CN106908838A - 构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法。所述方法包括：对目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度进行数学拟合，得到二者之间的对应关系；利用地震勘探资料初至信息进行层析反演，得到目标区域地层立体速度模型；利用品质因子与地层层速度的函数关系，将立体速度模型中的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子，形成目标区域地层的非弹性衰减品质因子立体模型。本发明能够构建精度较高、深度相对较深的浅地表地层立体非弹性衰减品质因子模型；方法简单实用，算法稳定，计算效率高，能够为地震波表层吸收补偿提供了更加可靠的衰减品质因子。

Description

构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法
技术领域
本发明涉及工程地球物理勘探技术领域，具体地说，涉及一种构建目标区域地层(例如，浅地表地层或近地表地层)非弹性衰减品质因子(可称为，Q值)立体模型的方法。
背景技术
通常情况下，当地震波在地下介质中传播时，由于地层是非完全弹性的不均匀介质，使得地震波的部分弹性能量不可逆转的转化为热能而发生耗散，因此，使得地震波的振幅产生衰减，这种由于介质的非完全弹性而引起的振幅衰减现象称为吸收衰减，该现象也被称为非弹性衰减。一般采用吸收衰减品质因子Q来描述地层对地震波的衰减程度，Q值越小，表示地层对地震波的衰减越强。不同的岩性地层衰减品质因子Q值一般不同，通常情况下，砂岩的衰减品质因子Q值大于泥岩的衰减品质因子Q值，泥岩的衰减品质因子Q值大于灰岩的衰减品质因子Q值，其中，疏松地层的衰减品质因子Q值最小，故而对地震波的衰减最强。由于，地层岩性在横向上和纵向上都会有较大的变化，因此，地震波在传播过程中将在横向上和纵向上受到多种不同地层的吸收衰减。
在地球物理中，所采集到的地震波，往往是被不同地层所衰减后的地震波资料，因此，在资料的使用中，需要对采集到的地震波资料进行衰减品质因子Q补偿处理。
目前，构建地层非弹性衰减Q值模型的方法绝大部分采用的是单点Q模型构建或提取方法，极少有建立Q值立体模型方法。
然而，对于复杂的地表而言，这些方法所获得的Q值模型难以精确反映近地表地层非弹性衰减Q值的变化情况，并且模型的深度较浅，一般都在几十米范围内。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题中的至少一种。
例如，本发明的目的之一在于解决浅地表地层非弹性衰减Q值模型精度不高的难题，从而构建精度较高、深度相对较深的浅地表地层非弹性衰减Q值立体模型。
为了实现上述目的，本发明提供了一种构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法。所述方法包括：对目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度进行数学拟合，得到目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系；利用地震勘探资料初至信息进行层析反演，得到目标区域地层立体速度模型；利用所述地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系，将所述立体速度模型中的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子，形成目标区域地层的非弹性衰减品质因子立体模型。显然，本发明的方法中，数学拟合的步骤和层析反演的步骤无先后顺序之分，也就是说，二者可先后进行，也可同时进行。
在本发明的一个示例性实施例中，所述方法还可包括在数学拟合的步骤之前，利用目标区域的微测井资料或垂直地震剖面资料，获得目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度的步骤。
在本发明的一个示例性实施例中，所述目标区域地层可以为浅地表地层或者近地表地层。
在本发明的一个示例性实施例中，所述将立体速度模型中的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子的步骤可以包括：对层析反演步骤所获得的立体速度模型进行重采样处理，获得各重采样点的速度值，随后，利用所述地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系，将所述各重采样点的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子。优选地，所述重采样处理的采样间隔可以为5米～15米。
在本发明的一个示例性实施例中，所述层析反演的步骤中，所获得的立体速度模型可以为二维或三维的。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够构建精度较高、深度相对较深的浅地表地层立体非弹性衰减品质因子模型；方法简单实用，算法稳定，计算效率高，得到的非弹性衰减品质因子精度较高，能够为地震波表层吸收补偿提供了更加可靠的衰减品质因子。
附图说明
图1示出了本发明的构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法的一个示例性实施例的流程结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的层析反演获得的二维速度模型。
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明根据本发明的构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法。
