CN107561589B - 一种近地表横波层速度模型建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近地表横波层速度模型建立方法，其包括：A.根据预设空间采样间隔和炮检方位对原始炮点排列数据进行分选，获取输入数据；B.对输入数据进行分析以获取纯面波数据；C.根据纯面波数据计算接收点的面波频散数据；D.根据炮检方向的地表倾角对接收点的面波频散数据的速度参数进行地表方位视速度到真速度校正；E.对每个共接收点的面波频散数据进行真速度曲线统计，形成每个共接收点的唯一频散数据；F.根据每个共接收点的唯一频散数据计算近地表地层横波层速度模型。该方法建立的近地表横波层速度模型的准确性高，能够有效提取三维地震数据面波并获得高精度频散数据，提高多波地震资料处理中转换横波静校正准确度。
Description
技术领域
本发明涉及地震数据处理技术领域，特别涉及一种近地表横波层速度模型建立方法。
背景技术
多波地震勘探工作中地表地层横波层速度模型直接关系到转换波成像，转换波静校正是多波成像处理难点，是转换波数据处理的关键环节之一。
在静校正机制上转换波静校正量可分解为炮点的纵波静校正量和检波点的横波静校正量，前者可以通过常规纵波静校正得到解决，后者由于横波的传播不受孔隙流体的影响，横波波速小于纵波波速，横波低速带比纵波低速带厚度大，检波点横波静校正量与纵波静校正量相关度低、静校正量差异大。
在静校正方法上，长波长静校正目前主要有转换波折射初至静校正、扫描系数法转换波静校正、表层模型法转换波静校正；短波长静校正主要有基于构造控制的共检波点叠加转换波剩余静校正、全局寻优大时移剩余静校正、地表一致性剩余静校正等。这些转换波静校正方法通常共同面临的问题是不能最终确定转换横波地表速度结构模型，或者近地表横波层速度模型的准确性较低，导致难以获取转换波折射初至，使得实际多波地震资料处理中转换横波静校正的有效性较低。
发明内容
本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种近地表横波层速度模型建立方法，其建立的近地表横波层速度模型的准确性高，能够有效提取三维地震数据面波并获得高精度频散数据，提高多波地震资料处理中转换横波静校正准确度。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种近地表横波层速度模型建立方法，其包括以下步骤：
A.根据预设空间采样间隔和炮检方位对原始炮点排列数据进行分选，获取输入数据；
B.对输入数据进行分析以获取纯面波数据；
C.根据纯面波数据计算接收点的面波频散数据；
D.根据炮检方向的地表倾角对接收点的面波频散数据的速度参数进行地表方位视速度到真速度校正；
E.对每个共接收点的面波频散数据进行真速度曲线统计，形成每个共接收点的唯一频散数据；
F.根据每个共接收点的唯一频散数据计算近地表地层横波层速度模型。
优选地，上述空间采样间隔dx>＝0.5m，炮检方位中心角θ满足0°<θ<360°，且炮检方位中心角间隔优选为5°、10°、15°、或者20°。
优选地，上述B步骤包括采用频率-波数分析法对输入数据进行分析，并进一步包括：首先对输入数据进行二维快速傅里叶变换正变换，获得输入数据的F-K振幅谱；然后基于F-K振幅谱进行判别，拾取面波信号并压制非面波信号；再经过2D-FFT逆变换获取有效纯面波数据。
优选地，上述C步骤包括：对纯面波数据中的单道面波数据进行一维快速傅里叶变换正变换；并对单道面波数据1D-FFT正变换谱中的单频数据逆变换后，在时间域对数据去噪；再对去噪后数据进行1D-FFT正变换；在数据道位置进行相速度、平均振幅计算，获得道位置的各面波频散数据。
优选地，上述方法进一步包括基于共检波点处多炮的频散数据进行地表方位视速度到真速度校正和频散数据统计。
优选地，上述方法进一步包括重复执行上述各步骤中的一者或多者。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
