CN106526668B - 原始波形提取与成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种地震原始波形的提取与成像方法，该方法包括：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
建立地层反射点与地面出射点的映射关系；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
建立目标层位反射点与地震道的索引关系；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
拾取反射波形三个主要步骤。该地震原始波形的提取与成像方法，根据物理规律和野外观测系统直接追踪并提取目标层位的原始波形，能够有效解决炮检距波形拉伸、分炮检距振幅偏离和地层倾角的附加漂移问题，避免处理过程对反射波振幅的破坏作用，最大程度地利用地震波的运动学和动力学信息，为后续叠前属性分析和岩性反演提供真实可靠的基础资料。

Description

原始波形提取与成像方法
技术领域
本发明涉及地震资料成像技术领域，特别是涉及到地震资料的保幅处理方法中的原始波形提取与成像方法。
背景技术
现行的地震处理技术及流程能保留反射波的运动学特征，有利于构造勘探，但是可能会在一定程度上破坏反射波的动力学特征，不利于岩性勘探。事实上，几乎每个主要处理步骤都会以某种形式对地震波施加改造，这种改造作用积累到一起，会使成果资料的原始信息受到不可避免的伤害。地震处理的这种改造作用能掩盖甚至抹杀地层岩性的变化效应，基础资料的可靠性问题已经成为提高岩性勘探精度的制约瓶颈。
针对现有地震处理技术及流程中存在的拉伸、频散、统计、混合等问题，转而从目的层出发，沿层追踪反射波信息，并进行偏移成像，最大程度地保留和利用地震反射波的运动学信息和动力学特征，为岩性勘探、储层研究、天然气预测、裂缝识别和流体分析提供更为直接、可靠的基础资料。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题,提出一种原始波形提取与成像方法。根据物理规律和野外观测系统直接追踪目标层位上的原始波形，能够有效解决炮检距波形拉伸、分炮检距振幅偏离和地层倾角的附加漂移问题。
本发明总体技术路线：
步骤1，根据目标层位的空间几何分布与速度信息建立地层反射点与地面出射点的映射关系；
步骤2，根据Snell定律建立目标层位反射点与地震道的索引关系；
步骤3，根据索引关系追踪目标层位反射波，拾取反射波形，形成叠前道集并叠加成像。
本发明的原始波形提取与成像方法具体方案：
在步骤1中，根据目标层位的空间几何分布与速度、时间信息，推算地层产状参数，包括深度、倾角、倾向和XY坐标，层位上的每个点作为反射点，射线沿法向方向离开反射地层，其延长线与地面的交点是出射点，从而建立地层反射点与地面出射点的映射关系；
在步骤2中，根据Snell定律建立目标层位反射点与地震道的索引关系，其过程如下：
（1）预先建立炮点位置表格和炮记录各道接收点位置表格；
（2）对于每个地层反射点及其地面出射点，在孔径范围内搜寻有效炮点以及炮记录内各道的有效接收点；
（3）根据炮点位置、接收点位置、反射点位置和地面出射点位置，确定其平面关系，属于射线平面的道予以保留，否则去掉；
（4）利用余弦定理，根据炮点、反射点和出射点计算入射角，根据接收点、反射点和出射点计算出射角，保留入射角等于出射角的道；
（5）记录符合条件地震道的炮点位置和接收点位置，形成反射点与地震道的索引关系；
在步骤3中，根据索引关系追踪目标层位反射波，拾取反射波形，形成叠前道集并叠加成像，其过程如下：
（1）根据目标地层任意一个反射点及其索引关系，在海量数据中追踪并读取与其关联的地震道；
（2）根据炮点位置、接收点位置、反射点位置和速度，计算传播时间；
（3）截取时间窗口里的波形；
（4）按照角度或炮检距形成叠前道集；
（5）按照角度范围或炮检距间隔里的波形个数进行归一化。
上述方案进一步包括。
步骤1具体过程如下：
（1）对拾取层位的时间和速度进行空间插值和适度平滑；
（2）对于地层上的任意一个反射点，确定局部倾向与倾角；
（3）根据倾向、倾角和反射点深度计算地面出射点的相对位置。
步骤1中的确定局部倾向与倾角具体步骤为：
Figure 269894DEST_PATH_IMAGE001
根据反射点周边共25点时间值，进行二元三次多项式拟合；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以面元对角线作为半径，根据二元三次多项式，以一定方位角间隔计算圆圈上的层位时间；
