CN106226815B - 转换波等效速度比谱的获取方法及转换波速度分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种转换波等效速度比谱的获取方法及转换波速度分析方法。所述等效速度比谱的获取方法包括在转换波等效速度比谱扫描剔除道集中经动校正拉平处理后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；统计各时窗的加权系数，并将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数，加权系数为剔除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值；显示转换波等效速度比谱。所述转换波速度分析方法采用上述方法获得的等效速度比谱上拾取的等效速度比来估算速度场。根据本发明方法提取的等效速度比参数比估算或者填写经验值更可靠更准确，并且转换波速度分析的精度高。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气地震勘探的地震资料处理技术领域，具体地说，本发明涉及一种转换波等效速度比谱的获取方法及转换波速度分析方法。
背景技术
速度分析是地震数据处理的核心环节。在地震勘探的早期阶段，地质构造较为简单时，基于水平层状介质理论假设的双曲线型时距方程的叠加速度分析技术就能满足要求。随着勘探区域的日益复杂和以及转换波成像方法技术的逐渐成熟，提出了转换波各向异性介质的速度分析技术。在实际地质情况下，“地下普遍存在各向异性”已越来越成为人们的共识。上覆地层中广泛存在的页岩和薄互层会产生具有垂直对称轴的极性各向异性(VTI，具有垂向对称轴的横向各向同性(VTI)介质)。在多分量地震数据处理过程中，一个关键步骤是估算和消除VTI的影响。许多人已对此做过广泛的研究。
近几年来，转换波各向异性速度分析发展了几种非双曲线转换波动校方法：①最早采用的是高阶泰勒展开式，②利用P波和S波速度来描述转换波时距曲线的DSR(双平方根)方程；③Thomsen在转换波时距曲线中引入各向异性参数，大大提高了速度分析精度；④LXY在Thomsen公式基础上提出改进公式，增加了x/z(偏移距/深度)的范围。
根据马昭军在《四参数速度分析方法在新场转换波处理中的应用》所阐述的从图1和图2中可以看出：①双曲线对转换波动校精度最差，只能在x/z<0.5校平同相轴，根本不能适应实际勘探的要求；②Thomsen方程在x/z<1.0时，基本能够校平同相轴；③DSR方程和LXY方程校平同相轴的精度最高，在x/z<2.0时，都能满足动校要求，基本能解决实际勘探中的大偏移距问题。对比DSR方程和LXY方程，DSR方程需要五个参数：VC2、γ0、γeff、ηeff和ζeff，不利于速度场的估计，而LXY方程只需要四个参数：VC2、γ0、γeff和χeff，更容易得到叠加速度场。
因此，在实际生产中，选用四参数转换波速度分析方法，采用四参数来估计速度场，四参数指：转换波叠加速度(偏移速度)Vc2、垂直速度比γ0、等效速度比γeff和转换波各向异性系数χeff。然而，上述四参数的获取通常由经验估计，转换波速度分析的精度不高或者采用不断试验参数查看道集的动校正效果来进行参数的提取，这导致转换波速度分析的效率低下。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种准确获取等效速度比谱的方法以及精度高的转换波速度分析方法。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种转换波等效速度比谱的获取方法。所述方法包括以下步骤：使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行转换波等效速度比谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中(即转换波共转换点道集或者共反射点道集中)经动校正拉平处理后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；对转换波等效速度比谱进行加权计算，以对转换波等效速度比谱沿时间方向进行振幅均衡处理，所述加权计算步骤包括：分时窗或者滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数；显示转换波等效速度比谱。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述加权系数为删除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值。即，当对应时窗内没有异常值时，所述加权系数可以为对应时窗内的平均振幅值或最大振幅值；当时窗内由异常值(例如最大振幅值)时，所述加权系数为剔除所述时窗内最大振幅值和最小振幅值之后的最大振幅值或平均振幅值。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，在转换波共转换点道集或者共反射点道集的任一道上按预定间隔选取采样点进行所述转换波等效速度比谱扫描，并采用插值获得所述任一道中未被选取的采样点的谱值。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述插值可以为三角插值或线性插值。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述方法还可以包括根据转换波共转换点道集生成共转换点超道集，或者根据共反射点道集或者共反射点超道集，并使用共转换点超道集或者共反射点超道集进行所述转换波等效速度比谱扫描。