CN104635270A - 基于合成记录约束的转换波静校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于合成记录约束的转换波静校正方法，其中该方法包括：将转换波的共转换点道集叠加，以产生合成记录；对所述合成记录进行层位标定，以产生合成记录约束道；对所述合成记录约束道进行插值，以产生时移约束道；根据预设的时移系数及所述时移约束道的波峰，在共转换点道集的时窗中搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰，以取得时变比例；根据所述时变比例，计算出静校正量，以对共转换点道集进行静校正。通过本发明，以解决现有技术存在的单一静校正方法都有一定的局限的问题。

Description

基于合成记录约束的转换波静校正方法

技术领域

本发明涉及静校正方法的技术领域，尤其涉及一种基于合成记录约束的转换波静校正方法。

背景技术

近年来，多分量转换波技术得到越来越广泛的应用，它在岩性分析、流体识别、裂缝检测以及各向异性储层的成像与预测上表现出明显的优势。

然而，转换波的静校正是一个复杂的问题，由于近地表的横波速度很低,且传播速度不受潜水面的影响，导致转换波接收点的静校正量比传统纵波的静校正量大得多(通常是纵波的2-10倍)，用常规算法进行校正常常会出现不稳定的“周期跳跃”现象。此外，近地表的横向非均匀性导致了横波的传播可能没有明显的、统一的稳定低速带，转换波检波点静校正缺乏合适的基准面。因此，适应转换波特点的静校正算法是多分量地震发展的要求，也是领域急待解决的问题。

虽然，已有许多对转换波静校正的问题进行了探讨，但是这些方法假设较多，计算较为复杂，其实际应用受到限制。并且这些方法基本上都是建立在地表一致性假设的基础之上。而实际复杂的地质环境并不满足这一假设，因此基于地表性一致性假设的静校正方法都有一定的局限性。另外，复杂的环境下无法获得准确的共成像点道集，利用存在剩余正常时差的数据同样得不到好的效果，需要多种静校正方法的组合应用才能做好转换波数据的静校正。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于合成记录约束的转换波静校正方法，以解决现有技术存在的单一静校正方法都有一定的局限的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种基于合成记录约束的转换波静校正方法，包括：将转换波的共转换点道集叠加，以产生合成记录；对所述合成记录进行层位标定，以产生合成记录约束道；对所述合成记录约束道进行插值，以产生时移约束道；根据预设的时移系数及所述时移约束道的波峰，在共转换点道集的时窗中搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰，以取得时变比例；根据所述时变比例，计算出静校正量，以对共转换点道集进行静校正。

其中，所述将转换波的共转换点道集叠加，以产生合成记录的步骤包括：以井旁的共转换点道集为中心道；将中心道与相邻的共转换点道集叠加，以产生合成记录。

其中，所述将中心道与相邻的共转换点道集叠加的步骤满足如下公式：其中，表示第i₀个共转换点的叠加道第k点处的振幅值，m_i,n,k表示第i个共转换点第n道上第k点处的振幅采样值，()表示第i个CCP点道集叠加道，i₀表示中心道。

其中，所述对所述合成记录进行层位标定的步骤包括：以垂直地震剖面资料，对所述合成记录进行层位标定。

其中，所述根据时移约束道的波峰，搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰的步骤包括：以所述时移约束道的波峰为基准，搜寻范围不超过上一个时窗已经确定的波峰位置以及所述时移约速道的波峰的下一个波峰位置，以搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰。

其中，所述预设的时移系数满足入下公式：

$S_{i,n,j}=[({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})-({T_x}_{i,j}-{T_s}_{i,j})]/({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j}),$ 其中，S_i,n,j为第i个共转换点第n道第j个时窗的时移系数，为第i个共转换点第n道第j个时窗底的时间深度，为第i个CCP第n道第j个时窗顶的时间深度，为第i个共转换点的时移约束道第j个时窗顶的时间深度，表示为第i个共转换点的时移约束道第j个时窗底的时间深度。

