CN105467439B - 确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，属于地震勘探技术领域，为分析实际的共成像点道集提供参考，有利于快速获取较为精确的各向异性参数。该确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，包括：根据真实深度和各向异性参数的真实值构建模型；设定数个各向异性参数的模拟值；依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度进行叠前深度偏移处理，生成模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线；根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重。

Description

确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，具体地说，涉及一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法。

背景技术

偏移是地震数据处理的最后一个步骤，也是最重要、关键的一个过程，对于复杂的地下介质而言更是如此。

由于地下介质层位的非水平性，造成了地震叠加剖面并不能反映真实的层位形态，因此需要对地震数据在叠加的基础上进一步进行偏移处理，校正由于地层倾角存在所产生的层位反射的假象时移，使地下层位的反射归位，反映地层的真实起伏形态和产状。

偏移处理方法分为两类，一类在叠加的基础上进行，称为叠后偏移；一类在叠加前进行偏移处理，称为叠前偏移。叠前偏移精度要高于叠后偏移，对复杂绕射波的归位能力较好；但叠前偏移处理需要的计算工作量很大，随着近十多年来计算机技术的提高而得到了广泛的发展和应用。其中叠前偏移处理按照偏移方法的不同，主要是方法所在的时空域的差异，分为叠前时间偏移和叠前深度偏移。叠前深度偏移由于输出剖面直接反映真实空间深度域的地下介质形态而在应用领域得到更大的关注。

发明人发现，在各向异性叠前深度偏移处理中，影响偏移处理效果的因素主要有两个，一个是各项异性偏移算法，另一个是各向异性参数的精确计算。目前，单纯利用地震资料反演各向异性参数存在稳定性差和非唯一性等问题，获取精确的各向异性参数仍有难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，为分析实际的共成像点道集提供参考，有利于快速获取较为精确的各向异性参数。

本发明提供了一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，包括：

根据真实深度和各向异性参数的真实值构建模型；

设定数个各向异性参数的模拟值；

依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度进行叠前深度偏移处理，生成模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线；

根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重。

所述叠前深度偏移处理包括：

依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度，生成模拟深度和真实深度的关系式；

设定数个半炮检距与真实深度的比值；

根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个各向异性参数的模拟值和真实值，生成模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线。

所述根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重包括：

根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线上任一处的剩余深度差的大小，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重。

各向异性参数包括P-波的垂向速度v_p0、作为偏离对称轴的波传播角度的函数的代表波速度变化的汤姆森各向异性参数δ和ε。

所述设定数个各向异性参数的模拟值包括：

设定数个v_p0或δ或ε的模拟值。

用v_p0和δ来表示v_nmo，其中，

用δ和ε来表示η，其中，

设定数个v_nmo或η的模拟值。

本发明带来了以下有益效果：在本发明实施例的技术方案中，公开了一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，其可通过构建模型、设定数个各向异性参数的模拟值进而进行叠前深度偏移处理，生成共成像点道集的剩余深度差曲线。可根据所生成的共成像点道集的剩余深度差曲线确定各各向异性参数的取值对所形成的共成像点道集的影响，可为分析实际的共成像点道集提供参考，有利于快速获取较为精确的各向异性参数。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1为本发明实施例提供的确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法的流程示意图一；

图2为本发明实施例提供的确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法的流程示意图二；

图3为本发明实施例提供的所构建的模型的示意图；

图4为本发明实施例提供的v_p0的模拟值的剩余深度差曲线；

图5为本发明实施例提供的ε的模拟值的剩余深度差曲线；

图6为本发明实施例提供的δ的模拟值的剩余深度差曲线；

图7为本发明实施例提供的v_nmo的模拟值的剩余深度差曲线；

图8为本发明实施例提供的η的模拟值的剩余深度差曲线。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本实施例提供了一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，其中，如图1所示，包括：

步骤S101、根据真实深度和各向异性参数的真实值构建模型。

在现有技术中，构建模型的方法有多种，其中，基于测井资料中的真实深度和各向异性参数的真实值构建模型的方法较为常用。

步骤S102、设定数个各向异性参数的模拟值。

具体的，为设定数个v_p0或δ或ε的模拟值，留待之后的步骤使用。

一般的，所设定的模拟值与对应真实值存在一定的差值，例如，取真实值减少20％、减少10％、增加10％、增加20％时的数值作为各模拟值。

例如，若步骤S101中所设定的真实的P-波速度v_p0,T＝4349.0m/s、真实的汤姆森各向异性参数ε_T＝0.091和δ_T＝0.148。则可取得模拟的P-波速度：v_p0,M1＝3479.2m/s，v_p0,M2＝3914.1，v_p0,M3＝4783.9，v_p0,M4＝5218.8。模拟的汤姆森各向异性参数：ε_M1＝0.0728，ε_M2＝0.0819，ε_M3＝0.1001，ε_M4＝0.1092；δ_M1＝0.1184，δ_M2＝0.1332，δ_M3＝0.1628，δ_M4＝0.1776。