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述方法还可以包括在所述转换波等效速度比谱扫描步骤之前，对转换波共转换点道集或者共反射点道集进行道内互相关。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述方法还可以包括在所述加权计算步骤之后，对转换波等效速度比谱进行归一化处理，以将所述转换波等效速度比谱的每个振幅值控制在预定区间或预定值，所述归一化处理步骤为将转换波等效速度比谱的每个振幅值除以归一化因子，其中，所述归一化因子可以为所述转换波等效速度比谱的最大振幅值或者平均值，或者，所述归一化因子可以为剔除(删除)所述转换波等效速度比谱的最大振幅值和最小振幅值之后的最大振幅值或平均值。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述预定区间可以为[0，1]。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，可以采用真彩色显示所述转换波等效速度比谱。
根据本发明转换波等效速度比谱的获取方法的一个实施例，所述转换波等效速度比谱扫描采用相干谱生成算法。
本发明的另一方面提供一种转换波速度分析方法。所述转换波速度分析方法包括：在上述转换波等效速度比谱的获取方法获得的转换波等效速度比谱上拾取等效速度比；采用转换波叠加速度、垂向速度比、转换波各向异性参数以及所述拾取的等效速度比来估计速度场；或者，采用转换波叠加速度、垂向速度比以及所述拾取的等效速度比来估计速度场；或者，采用转换波叠加速度以及所述拾取的等效速度比来估计速度场。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述垂向速度比通过在垂向速度比谱上拾取获得，所述垂向速度比谱通过以下方式获取：使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行垂向速度比谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中拉平后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；对垂向速度比谱进行加权计算，所述加权计算步骤包括分时窗或滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数；显示垂向速度比谱。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述转换波各向异性参数通过在转换波各向异性参数谱上拾取获得，所述转换波各向异性参数谱通过以下方式获取：使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行转换波各向异性参数谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中拉平后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；对转换波各向异性参数谱进行加权计算，所述加权计算步骤包括分时窗或滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数；显示转换波各向异性参数谱。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述叠加速度通过在速度能量谱上拾取获得，所述速度能量谱通过以下方式获取：使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行速度能量谱扫描；对速度能量谱进行加权计算，所述加权计算步骤包括分时窗或滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数；显示速度能量谱。
其中，所述能量速度谱、垂向速度比谱或各向异性参数谱加权步骤中的加权系数为删除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值。即，当对应时窗内没有异常值时，所述加权系数可以为对应时窗内的平均振幅值或最大振幅值；当时窗内有异常值(例如最大振幅值)时，所述加权系数为剔除所述时窗内最大振幅值和最小振幅值之后的最大振幅值或平均振幅值。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，在转换波共转换点道集或共反射点道集的任一道上按预定间隔选取采样点进行所述速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱扫描，并采用插值获得所述任一道中未被选取的采样点的谱值。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述插值可以为三角插值或线性插值。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述转换波速度分析方法还可以包括根据转换波共转换点道集生成共转换点超道集，或者根据共反射点道集生成共反射点超道集，并使用共转换点超道集或者共反射点超道集进行所述速度能量谱、垂向速度比谱扫描或者转换波各向异性参数扫描。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述转换波速度分析方法还可以包括在所述速度能量谱扫描、所述垂向速度比谱扫描或者所述转换波各向异性参数谱扫描步骤之前，对转换波共转换点道集或者共反射点道集进行道内互相关。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述转换波速度分析方法还可以包括对速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱进行归一化处理，以将所述速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱的每个振幅值控制在预定区间或预定值。