其中，所述时变比例满足入下公式：当时， ${\mathrm{scal}}_{i,n,j}=({T_x}_{i,n,j}-{T_s}_{i,n,j})/({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j});$ 当 $({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})/({T_x}_{i,n,j}-{T_s}_{i,n,j})<1$ 时，其中，scal_i,n,j表示第i个共转换点第n道第j个时窗的时变比例。

其中，静校正量满足如下公式：当时，g_i,n,k＝scal_i,n,j*q_i,n,j,k-q_i,n,j,k；当时，g_i,n,k＝q_i,n,j,k-scal_i,n,j*q_i,n,j,k，其中，g_i,n,k表示第i个共转换点第n道第k个采样点的静校正量,q_i,n,j,k表示第i个共转换点第n道第j个时窗内的采样点相对于该时窗顶的采样点个数。

其中，所述对共转换点道集进行静校正满足如下公式：M_i,n,k＝m_i,n,k+g_i,n,k，其中，m_i，n，k为静校正前的振幅值，M_i,n,k为静校正后的结果。

根据本发明的技术方案，通过以质量较好的合成记录作为时变静校正的的约束道，并在约束道中寻找波峰，然后以约束道各个波峰作为求取静校正的基准线，同一接收点道集内的各道上的波峰按一定原则分别向各个基准线平移并对齐，以达到静校正的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的基于合成记录约束的转换波静校正方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的合成记录约束道的波形图；

图3是根据本发明实施例的在共转换点道集上搜寻目标波峰的示意图；

图4是根据本发明实施例的时变比例与静校正量的对应关系示意图；

图5是根据本发明实施例的时变比例与静校正量的另一对应关系示意图；

图6为未经静校正的单个共转换点道集的波形图；

图7为经本发明的静校正后的单个共转换点道集的波形图；

图8为经本发明的静校正后的单个共转换点道集的另一波形图；

图9为经本发明的静校正后的单个共转换点道集的又一波形图；

图10为未经静校正的共转换点道集叠加剖面的波形图；

图11为经本发明的静校正的共转换点道集加剖面的波形图。

具体实施方式

本发明的主要思想在于，基于以质量较好的合成记录作为时变静校正的的约束道，并在约束道中寻找波峰，然后以约束道各个波峰作为求取静校正的基准线，同一接收点道集内的各道上的波峰按一定原则分别向各个基准线平移并对齐，以达到静校正的目的。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

根据本发明的实施例，提供了一种基于合成记录约束的转换波静校正方法。

图1是根据本发明实施例的基于合成记录约束的转换波静校正方法的流程图。

在步骤S102中，将转换波的共转换点道集叠加，以产生合成记录。其中，转换波例如为P-SV波。由于剩余静校正量具有短波长性质，正负变化大，把转换波的各道叠加后会部分或全部地抵消，所以叠加道不含短波长相对剩余静校正量，可以把叠加道作为合成记录。

进一步来说，为提高选取基准道的准确性，步骤S102还包括以井旁的共转换点道集为中心道，并将中心道与相邻的共转换点道集叠加，以产生合成记录。所述将中心道与相邻的共转换点道集叠加可公式(1)所示：

$M_{i_0,k}=\underset{i=i_0-3}{\overset{i_0+3}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{m}_{i,n,k}\right),---\left(1\right)$

其中，表示第i₀个共转换点的叠加道第k点处的振幅值，m_i,n,k表示第i个共转换点第n道上第k点处的振幅采样值，()表示第i个共转换点道集叠加道，i₀表示中心道。并且，所选取与中心道相邻的共转换点道集叠加道的个数左右对称，使中心道i₀的各个道在位于模型中央的共转换点中。

在步骤S104中，对所述合成记录进行层位标定，以产生合成记录约束道。进一步来说，可以垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)资料，对所述合成记录进行层位标定。

