CN104516016B - 一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法及装置，应用于转换波地震资料处理技术领域，所述方法包括：采集转换波地震资料；对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集；将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道；针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度；针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度。本发明得到的转换波方位速度结果准确，解决了当地下存在非均质体时或方位各向异性较强的情况下，采用椭圆拟合方法获得的转换波方位速度结果不准确的问题。

Description

一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法及装置

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，涉及一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法及装置。

背景技术

随着油气勘探的重点领域逐渐转向小幅度构造油气藏、岩性油气藏和裂缝性油气藏，以纵波震源激发、三分量接收的转换波地震勘探逐步走上油田勘探开发的舞台，已经开始了实际应用。三维三分量转换波地震勘探可同时获得能反映岩石骨架和各向异性特性的横波地震资料及能反映岩石骨架和流体特性的纵波地震资料，兼备纵波地震勘探和转换波地震勘探二者的优势，能获得更多的地球物理信息，减少多解性，提高勘探成功率。

转换波地震勘探可以利用纵、横波的方位各向异性和横波分裂现象较为可靠的研究和预测裂缝发育带，特别是转换横波分裂估计和补偿技术在裂缝型储层预测方面也取得了明显的成效。当横波经过HTI（Horizontal Transverse Isotropy，横向各向异性）介质时，会分裂为快、慢横波，快、慢横波在径向和切向上都有能量，在方位道集上就会表现出方位各向异性特征。为了分析这种方位各向异性的主方向和强度，需要分方位扇区进行处理，经方位各向异性处理，消除了各向异性引起的时差问题，提高转换波的成像质量和分辨率，获得裂缝发育方位和密度。

转换波方位各向异性分析需要在分方位扇区处理的基础上进行。在分方位扇区处理，速度随方位角的变化、与方位角相关的旅行时差、与方位相关的各向异性等问题随之产生。Tsvankin(1997)证明纵波和横波的动校正速度在HTI介质中，随方位呈椭圆变化，最大速度方向代表裂缝分布方位，但转换波的速度在HTI介质的变化规律，一直是研究的空白。因此，借鉴HTI介质中Tsvankin的表示方法，Liu和Dai(2011)研究了转换波的速度在HTI介质中随方位的变化规律，得到HTI介质的转换波方位速度的近似表达式。数字模型分析表明只是在速度差异小于20%时，转换波的成像速度在HTI介质中，随方位呈椭圆变化。当地下存在非均质体体，或方位各向异性较强时，仍采用椭圆拟合获得转换波方位速度已经不合适了，需要采用新的方法解决转换波成像速度随方位变化的问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法及装置，以解决当地下存在非均质体时或方位各向异性较强时，采用椭圆拟合方法获得的转换波方位速度结果不准确的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法，包括：

采集转换波地震资料，所述转换波地震资料包括：转换波地震数据、观测系统定义文件以及采集班报；

对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集；

将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道；

针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度；

针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度。

相应的，本发明还提供一种确定三维转换波地震数据方位速度的装置，包括：

数据采集模块，用于采集转换波地震资料；

预处理模块，用于对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集；

扇区划分模块，用于将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道；

第一速度确定模块，用于针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度；

第二速度确定模块，用于针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度。

借助于上述技术方案，本发明在假设转换波地震数据已预处理好，在三维转换波的地震数据的共转换点道集中，根据方位角度的不同，将共转换点道集划分为多个扇区；之后，利用转换波速度分析方法确定该扇区的速度；确定每个扇区的方位速度后，该共转换点道集的任一方位角的速度，可由相邻三个扇区的方位速度利用常规的抛物线插值得到。实验结果证明利用本发明得到的转换波方位速度结果准确，尤其适用于当地下存在非均质体时或方位各向异性较强的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的确定三维转换波地震数据方位速度的方法流程图；

图2是本发明提供的确定三维转换波地震数据方位速度的装置结构示意图；

图3是应用常规方法动校正后的道集；

图4是应用本发明提供的方法得到的动校正后的道集。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S11，采集转换波地震资料。

所述转换波地震资料包括：转换波地震数据（包含X分量、Y分量和Z分量的野外地震数据）、观测系统定义文件以及采集班报等。

步骤S12，对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集。

步骤S13，将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道。

步骤S14，针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度。

具体的，该步骤采用常规的转换波速度分析方法，如利用转换波时距曲线，沿不同速度定义的时距曲线轨迹，对共转换点道集进行叠加或相关，得到速度谱，确定转换波速度；或者，利用转换波时距曲线进行常速扫描叠加或变速扫描叠加确定转换波速度。