在本发明的一个示例性实施例中，构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法可以通过以下方式实现：
A、建立地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系
本示例性实施例可以通过对目标区域(例如，浅地表)地层非弹性衰减品质因子与地层层速度进行数学拟合(例如，公式拟合)，得到目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系。
具体来讲，例如，可以利用微测井资料或者垂直地震剖面资料(可简称为VSP资料)，获取目标区域(例如，浅地表)地层不同地层非弹性衰减品质因子(可简称为Q值)和不同地层层速度，并形成一一对应的关系。通过对由Q值和地层层速度构成的多组数据进行数学拟合，能够获得目标区域(例如，浅地表)地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系。
此外，鉴于目标区域(例如，浅地表区域)的地层往往较多，因此，通过尽可能获取较多的不同地层的Q值和地层层速度，有助于建立更加准确和完善的函数关系，进而有利于形成更加准确的目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型。
B、获得目标区域地层立体速度模型
利用地震勘探资料初至信息进行层析反演，得到目标区域地层立体速度模型。
具体来讲，可以利用地震勘探资料初至信息层析反演方法，得到浅地表地层立体速度模型。其中，浅地表地层立体速度模型可以为二维的，也可以为三维的。地震勘探资料初至信息可以为地震波初至旅行时。所获得的速度模型是立体的，深度可以达到1000米以上，速度值随地层深度变化而变化，横向上随地层岩性的变化而变化，可以较为真实的反映近浅地表地层的变化。
需要说明的是，在本发明的方法中，上述步骤A和步骤B无先后顺序的限制。也就是说，上述步骤A和步骤B可先后进行，亦可同时进行。
C、形成目标区域地层的非弹性衰减品质因子立体模型
可以利用地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系，将层析反演获得的立体速度模型中的速度值直接换算成前述函数关系中对应的非弹性衰减品质因子，从而形成目标区域地层的非弹性衰减品质因子立体模型。
此外，也可对层析反演步骤所获得的立体速度模型进行重采样处理，获得各重采样点的速度值，随后，利用所述地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系，将所述各重采样点的速度值换算成函数关系中对应的非弹性衰减品质因子。这里，重采样的采样间隔可根据实际需要确定，一般情况下，5米～15米的采样间距效果较佳。重采样能够简化计算过程，提高计算效率，同时，补偿处理中点密度太密意义不大。
为了更好的描述本发明的示例性实施例，下面将结合具体示例来进一步详细描述本发明的示例性实施例。
利用微测井资料和vsp资料，获得地层厚度为50m的浅地表地层中各层的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度。其中，该浅地表地层有4个地层，第一层的Q值为0.7，对应的地层层速度为374m/s；第二层的Q值为5.25，对应的地层层速度为823m/s；第三层的Q值为9.4，对应的地层层速度为1958m/s；第四层的Q值为12.7，对应的地层层速度为2410m/s。
利用数学拟合方法，将上述目标浅地表地层得到的每一层Q值与地层速度进行拟合，得到一个能反映目标浅地表地层Q值与地层速度之间对应函数关系的数学公式Q＝5.8823Ln(V)-33.66。其中，Q代表地层Q值，Ln是自然函数简写，V代表地层速度。
利用地震波初至旅行时层析方法，反演获得目标浅地表地层立体速度模型为二维速度模型，如图2所示。图2中，横坐标表示距离，单位m；纵坐标表示深度，单位m；左侧的灰度色标表示速度值的大小，单位m/s。如图2所示，该模型清楚反映了近地表地层在纵向和横向上速度的变化情况，以及不同部位和深度点速度的差异，并且深度可达1530米。大体来讲，随着深度的由浅及深(即，图2中的从下至上)，图2中各个地层的速度值总体而言呈降低趋势，图2的下部深度区域(即图2中最大块的深色区域)大致对应于左侧色标中3000m/s左右的速度值，图2的上部薄层区域大致对应左侧色标中600m/s左右的速度值。
以重采样的采样间距为15米，将层析反演获得的目标浅地表地层立体速度模型进行重采样，获得重采样点的速度值。以深度1530，长度3200米模型为例：重采样后得到的目标浅地表地层的速度值为点1:15m速度638m/s、30m速度646m/s、45m速度680m/s、60m速度695m/s、75m速度725m/s、90m速度780m/s、105m速度830m/s、120m速度880m/s、135m速度950m/s、150m速度1050m/s、165m速度1100m/s、180m速度1150m/s、195m速度1190m/s、210m速度1250m/s……1500m速度4200m/s、1515m速度4250m/s、1530m速度4310m/s。
利用目标浅地表地层Q值与地层速度之间对应函数关系，将点1:重采样点速度值换算成Q值，换算后的Q值分别为15m Q值4.32、30m Q值4.4、45mQ值4.7、60m Q值4.83、75m Q值5.07、90m Q值5.5、105m Q值5.87、120m Q值6.21、135m Q值6.66、150m Q值7.25、165m Q值7.53、180m Q值7.79、195m Q值7.99、210m Q值8.28……1500m Q值15.41、1515m Q值15.48、15300m Q值15.56。