步骤S103、依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度进行叠前深度偏移处理，生成模拟值的共成像点道集。

进一步的，如图2所示，所述步骤S103具体包括：

步骤S1031、依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度，生成模拟深度和真实深度的关系式。

如图3所示，在步骤S101所构建的模型中，P-波发生反射的真实深度为Z_T，假设炮检距为x，其中，炮检距x为图3中的激发点S到接收点R的距离。此外，所构建的模型还包括真实深度对应的射线角度φ_T。

进一步的，各向异性参数具体包括P-波的垂向速度v_p0、作为偏离对称轴的波传播角度的函数的代表波速度变化的汤姆森各向异性参数δ和ε。因此，在该模型中，各向异性参数的真实值包括真实的P-波速度v_p0,T、真实的汤姆森各向异性参数ε_T和δ_T。

则根据图3可知，P-波自激发点S出射后的在该模型中的真实反射走时为：

其中，式(1)中的v_g,T(φ_T)为P-波在真实深度ZT反射后的传播速度，具体为以群角φ_T出射的准P-波群速度。

进一步的，以半炮检距h来代表式(1)中的则式(1)为：

如果仅考虑弱各向异性介质时的情况，忽略高次项，准P-波群速度可以用相速度来表达：

v_g,T(φ_T)＝v_p0,T[1+δ_Tsin²φ_Tcos²φ_T+ε_Tsin⁴φ_T]………………(3)

将式(3)进行转换变为半炮检距h，可得：

需要说明的是，NMO是指Normal Move Out(动校正)，是地震资料处理过程中的关键步骤之一，其精确性直接影响到水平叠加能否对干扰波进行有效压制，同时它也是一种用于速度分析的手段。

进一步的，在图3所示的模型中，设定P-波发生反射的模拟深度为Z_M，与式(2)类似的，有：

其中，与式(2)类似的，v_g,M(φ_M)为P-波在模拟深度Z_M反射后的传播速度。

假设此时t_T＝t_M，则结合式(2)和式(5)，得到模拟深度Z_M和真实深度Z_T的关系式有：

步骤S1032、设定数个半炮检距与真实深度的比值。

例如，设定半炮检距h与真实深度Z_T的比值h/Z_T＜＜1、h/Z_T＝0.5、h/Z_T＝1、h/Z_T＝2以及Z_T/h＜＜1等。

步骤S1033、根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个各向异性参数的模拟值和真实值，生成模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线。

由公式(6)看到，如果各向异性参数的模拟值不等于各向异性参数的真实值，例如，v_g,M(h)≠v_g,T(h)，那么导致成像深度与真实深度不一致(Z_M≠Z_T)，即存在剩余深度差。下面根据半炮检距h与真实深度Z_T之比的大小，有：

在第一种情况中，若半炮检距h远远小于真实深度Z_T时(即中深层情况)，即h/Z_T＜＜1，把公式(4)代入(6)，并忽略高次项得：

在第二种情况中，若半炮检距h为真实深度Z_T的一半时，即h/Z_T＝0.5时，由公式(4)和(6)得：

在第三种情况中，若半炮检距h与真实深度Z_T相等时，即h/Z_T＝1时，由公式(4)和(6)得

在第四种情况中，若半炮检距h为真实深度Z_T的2倍时，即h/Z_T＝2时，由公式(4)和(6)得：

在第五种情况中，若半炮检距远远大于真实深度Z_T时，因为 此时，由公式(4)和(6)得：

具体的，所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线表示所生成的模拟值的共成像点道集与真实值的共成像点道集的偏离程度。进一步的，根据(7)至(11)任一式可知，若每一各向异性参数的值都为真实值，则Z_M＝Z_T。

此处具体应用控制变量法来形成对应的共成像点道集的剩余深度差曲线，具体如下：

根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个v_p0的模拟值和v_p0的真实值，生成v_p0的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，如图4所示。

或，根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个ε的模拟值和ε的真实值，生成ε的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，如图5所示。

或，根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个δ的模拟值和δ的真实值，生成δ的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，如图6所示。