并且，当测井曲线质量较好并且得到的合成记录与基准道大套层位一致性较高时，以合成记录作为时变静校正的约束道，如图2所示。由于道集存在静校正量和剩余动校误差，基准道很难满足同向叠加，使得基准道某些波峰偏离了正确的位置而不能作为静校正的模型道。尤其是当，动校误差较大时道集叠加可能使道集正负抵消，使得基准道波峰弱化甚至消失，如图2所示之矩形区域210，而测井合成记录可以很好的避免这一问题。

从图2中，可以看到合成记录和基准道大套的层位一致性较好，而如图2所示之椭圆形区域220、230中的基准道的波峰偏离了正确的位置，此时以合成记录的波峰作为基准进行校正，不难看出不同的采样点需要用不同的静校正量才能将各个波峰同时对齐。

在步骤S106中，对所述合成记录约束道进行插值，以产生时移约束道。由于多数工区测井资料有限，为了将测井合成记录约束道应用到尽可能多的位置上，因此需要将前述得到的合成记录约束道进行插值。另外，由于纵波记录道一般较好，因此在对转换波合成记录进行插值时需用纵波记录道上的标志层进行限制。合成记录约束道经过标定插值后就得到了可进行静校正的时移约束道。

在步骤S108中，根据预设的时移系数及所述时移约束道的波峰，在共转换点道集的时窗中搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰，以取得时变比例。

在获得时移约束道后，拾取时移约束道的波峰，以此作为中心道单道各采样点时移的标准。进一步来说，搜寻目标波峰可参考图3，且以时移约束道的波峰为基准搜索中心道叠前数据的波峰，向上搜寻范围不能超过上一个时窗已经确定的波峰位置(如图3所示之虚线的深度)，向下不能超过时移约束道的波峰的(即图3所示之波峰搜寻起始位置)的下一个波峰位置(如图3所示之的时间深度)，以搜寻到离时移约束道的波峰(搜寻起始位置)最近的波峰为目标波峰。波峰拾取后，使转换波的共转换点道集(即地震数据)分为多个时窗。为了对拾取波峰进行质量控制，进一步定义了时窗的预设的时移系数S_i,n,j，如公式(2)所示:

$S_{i,n,j}=[({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})-({T_x}_{i,j}-{T_s}_{i,j})]/({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})---\left(2\right)$

其中，其中，S_i,n,j为第i个共转换点第n道第j个时窗的时移系数，为第i个共转换点第n道第j个时窗底的时间深度，为第i个CCP第n道第j个时窗顶的时间深度，为第i个共转换点的时移约束道第j个时窗顶的时间深度，表示为第i个共转换点的时移约束道第j个时窗底的时间深度。

也就是说，可经由定义的预设的时移系数，判断是否保留前述所搜寻到的波峰位置，即若此时预设的时移系数超过最大时移系数，则放弃原来搜寻到的波峰位置，并另外再进行搜寻。另外，最大时移系数是权衡道集对齐程度和允许最大时移量的一个因子。如果预设的时移系数很大才能够对齐道集则可能是由于常规的静校正和动校速度不准带来的误差，需要再对道集进行常规的静校正处理以保持时变静校正的稳定性。

此外，进一步定义了时窗的时变比例，如公式(3)及(4)所示：

当 $({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})/({T_x}_{i,n,j}-{T_s}_{i,n,j})>=1$ 时， ${\mathrm{scal}}_{i,n,j}=({T_x}_{i,n,j}-{T_s}_{i,n,j})/({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j}),---\left(3\right)$

当 $({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})/({T_x}_{i,n,j}-{T_s}_{i,n,j})<1$ 时， ${\mathrm{scal}}_{i,n,j}=({H_x}_{i,n,j}-{H_s}_{i,n,j})/({T_x}_{i,n,j}-{T_s}_{i,n,j}),---\left(4\right)$