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述(振幅)归一化处理步骤可以为将速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱的每个振幅值除以归一化因子，其中，所述归一化因子可以为速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱的最大振幅值或者平均值，或者，所述归一化因子可以为剔除速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱的最大振幅值和最小振幅值之后的最大振幅值或平均值。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，可以采用真彩色显示所述速度能量谱、垂向速度比谱或者转换波各向异性参数谱。
根据本发明转换波速度分析方法的一个实施例，所述速度能量谱、垂向速度比谱扫描或者转换波各向异性参数谱扫描可以采用相干谱生成算法。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果包括：
(1)、创新性提出转换波等效速度比谱的获取方法。
(2)、由经验值估算转换波等效速度比改进为通过参数扫描得到转换波等效速度比谱，通过等效速度比谱能量团的收敛情况，进行等效速度比提取，提取的参数比估算或者填写经验值更可靠更准确。
(3)、转换波等效速度比谱的计算方法，通过样点抽取处理减少了谱值的计算量，提高了计算速度，并可以有效剔除异常值得到相对光滑、集中的相干谱，提高了谱横向分辨率和纵向连续性。
(4)、适用于转换波四参数各向异性速度分析，转换波三参数和两参数各向异性速度分析也可以参考该方法实现，在目前多波地震资料处理中具有广阔的应用前景
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1为四种转换波时距方程动校精度比较。
图2为不同参数对同相轴拉平结果分析。
图3为采用常规谱扫描方法得到的四参数谱，其中，图3(a)为速度能量谱，图3(b)为垂向速度比谱，图3(c)为等效速度比谱，图3(d)为转换波各向异性参数谱。
图4为根据本发明方法的获取的四参数谱，其中，图4(a)为速度能量谱，图4(b)为垂向速度比谱，图4(c)为等效速度比谱，图4(d)为转换波各向异性参数谱，图4(e)示出了被四参数拉平的超道集。
图5为动校正效果图，其中，图5(a)为速度能量谱，图5(b)为等效速度比谱，图5(c)为带入叠加速度和等效速度比后的道集动校正效果图(即，加入叠加速度和等效速度比进行动校正后后的道集，或者说被叠加速度和等效速度比拉平的道集)。
图6为动校正效果图，其中，图6(a)为速度能量谱，图6(b)为等效速度比谱，图6(c)为带入叠加速度后的道集动校正效果图(即，加入叠加速度进行动校正后的道集，或者说被叠加速度(未选择等效速度比参数)拉平的道集)。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的转换波等效速度比谱的获取方法及转换波速度分析方法。在本发明中，相干能量谱(又称为能量谱、相关谱、相干谱)，转换波各向异性参数(简称为各向异性参数)，转换波各向异性参数谱(简称为各向异性参数谱或各向异性谱)。转换波等效速度比谱(简称等效速度比谱)。道集拉平即是动校正操作。速度能量谱(简称为速度谱)。
对于速度模型建立，速度参数可以在能量谱上进行提取，因此，本发明提出通过四参数谱精确提取四参数，求取精确的四参数谱是四参数转换波速度分析的基础。四参数指：转换波叠加速度(或偏移速度)Vc2、垂直速度比γ0、等效速度比γeff和转换波各向异性系数χeff。
本发明获取转换波等效速度比谱的技术思路为：通过超道集计算相干谱，在计算相干谱的过程中剔除掉叠加速度(或偏移速度)、垂向速度比对道集拉平效果的影响，只留下等效速度比对道集进行的影响，并采用稀疏样点法，插值，振幅时间方向均衡和归一化来获取转换波等效速度比谱。
根据本发明示例性实施例的等效速度比谱的获取方法包括以下步骤：
(1)将转换波共转换点道集或者共反射点(CRP)道集产生成共转换点超道集或者CRP超道集。
超道集(大道集)就是把相邻的几个共转换点道集或者CRP道集的地震道按照相同偏移距进行叠合的规律全部组合在一起，构成一个新的道集，这个新的道集称之为大道集。大道集的作用：①通过提高覆盖次数和通过同向叠加加强有效反射弱化异常反射提高了信噪比。②缩小了空间采样间隔，防止空间假频。在处理中，超道集可以提高速度分析精度、提高多次波压制效果等。当然，本发明不限于此，也可以采用共转换点道集或者CRP道集直接产生转换波等效速度比谱。但是在低信噪比资料处理中采用超道集产生转换波等效速度比谱比共转换点道集或者CRP道集直接产生等效速度比谱的精度更高，因而优选采用超道集进行处理。
(2)对超道集进行道内互相关，剔除(部分)异常干扰，提高超道集的分辨率。当然，本发明不限于此，这一步也可以不做，即省略道内互相关操作。
(3)使用超道集进行等效速度比谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中经动校正拉平后同相轴没有变化的道。受等效速度比参数影响的道，随着等效速度比参数的变化，道集的中大偏移距道的拉平效果(例如图5未采用等效速度比参数、图6采用等效速度比参数)不同，但是在同一个道集中，近中偏移距的道，受叠加速度(偏移速度)和垂向速度比影响的道，不会随着等效速度比参数的改变拉平效果发生改变。因此，在扫描过程中，减去叠加速度(或偏移速度)Vc2对道集拉平的影响，如果只减去叠加Vc2对道集拉平的影响得到的等效速度比谱效果仍然不佳，此时，需要再减去垂直速度比γ0对道集拉平的影响。
