大炮初至进行，而往往地震勘探中采用的道距较大(通常在20m以上)，采用较大道距获得的大炮初至反演近地表结构会因为浅层信息的采样间距过大导致建立的近地表模型精度无法得到保证。本发明则综合了上述两方面的优点，采用小道距获得的初至波信息进行分析，使得相邻初至波射线间的夹角较小、射线均匀且追踪的旅行时精度更高；还可以在构建的反演目标函数中，摒弃绝对旅行时差反演，增加平均慢度和视慢度项，加入表层调查等精度更高的浅层信息，增强稳定性并提高反演速度模型的分辨率和精度。

根据本发明的示例性实施例，上述基于小道距层析反演的表层结构调查方法可以包括以下步骤：

首先，利用已有的表层结构调查资料确定待调查区域的近地表低降速层的厚度。其中，已有的表层结构调查资料是以往对待调查区域进行表层调查所获得的资料，如微测井、小折射解释成果资料等，能够获得近地表结构信息并对待调查区域的表层情况有一定的认识。近地表低降速层是地表岩层由于风化剥蚀等作用形成的一层明显低于岩层速度的近地表地层，是一个相对的概念。通过确定待调查区域的近地表低降速层的厚度，能够继而对层析测线进行合理的设计并获得符合要求的资料。

然后，根据所述待调查区域的近地表低降速层的厚度设计测线。其中，控制测线的最大偏移距为所述待调查区域的近地表低降速层的厚度的2～8倍，并采用5～10米的道距和10～20次的覆盖次数。由于近地表低降速层的厚度的2～8倍范围内是浅层折射波的最佳接收区域，故需将测线的最大偏移距设置在上述范围内以确保检波点的排列能够位于上述最佳接收区域内。并且，设置较小的道距和上述合适的覆盖次数是为了获得更为连续、采样更充分的的浅层折射初至信息，提高最终的层析反演精度及近地表模型的准确性。

之后，在炮点采用浅井小药量激发并在各检波点采用单个检波器接收，获取地震数据。采取浅井小药量激发的目的是提高施工效率，降低安全风险，采用单个检波器接收则是为了避免组合检波器的影响而造成的初至信息精度误差。

再从所述地震数据中采集新的表层结构调查数据，利用层析反演方法对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释，得到高精度的近地表结构速度模型。其中，可以对所述地震数据进行各种预处理，本发明并不对此进行限制。由于初至时间是层析反演的原始初至数据，故至少应该对地震数据进行共炮点道集的抽取，并从所得的共炮点道集上拾取初至波并获取初至时间。因此，所获取的新的表层结构调查数据应至少包括基于各检波器记录的初至波拾取的初至时间。采集新的表层结构调查数据以及利用层析反演方法对所得数据进行处理和解释均可以采用本领域常规或已知的步骤进行，根据本发明的一个实施例，可以采用市售或已有的表层结构调查数据系统采集所述新的表层结构调查数据，也可以采用市售或已有的层析反演处理解释软件对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释，本发明不限于此。

在获得高精度的近地表结构速度模型之后，可以将其应用于计算静校正量，从而改善静校正的效果。

综上所述，本发明的基于小道距层析反演的表层结构调查方法适用于近地表结构复杂且静校正问题突出的地区，可广泛地应用于近地表复杂的高精度地震勘探区域。以往的表层调查方法是基于微测井或大炮初至，微测井由于布设的点位密度太低导致单点成果可靠性较高，点与点之间的模型刻画通常采用线性插值的方法，因而无法精确刻画连续的近地表信息；而大炮初至在地震施工阶段采用的道距较大，浅层的连续采样率过低，故只能大致地刻画近地表结构，无法准确描述近地表结构的浅层变化情况，本发明解决了以往表层结构调查方法控制范围低、精度不高的现状，有利于提高近地表建模精度、提供准确的静校正数据，进而提高地震勘探的精度。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (4)

1.一种基于小道距层析反演的表层结构调查方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

利用已有的表层结构调查资料确定待调查区域的近地表低降速层的厚度；

根据所述待调查区域的近地表低降速层的厚度设计测线，其中，控制测线的最大偏移距为所述待调查区域的近地表低降速层的厚度的2～8倍，并采用5～10米的道距和10～20次的覆盖次数；

在炮点采用浅井小药量激发并在测线上的各检波点采用单个检波器接收，获取地震数据；

从所述地震数据中采集新的表层结构调查数据，利用层析反演方法对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释，得到高精度的近地表结构速度模型。

2.根据权利要求1所述的基于小道距层析反演的表层结构调查方法，其特征在于，采用表层结构调查数据系统采集所述新的表层结构调查数据，采用层析反演处理解释软件对所述新的表层结构调查数据进行处理和解释。

3.根据权利要求1所述的基于小道距层析反演的表层结构调查方法，其特征在于，所述新的表层结构调查数据至少包括基于各检波器记录的初至波拾取的初至时间。

4.根据权利要求1所述的基于小道距层析反演的表层结构调查方法，其特征在于，将所述高精度的近地表结构速度模型用于计算静校正量。