CN108919354A - 近地表q偏移方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种近地表Q偏移方法及装置。其中，所述方法包括：根据叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场；根据所述偏移速度场确定出近地表Q值估计的目标成像线；根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集；根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点‑位置的部分近地表等效Q值；根据所述部分近地表等效Q值和近地表等效速度场建立所述目标工区的近地表等效Q值场；根据所述近地表等效速度场和所述近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集；将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

Description

近地表Q偏移方法及装置

技术领域

本发明涉及地震数据处理和成像技术领域，具体而言，涉及一种近地表Q偏移方法及装置。

背景技术

随着油气勘探的重心逐渐向中西部转移，主要勘探区块的地表变得越来越复杂，地震勘探的难度也越来越大，复杂地表成为影响地震偏移成像效果的重要因素，一直为学界和工业界广泛关注。然而，当前的商业软件或现有的三维叠前偏移成像方法一般是基于水平地表和完全弹性介质假设，很少有同时考虑起伏地表以及粘弹性吸收衰减的成像方法，不太适用于复杂近地表区地震资料高分辨率成像的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种近地表Q偏移方法及装置。

本发明实施例提供的一种近地表Q偏移方法，包括：

获取目标工区的叠前地震数据；

根据所述叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：近地表等效速度场和基准面以下偏移速度场；

根据所述偏移速度场确定出近地表Q值估计的目标成像线，所述基准面是连续光滑的时间深度面；

根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集；

根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值，其中，一个检波点组对应一个近地表等效Q值，相邻检波点组成一个检波点组；

根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的目标近地表等效Q值场；

根据所述近地表等效速度场和所述目标近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集；

将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

本发明实施例还提供一种近地表Q偏移装置，包括：

初始化模块，用于获取目标工区的叠前地震数据，根据所述叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：近地表等效速度场和基准面以下偏移速度场；

确定模块，用于根据所述偏移速度场确定出近地表Q值估计的目标成像线，所述基准面是连续光滑的时间深度面；

第一计算模块，用于根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集；

第二计算模块，用于根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值，其中，一个检波点组对应一个近地表等效Q值，相邻检波点组成一个检波点组；

建立模块，用于根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的近地表等效Q值场；

形成模块，用于根据所述近地表等效速度场和所述目标近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集，将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

与现有技术相比，本发明实施例的近地表Q偏移方法及装置。对于地下任意一个成像点，决定吸收衰减补偿系数的参数只有一个近地表等效Q值，因此能够相对较简单的直接从反射地震资料扫描估计Q值，改善了对于三维复杂地表采集地震数据的适应能力。使得对于实际资料的求取Q值难度大大降低。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的近地表Q偏移方法的流程图；

图2为本发明实施例涉及的方法中近地表等效速度场的等值线示意图；

图3为本发明实施例涉及的方法中基准面以下偏移速度场在560号成像线上的等值线示意图；

图4为本发明实施例涉及的方法中560号成像线选定的参考共检波点组成像道集示意图；

图5为本发明实施例涉及的方法中560号成像线的参考频谱的包络示意图；

图6为本发明实施例涉及的方法中扫描近地表等效Q补偿后得到的相应的共检波点组成像道集示意图；

图7为本发明实施例涉及的方法中近地表等效Q扫描成像道集频谱包络和参考频谱包络对比示意图；

图8为本发明实施例涉及的方法中估计的选取检波点组位置的近地表等效Q值与速度的线性拟合关系示意图；

图9为本发明实施例涉及的方法中建立的近地表等效Q值场的等值线示意图；

图10为本发明实施例涉及的近地表Q偏移方法得到的三维偏移数据体在560号成像线上的剖面示意图；

图11a为本发明实施例涉及的方法中常规叠前时间偏移方法得到的560号成像线上的局部成像结果示意图；

图11b为本发明实施例涉及的方法中图10的近地表Q偏移方法的偏移结果在图11a相同区域的局部放大示意图；

图12为本发明实施例涉及的方法中目的层的频谱对比示意图；

图13为本发明实施例提供的近地表Q偏移装置的功能模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

随着油气勘探的重心逐渐向中西部转移，复杂地表对于陆上地震勘探带来了巨大的挑战。首先是静校正问题，传统静校正的一个基本假设前提就是地震波垂直出入射。然而在有高速层出露的复杂地表区，射线出入射角度大，简单的静校时移破坏了地震波场，从而会降低地震成像精度。其次是波动方程基准面延拓和直接叠前深度偏移，这两类方法都依赖于精确的近地表速度模型，但由于地表的复杂性和数据照明不足等问题，很难得到精确的近地表速度模型。另外，这些方法在实际应用中计算量大也是一个问题。其中，基于等效速度的起伏地表直接不需要静校正并且能自主完成速度建模，可以较好的处理复杂地表采集地震数据的偏移成像精度问题。