要提高转换波速度分析的精度，必须要考虑各向异性的影响。地层的各向异性特征主要表现在中大偏移距上(例如图5(c)未采用等效速度比参数大偏移距的道集没有被拉平、图6(c)采用等效速度比参数大偏移距被拉平)，转换波在大偏移距上具有较强的能量。因此，转换波动校就必须考虑拉平大偏移距同相轴。
水平层状VTI介质中转换波动校正方程为：
其中，tC为转换波在偏移距x处双程旅行时双程时间；tC0为垂向双程时间(又称为转换波零偏移距双程旅行时)；vC2为转换波叠加速度或者偏移速度；γ0为垂直速度比；γeff为等效速度比；χeff为转换波各向异性系数。
采用常规谱扫描方法获得四参数谱，例如，利用第一地区采集到的地震数据进行处理，速度能量谱速度从1500到6000间隔100进行扫描，即是1500，1600，1700……6000进行扫描，之后进行能量叠加得到相干叠加谱，所得速度谱如图3(a)所示。采用不同的转换波垂向速度比γ0扫描，γ0从1到5间隔0.2进行扫描，即是1，1.2，1.4……5进行扫描，之后进行能量叠加得到相干叠加谱，所得垂向速度比谱如图3(b)所示。采用不同的转换波等效速度比γeff扫描，γeff从1到5间隔0.2进行扫描，即是1，1.2，1.4……5进行扫描，之后进行能量叠加得到相干叠加谱，所得等效速度比谱如图3(c)所示。采用不同的各向异性参数χeff扫描，χeff从-0.5到0.5间隔0.1进行扫描，即是-0.5，-0.49，……0.5进行扫描，之后进行能量叠加得到相干叠加谱，所得转换波各向异性参数谱如图3(d)所示。
根据以上公式和实际经验，在对超道集同相轴的拉平过程，速度参数是起到关键作用的，基本能使超道集同相轴的近偏移距甚至中偏移距都拉平，各向异性特征(即是四参数中垂向速度比参数、等效速度比参数、各向异性参数对道集动校正影响的特征)主要表现在中大偏移距上。而大偏移距对于一个道集来说，因激发接受条件的影响，一般能量比近中偏移距道能量弱，道数少的一部分。所以，如图3所示，如果采用常规的谱扫描的方式，扫描结果只在大偏移距上有微弱的变化，那么谱表现出来直观感受是横向无太大变化，在谱上表现就是：整个谱在横向上是拉直条的现象，无聚焦的能量团。采用常规在能量团上能量最聚焦位置提取参数的方式是无进行的。需要说明的是，在常规处理中，通常就是在能量谱上选取这些最大的能量值或最明显的能量团，并得到该能量团或者能量值处的速度和相应的时间，就得到了该速度分析点的一个时间速度对。以此类推，就可以得到某个速度分析点的全部时间速度对，即拾取速度。
因此，进一步地，本发明对常规谱扫描的方式进行了优化，提出了高精度转换波等效速度比谱的获取方法。
首先，根据旅行时的计算公式(即公式(1))，当采用不同的等效速度比γeff扫描时，不管γeff如何变化，但是tC0和vC2是没有变化的，是已经确定的。从超道集拉平的效果表现来看，就是近偏移距和中偏移距基本已经拉平了，即是无论转换波等效速度比γeff如何变化，道集的近、中偏移距道都是拉平的，转换波等效速度比γeff的变化只会引起中大偏移距(远偏移距)的变化。因此，在获取等效速度比谱的时候，将每次扫描过程中同相轴没有变化的，例如，仅受叠加速度(或者偏移速度)vC2控制着的近偏移距和中偏移距的道剔除出来，不参与谱的计算过程中的能量叠加步骤。那么剩余的道参与谱计算的能量叠加及其后续步骤。随着转换波等效速度比γeff的变化而拉平效果发生改变的道(即参与能量叠加计算的道)就可以考虑为仅仅受各向异性参数的影响，是可靠的。需要说明的是，如果仅仅删除叠加速度的影响，谱的质量还是不高，就还需要删除垂直速度比γ0的影响。如果仅仅删除叠加速度的影响，等效速度比谱的质量就很好，能量团比较收敛的话，就不需要再删除垂直速度比γ0的影响了，这样可以节省计算量和计算时间。
除此之外，在此过程中，即对扫描谱的算法也进行了改进：
由于在实际的处理中，处理人员获取到的叠加速度通常是离散的，并不与道集的每一个样点对应。也就是说处理人员获取到的叠加速度并不是每个道集每个样点上有一个对应的速度，因此需要对已知的叠加速度进行插值，使叠加速度的样点与道集的每个样点相匹配。但本发明不限于此，当叠加速度的样点本身跟道集样点是一一匹配(对应)就不需要插值。
常规方法对地震数据的某一地震道的每一个采样点都要进行扫描计算。但是在实际地震资料中，纵向邻近的点扫描计算的结果非常相似，因此优选地，本申请采用稀疏样点法进行扫描计算，即按一定时间间隔(纵向间隔)抽取样点(即时间点，简称样点)进行扫描计算，对未选取到的样点(未参与扫描计算的样点)，采用插值获得该样点的谱值，该操作可以极大提高谱值的计算效率，并可以得到纵向相对光滑、一致的谱，提高了谱的纵向一致性和统计规律性。其中，插值可以为三角插值或线性插值。
(4)因为在实际的资料中，受近地表干扰的影响和接收检波器和波在传播过程中衰减的影响，处理过程切除的影响，道集的浅层能量和深层的能量与中间层能量相比，能量较弱，导致了谱的能量团也表现得能量较弱。如果在显示中对这样的谱进行数据归一化处理，那么浅层和深层的能量团能量很可能被进一步削弱，甚至显示不出来。因此对步骤(3)得到的等效速度比谱，根据时间方向的大小，进行振幅按时间的倒数进行加权计算，保证等效速度比谱浅层、深层的能量团的能量大小从上到下基本趋于一致，并对得到的速度谱进行上下振幅值的均衡计算。加权计算的具体操作为根据分时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列{A1、A2、……、An}，其中，n≥1且n为整数，需要说明的是，因为地震波在不同的地层中传播速度不同，各个地层的等效速度比也是不同的，所以在不同的时间深度上，统计得到加权系数是不同的。将统计得到加权系数为Ai的时窗的每个样点的振幅值除以Ai，i为正整数，i从1取到n，得到上下均衡的等效速度比谱。例如加权系数分别为：2000、5000、4000、3000，将统计得到加权系数为2000的时窗的样点振幅值全部除以2000，将统计得到5000的时窗的样点振幅值全部除以5000，以此类推……得到浅中深层能量团能量均衡的谱。本申请的加权计算是将某一时窗的平均振幅值或最大振幅值作为该时窗的加权系数，例如，一个时窗的平均振幅是2000，则将2000作为该时窗的加权系数。但本发明不限于此，在地层中传播时，因为激发接受条件不能完全保证不受到任何干扰，受到干扰就有可能接受到异常值，扫描后也就会有异常值。如果采用异常值作为最大值，那么就会使谱出现异常，故删除时窗的最大振幅值和最小振幅值并将该时窗删除最大振幅值和最小振幅值之后剩余的振幅中的最大振幅值或平均振幅值作为加权系数。
