CN106569278B - 一种多道相似相干速度谱计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多道相似相干速度谱计算方法，所述方法包括：密点计算CMP的速度谱；对计算的速度谱进行归一化；基于归一化的速度谱的数据体产生伪CMP道集的数据体；基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值。本发明的方法，将邻域内各CMP点计算的速度谱作为类似于动校正后的CMP道集信号，计算其相干性，通过邻域内多个CMP点速度谱的相干测量，压制了速度谱中的噪声，增强了相邻CMP点邻域内速度谱横向的连续性，提高了速度谱计算及拾取结果的稳定性。

Description

一种多道相似相干速度谱计算方法

技术领域

本发明属于勘探地震数据处理方法技术领域，本发明涉及针对地震资料的速度谱计算方法。

背景技术

基于CMP道集计算的速度谱直接为地震数据叠加或叠前时间偏移成像提供必需依赖的速度参数，也能为叠前深度偏移成像提供重要基础资料。基于地震数据CMP道集或反动校正后的CRP道集的自动叠加速度分析通常通过对该道集数据由一系列速度函数的动校正后进行相干测量拾取最大相干值对应的速度来实现。由于地震数据受相干噪声等因素的影响，速度谱计算方法对速度分析结果有时影响很大，速度谱聚焦差，速度不容易拾取，所以谱计算方法一直都受到重视。

传统计算速度谱的方法主要有叠加速度谱、能量互相关速度谱和归一化的能量比谱(即相似谱)。目前生产中所使用的大型商业软件系统主要采用相似谱方法计算速度谱。由于地震数据的随机噪声或相干噪声，使得速度谱的信噪比往往比较低，拾取速度空变剧烈，建立的速度模型不准。为压制速度谱中的噪声，增强相邻CMP点邻域内速度谱横向的连续性，体现其横向相干性，通常采用超道集速度谱优化方法，即用待求CMP点周围多点的CMP道集来计算速度谱，如3×3或5×5个CMP。该方法基于有效速度谱的能量团是叠加后加强，无效速度谱是随机噪声，叠加后变为最弱，但实际情况并非如此，使得常规的超道集速度谱计算方法的实用性得到了一定的限制。

发明内容

为压制速度谱中的噪声，通常采用的超道集速度谱计算方法，基于有效速度谱的能量团叠加后加强，无效速度谱是随机噪声，叠加后变为最弱，但没有考虑速度谱在邻域里的相干性使其实际应用具有一定的局限性。

为了解决现有技术中的上述问题，本公开给出的一种多道相似相干速度谱计算方法，将邻域内各CMP点计算的速度谱作为输入信号，计算其相干性，通过邻域内多个CMP点速度谱的相干测量，压制了速度谱中的噪声，增强了相邻CMP点邻域内速度谱横向的连续性，提高速度谱计算及拾取结果的稳定性。

根据本公开的一方面，提供一种多道相似相干速度谱计算方法，所述方法包括：密点计算CMP的速度谱；对计算的速度谱进行归一化；基于归一化的速度谱的数据体产生伪CMP道集的数据体；基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值。

进一步地，所述密点计算CMP的速度谱的步骤包括，对每个CMP点用常规的相似谱计算公式(1)计算各CMP点的速度谱S(v，t)，

其中，M是计算时窗，N是道集中总地震道数，v是动校正的试验速度，q_i，j(v)是用速度v动校正后的地震数据。进一步地，所述v是通过扫描得到的待求量，当v函数最佳时，q_i，j(v)中的同相轴被校平，速度谱S(v，t)达到最大。

进一步地，所述速度谱S(v，t)是该CMP点的1-N个地震道数据计算的速度谱，是二维数据，其中纵向为T，横向为K，T为时间总样点数，K是速度试验总数。

进一步地，所述对计算的速度谱进行归一化的步骤包括，对各CMP点的速度谱S(v，t)用(2)式将其进行归一化到[-1，+1]范围，记作

其中i是道号，t是时间，T为时间总样点数，K是速度试验总数。

进一步地，所述基于归一化的速度谱的数据体产生伪CMP道集的数据体的步骤包括，将归一化的速度谱按照与待求点根据距离由近向远进行排序，形成伪CMP道集的数据体，记作

进一步地，所述是三维数据体，横向一个方向是总CMP数，横向另一个方向是速度试验总数K，向下的垂直方向则是时间t。

进一步地，所述基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值的步骤包括，将伪CMP道集的数据体当作动校正后的地震数据，用(3)式计算相干性，