步骤S15，针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度。

本发明在假设转换波地震数据已预处理好，在三维转换波的地震数据的共转换点道集中，根据方位角度的不同，将共转换点道集分为多个方位扇区，并确保每个扇区都有不同偏移距的地震道；之后，根据每个扇区的地震道该方位扇区的速度；确定每个扇区的方位速度后，该共转换点道集的任一方位角的速度，可由相邻三个扇区的方位速度利用常规的抛物线插值得到。

本发明是在确定每个扇区角平分线所在方位角的准确速度后，利用常规的抛物线插值得到得到任一方位角的速度，抛物线插值保证了速度插值的二阶连续性，插值后的速度更符合转换波速度随方位角变化的不规则分布特征，适用于当地下存在非均质体时或方位各向异性较强的情况，在实际资料处理中能达到较好的效果。

在一种较佳的实施例中，步骤S12对所述转换波地震资料进行的预处理包括：

地震数据解编、加载观测系统、波场分离、静校正、叠前去噪、振幅恢复、道头中预置共转换点号并分选成共转换点道集。

其中，所述的地震数据解编是按野外采集的记录格式将地震数据检测出来，然后按照炮和道的顺序将地震记录存放起来，并明确各个分量的存放顺序，将地震数据按处理系统的内部格式记录，形成共炮点记录，每个地震道由道头和数据两部分组成，道头用来存放描述地震道特征的数据，如野外文件号，记录道号、炮点和检波点高程等。

所述的加载观测系统一般利用野外提供的观测系统定义文件来实现，以野外文件号和记录道号为索引，赋予每一个地震道正确的炮点坐标、检波点坐标，以及由此计算的中心点坐标和面元序号，并将这些数据记录在地震道头上或系统数据库中。

所述的波场分离包括纵波和横波的波场分离、水平分量的波场分离。纵波和横波的波场分离是要从水平分量和垂直分量中分离出纵波和横波；水平分量的波场分离是利用炮检方向与检波器X轴方向的夹角，进行水平分量旋转得到R分量和T分量的转换波地震数据。

所述的静校正是指转换波静校正，转换波静校正量由炮点静校正量和检波点静校正量两个部分组成，炮点的静校正量与纵波相同，检波点静校正量需要专门的处理技术得到。

所述的叠前去噪是指转换波的地震数据处理中的提高信噪比的措施。

所述的振幅恢复是指消除地震波在地下介质中传播时，受各种衰减因素的影响，可采用转换波的几何扩散补偿，或时间指数增益补偿，或地层吸收补偿，以及地表一致性振幅补偿解决。

所述的道头中预置共转换点号并分选成共转换点道集是指依据观测系统定义和转换点计算公式，计算共转换点号，并分选成共转换点道集，

在一种较佳的实施例中，步骤S13将共转换点道集划分为多个扇区包括：按炮检方位角将所述共转换点道集划分为多个扇区，每个扇区的角度在1度至120度之间。需要注意的是在形成方位角道集时，综合考虑转换波地震资料的实际情况，力求以各扇区的覆盖次数基本相当，炮检距的分布均匀，以保证每个扇区都能包含有多个炮检距的地震道。

相应的，本发明还提供一种确定三维转换波地震数据方位速度的装置，如图2所示，该装置包括：

数据采集模块201，用于采集转换波地震资料，所述转换波地震资料包括：转换波地震数据、观测系统定义文件以及采集班报；

预处理模块202，用于对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集；

扇区划分模块203，用于将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道；

第一速度确定模块204，用于针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度；

第二速度确定模块205，用于针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度。

在一种较佳的实施例中，预处理模块202具体用于对所述转换波地震资料进行如下预处理：地震数据解编、加载观测系统、波场分离、静校正、叠前去噪、振幅恢复、道头中预置共转换点号并分选成共转换点道集。