(5)采用真彩色显示转换波等效速度比谱，便于转换波等效速度比提取。
采用真彩色显示，便于突出能量团，便于处理人员选择等效速度比参数。但本发明不限于此，还可以采用其它方式显示谱，例如波形变面积显示，灰度显示。
为了保证真彩色显示效果，剔除一些微弱的无用的显示信息，优选地，进行对步骤(4)获得的上下振幅值均衡的等效速度比谱进行振幅归一化处理，以将上下振幅值均衡的等效速度比谱的每个振幅值控制在预定区间(例如0到1之间)或预定值(例如100))得到上下振幅值均衡且归一化的等效速度比谱。具体地，振幅归一化处理步骤为将上下振幅值均衡的等效速度比谱的每个振幅值除以归一化因子。其中，归一化因子可以为：①上下振幅值均衡的等效速度比谱的最大振幅值或者平均值；②剔除上下振幅值均衡的等效速度比谱的最大振幅值和最小振幅值之后的最大振幅值或平均值。比如得到了振幅值是1、0.9、0.8……，然后剔除掉1，剔除1之后剩余振幅中最大的有效的振幅能量是0.9，整个谱的每个振幅除以0.9。这里，剔除归一化因子的最大振幅值和最小振幅值的目的跟上面的加权系数处理一样，是为了避免异常值的影响。归一化处理是为了让谱的显示更美观和突出的优选步骤，但本发明不限于此，也可以不进行归一化处理。
以上步骤(1)～(5)是转换波等效速度比谱的获取方法，但本发明不限于此，上述方法也可以用来进行垂向速度比谱和转换波各向异性参数谱的计算，计算中仅需要将等效速度比参数扫描替换成垂向速度比参数扫描和各向异性参数扫描即可。需要说明的是，在步骤(3)中，在校正同相轴的过程中，每个参数都控制一个特有的偏移距区段，例如，VC2控制近偏移距(例如，x/z＜1.0)，γeff、γ0控制中偏移距/中大偏移距(例如，x/z＜1.5)，χeff控制远偏移距(x/z＜2.0)，使同相轴完全拉平。其中，x是偏移距，z是深度，并且上述近偏移距、中偏移距/中大偏移距和远偏移距的取值范围是指通常选用的，但本发明不限于此，并不是每一个数据都完全按照这个值来定。
本发明不仅适用于转换波偏移速度分析，而且适用于转换波叠加速度分析。这里，速度分析分为偏移速度分析，叠加速度分析。不管是偏移速度分析还是叠加速度分析，都有四参数、三参数、两参数的速度分析方法。两参数是指转换波叠加速度、转换波各向异性参数，三参数：转换波叠加速度、拾取的垂向速度比和转换波各向异性参数。
根据本发明示例性实施例的转换波速度分析方法，在各个谱上拾取参数，然后将参数带入到计算公式中，得到V。例如，采用转换波叠加速度、转换波各向异性参数、垂向速度比以及上述等效速度比谱上拾取得到的等效速度比来估计速度场(即进行转换波速度分析)。
根据本发明示例性实施例的转换波速度分析方法，在上述获得的转换波等效速度比谱上拾取等效速度比；采用转换波叠加速度、垂向速度比、转换波各向异性参数以及拾取的等效速度比来估计速度场；或者，采用转换波叠加速度、垂向速度比以及拾取的等效速度比来估计速度场；或者，采用转换波叠加速度以及拾取的等效速度比来估计速度场。优选地，叠加速度可以在速度能量谱上拾取得到，速度能量谱的获取可以采用申请号为201410307959.X的中国专利申请所公开的方式获取，或者叠加速度谱还可以通过采用抽取样点和纵向(即时间方向)加权均衡处理，即，采用上述步骤(3)中的稀疏样点法进行扫描计算，以及步骤(4)的加权计算和归一化处理，其中因为叠加速度谱不能剔除掉随着不同叠加速度扫描而拉平的道，因而不进行步骤(3)中的剔除处理。垂向速度比在根据本发明技术思路获得的垂向速度比谱上拾取得到。转换波各向异性参数是在根据本发明技术思路获得的转换波各向异性参数谱上拾取得到的转换波各向异性参数。
为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例和对比例对其进行进一步说明。
示例1
示例1是以第一地区采集到的实际地震数据获得四参数谱。
①获取等效速度比谱
(1)利用转换波共反射点道集生成共反射点超道集。
在本示例中，采用把分析点inLine方向前后各选取5个共反射点道集，CrossLine方向左右各选取5个共反射点道集。将这些道集按照相同偏移距分组的规律进行叠合，构成一个超道集。
(2)对超道集进行道内互相关，剔除异常干扰，提高超道集的分辨率。
(3)对已知的叠加速度进行插值，使叠加速度的样点与道集的每个样点相匹配。
采用不同的转换波等效速度比γeff扫描，γeff从1到5间隔0.2进行扫描，即是1，1.2，1.4……5进行扫描，比较不同转换波等效速度比γeff扫描后超道集同相轴拉平的效果，理论上从超道集的第一道开始比较，但在实际应用中，一般不管γeff如何变化，因为tC0和vC2是没有变化的，是已经确定的。从超道集拉平的效果表现来看，就是近偏移距和中偏移距基本已经拉平了，等效速度比γeff的变化只会引起中大偏移距的变化。当然理论上各向异性也主要表现在大偏移距上，因此从超道集的中间道开始向远偏移距方向进行比较，这在理论上是得到支持的，从实际的应用中这也是可行的。比较到不同等效速度比参数扫描后超道集拉平后同相轴有变化，不完全一样的道，记录下来，将该道和之后的道采用进行能量叠加得到相干叠加能量谱。即当计算值有变化的道就记录下来从那个道开始比较。