其中CN是道集中总地震道数，即参与相干计算的总CMP数，它等于参与计算的测线方向的小CMP号和总线号的乘积，K为速度试验总数。

进一步地，SS(t)为多道相似相干速度谱，为T乘K二维数组。

本公开给出一种多道相似相干速度谱计算方法，通过邻域内多个CMP点速度谱的相干测量，以压制速度谱中的噪声，增强相邻CMP点邻域内速度谱横向的连续性，提高速度谱计算及拾取结果的稳定性。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本发明方法的流程图。

图2为用传统超道集方法计算的相似谱。

图3为本发明方法计算的速度谱。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本公开提出了一种优选道加权速度谱计算方法，计算速度谱时考虑了道集中的同一反射界面的同相轴的道间时差，选择同相轴时差相对较大的地震道，并用炮检距信息加权，对相干噪声产生的速度谱噪声压制明显，速度谱分辨率高，提高了速度分析精度，利于速度的手工或自动拾取。本公开方法计算的速度谱，对线性干扰噪声形成的谱噪声压制明显，谱能量更聚焦，利于速度识别与拾取。

本公开给出的一种多道相似相干速度谱计算方法，将邻域内各CMP点计算的速度谱作为类似于动校正后的CMP道集信号，计算其相干性，通过邻域内多个CMP点速度谱的相干测量，压制了速度谱中的噪声，增强了相邻CMP点邻域内速度谱横向的连续性，提高了速度谱计算及拾取结果的稳定性。

具体地，参照图1，本公开提供了一种多道相似相干速度谱计算方法，所述方法包括：密点计算CMP的速度谱；对计算的速度谱进行归一化；基于归一化的速度谱的数据体产生伪CMP道集的数据体；基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值。

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

作为一个具体实施例，本公开提供了一种多道相似相干速度谱计算方法，包括以下步骤：

(1)密点计算CMP的速度谱

可以对每个CMP点用常规的相似谱计算公式(1)计算各CMP点的速度谱S(v，t)。

式中，M是计算时窗，N是道集中总地震道数，v是动校正的试验速度，q_i，j(v)是用速度v动校正后的地震数据。v是通过扫描得到的待求量，当v函数最佳时，q_i，j(v)中的同相轴就被校平，速度谱S(v，t)就会达到最大。

速度谱S(v，t)是该CMP点的CMP道集(1-N个地震道数据)计算的速度谱，是二维数据，即纵向为T，横向为K，T为时间总样点数，K是速度试验总数。

具体地，对每个CMP点邻域内的CMP点，计算各CMP点速度谱S(v，t)。例如，以待求CMP点为中心，可将周围10乘10个CMP点的速度谱用来计算相关性。

(2)对速度谱进行归一化

对各CMP点的速度谱S(v，t)用(2)式将其进行归一化到[-1，+1]范围，记作

其中，i是道号，t是时间，T为时间总样点数，为已知量，地震数据采集回来，该值就是确定的。K是速度试验总数，是地震速度分析中的常用的。例如，根据工区速度结构特征，选择最小速度、速度步长和最大速度，K就等于最大速度与最小速度的差值，再与速度步长的比值，最后再加1。

(3)基于归一化的速度谱数据体产生伪CMP道集的数据体

将待求CMP邻域内各CMP点计算的归一化的速度谱按照与待求点的根据距离由近向远进行排序，形成新的类似于NMO(动校正)后的CMP道集数据体，记作这是一个三维数据体，横向一个方向总CMP数，横向另一个方向是速度试验总数K，向下的垂直方向则是时间T。