其中，scal_i,n,j表示第i个共转换点第n道第j个时窗的时变比例。

在步骤S110中，根据所述时变比例，计算出静校正量，以对共转换点道集进行静校正。进一步来说，根据时变比例，计算出静校正量可参考图4及5，且时变比例与静校正量的对应关系如公式(5)及(6)所示：

当时，g_i,n,k＝scal_i,n,j*q_i,n,j,k-q_i,n,j,k，    (5)

当时，g_i,n,k＝q_i,n,j,k-scal_i,n,j*q_i,n,j,k，    (6)

其中，g_i,n,k表示第i个共转换点第n道第k个采样点的静校正量,q_i,n,j,k表示第i个共转换点第n道第j个时窗内的采样点相对于该时窗顶的采样点个数。

也就是说，在图4中，时窗内P点到P’的静校正量为公式(5)，而在图5中，时窗内P点到P’的静校正量为公式(6)。在静校正量计算出来后，可对共转换点到即进行静校正，而计算方式可如公式(7)所示：

M_i,n,k＝m_i,n,k+g_i,n,k，    (7)

其中，m_i，n，k为静校正前的振幅值，M_i,n,k为静校正后的结果。

当获得转换波中各道集的各采样点的时移量进行时移后，将时移校正后的道集重新应用到约束道的求取，更新约束道使其更加准确。如此反复迭代，直到各个时窗的波峰，在预设的时移系数的限制下能较好的对齐，以完成一个共转换点道集的校正后，其余共转换点道集的校正方式则可参考前述说明，故在此不再赘述。

上述已说明了如何对转换波进行静校正的方法，以下将提供一些实例来验证上述方法的处理效果。假设取得一条测试在线的转换波(P-SV)，并抽取该转换波数据中的一定时窗长度为测试数据，且选择起始时间1300ms，道长1000ms，共201个共转换点，每个共转换点69道。原始采样率为2ms，数据输入后重采样为1ms。

图6为未经静校正的单个共转换点道集的波形图，图7为经本发明的静校正后的单个共转换点道集的波形图。图7为对图6的原始数据的时变静校正结果，其中最大时移系数为0.1。在图6中，可以看出共转换点道集的同向轴存在扭曲，连续性差。在图7中，可以看出经过时变静校正后的共转换点道集中的各同相轴一致性得到了很好的改善，基本消除了同相轴抖动和道与道之间的跳变时差。

图8为经本发明的静校正后的单个共转换点道集的另一波形图，图9为经本发明的静校正后的单个共转换点道集的又一波形图。其中，图8的最大时移系数为0.1，图9的最大时移系数为0.3。在图8中，可以看出在椭圆型区域810、820中的同向轴的波形未得到较好的改善。在图9中，可以看出在椭圆形区域910、920中的同向轴的波形变得更加光滑，且一至性大大提高，以有效地改善了图6的椭圆型区域810、820中的同向轴的波形。

图10为未经静校正的共转换点道集叠加剖面的波形图，图11为经本发明的静校正的共转换点道集加剖面的波形图。在图10中，可以看出转换波的同相轴在某些区域不连续，隐隐约约，能量较弱。并且，使用常规的剩余静校正方法，会出现某些层位变好其他层位变差的问题，无法将各个层位同时聚焦。而造成这种不同剩余时差的原因，可能是非地表一致因素引起的也可能是动校速度不准引起的。在图11中，可以看出同相轴的连续性和能量都得到较好的改善，信噪比增强。

综上所述，根据本发明的技术方案，通过在预设的时移系数的限制，下基于动态约束道的波峰位置在共轉換點道集内搜索各个时窗内振幅最大值，即使叠加能量达到最大的位置。将原始数据分为不同时窗后，对各个时窗内的采样点进行时移。如此一来，提高了利用叠加道为约束道的准确性和稳定性，增强了有效信号的统计效应，减少了噪声的影响；避免了利用互相关技术在地震资料信噪比低，时移量较大时带来的误差；消除了速度误差带来的剩余正常时差，同时也一定程度上解决了非地表一致性问题。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，包括：

