CN104570110B - 一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法 - Google Patents
一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法，属于地球物理勘探数据处理领域。所述方法利用纵横波场统一的反射波时距方程同步在纵波和转换波波场进行多参数速度分析，利用纵波和转换波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照；利用标志层位，同步估算相对准确的纵横波垂直速度比，并通过剖面压缩，利用深度一致原则，循环速度迭代，求取准确的纵横波速度场。利用本发明，可以准确地对转换波地震数据进行处理，获得了高分辨率、高保真、高信噪比以及能比较清楚地反映出构造和岩性变化特征的地震剖面。
Description
技术领域
本发明属于地球物理勘探数据处理领域，具体涉及一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法。
背景技术
随着多分量勘探技术的快速发展，多波(即包含纵波和转换波的资料，通常Z代表纵波，X、Y代表转换波)、多分量地震勘探技术在气云成像、烃类检测、流体/岩性预测、裂缝检测方法等方面得到应用，并在构造成像、岩性参数提取、油气藏识别等方面逐步发挥了不可替代的作用。
由于转换波射线路径的非对称性，使得转换波处理流程不同于常规纵波资料的处理流程。常规转换波速度分析大都是基于泰勒级数展开和双平方根(DSR)方程，目前有单参数、双参数、三参数以及四参数等方法，虽然这些方法具有一定的分析精度，但都是传统的单一波场速度分析方法，是先分析纵波速度场，然后在纵波速度场分析结果的基础上再进一步分析转换波速度场，这种分析方法在大偏移距采集的三分量地震资料处理时不适用，三分量地震资料实际采集的排列长度越来越长，此时由于远偏移距三分量地震道中纵波波场与转换横波波场的相互影响，导致利用单一波场速度分析结果中存在部分误差，在后续处理中此误差被继续放大，又由于转换波资料信噪比低，信息量的局限性，这就造成了速度分析准确度降低，最终影响了三分量地震资料的成像效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是：提供一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法，解决由于转换波传播路径的不对称性以及三分量采集排列长度偏移距的增加等因素，使得转换波资料速度分析的难度大、成像的精度降低的问题。
本发明采用的技术方案是：利用纵横波场统一的反射波时距方程同步在纵波和转换波波场进行多参数速度分析，利用纵波和转换波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照；利用标志层位，同步估算相对准确的纵横波垂直速度比，并通过剖面压缩，利用深度一致原则，循环速度迭代，求取准确的纵横波速度场。
所述方法具体包括以下步骤：
(1)纵、横波场动态共反射点道集提取
步骤一：提取纵波CDP道集数据与转换横波ACP道集数据；
步骤二：大致估计工区内纵横波速度比的最大值γmax与处理过程中所需要考虑的最小深度范围hmin，计算该深度与速度比下各地震道对应的转换点位置xp1与yp1；
步骤三：大致估计工区内纵横波速度比的最小值γmin并据此计算各地震道对应的渐近转换点位置xp2与yp2，渐近转换点位置采用式(1)计算；
其中xs、ys、xr、yr分别为炮点与检波点的纵横坐标；
经过上述两步后各地震道所对应的转换点范围已确定，即当扫描速度比γ满足条件γmin≤γ≤γmax，且深度h满足条件h≥hmin时，该道各采样点对应的转换点位置(xp,yp)必满足条件：
或
步骤四：对于给定的ACP道集上的点，根据各道的转换点范围抽取所有转换点位置可能落在该点的地震道，形成超道集；
(2)纵横波联合速度建模
步骤一：建立纵横波场统一的反射波时距方程，公式如下：
上式中，tref纵横波反射波场反射波到达时间，tref0纵横波反射波场双程反射时间，Vref纵横波反射波场叠加速度，x为激发点到接收点之间的水平距离；μ、η各向异性系数；
对于P-P反射波情况下，两个各向异性系数有线性关系：μ＝1+2η；
对于P-S反射波情况下，两个各向异性系数可分别表示如下：
(3)利用统一的时距方程实现纵横波联合速度分析
步骤一：应用统一的时距方程，利用动态抽取的CDP道集与ACP道集，求取纵横波反射波场叠加速度；
步骤二：利用纵波和转换波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照，并进行动校正；
步骤三：利用标志层位的纵横波速度场，同步估算相对较准确的初始纵横波垂直速度比，
步骤四：利用求取的纵横波垂直速度比，对纵波动校道集进行拉伸或者对转换波动校道集进行压缩，并对拉伸或者压缩后的纵横波动校道集进行标志层位的对比，利用深度一致原则，当标志层位处于同一位置时说明速度比正确，若不处于同一位置，说明速度比不准确，也就是速度不准确，需要重新返回，从步骤一开始进行循环迭代速度分析；