点2速度采样结果:15m速度538m/s、30m速度546m/s、45m速度580m/s、60m速度595m/s、75m速度625m/s、90m速度680m/s、105m速度730m/s、120m速度780m/s、135m速度850m/s、150m速度950m/s、165m速度1000m/s、180m速度1050m/s、195m速度1090m/s、210m速度1150m/s……1500m速度4100m/s、1515m速度4150m/s、15300m速度4210m/s。
点2根据公式计算的各采样点对应Q值:15m Q值3.32、30m Q值3.41、45m Q值3.76、60m Q值3.91、75m Q值4.02、90m Q值4.7、105m Q值5.12、120mQ值5.5、135m Q值6.01、150mQ值6.66、165m Q值7.25、180m Q值7.37、195m Q值7.47、210m Q值7.79……1500m Q值15.27、1515m Q值15.34、15300m Q值15.42。
点3……
点214速度采样结果:15m速度588m/s、30m速度596m/s、45m速度630m/s、60m速度645m/s、75m速度675m/s、90m速度730m/s、105m速度780m/s、120m速度830m/s、135m速度900m/s、150m速度1000m/s、165m速度1050m/s、180m速度1100m/s、195m速度1140m/s、210m速度1200m/s……1500m速度4150m/s、1515m速度4200m/s、15300m速度4260m/s。
点214根据公式计算的各采样点对应Q值:15m Q值3.84、30m Q值3.92、45m Q值4.25、60m Q值3.91、75m Q值4.39、90m Q值4.65、105m Q值5.12、120m Q值5.5、135m Q值6.35、150m Q值6.97、165m Q值7.25、180m Q值7.53、195m Q值7.74、210m Q值8.04……1500m Q值15.34、1515m Q值15.41、15300m Q值15.49。
从而形成目标浅地表地层的立体Q值模型。本示例的立体Q值模型为二维立体Q值模型，如图3所示。图3中，横坐标表示距离，单位m；纵坐标表示深度，单位m；右侧的灰度色标表示Q值的大小。该模型从纵向和横向上以15米的间隔，清楚反映了近地表地层在纵向和横向上Q值的细微变化，以及不同部位和深度点Q值的差异，并且深度可达1530米。大体来讲，随着深度的由浅及深(即，图3中的从下至上)，图3中各个地层的Q值总体而言呈降低趋势，图3的下部深度区域(即图3下部最大块的深色区域)大致对应于右侧色标中15左右的Q值，图3的上部深色区域大致对应右侧色标中1左右的Q值。
本发明所获得的立体Q值模型远比其他方法获得的近地表Q值模型深度深，相比较而言，通常，其他方法建立的Q值模型深度一般在100米范围内；本发明所获得的立体Q值模型横向上刻画更精细，相比较而言，通常，其他方法建立的Q值模型Q值横向上变化很少，一般都是几公里变化一次。
综上所述，本发明的有益效果包括：
(1)能够构建精度较高、深度相对较深的浅地表地层立体Q值模型；
(2)方法简单实用，算法稳定，计算效率高，得到的Q值精度较高，为地震波表层吸收补偿提供了更加可靠和精细的衰减品质因子。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (6)

1.一种构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度进行数学拟合，得到目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系；
利用地震勘探资料初至信息进行层析反演，得到目标区域地层立体速度模型；
利用所述地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系，将所述立体速度模型中的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子，形成目标区域地层的非弹性衰减品质因子立体模型。
2.根据权利要求1所述的构建地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法，其特征在于，所述方法还包括在数学拟合的步骤之前，利用目标区域的微测井资料或垂直地震剖面资料，获得目标区域的地层非弹性衰减品质因子与地层层速度。
3.根据权利要求1所述的构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法，其特征在于，所述目标区域地层为浅地表地层或者近地表地层。
4.根据权利要求1所述的构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法，其特征在于，所述将立体速度模型中的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子的步骤包括：对层析反演步骤所获得的立体速度模型进行重采样处理，获得各重采样点的速度值，随后，利用所述地层非弹性衰减品质因子与地层层速度之间的函数关系，将所述各重采样点的速度值换算成对应的非弹性衰减品质因子。
5.根据权利要求4所述的构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法，其特征在于，所述重采样处理的采样间隔为5米～15米。
6.根据权利要求1所述的构建目标区域地层非弹性衰减品质因子立体模型的方法，其特征在于，所述层析反演的步骤中，所获得的立体速度模型为二维或三维的。
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