将转换波的共转换点道集叠加，以产生合成记录；

对所述合成记录进行层位标定，以产生合成记录约束道；

对所述合成记录约束道进行插值，以产生时移约束道；

根据预设的时移系数及所述时移约束道的波峰，在共转换点道集的时窗中搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰，以取得时变比例；

根据所述时变比例，计算出静校正量，以对共转换点道集进行静校正。

2.根据权利要求1所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述将转换波的共转换点道集叠加，以产生合成记录的步骤包括：

以井旁的共转换点道集为中心道；

将中心道与相邻的共转换点道集叠加，以产生合成记录。

3.根据权利要求2所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述将中心道与相邻的共转换点道集叠加的步骤满足如下公式：

$M_{i_0,k}=\underset{i=i_0-3}{\overset{i_0+3}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(\frac{1}{N}{m}_{i,n,k}\right),$

其中，表示第_i0个共转换点的叠加道第k点处的振幅值，m_i,n,k表示第i个共转换点第n道上第k点处的振幅采样值，()表示第i个共转换点道集叠加道，_i0表示中心道。

4.根据权利要求1所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述对所述合成记录进行层位标定的步骤包括：

以垂直地震剖面资料，对所述合成记录进行层位标定。

5.根据权利要求1所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述根据时移约束道的波峰，搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰的步骤包括：

以所述时移约束道的波峰为基准，搜寻范围不超过上一个时窗已经确定的波峰位置以及所述时移约速道的波峰的下一个波峰位置，以搜寻离所述时移约束道的波峰最近的目标波峰。

6.根据权利要求5所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述预设的时移系数满足入下公式：

$S_{i,n,j}=[(H_{x_{i,n,j}}-H_{s_{i,n,j}})-(T_{x_{i,j}}-T_{s_{i,j}})]/(H_{x_{i,n,j}}-H_{s_{i,n,j}}),$

其中，S_i,n,j为第i个共转换点第n道第j个时窗的时移系数，为第i个共转换点第n道第j个时窗底的时间深度，为第i个CCP第n道第j个时窗顶的时间深度，为第i个共转换点的时移约束道第j个时窗顶的时间深度，表示为第i个共转换点的时移约束道第j个时窗底的时间深度。

7.根据权利要求6所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述时变比例满足入下公式：

当 $(H_{x_{i,n,j}}-H_{s_{i,n,j}})/(T_{x_{i,n,j}}-T_{s_{i,n,j}})>=1$ 时， ${\mathrm{scal}}_{i,n,j}=(T_{x_{i,n,j}}-T_{s_{i,n,j}})/(H_{x_{i,n,j}}-H_{s_{i,n,j}});$

当 $(H_{x_{i,n,j}}-H_{s_{i,n,j}})/(T_{x_{i,n,j}}-T_{s_{i,n,j}})<1$ 时， ${\mathrm{scal}}_{i,n,j}=(H_{x_{i,n,j}}-H_{s_{i,n,j}})/(T_{x_{i,n,j}}-T_{s_{i,n,j}}),$

其中，scal_i,n,j表示第i个共转换点第n道第j个时窗的时变比例。

8.根据权利要求7所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述静校正量满足如下公式：

当时，g_i,n,k＝scal_i,n,j*q_i,n,j,k-q_i,n,j,k；

当时，g_i,n,k＝q_i,n,j,k-scal_i,n,j*q_i,n,j,k，

其中，g_i,n,k表示第i个共转换点第n道第k个采样点的静校正量,q_i,n,j,k表示第i个共转换点第n道第j个时窗内的采样点相对于该时窗顶的采样点个数。

9.根据权利要求8所述的基于合成记录约束的转换波静校正方法，其特征在于，所述对共转换点道集进行静校正满足如下公式：

M_i,n,k＝m_i,n,k+g_i,n,k，

其中，m_i，n，k为静校正前的振幅值，M_i,n,k为静校正后的结果。