在实际地震偏移成像过程中，起伏地表直接叠前偏移通常只考虑了复杂地表对于地震波走时的影响，忽略了对于振幅和相位的改变。然而，实际地下介质存在粘性吸收，使地震信号的振幅和频率在传播过程中逐渐衰减，该作用的影响在复杂地表等具有明显低速带的地区更为明显，衰减程度随地震波频率的提高而增强，这导致常规偏移成像的分辨率随地层加深而降低。并且很多情况下近地表对地震波的吸收衰减作用要强于下覆地层，严重降低了地震资料的垂向分辨率。这直接影响了在油气田勘探开发中对小断层、裂缝发育带等油气疏导体系的识别能力，进而影响对隐蔽油气藏的勘探能力。本发明提出的补偿近地表吸收衰减的直接叠前时间偏移通过近似考虑传播路径来补偿振幅衰减和频散，Q值建模难度、计算效率和补偿精度相对适中。

在实际高分辨率地震成像过程中，决定叠前地震资料粘性吸收衰减补偿效果的另一重要因素是地下Q值场的正确获取。Q值可由VSP(垂直地震剖面)资料、井间地震数据求取，但都要受到观测井位置和数量的限制，并且直接通过插值得到的整个工区Q值场精度较低。从实际应用的角度来讲，由地面反射地震资料来反演Q值场更加具有意义。对数谱比法和频移法是目前从反射地震资料反演Q值相对比较有效的方法，可以得到整个成像区域的Q值场，但它们都对地震资料的质量要求很高，三维复杂地表区采集的地震数据通常难以达到。相比于层Q值场的建立，本发明提出了将等效Q值引入直接叠前时间偏移的方法，使得对于实际资料的求取Q值难度大大降低。对于地下任意一个成像点，决定吸收衰减补偿系数的参数只有一个近地表等效Q值，因此能够相对较简单的直接从反射地震资料扫描估计Q值，改善了对于三维复杂地表采集地震数据的适应能力。

基于上述描述，本申请结合近地表等效Q值，提出了一种补偿近地表吸收衰减的近地表Q偏移方法。本申请使用较简单的思路和方法，实现了根据地震波传播过程补偿近地表吸收衰减的目标。本申请实施例可以在偏移过程中补偿地震波在近地表传播过程中幅值的衰减，恢复被衰减的高频成份，使得偏移剖面的整体成像分辨率得到提高。进一步地，本申请使用一个近地表等效Q值参数进行粘性吸收衰减补偿偏移，如何准确、快速获取近地表等效Q场是本发明应用的关键。进一步地，发展了基于共检波点组成像道集中频谱包络特征确定近地表等效Q值，以及利用近地表等效Q值和速度的经验拟合关系，由近地表等效速度场计算得到近地表等效Q场的方法和流程。关于本申请的思路，下面通过几个实施例进行详细地描述。

请参阅图1，是本发明实施例提供的近地表Q偏移方法的流程图。下面将对图1所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S101，获取目标工区的叠前地震数据。

进一步地，还可以获取其它地表资料。

步骤S102，根据所述叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场。

本实施例中，上下两个偏移速度场包括：近地表等效速度场和基准面以下偏移速度场。

本实施例中，所述建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：将所述叠前地震数据利用初始叠加速度场计算各个成像点的成像道集；通过反动校正将所述各个成像点的成像道集拉平以得到所述基准面以下的偏移速度，经过平滑处理得到基准面以下偏移速度场；根据所述基准面以下偏移速度场按设定的百分比扫描近地表等效速度生成局部时窗范围的成像道集，根据反射同相轴聚焦程度选取百分比，得到近地表等效速度场。

进一步地，可以对叠前地震资料做压制面波、地滚波等方式进行噪音衰减处理。根据叠前地震资料的地表起伏形态和已知的近地表调查信息确定平滑的浮动基准面以及初始的近地表速度作为基准面以上的偏移速度，其中，调查信息包括小折射、微测井等。依据初始的近地表速度，将部分CDP(Common Depth Point，中文称：共深度点，这里表示成像点水平位置)点的共中心点道集用静校正方法校正到浮动基准面上。对静校正后的共中心点道集作常规的NMO(动校正)叠加速度拾取，对所得结果做横向平滑，作为初始基准面以下的偏移速度。