步骤五：通过拉平的动校道集、纵横波时间域的压缩对比，通过多次迭代分析，得到准确的纵横波速度比和速度场，为叠加以及偏移提供了可靠的保障；
步骤六：对上述结果进行精细的时空变动校切除及叠加，获得多分量地震资料的叠加剖面；
步骤七：准确成像：以步骤五得到的叠加速度场作为初始输入，进行偏移速度分析，得到准确的偏移速度场，通过叠前时间偏移得到多分量资料的叠前时间偏移剖面。
本发明的有益效果是：利用同一走时方程同步在纵波和转换波波场进行多参数速度分析，利用纵波和转换波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照；利用标志层位，同步估算相对准确的纵横波垂直速度比，并通过剖面压缩，利用深度一致原则，循环速度迭代，求取的速度非常准确；分利用纵波波场与转换波波场的各自优势相互约束，降低单一波场速度分析的多解性，从而求取更加精确可靠的纵、横波速度场，进而提高纵横波成像的精度。利用本发明的方法对多分量地震资料进行处理可获得高分辨率、高保真、高信噪比以及能比较清楚地反映出构造和岩性变化特征的地震剖面，为地震解释提供了可靠的处理结果。
附图说明
图1为罗家三维资料纵横波场联合速度分析交互界面。
图2a是罗家地区某块区三维资料经纵横波场联合速度分析得到的纵波速度剖面。
图2b是罗家地区某块区三维资料经纵横波场联合速度分析得到的转换波速度剖面。
图3a是罗家地区某区块三维资料单独用转换波资料分析得到的速度模型进行叠前时间偏移得到的转换波叠前时间偏移成像剖面。
图3b是罗家地区某区块三维资料经纵横波联合速度分析后应用联合速度分析模型进行叠前时间偏移得到的转换波叠前时间偏移成像剖面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法，包括以下步骤：
(1)纵、横波场动态共反射点道集提取
步骤一：提取纵波CDP道集数据与转换横波ACP道集数据；
步骤二：大致估计工区内纵横波速度比的最大值γmax与处理过程中所需要考虑的最小深度范围hmin，计算该深度与速度比下各地震道对应的转换点位置xp1与yp1；
步骤三：大致估计工区内纵横波速度比的最小值γmin并据此计算各地震道对应的渐近转换点位置xp2与yp2，渐近转换点位置采用式(1)计算；
其中xs、ys、xr、yr分别为炮点与检波点的纵横坐标；
经过上述两步后各地震道所对应的转换点范围已确定，即当扫描速度比γ满足条件γmin≤γ≤γmax，且深度h满足条件h≥hmin时，该道各采样点对应的转换点位置(xp,yp)必满足条件：
或
步骤四：对于给定的ACP道集上的点，根据各道的转换点范围抽取所有转换点位置可能落在该点的地震道，形成超道集。
(2)纵横波联合速度建模
步骤一：建立纵横波场统一的反射波时距方程，公式如下：
上式中，tref纵横波反射波场反射波到达时间，tref0纵横波反射波场双程反射时间，Vref纵横波反射波场叠加速度，x为激发点到接收点之间的水平距离；μ、η各向异性系数；
对于P-P反射波情况下，两个各向异性系数有线性关系：μ＝1+2η；
对于P-S反射波情况下，两个各向异性系数可分别表示如下：
(3)利用统一的时距方程实现纵横波联合速度分析
步骤一：应用统一的时距方程，利用动态抽取的CDP道集与ACP道集，求取纵横波反射波场叠加速度；
步骤二：利用纵波和转换波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照，并进行动校正；
步骤三：利用标志层位的纵横波速度场，同步估算相对较准确的初始纵横波垂直速度比，
步骤四：利用求取的纵横波垂直速度比g0，对纵波动校道集进行拉伸或者对转换波动校道集进行压缩，并对拉伸或者压缩后的纵横波动校道集进行标志层位的对比，利用深度一致原则，当标志层位处于同一位置时说明速度比正确，若不处于同一位置，说明速度比不准确，也就是速度不准确，需要重新返回，从步骤一开始进行循环迭代速度分析。
步骤五：通过拉平的动校道集、纵横波时间域的压缩对比，通过多次迭代分析，得到准确的纵横波速度比和速度场，为叠加以及偏移提供了可靠的保障；
步骤六：对上述结果进行精细的时空变动校切除及叠加，获得多分量地震资料的叠加剖面；
步骤七：准确成像：以步骤五得到的叠加速度场作为初始输入，进行偏移速度分析，得到准确的偏移速度场，通过叠前时间偏移得到多分量资料的叠前时间偏移剖面。
传统的单一波场速度分析方法简化了矢量地震波场，三分量检波器记录的真实地震波场是纵波和转换波波场的相互叠加，分离的单一波场速度分析将引入误差并影响成像精度。
纵横波联合速度分析技术同步在R分量和Z分量上实现纵波速度场与转换波速度场各向异性多参数速度分析。通过纵波、转换波道集同步对比显示，纵波、转换波波场相互约束、相互参照，首先，纵横波同步分析得到纵横波垂直速度比g0，然后同步分析得到纵波速度场和转换波速度场，再通过道集的拉平、纵横波时间压缩对比，通过多次迭代分析，得到准确的纵横波速度场。