对5000ms的数据，采用8ms的固定间隔进行样点的抽取，对抽取的样点进行扫描计算，对未选取到的样点每个8ms之内的数据，采用三角插值获得该样点的谱值。
(4)根据时间大小对得到的等效速度比谱进行上下振幅值的均衡计算。分8ms的时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列。时窗为滑动时窗，滑动的步长为4ms。将每个滑动时窗内的所有的样点的振幅值除以该滑动时窗的加权系数，该步骤就是沿时间方向进行振幅均衡。然后对已经均衡的谱进行整个振幅能量的统计并进行归一化处理，得到上下均衡且归一化的等效速度比谱。
(5)采用真彩色显示谱，所的等效速度比谱如图4(c)所示。
②获取垂向速度比谱γ0
(1)利用转换波共反射点道集生成共反射点超道集。
在本示例中，采用把分析点inLine方向前后各选取5个共反射点道集，CrossLine方向左右各选取5个共反射点道集。将这些道集按照相同偏移距分组的规律进行叠合，构成一个超道集。
(2)对超道集进行道内互相关，剔除异常干扰，提高超道集的分辨率。
(3)对对已知的叠加速度进行插值，使叠加速度的样点与道集的每个样点相匹配。
采用不同的转换波垂向速度比γ0扫描，γ0从1到5间隔0.2进行扫描，即是1，1.2，1.4……5进行扫描，比较不同转换波垂向速度比γ0扫描后超道集同相轴拉平的效果，理论上从超道集的第一道开始比较，但在实际应用中，一般不管γ0如何变化，因为tC0和vC2是没有变化的，是已经确定的。从超道集拉平的效果表现来看，就是近偏移距和中偏移距基本已经拉平了，垂向速度比γ0的变化只会引起中大偏移距的变化。当然理论上各向异性也主要表现在大偏移距上，因此从超道集的中间道开始向远偏移距方向进行比较，这在理论上是得到支持的，从实际的应用中这也是可行的。比较到不同垂向速度比参数扫描后超道集拉平后同相轴有变化，不完全一样的道，记录下来，将该道和之后的道采用进行能量叠加得到相干叠加谱。即当计算值有变化的道就记录下来从那个道开始叠加。
对5000ms的数据，采用8ms的固定间隔进行样点的抽取，对抽取的样点进行扫描计算，对未选取到的样点每个8ms之内的数据，采用三角插值获得该样点的谱值。
(4)根据时间大小对得到的垂向速度比谱进行上下振幅值的均衡计算。分8ms的时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列。时窗为滑动时窗，滑动的步长为4ms。将每个滑动时窗内的所有的样点的振幅值除以该滑动时窗的加权系数，该步骤就是沿时间方向进行振幅均衡。然后对已经均衡的谱进行整个振幅能量的统计并进行归一化处理，得到上下均衡且归一化的垂向速度比谱。
(5)采用真彩色显示谱，所的垂向速度比谱如图4(b)所示。
③获取转换波各向异性参数谱χeff
(1)利用转换波共反射点道集生成共反射点超道集。
在本示例中，采用把分析点inLine方向前后各选取5个共反射点道集，CrossLine方向左右各选取5个共反射点道集。将这些道集按照相同偏移距分组的规律进行叠合，构成一个超道集。
(2)对超道集进行道内互相关，剔除异常干扰，提高超道集的分辨率。
(3)对对已知的叠加速度进行插值，使叠加速度的样点与道集的每个样点相匹配。
采用不同的各向异性参数χeff扫描，χeff从-0.5到0.5间隔0.1进行扫描，即是-0.5，-0.49，……0.5进行扫描，比较不同转换波各向异性参数χeff扫描后超道集同相轴拉平的效果，理论上从超道集的第一道开始比较，但在实际应用中，一般不管χeff如何变化，因为tC0、vC2、γeff、γ0是没有变化的，是已经确定的。从超道集拉平的效果表现来看，就是近偏移距和中偏移距基本已经拉平了，各向异性参数χeff的变化只会引起大偏移距的变化。当然理论上各向异性也主要表现在大偏移距上，因此从超道集的中间道开始向远偏移距方向进行比较，这在理论上是得到支持的，从实际的应用中这也是可行的。比较到不同各向异性参数扫描后超道集拉平后同相轴有变化，不完全一样的道，记录下来，将该道和之后的道采用进行能量叠加得到相干叠加谱。
对5000ms的数据，采用8ms的固定间隔进行样点的抽取，对抽取的样点进行扫描计算，对未选取到的样点每个8ms之内的数据，采用三角插值获得该样点的谱值。
(4)根据时间大小对得到的各向异性参数谱进行上下振幅值的均衡计算。分8ms的时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列。时窗为滑动时窗，滑动的步长为4ms。将每个滑动时窗内的所有的样点的振幅值除以该滑动时窗的加权系数，该步骤就是沿时间方向进行振幅均衡。然后对已经均衡的谱进行整个振幅能量的统计并进行归一化处理，得到上下均衡且归一化的转换波各向异性参数谱。
(5)采用真彩色显示谱，所得转换波各向异性参数谱如图4(d)所示。
④获取速度谱
(1)利用转换波共反射点道集生成共反射点超道集。
在本示例中，采用把分析点inLine方向前后各选取5个共反射点道集，CrossLine方向左右各选取5个共反射点道集。将这些道集按照相同偏移距分组的规律进行叠合，构成一个超道集。
(2)对超道集进行道内互相关，剔除异常干扰，提高超道集的分辨率。
(3)对已知的速度进行插值，使速度的样点与道集的每个样点相匹配。
采用不同的速度扫描，速度从1500到6000间隔100进行扫描，即是1500，1600，1700……6000进行扫描，之后进行能量叠加得到相干叠加谱。
对5000ms的数据，采用8ms的固定间隔进行样点的抽取，对抽取的样点进行扫描计算，对未选取到的样点每个8ms之内的数据，采用三角插值获得该样点的谱值。