Figure 124717DEST_PATH_IMAGE003
对应时间变化率最大的方位角被认作是地层的局部倾向，该时间被认作为倾向时间；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
对应的地层法线的倾角为：倾向时差×速度/圆圈直径。
所述方位角间隔为1°。
本发明中的原始波形提取与成像方法，对比一般时空域的传统地震处理方法相比，其主要优点是：
Figure 842138DEST_PATH_IMAGE005
提高目标地层的时间分辨率，有利于识别尖灭和超覆等地质现象；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
细致地补偿或恢复真振幅，包括球面扩散和地面出射角影响等；
Figure 175030DEST_PATH_IMAGE007
有效地避免拉伸作用、频散作用、统计作用和沿地层混合作用，灵敏地反映反射点介质的真实变化；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
反射点与反射波一一对应，能明确反映地层在空间上的岩性变化与储层变化，提高储层圈闭的可靠性和准确性；
Figure 924156DEST_PATH_IMAGE009
严格地按照入射角/出射角与振幅的关系进行岩性参数反演，消除地层倾角引起的附加漂移；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
保护反射波基本特征，细致描述地层接触关系，改善识别特殊地质体和隐蔽油气藏的条件。
附图说明
图1为本发明原始波形提取与成像方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明目标地层时间分布示意图；
图3为本发明反射点与出射点映射关系示意图；
图4为本发明反射平面与Snell定律示意图；
图5为本发明反射波原始波形AVA排列示意图；
图6为本发明倾斜地层共反射点排列关系的示意图；
图7为本发明倾斜地层共中心点排列关系的示意图；
图8为本发明某实际工区对比使用的常规处理剖面图；
图9为本发明某实际工区沿层成像剖面图；
图10为本发明某实际工区中对比使用的常规处理平面属性图；
图11为本发明某实际工区成像结果的叠前AVO属性平面图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合图示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的原始波形提取与成像方法的流程图。
步骤101，根据目标层位的空间几何分布与速度信息，推算地层产状参数，包括深度、倾角、倾向和XY坐标，层位上的每个点作为反射点，射线沿法向方向离开反射地层，其延长线与地面的交点是出射点，从而建立地层反射点与地面出射点的映射关系。结合图示，其过程如下：
（1）对拾取层位的时间和速度进行空间插值和适度平滑，如图2所示；
（2）对于地层上的任一反射点，确定局部倾向与倾角，如图3所示，通过拟合估计多项式系数，据此确定地层倾向与倾角；
（3）计算地面出射点的相对位置（图3）。
步骤102，根据Snell定律建立目标层位反射点与地震道的索引关系。具体过程如下：
（1）预先建立炮点位置表格和炮记录各道接收点位置表格。表格信息有：炮点坐标、炮记录内各道在数据里的读写位置、各道接收点坐标等；
（2）对于每个地层反射点及其地面出射点，在孔径范围内搜寻有效炮点以及炮记录内各道的有效接收点。孔径与地层深度、倾角和排列范围有关，一般按照最大成像角度确定，孔径的空间范围等于地层深度乘以倾角正切。
（3）根据炮点位置、接收点位置、地层反射点位置和地面出射点位置，确定其平面关系，4点同属一个平面为射线平面（如图4所示），属于射线平面的道予以保留，否则去掉；
（4）利用余弦定理（图4），根据炮点、反射点和出射点计算入射角，根据接收点、反射点和出射点计算出射角，保留入射角等于出射角的道；
（5）记录符合条件地震道的炮点位置和接收点位置，形成反射点与地震道的索引关系；
步骤103，根据索引关系追踪目标层位反射波，拾取反射波形，形成叠前道集并叠加成像，其过程如下：
（1）根据目标地层任一反射点及其索引关系，在海量数据中追踪并读取与其关联的地震道；
（2）根据炮点位置、接收点位置、反射点位置和速度，计算传播时间；
（3）截取时间窗口里的波形，该波形被看作为对应反射点的反射波；
（4）按照角度或炮检距形成叠前道集（图5）；
（5）按照角度范围或炮检距间隔里的波形个数进行归一化；
至此，整个方法得以实现。
更进一步，步骤1中的确定局部倾向与倾角具体步骤为：