在一种较佳的实施例中，扇区划分模块203具体用于：按炮检方位角将所述共转换点道集划分为多个扇区，每个扇区的角度在1度至120度之间。

本发明提供的确定三维转换波地震数据方位速度的装置与方法基于同样的实现原理，具体实施方式可参见前述对确定三维转换波地震数据方位速度方法的介绍，此处不再赘述。

实施例一

本实施例提供一具体的确定三维转换波地震数据方位速度的方法，该方法包括：

步骤A1，采集转换波地震资料；

步骤A2，对采集到的转换波地震资料进行预处理，预处理包括地震数据解编、加载观测系统、波场分离、静校正、叠前去噪、振幅恢复、道头中预置共转换点号并分选成共转换点道集；

步骤A3，将共转换点道集划分为六个扇区，各扇区的角度依次为-10度～50度、50度～110度、110度～170度、170度～230度、230度～290度、290度～350度，每个扇区都具有一定的覆盖次数，包含不同炮检距的地震道；

步骤A4，根据每个扇区的多个地震道，利用常规转换波速度分析方法，确定该扇区的方位速度，方位为该扇区的角平分线的方位角；

步骤A5，在完成步骤A4确定每个扇区的方位速度后，该共转换点道集的任一方位角的速度，可由相邻三个扇区的方位速度利用常规的抛物线插值得到。

如在双程垂直旅行时3秒，六个扇区的转换波速度依次为1900m/s，1950m/s，1850m/s，1800m/s，1850m/s，1820m/s,且此六个扇区的角平分线所在方位角分别为20度，80度，140度，200度，260度，320度。

转换波速度与方位角变化的抛物线插值公式为：v(θ)＝aθ²+bθ+c；

上式中，θ为方位角，a、b和c为待定系数；

这样，六个扇区共有6个数据点，分别为点1、点2、点3、点4、点5、点6，用抛物线插值法插值，做法如下：

点1、点2、点3确定一条抛物线，用这条抛物线连接点1、点2；

点2、点3、点4确定一条抛物线，用这条抛物线连接点2、点3；

点3、点4、点5确定一条抛物线，用这条抛物线连接点3、点4；

点4、点5、点6确定一条抛物线，用这条抛物线连接点4、点5；

点5、点6、点1确定一条抛物线，用这条抛物线连接点5、点6，此时点1的方位角为20+360度；

点6、点1、点2确定一条抛物线，用这条抛物线连接点6、点1，此时点6的方位角为320-360度；

那么在方位角为90度时，由点2、点3、点4确定一条抛物线v(θ)＝0.00694444θ²-3.19444θ+2161.11，转换波速度为：1929.86m/s。

图3是应用常规的速度动校正后的道集；图4是应用该方法得到的方位速度后，动校正后的道集。对比图3与图4可看出应用本发明提供的方法进行动校正后，同相轴的连续性和聚焦度均优于常规的速度动校正。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种确定三维转换波地震数据方位速度的方法，其特征在于，包括：

采集转换波地震资料，所述转换波地震资料包括：转换波地震数据、观测系统定义文件以及采集班报；

对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集；

将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道；

针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度；

针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度；

将共转换点道集划分为多个扇区包括：按炮检方位角将所述共转换点道集划分为多个扇区，每个扇区的角度在1度至120度之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述转换波地震资料进行的预处理包括：

地震数据解编、加载观测系统、波场分离、静校正、叠前去噪、振幅恢复、道头中预置共转换点号并分选成共转换点道集。

3.一种确定三维转换波地震数据方位速度的装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集转换波地震资料，所述转换波地震资料包括：转换波地震数据、观测系统定义文件以及采集班报；

预处理模块，用于对所述转换波地震资料进行预处理，得到共转换点道集；

扇区划分模块，用于将共转换点道集划分为多个扇区，所述每个扇区包含有多个炮检距的地震道；

第一速度确定模块，用于针对每个扇区，利用转换波速度分析方法确定该扇区的角平分线所在方位角的速度，并将其确定为该扇区的方位速度；

第二速度确定模块，用于针对所述共转换点道集中的任一方位角，采用抛物线插值法对该任一方位角所在扇区及其相邻两个扇区的方位速度进行计算，得到该任一方位角的速度；

所述扇区划分模块具体用于：按炮检方位角将所述共转换点道集划分为多个扇区，每个扇区的角度在1度至120度之间。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预处理模块具体用于对所述转换波地震资料进行如下预处理：地震数据解编、加载观测系统、波场分离、静校正、叠前去噪、振幅恢复、道头中预置共转换点号并分选成共转换点道集。