(4)根据时间大小对得到的速度谱进行上下振幅值的均衡计算。分8ms的时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列。时窗为滑动时窗，滑动的步长为4ms。将每个滑动时窗内的所有的样点的振幅值除以该滑动时窗的加权系数，该步骤就是沿时间方向进行振幅均衡。然后对已经均衡的谱进行整个振幅能量的统计并进行归一化处理，得到上下均衡且归一化的速度谱。
(5)采用真彩色显示谱，所得速度谱如图4(a)所示。
图3为采用常规谱扫描方法得到的四参数谱，从图3可以看出，除了速度谱，其他参数的谱基本上都是拉直条的现象，没有有效能量团，不能进行有效的参数拾取，这样的谱对参数拾取没有任何指导意义；图4为本发明取方法获取的四参数谱。对比图3和图4可以看出，采用本发明的方法后，各谱的主要能量团收敛，并与道集同主要相轴时间方向是一致匹配的，在各谱的主要能量团上进行参数的拾取，道集在相同时间的同相轴也变得平直，也符合实际的地质情况。
示例2
示例2是以第二地区采集到的实际地震数据为基础进行的处理。
①等效速度比谱
(1)利用转换波共反射点道集生成共转换点超道集。
在本示例中，采用把分析点inLine方向前后各选取5个共转换点道集，CrossLine方向左右各选取5个共转换点道集。将这些道集按照相同偏移距分组的规律进行叠合，构成一个超道集。
(2)对已知的叠加速度进行插值，使叠加速度的样点与道集的每个样点相匹配。
采用不同的转换波等效速度比γeff扫描，γeff从0到15间隔0.5进行扫描，即是0.5，1……，14.5、15进行扫描，比较不同转换波等效速度比γeff扫描后超道集同相轴拉平的效果，理论上从超道集的第一道开始比较，但在实际应用中，一般不管γeff如何变化，因为tC0和vC2是没有变化的，是已经确定的。从超道集拉平的效果表现来看，就是近偏移距和中偏移距基本已经拉平了，等效速度比γeff的变化只会引起中大偏移距的变化。当然理论上各向异性也主要表现在大偏移距上，因此从超道集的中间道开始向远偏移距方向进行比较，这在理论上是得到支持的，从实际的应用中这也是可行的。比较到不同等效速度比参数扫描后超道集拉平后同相轴有变化，不完全一样的道，记录下来，将该道和之后的道采用进行能量叠加得到相干叠加能量谱。即当计算值有变化的道就记录下来从那个道开始比较。
对4000ms的数据，采用8ms的固定间隔进行样点的抽取，对抽取的样点进行扫描计算，对未选取到的样点每个8ms之内的数据，采用三角插值获得该样点的谱值。
(4)根据时间大小对得到的等效速度比谱进行上下振幅值的均衡计算。分8ms的时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列。时窗为滑动时窗，滑动的步长为4ms。将每个滑动时窗内的所有的样点的振幅值除以该滑动时窗的加权系数，该步骤就是沿时间方向进行振幅均衡。然后对已经均衡的谱进行整个振幅能量的统计并进行归一化处理，得到上下均衡且归一化的等效速度比谱。
(5)采用真彩色显示谱，所得的等效速度比谱如图5(b)和6(b)所示。
②获取速度谱
(1)利用转换波共转换点道集生成共转换点超道集。
在本示例中，采用把分析点inLine方向前后各选取5个共转换点道集，CrossLine方向左右各选取5个共转换点道集。将这些道集按照相同偏移距分组的规律进行叠合，构成一个超道集。
(2)对超道集进行道内互相关，剔除异常干扰，提高超道集的分辨率。
(3)对已知的速度进行插值，使速度的样点与道集的每个样点相匹配。
采用不同的速度扫描，速度从1500到6000间隔100进行扫描，即是1500，1600，1700……6000进行扫描，之后进行能量叠加得到相干叠加谱。
对5000ms的数据，采用8ms的固定间隔进行样点的抽取，对抽取的样点进行扫描计算，对未选取到的样点每个8ms之内的数据，采用三角插值获得该样点的谱值。
(4)根据时间大小对得到的速度谱进行上下振幅值的均衡计算。分8ms的时窗统计的各时间段的平均振幅值求得一个沿时间方向线性变化的加权系数序列。时窗为滑动时窗，滑动的步长为4ms。将每个滑动时窗内的所有的样点的振幅值除以该滑动时窗的加权系数，该步骤就是沿时间方向进行振幅均衡。然后对已经均衡的谱进行整个振幅能量的统计并进行归一化处理，得到上下均衡且归一化的速度谱。
(5)采用真彩色显示谱，所得速度谱如图5(a)和图6(a)所示。
图5(c)在图5(a)所示的速度能量谱上拾取叠加速度和在图5(b)的等效速度比谱上拾取了等效速度比。从图5(c)可以看出，叠加速度参数和等效速度比参数都提取(叠加速度、等效速度比参数都带入到动校正公式中)，道集的近中偏移距道被拉平了，远偏移距的道也被拉平。
图6(c)仅仅在图6(a)所示的速度能量谱上拾取叠加速度，从图6(c)可以看出，仅仅是叠加速度参数的提取(叠加速度带入到动校正公式中)，道集的近中偏移距道被拉平了，但是远偏移距的道未被拉平。
综上所述，根据本发明，四参数的获取由经验估算改进为根据谱反映的情况进行精确提取，可以提高转换波四参数速度分析的精度，从而提高转换波速度模型建立的工作效率。
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 (10)
1.一种转换波等效速度比谱的获取方法，其特征在于，所述转换波等效速度比谱的获取方法包括以下步骤：
使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行转换波等效速度比谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中经动校正拉平处理后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；
对转换波等效速度比谱进行加权计算，以对转换波等效速度比谱沿时间方向进行振幅均衡处理，所述加权计算步骤包括：分时窗或者滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数；
显示转换波等效速度比谱。