Figure 684301DEST_PATH_IMAGE001
根据反射点周边共25点时间值，进行二元三次多项式拟合；
Figure 951335DEST_PATH_IMAGE002
以面元对角线作为半径，根据二元三次多项式，以一定方位角间隔（通常方位角间隔为1°）计算圆圈上的层位时间；
Figure 87918DEST_PATH_IMAGE003
对应时间变化率最大的方位角被认作是地层的局部倾向，该时间被认作为倾向时间；
Figure 756797DEST_PATH_IMAGE004
对应的地层法线的倾角为：倾向时差×速度/圆圈直径。
为了说明针对倾斜地层的一般地震处理方法所带入的误差，本发明构建的倾斜地层模型的成像示意图。图6表示共反射点的排列关系，图7表示共中心点的排列关系。假设地层倾角为15°，中心点处的地层深度为3000米，对于相同的共中心点，其零炮检距的反射点横偏距离为750米，半炮检距3000米的反射点横偏距离为1586米，相对横向偏离约为836米，相当于33道（25米道距）。这说明，倾斜地层反射波相邻叠加道的振幅具有高强度的平均作用，从而降低了岩性的横向分辨率。图8-图11为某实际工区的测试效果。其中图8为常规叠前时间偏移成果剖面，而图9则为应用本发明方法得到的结果。对比二者可以看到，应用原始波形提取与成像方法，在不影响目的层段构造成像的基础上，层间地震反射信息更加丰富。进而为了分析成像结果的可靠性，针对该工区目的层开展叠前AVO属性对比分析，其中图10为常规处理结果的属性平面图，图11为本发明结果的属性平面图。依据工区沉积背景和实际钻井情况，两图中差异最大的部分（椭圆形）发育有一支三角洲水下河道，常规方法显示为非储层区域，而本发明结果则成功揭示出来。
由此可见，本发明方法可以为解决复杂岩性勘探问题提供更可靠的地震数据体。具体体现在：追踪真正的反射波并将其归放到真实的反射点位置上。与共中心点叠加不同，共中心点上的反射波可能来自不同的反射点；与叠前偏移不同，叠前成像是所有反射波加权累加的结果。

Claims (4)

1.原始波形提取与成像方法,其特征在于包括：
步骤1，根据目标层位的空间几何分布与速度信息建立地层反射点与地面出射点的映射关系；
步骤2，根据Snell定律建立目标层位反射点与地震道的索引关系；
步骤3，根据索引关系追踪目标层位反射波，拾取反射波形，形成叠前道集并叠加成像；
在步骤1中，根据目标层位的空间几何分布与速度、时间信息，推算地层产状参数，包括深度、倾角、倾向和XY坐标，层位上的每个点作为反射点，射线沿法向方向离开反射地层，其延长线与地面的交点是出射点，从而建立地层反射点与地面出射点的映射关系；
在步骤2中，根据Snell定律建立目标层位反射点与地震道的索引关系，其过程如下：
(1)预先建立炮点位置表格和炮记录各道接收点位置表格；
(2)对于每个地层反射点及其地面出射点，在孔径范围内搜寻有效炮点以及炮记录内各道的有效接收点；
(3)根据炮点位置、接收点位置、反射点位置和地面出射点位置，确定其平面关系，属于射线平面的道予以保留，否则去掉；
(4)利用余弦定理，根据炮点、反射点和出射点计算入射角，根据接收点、反射点和出射点计算出射角，保留入射角等于出射角的道；
(5)记录符合条件地震道的炮点位置和接收点位置，形成反射点与地震道的索引关系；
在步骤3中，根据索引关系追踪目标层位反射波，拾取反射波形，形成叠前道集并叠加成像，其过程如下：
(1)根据目标地层任意一个反射点及其索引关系，在海量数据中追踪并读取与其关联的地震道；
(2)根据炮点位置、接收点位置、反射点位置和速度，计算传播时间；
(3)截取时间窗口里的波形；
(4)按照角度或炮检距形成叠前道集；
(5)按照角度范围或炮检距间隔里的波形个数进行归一化。
2.根据权利要求1所述的原始波形提取与成像方法，其特征在于步骤1具体过程如下：
(1)对拾取层位的时间和速度进行空间插值和适度平滑；
(2)对于地层上的任意一个反射点，确定局部倾向与倾角；
(3)根据倾向、倾角和反射点深度计算地面出射点的相对位置。
3.根据权利要求2所述的原始波形提取与成像方法，其特征在于步骤1中的确定局部倾向与倾角具体步骤为：
①根据反射点周边共25点时间值，进行二元三次多项式拟合；
②以面元对角线作为半径，根据二元三次多项式，以一定方位角间隔计算圆圈上的层位时间；
③对应时间变化率最大的方位角被认作是地层的局部倾向，该时间被认作为倾向时间；
④对应的地层法线的倾角为：倾向时差×速度/圆圈直径。
4.根据权利要求3所述的原始波形提取与成像方法，其特征在于：所述方位角间隔为1°。
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