进一步的，如图1所示，本发明实施例所提供的方法还包括：

步骤S104、根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重。

需要说明的是，在本发明实施例中，所构建的模型的真实深度Z_T＝500m，因此，可从图4至图6的各图中看出模拟深度Z_M在各向异性参数取不同值时与500m这一深度的偏差。

具体的，为根据所生成的模拟值的共成像点道集上任一处的剩余深度差的大小，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重。

综上，如图4至图6可知，零半炮检距处(h＝0)的模拟深度Z_M只受垂向速度v_p0的影响，当v_p0,M＝v_p0,T时，模拟深度Z_M等于真实深度Z_T；当半炮检距h和真实深度Z_T的比0＜h/z_T＜1时，假设v_p0,M＝v_p0,T，比较图5和图6可知，δ对道集的影响大于ε；当半炮检距和真实深度比h/z_T＞1时，从图5和图6可知，ε对共成像点道集的影响大于δ；当半炮检距h远远大于真实深度Z_T时(例如浅层)，由图4和图5可知，共成像点道集只受垂向速度v_p0和ε的影响，δ对共成像点道集的影响可以忽略。

另外，式(4)还可表示为水平界面NMO速度和非双曲时差参数η的函数：

其中，用v_p0和δ来表示v_nmo，则可知式(12)中的用δ和ε来表示η，则可知式(12)中的

另外，由于一般的，δ_T的值远小于1，因此，有

比较式(4)和式(12)，可以发现，η对速度的影响与ε对速度的影响类似，对大射线角度(大偏移距)的速度影响较大。

与前文类似的，接下来，在设定数个v_nmo或η的模拟值之后(同样取真实值减少20％、减少10％、增加10％、增加20％时的数值作为各模拟值)，可对模拟水平界面NMO速度v_nmo,M和模拟非双曲时差参数η_M的取值对共成像点道集的影响进行确定。具体如下：

根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个v_nmo的模拟值和v_nmo的真实值，生成v_nmo的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，如图7所示。

进而根据所生成的v_nmo的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线上任一处的剩余深度差的大小，确定v_nmo对共成像点道集的影响权重。

或，根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个η的模拟值和η的真实值，生成η的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，如图8所示。

进而根据所生成的η的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线上任一处的剩余深度差的大小，确定η对共成像点道集的影响权重。

结合图3至图7所示，可确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重如下：①水平界面NMO速度v_nmo对共成像点道集的影响远大于汤姆森各向异性参数对共成像点道集的影响，水平界面NMO速度v_nmo偏小对共成像点道集的影响大于水平界面NMO速度v_nmo偏大的影响；②垂向速度v_p0不准确只影响模拟深度ZM的数值，不影响同相轴的横向连续性；③η(或ε和δ)对共成像点道集的影响远小于速度的影响；④在大偏移距处(偏移距深度比>>1)，相对ε，δ对成像道集的影响很小。

综上，在本发明实施例的技术方案中，公开了一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，其可通过构建模型、设定数个各向异性参数的模拟值进而进行叠前深度偏移处理，生成共成像点道集的剩余深度差曲线。可根据所生成的共成像点道集的剩余深度差曲线确定各各向异性参数的取值对所形成的共成像点道集的影响权重，可为分析实际的共成像点道集提供参考，有利于快速获取较为精确的各向异性参数。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种确定各向异性参数对共成像点道集影响权重的方法，其特征在于，包括：

根据真实深度和各向异性参数的真实值构建模型；

设定数个各向异性参数的模拟值；

依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度进行叠前深度偏移处理，生成模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线；

根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重；

其中，所述叠前深度偏移处理包括：

依次根据所设定的数个各向异性参数的模拟值和真实值，利用所述模型、所设定的真实深度，生成模拟深度和真实深度的关系式；

设定数个半炮检距与真实深度的比值；

根据所生成的关系式以及数个半炮检距与真实深度的比值、数个各向异性参数的模拟值和真实值，生成模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线；

所述根据所生成的模拟值的共成像点道集的剩余深度差曲线，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重包括：

根据所生成的模拟值的共成像点道集上任一处的剩余深度差的大小，确定各向异性参数对共成像点道集的影响权重。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各向异性参数包括P-波的垂向速度v_p0、作为偏离对称轴的波传播角度的函数的代表波速度变化的汤姆森各向异性参数δ和ε。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定数个各向异性参数的模拟值包括：

设定数个v_p0或δ或ε的模拟值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

用v_p0和δ来表示v_nmo，其中，v_nmo表示水平界面动校正速度；

用δ和ε来表示η，其中，η表示非双曲时差参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

设定数个v_nmo或η的模拟值。