该技术利用同一走时方程同步在纵波和转换波波场进行多参数速度分析。利用纵波和转换波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照；利用标志层位，同步估算相对准确的纵横波垂直速度比，并通过剖面压缩，利用同一层位深度一致原则，循环速度迭代，求取准确的速度。
试验例。经过利用本发明基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法对对罗家三分量资料进行了资料的处理，图1为罗家三维资料纵横波场联合速度分析交互界面。图2a是罗家地区某块区三维资料经纵横波场联合速度分析得到的纵波速度剖面，图2b是罗家地区某块区三维资料经纵横波场联合速度分析得到的转换波速度剖面。图3a是罗家地区某区块三维资料单独用转换波资料分析得到的速度模型进行叠前时间偏移得到的转换波叠前时间偏移成像剖面，图3b是罗家地区某区块三维资料经纵横波联合速度分析后应用联合速度分析模型进行叠前时间偏移得到的转换波叠前时间偏移成像剖面，可以看到断面清楚，同相轴连续，取得分辨率高、准确的成像效果，检验了本方法的正确性、有效性和稳定性，获得了较好的处理效果。
Claims (1)
1.一种基于纵横波匹配的多分量资料联合速度分析方法，其特征在于：该方法利用纵横波场统一的反射波时距方程同步在纵波和转换横波波场进行多参数速度分析，利用纵波和转换横波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照；利用标志层位，同步估算相对准确的纵横波垂直速度比，并通过剖面压缩，利用纵横波同一反射界面深度一致原则，循环速度迭代，求取准确的纵横波速度场；
所述方法具体包括以下步骤：
(1)纵、横波场动态共反射点道集提取
步骤一：提取纵波CDP道集数据与转换横波ACP道集数据；
步骤二：估计工区内纵横波速度比的最大值γmax与处理过程中所需要考虑的最小深度hmin，计算该深度与速度比下各地震道对应的转换点位置xp1与yp1；
步骤三：估计工区内纵横波速度比的最小值γmin并据此计算各地震道对应的渐近转换点位置xp2与yp2，渐近转换点位置采用式(1)计算；
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其中xs、ys、xr、yr分别为炮点与检波点的纵横坐标；
经过上述步骤二和步骤三后各地震道所对应的转换点范围已确定，即当扫描速度比γ满足条件γmin≤γ≤γmax，且深度h满足条件h≥hmin时，各地震道各采样点对应的转换点位置(xp,yp)必满足条件：
或
步骤四：对于给定的ACP道集上的点，根据各道的转换点范围抽取所有转换点位置可能落在该点的地震道，形成超道集；
(2)纵横波联合速度建模
步骤一：建立纵横波场统一的反射波时距方程，公式如下：
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上式中，tref纵横波反射波场反射波到达时间，tref0纵横波反射波场双程反射时间，Vref纵横波反射波场叠加速度，x为激发点到接收点之间的水平距离；μ、η各向异性系数；
对于P-P反射波情况下，两个各向异性系数有线性关系：μ＝1+2η；
对于P-S反射波情况下，两个各向异性系数可分别表示如下：
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其中γ0是垂向速度比，γeff是等效速度比，χeff是转换横波各向异性系数；
(3)利用统一的时距方程实现纵横波联合速度分析
步骤一：应用统一的时距方程，利用动态抽取的CDP道集与ACP道集，求取纵横波反射波场叠加速度；
步骤二：利用纵波和转换横波道集的同步对比，实现纵横波相互间速度趋势的同步对照，并进行动校正；
步骤三：利用标志层位的纵横波速度场，同步估算相对较准确的初始纵横波垂直速度比；
步骤四：利用求取的纵横波垂直速度比，对纵波动校道集进行拉伸或者对转换横波动校道集进行压缩，并对拉伸或者压缩后的纵波和转换横波动校道集进行标志层位的对比，利用深度一致原则，当标志层位处于同一位置时说明速度比正确，若不处于同一位置，说明速度比不准确，也就是速度不准确，需要重新返回，从步骤一开始进行循环迭代速度分析，所述步骤一是：应用统一的时距方程，利用动态抽取的CDP道集与ACP道集，求取纵横波反射波场叠加速度；
步骤五：通过拉平的动校道集、纵横波时间域的压缩对比，通过多次迭代分析，得到准确的纵横波速度比和速度场，为叠加以及偏移提供了可靠的保障；
步骤六：对上述拉平的动校道集进行精细的时空变动校切除及叠加，获得多分量地震资料的叠加剖面；
步骤七：准确成像：以步骤五得到的叠加速度场作为初始输入，进行偏移速度分析，得到准确的偏移速度场，通过叠前时间偏移得到多分量资料的叠前时间偏移剖面。
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