通过对原始炮点排列数据进行分选和分析以获取纯面波数据能有效提取三维地震数据面波；并根据炮检方向的地表倾角对接收点的面波频散数据的速度参数进行地表方位视速度到真速度校正和真速度曲线统计，能够获得高精度频散数据，提高了近地表横波层速度模型的准确性，提高多波地震资料处理中转换横波静校正准确度，为多波地震资料处理横波静校的应用提供应用条件。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的近地表横波层速度模型建立方法的流程图。
图2a是根据本发明实施例的三维地震数据炮检关系图。
图2b是根据本发明实施例的炮检方位示意图。
图3是根据本发明实施例的原始炮点排列数据示意图。
图4是根据本发明实施例的方法形成的输入数据示意图。
图5是根据本发明实施例的输入数据F-K振幅谱示意图。
图6是根据本发明实施例的拾取面波信号后获取的对应接收道频散速度和振幅示意图。
图7是根据本发明实施例的在t-x域的纯面波数据示意图。
图8是根据本发明实施例的共炮域低频面波初至时间、纵波折射初至时间和地表高程示意图。
图9是根据本发明实施例的共接收点与激发炮点关系示意图
图10是根据本发明实施例的频散数据与面波速度、厚度关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明实施例提供的近地表横波层速度模型建立方法，能够通过提取三维地震数据面波、得到检波点位置频散数据、建立近地表横波层速度模型，为多波地震资料处理转换横波静校正提供应用条件。
图1示出了根据本发明一实施例的近地表横波层速度模型建立方法的流程图。该方法可以基于三维地震数据采集系统的三维工区范围内所有原始炮点数据，通过如下步骤来获取近地表横波层速度模型。该实施例的三维地震数据采集系统具有炮检方位分布宽、检波点部署密集、共检波点统计特性好的特点。
步骤101：根据预设空间采样间隔和炮检方位对原始炮点排列数据进行分选，获取输入数据
图2a示出了根据本发明实施例的一种三维地震数据炮检关系图，其包括单炮32线、128道接收。可以按照如图2b所示的炮检方位分选三维地震数据采集系统的三维工区范围内的原始炮点排列数据(如图3所示)，并按照空间采用间隔依炮检距形成输入数据(如图4所示)。由于避免了排列数据炮检激发方位非一致性的影响，方位分选数据波组结构清晰明确，在FK谱上不会产生严重的波场混叠、假频现象。
在优选的实施例中，空间采样间隔dx>＝0.5m，炮检方位中心角θ满足
0°<θ<360°，且炮检方位中心角间隔优选为5°、10°、15°、或者20°。在其他实施例中也可以取其它值。
步骤102：对输入数据进行分析以获取纯面波数据
其中，可以采用频率-波数分析(F-K)法对输入数据进行分析。具体地，首先对输入数据进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT)正变换，获得输入数据的F-K振幅谱(如图5所示，在F-K域，面波波场与折射、反射波场得到有效分离)；然后基于F-K振幅谱进行判别，拾取面波信号并压制非面波信号(所获取的对应接收道频散速度和振幅曲线如图6所示，其中，频散速度收敛，振幅随炮检距由近到远衰减)；再经过2D-FFT逆变换获取有效纯面波数据。图7示出了F-K振幅谱经拾取纯面波后在时间(t)空间域(x)域的纯净面波数据显示。
步骤103：根据纯面波数据计算接收点的面波频散数据
具体可以包括：对纯面波数据中的单道面波数据进行一维快速傅里叶变换(1D-FFT)正变换；并对单道面波数据1D-FFT正变换谱中的单频fk(fL<＝fk<＝fH，fL低截频，fH高截频)数据逆变换后，在时间域对数据去噪，得Xf(t)；再对Xf(t)进行1D-FFT正变换，得X(fk)＝A(fk)+i*B(fk)。在数据道位置n，区间(n-m，n+m)(m＝1，2，3…)对X(n-m，n+m)(fk)计算道间统计相速度、平均振幅，对X(fL，fH)完成相速度、平均振幅计算，获得道位置n面波频散数据。
