CN108693556B - 一种构造约束的速度平滑方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种构造约束的速度平滑方法和系统。该方法包括：拾取构造层位；确定加权平滑因子；利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理。本发明首先在地震剖面上拾取构造层位，然后沿着层位在一个矩形窗口内对速度数据加权平均滤波，通过纵向和横向的加权因子参数控制速度模型纵向和横向的平滑程度。由于构造层位的约束，经过平滑后的速度模型基本反映了地质构造的变化趋势。

Description

一种构造约束的速度平滑方法和系统
技术领域
本发明涉及地球物理勘探领域，更具体地，涉及偏移速度建模研究领域，通过地质构造层位的约束，使平滑后的速度模型更接近地质构造形态，因而偏移成像的结果更合理。
背景技术
当前，关于速度平滑的方法有很多，最常用的方法有：中值滤波方法、高斯平滑方法和滑动平均方法等，这些方法只考虑了数据本身的特性，采用统计的方法，去除数据中的噪音，没有考虑地质构造的约束。
不管是叠前深度偏移还是叠前反演，都需要准确的速度模型，而且速度模型要反映地质构造的变化趋势。但在一些地震资料信噪比低的探区，或者是构造复杂的探区，由层析反演建立的速度模型往往不能反映地质构造的变化趋势，因而影响叠前深度偏移的效果。
因此，本领域急需一种能够反映地质构造的变化趋势的速度平滑方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种构造约束的速度平滑方法。本发明的构造约束的速度平滑方法是采用加权平均的方法，在一个矩形窗口内，根据加权因子，沿着构造层位进行平滑，使平滑后的速度模型具有地质构造的变化形态。
本发明提出的构造约束的速度平滑方法，根据地质层位信息，沿着层位在一个矩形窗口内对数据加权平均滤波，即消除了速度的异常值，又使速度模型能够反映地质构造的形态。
根据本发明的一个方面，提供一种构造约束的速度平滑方法，该方法包括：拾取构造层位；确定加权平滑因子；利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理。
进一步地，确定ir1、ir2和alfa为加权平滑因子，ir1和ir2为大于1的整数，alfa为大于零小于1的浮点数。
进一步地，利用以下公式进行平滑处理：
vnew(j,k)＝vave*alfa+(1-alfa)*ss，其中
mz＝[(k-iup)*horsur(i+1,mj)+(idown-k)*horsur(i,mj)]/(idown-iup)
ir＝ir1+(ir2-ir1)/n
式中，vnew(j,k)表示平滑后的速度，vave为层内平均速度，n表示构造层位数，i＝1,2,3,…,n，第i层和i+1层在CDP＝j位置的深度为iup和idown，i层和i+1层之间深度为k位置的原始速度记为vold(j,k)，horsur(i,mj)为第i层在CDP＝mj位置的层位深度。
进一步地，ir1和ir2用于控制横向平滑程度，alfa用于控制纵向平滑程度。
进一步地，通过试验选取ir1、ir2和alfa合适的数值。
根据本发明的另一个方面，提供一种构造约束的速度平滑系统，该系统包括：用于拾取构造层位的装置；用于确定加权平滑因子的装置；利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理的装置。
针对中国南方某探区低信噪比的地震资料，由层析成像反演得到的速度模型的构造形态与偏移剖面不一致的问题，发明人首先在偏移剖面上拾取构造层位，采用本发明的平滑方法，对层析反演的速度模型进行了处理，平滑后的速度模型的构造形态基本与偏移剖面一致，说明本方法是有效的。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明构造约束的速度平滑方法的流程图。
图2示出了构造约束的速度平滑示意图。
附图3示出了中国南方某探区的构造约束速度平滑计算实例，其中(a)示出了地震偏移剖面；(b)示出了由速度谱拾取得到的均方根速度转换到深度域的速度模型剖面，可以看出速度剖面没有反应出图(a)所示的构造形态；(c)是对图(b)所示的速度模型，由构造约束速度平滑得到的速度剖面，基本反映了地震剖面中的构造形态。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明针对构造复杂、低信噪比地震资料速度建模精度低，速度模型往往不能反映地质构造的变化趋势等问题，提出构造约束的速度平滑技术。
本发明提供一种构造约束的速度平滑方法，该方法包括：拾取构造层位；确定加权平滑因子；利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理。
具体地，首先在地震剖面上拾取构造层位，然后沿着层位在一个矩形窗口内对速度数据加权平均滤波，通过纵向和横向的加权因子参数控制速度模型纵向和横向的平滑程度。由于构造层位的约束，经过平滑后的速度模型基本反映了地质构造的变化趋势。
优选地，确定ir1、ir2和alfa为加权平滑因子，ir1和ir2为大于1的整数，alfa为大于零小于1的浮点数。ir1和ir2用于控制横向平滑程度，alfa用于控制纵向平滑程度。
优选地，利用以下公式进行平滑处理：
vnew(j,k)＝vave*alfa+(1-alfa)*ss，其中
mz＝[(k-iup)*horsur(i+1,mj)+(idown-k)*horsur(i,mj)]/(idown-iup)
ir＝ir1+(ir2-ir1)/n
式中，vnew(j,k)表示平滑后的速度，vave为层内平均速度，n表示构造层位数，i＝1,2,3,…,n，第i层和i+1层在CDP＝j位置的深度为iup和idown，i层和i+1层之间深度为k位置的原始速度记为vold(j,k)，horsur(i,mj)为第i层在CDP＝mj位置的层位深度。
优选地，通过试验选取ir1、ir2和alfa合适的数值。在实际资料的处理中，需要先选择小范围数据做实验处理，确定合适的加权因子参数，再进行大数据体的处理。本发明在中国南方某探区取得了较好的效果。
此外，本发明还提供一种构造约束的速度平滑系统，其特征在于，该系统包括：
用于拾取构造层位的装置；
用于确定加权平滑因子的装置；
利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理的装置。
接下来参照附图详细描述本发明的实施例。如图1所示，在本实施例中，构造约束的速度平滑方法包括：拾取构造层位；确定加权平滑因子；利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理；最后输出结果。
接下来参照图2和图3描述本实施例的具体过程。
如图2所示，
假设有n个构造层位，i＝1,2,3,…,n，第i层和i+1层在CDP＝j位置的深度为iup和idown，i层和i+1层之间深度为k位置的原始速度记为vold(j,k)，平滑后的速度为vnew(j,k)，则：
vnew(j,k)＝vave*alfa+(1-alfa)*ss (1)
mz＝[(k-iup)*horsur(i+1,mj)+(idown-k)*horsur(i,mj)]/(idown-iup)
ir＝ir1+(ir2-ir1)/n
ir1(>＝2)、ir2(>＝2)和alfa(0-1)为控制参数，称为加权平滑因子，ir1和ir2控制横向平滑程度，数值越大越平滑；alfa控制纵向平滑程度，数值越大构造特征越明显。vave为层内平均速度，horsur(i,mj)为第i层在CDP＝mj位置的层位深度(采样点数)。
首先，拾取构造层位。在偏移剖面上，根据构造特征，拾取具有代表性的构造层位，主要是具有地质意义的层位，如：岩性分界面、风化剥蚀面等。
接下来，确定参数ir1、ir2、alfa。ir1和ir2为大于1的整型数，alfa为大于零小于1的浮点数。具体地，通过试验选取合适的数值，即选取一组参数，对某一小范围的速度模型进行速度平滑试验，取效果最好的一组参数作为最终的处理参数。可选地，选取合适的数值时，首先在取值范围内对每个参数设置一系列试验数值，选一小部分数据进行处理，根据处理的结果好坏(可以凭借数据处理经验来判断)，确定哪个参数合适，作为最终的参数，进行批量数据的处理。
最后，利用确定的参数ir1、ir2、alfa，对速度模型进行构造约束的平滑处理。
附图3示出了中国南方某探区的构造约束速度平滑计算实例，其中(a)示出了地震偏移剖面；(b)示出了由速度谱拾取得到的均方根速度转换到深度域的速度模型剖面，可以看出速度剖面没有反应出图(a)所示的构造形态；(c)是对图(b)所示的速度模型，由构造约束速度平滑得到的速度剖面，基本反映了地震剖面中的构造形态。
以上已经描述了本发明的各实施例，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。