2.根据权利要求1所述的转换波等效速度比谱的获取方法，其特征在于，所述加权系数为删除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值。
3.根据权利要求1所述的转换波等效速度比谱的获取方法，其特征在于，在转换波共转换点道集或者共反射点道集的任一道上按预定间隔选取采样点进行所述转换波等效速度比谱扫描，并采用插值获得所述任一道中未被选取的采样点的谱值。
4.根据权利要求1所述的转换波等效速度比谱的获取方法，其特征在于，所述转换波等效速度比谱的获取方法还包括根据转换波共转换点道集生成共转换点超道集或者根据共反射点道集生成共反射点超道集，并使用共转换点超道集或者共反射点超道集进行所述转换波等效速度比谱扫描。
5.根据权利要求1所述的转换波等效速度比谱的获取方法，其特征在于，所述转换波等效速度比谱的获取方法还包括在所述转换波等效速度比谱扫描步骤之前，对转换波共转换点道集或者共反射点道集进行道内互相关。
6.根据权利要求1所述的转换波等效速度比谱的获取方法，所述转换波等效速度比谱的获取方法还包括在所述加权计算步骤之后，对转换波等效速度比谱进行归一化处理，以将转换波等效速度比谱的每个振幅值控制在预定区间或预定值，所述归一化处理步骤为将所述转换波等效速度比谱的每个振幅值除以归一化因子，其中，所述归一化因子为所述转换波等效速度比谱的最大振幅值或者平均振幅值，或者，所述归一化因子为剔除所述转换波等效速度比谱的最大振幅值和最小振幅值之后的最大振幅值或平均振幅值。
7.根据权利要求1所述的转换波等效速度比谱的获取方法，其特征在于，采用真彩色显示所述转换波等效速度比谱。
8.一种转换波速度分析方法，其特征在于，所述转换波速度分析方法包括：
在权利要求1至7中任意一项所述的转换波等效速度比谱的获取方法获得的转换波等效速度比谱上拾取等效速度比；
采用转换波叠加速度、垂向速度比、转换波各向异性参数以及所述拾取的等效速度比来估计速度场；
或者，
采用转换波叠加速度、垂向速度比以及所述拾取的等效速度比来估计速度场；
或者，
采用转换波叠加速度以及所述拾取的等效速度比来估计速度场。
9.根据权利要求8所述的转换波速度分析方法，其特征在于，所述垂向速度比通过在垂向速度比谱上拾取获得，所述垂向速度比谱通过以下方式获取：
使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行垂向速度比谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中拉平后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；对垂向速度比谱进行加权计算，所述加权计算步骤包括分时窗或滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数，其中，所述加权系数为删除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值；显示垂向速度比谱；
或者，所述转换波各向异性参数通过在转换波各向异性参数谱上拾取获得，所述转换波各向异性参数谱通过以下方式获取：
使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行转换波各向异性参数谱扫描，在扫描过程中，剔除道集中拉平后同相轴没有变化的道，并将剩余的道作为参与谱叠加计算的道；对转换波各向异性参数谱进行加权计算，所述加权计算步骤包括分时窗或滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数，其中，所述加权系数为删除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值；显示转换波各向异性参数谱；
或者，所述叠加速度通过在速度能量谱上拾取获得，所述速度能量谱通过以下方式获取：
使用转换波共转换点道集或者共反射点道集进行速度能量谱扫描；对速度能量谱进行加权计算，所述加权计算步骤包括分时窗或滑动时窗统计各时窗的加权系数，将每个时窗内每个样点的振幅值除以对应时窗的加权系数，其中，所述加权系数为删除对应时窗内异常值之后的平均振幅值或最大振幅值；显示速度能量谱。
10.根据权利要求8所述的转换波速度分析方法，其特征在于，在转换波共转换点道集或共反射点道集的任一道上按预定间隔选取采样点进行所述垂向速度比谱、转换波各向异性参数谱或者速度能量谱扫描，并采用插值获得所述任一道中未被选取的采样点的谱值。
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| CN104155691A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 中国石油天然气集团公司 | 转换波各向异性速度分析方法及装置 |
-
2016
- 2016-08-15 CN CN201610669085.1A patent/CN106226815B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6128580A (en) * | 1998-04-17 | 2000-10-03 | Bp Amoco Corporation | Converted-wave processing in many-layered anisotropic media |
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Also Published As
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|---|---|
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