步骤104：根据炮检方向的地表倾角对接收点的面波频散数据的速度参数进行地表方位视速度到真速度校正
步骤105：对每个共接收点的面波频散数据进行真速度曲线统计，形成每个共接收点的唯一频散数据
步骤106：根据每个共接收点的唯一频散数据计算近地表地层横波层速度模型
其中，可以在获取的近地表面波层速度的基础上，利用瑞雷面波传播速度一般为横波速度的0.92倍这一比例关系，进一步得到地表横波层速度模型。
图8示出了共炮域基阶面波(低频)初至时间t1和共炮域纵波折射初至时间t2与地表高程h1的对应关系。如图8所示，由于地表高程的变化表现出显著方位各向异性，因此有必要消除共检波点处各个频散数据间的方位各向异性。
图9示出的共接收点与炮点关系表明，在共检波点对应多炮点激发形成的频散数据具有统计特性。例如，频散振幅曲线通常具有有多个群速度振幅极值点，极值点对应的速度与频率之比(即波长)的一半为极值点对应地层厚度。
图10示出了根据频散数据与面波速度、厚度关系图。如图10所示，其中存在三个显著极值点(图中1、2、3)，三个极值点对应的频率、速度、半波长厚度如下表1：
表1
| 序号 | 频率(hz) | 速度(m/s) | 厚度(m) |
| 1 | 39 | 1850 | 24 |
| 2 | 26 | 2000 | 38 |
| 3 | 12.5 | 2500 | 100 |
| 基底>3000 |
以上实施例，均有力地证明了本发明的有益效果：能有效提取三维地震数据面波，获得高精度频散数据去计算近地表横波层速度，为多波地震资料处理横波静校的应用提供应用条件。
以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种近地表横波层速度模型建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A.根据预设空间采样间隔和炮检方位对原始炮点排列数据进行分选，获取输入数据；
B.对输入数据进行分析以获取纯面波数据；
C.根据纯面波数据计算接收点的面波频散数据；
D.根据炮检方向的地表倾角对接收点的面波频散数据的速度参数进行地表方位视速度到真速度校正；
E.对每个共接收点的面波频散数据进行真速度曲线统计，形成每个共接收点的唯一频散数据；
F.根据每个共接收点的唯一频散数据计算近地表地层横波层速度模型。
2.根据权利要求1所述的近地表横波层速度模型建立方法，其特征在于，所述空间采样间隔大于或者等于0.5m，炮检方位中心角θ满足0°<θ<360°，且炮检方位中心角间隔优选为5°、10°、15°、或者20°。
3.根据权利要求1所述的近地表横波层速度模型建立方法，其特征在于，所述B步骤包括采用频率-波数分析法对输入数据进行分析，并进一步包括：首先对输入数据进行二维快速傅里叶变换正变换，获得输入数据的F-K振幅谱；然后基于F-K振幅谱进行判别，拾取面波信号并压制非面波信号；再经过2D-FFT逆变换获取有效纯面波数据。
4.根据权利要求1所述的近地表横波层速度模型建立方法，其特征在于，所述C步骤包括：对纯面波数据中的单道面波数据进行一维快速傅里叶变换正变换；并对单道面波数据1D-FFT正变换谱中的单频数据逆变换后，在时间域对数据去噪；再对去噪后数据进行1D-FFT正变换；在数据道位置进行相速度、平均振幅计算，获得道位置的各面波频散数据。
5.根据权利要求1所述的近地表横波层速度模型建立方法，其特征在于，所述方法进一步包括基于共检波点处多炮的频散数据进行地表方位视速度到真速度校正和频散数据统计。
6.根据权利要求1所述的近地表横波层速度模型建立方法，其特征在于，所述方法进一步包括重复执行所述各步骤中的一者或多者。
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