Claims (6)

1.一种构造约束的速度平滑方法，其特征在于，该方法包括：
拾取构造层位；
确定加权平滑因子；
利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理；
其中，确定ir1、ir2和alfa为加权平滑因子，ir1和ir2为大于1的整数，alfa为大于零小于1的浮点数；
其中，利用以下公式进行平滑处理：
vnew(j,k)＝vave*alfa+(1-alfa)*ss，其中
mz＝[(k-iup)*horsur(i+1,mj)+(idown-k)*horsur(i,mj)]/(idown-iup)
ir＝ir1+(ir2-ir1)/n
式中，vnew(j,k)表示平滑后的速度，vave为层内平均速度，n表示构造层位数，i＝1,2,3,…,n，第i层和i+1层在CDP＝j位置的深度为iup和idown，i层和i+1层之间深度为k位置的原始速度记为vold(j,k)，horsur(i,mj)为第i层在CDP＝mj位置的层位深度。
2.如权利要求1所述的构造约束的速度平滑方法，其特征在于，ir1和ir2用于控制横向平滑程度，alfa用于控制纵向平滑程度。
3.如权利要求1所述的构造约束的速度平滑方法，其特征在于，通过试验选取ir1、ir2和alfa合适的数值。
4.一种构造约束的速度平滑系统，其特征在于，该系统包括：
用于拾取构造层位的装置；
用于确定加权平滑因子的装置；
利用加权平滑因子对速度模型进行构造约束的平滑处理的装置；
其中，确定ir1、ir2和alfa为加权平滑因子，ir1和ir2为大于1的整数，alfa为大于零小于1的浮点数；
其中，利用以下公式进行平滑处理：
vnew(j,k)＝vave*alfa+(1-alfa)*ss，其中
mz＝[(k-iup)*horsur(i+1,mj)+(idown-k)*horsur(i,mj)]/(idown-iup)
ir＝ir1+(ir2-ir1)/n
式中，vnew(j,k)表示平滑后的速度，vave为层内平均速度，n表示构造层位数，i＝1,2,3,…,n，第i层和i+1层在CDP＝j位置的深度为iup和idown，i层和i+1层之间深度为k位置的原始速度记为vold(j,k)，horsur(i,mj)为第i层在CDP＝mj位置的层位深度。
5.如权利要求4所述的构造约束的速度平滑系统，其特征在于，ir1和ir2用于控制横向平滑程度，alfa用于控制纵向平滑程度。
6.如权利要求4所述的构造约束的速度平滑系统，其特征在于，通过试验选取ir1、ir2和alfa合适的数值。
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