(4)基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值

将伪CMP道集的数据体当作类似动校正后的地震数据，用(3)式计算相干性，

式中，CN是道集中总地震道数，即参与相干计算的总CMP数，它等于参与计算的测线方向的小CMP号和总线数的乘积。K即速度试验总数。SS(t)为最终的速度谱，为T乘K二维数组。

在该公式，以待求CMP点为中心，可将周围多个CMP点的速度谱的相干性来计算新的速度谱。换言之，常规方法计算的是相似谱，本方法计算的是相似谱的相似谱，既考虑到密点计算速度谱，又考虑到了速度谱的相似性。本方法更能体现邻域里速度变化趋势，减少速度异常值。

接下来，参照图2和图3，说明采用本发明方法后计算速度谱的技术效果。

用SEG三维盐丘模型对本方法进行了试算，图2为用传统超道集方法计算的相似谱，图3为本发明方法计算的速度谱。从二图对比可以看出，从图可以看出，本方法计算的速度谱，明显压制了速度谱中的噪声，谱能量更聚焦，利于速度手工或自动拾取。

本公开提出了一种优选道加权速度谱计算方法，计算速度谱时考虑了道集中的同一反射界面的同相轴的道间时差，选择同相轴时差相对较大的地震道，并用炮检距信息加权，对相干噪声产生的速度谱噪声压制明显，速度谱分辨率高，提高了速度分析精度，利于速度的手工或自动拾取。本公开方法计算的速度谱，对线性干扰噪声形成的谱噪声压制明显，谱能量更聚焦，利于速度识别与拾取。

本公开的方法将邻域内各CMP点计算的速度谱作为类似于动校正后的CMP道集信号，计算其相干性，通过邻域内多个CMP点速度谱的相干测量，压制了速度谱中的噪声，增强了相邻CMP点邻域内速度谱横向的连续性，提高了速度谱计算及拾取结果的稳定性。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (5)

1.一种多道相似相干速度谱计算方法，其特征在于，所述方法包括：

密点计算CMP的速度谱；

对计算的速度谱进行归一化；

基于归一化的速度谱的数据体产生伪CMP道集的数据体；

基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值；

所述对计算的速度谱进行归一化的步骤包括，对各CMP点的速度谱S(v,t)用(2)式将其进行归一化到[-1,+1]范围，记作

其中i是道号，t是时间，T为时间总样点数，K是速度试验总数，N是道集中总地震道数，v是动校正的试验速度；

所述基于归一化的速度谱的数据体产生伪CMP道集的数据体的步骤包括，将归一化的速度谱按照与待求点根据距离由近向远进行排序，形成伪CMP道集的数据体，记作

所述基于伪CMP道集的数据体计算速度谱的相干值的步骤包括，将伪CMP道集的数据体当作动校正后的地震数据，用(3)式计算相干性，

其中CN是道集中总地震道数，即参与相干计算的总CMP数，它等于参与计算的测线方向的小CMP号和横测线方向的总线数的总乘积；

SS(t)为多道相似相干速度谱，为T乘K二维数组。

2.根据权利要求1所述的多道相似相干速度谱计算方法，所述密点计算CMP的速度谱的步骤包括，对每个CMP点用常规的相似谱计算公式(1)计算各CMP点的速度谱S(v,t)，

其中，M是计算时窗，N是道集中总地震道数，v是动校正的试验速度，q_i,j(v)是用速度v动校正后的地震数据。

3.根据权利要求2所述的多道相似相干速度谱计算方法，所述v是通过扫描得到的待求量，当v函数最佳时，q_i,j(v)中的同相轴被校平，速度谱S(v,t)达到最大。

4.根据权利要求2所述的多道相似相干速度谱计算方法，所述速度谱S(v,t)是该CMP点的1至N个地震道数据计算的速度谱，是二维数据，其中纵向为T，横向为K，T为时间总样点数，K是速度试验总数。

5.根据权利要求1所述的多道相似相干速度谱计算方法，所述是三维数据体，横向一个方向是总CMP数，横向另一个方向是速度试验总数K，向下的垂直方向则是时间t。