将完成了叠前噪音压制的叠前地震数据按偏移距大小排序，基于给定的共反射点道集中成像道的偏移距间隔分组，将不同组叠前地震资料存放到不同计算节点对应的计算机集群上，利用初始偏移速度场，将已经存放到集群计算机各个计算节点上的叠前地震资料，应用三维起伏地表叠前时间偏移方法，进行并行的偏移计算，收集各计算节点的偏移结果，抽取基于偏移距的共反射点道集。

对共反射点道集，利用初始偏移速度做RNMO反动校，再做NMO动校正得到新的速度，对这一速度做空间平滑处理，可作为更新后的基准面以下的偏移速度。进一步对，还可以根据动校正后共反射点道集中大偏移距地震道的拉伸情况，确定拉伸切除参数。

利用初始的基准面以上的偏移速度和更新后的基准面以下的偏移速度进行选定时窗(反射同相轴较清晰连续的浅中部时间窗口)的近地表速度百分比扫描局部偏移，得到同一CDP处近地表速度按百分比变化的成像道集，通过成像道集的叠加最大能量和平直程度来确定合适近地表等效速度，经过插值平滑从而得到更新的基准面以上的偏移速度。

进一步，将三维地震数据所有检波点位置(坐标)按区域等间隔分组，根据近地表速度的变化情况或者工区内的微测井或VSP(Vertical Seismic Profiling，中文称：垂直地震剖面)井位分布情况，选定部分目标检波点组，在拟成像的区块上选定成像线，定义成像线可以是平行于测线的直线，CDP位置指示成像线上等间距的离散点。在选定的成像线上的每个CDP处，定义一个二维数组存放偏移结果，一个维度对应时间深度，另一个维度是选择的检波点组。进一步地，可以用更新后的基准面上下两个偏移速度进行并行偏移计算，通过一系列近地表常Q值(根据测井数据或其它近地表资料确定范围)进行补偿近地表吸收衰减的偏移成像，形成近地表Q扫描共检波点组成像道集。

步骤S103，根据所述偏移速度场确定出近地表Q值估计的目标成像线。

本实施例中，所述基准面是连续光滑的时间深度面。

步骤S104，根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集。

步骤S104包括：根据所述近地表等效速度场的分布特征选定目标检波点；将所述目标检波点利用共检波点组成像道集计算公式计算得到常Q扫描成像道集。

本实施例中，所述共检波点组成像道集计算公式表示为：

I(x,y,T)＝(A_g/A_s)g(τ_s+τ_g,η)，

其中，x和y表示成像点的坐标，T表示成像点的时间深度，A_g表示与检波点位置相关的幅值，A_s表示与炮点位置相关的幅值，τ_g表示检波点到成像点的走时，τ_s表示炮点到成像点的走时，η表示与射线参数相关的参数，x_g和y_g表示检波点的坐标，I_g(x,y,T,x_g,y_g)表示共检波点成像道集，I(x,y,T)表示近地表等效Q补偿成像，n表示所述叠前地震数据包含的地震道总数目，g(τ_s+τ_g,η)表示地震道进行近地表Q补偿计算后的时间序列。

首先，可以基于复速度表达的粘弹性单程波理论和稳相点原理，给出三维起伏地表情况下引入地表等效Q值参数补偿近地表吸收衰减的炮点或检波点至成像点的地震波走时、幅值。

利用与频率相关的复速度表达式：

其中，ω表示角频率，ω₀表示地震波的主频，v表示频率为ω₀时的实速度，j是虚数单位。具体地，本实施例中的参考频率采用主频。

对于三维非均匀层状介质，在波数-频率域引入上面复速度表达式，基于粘弹性深度偏移的相移法，波场延拓可表达为：

其中，表示深度z₀处波场为延拓步长Δz后的波数-频率域波场，k_x和k_y分别表示x方向和y方向的波数，Q表示延拓步长内介质的品质因子。

利用上面的波场延拓公式，从炮点或检波点出发的波场可用时间深度表示为：

其中，ΔT_i表示各层介质用单层旅行时表达的层厚度，满足Δz_i＝v_iΔT_i，v_i表示各层介质的速度，f(ω)表示时间域信号的傅里叶变换。

若将第m层介质界面作为基准面，考虑相移部分有如下近似表达式：

其中，分别表示地表到基准面上的单程走时和相应的等效速度；分别表示基准面到成像点深度的单程走时和相应的等效速度。

对于基准面以上相移部分有如下近似表达：

其中，Q_eff表示基准面以上介质的等效品质因子，即近地表等效Q值参数。

假设基准面以下是完全弹性介质，即Q_i(i＝m+1,n)无穷大，利用式(4)和(5)，则式(3)中右端指数项中的相移量为：

将式(6)代入(3)式并做空间傅里叶反变换，可得到空间-频率域波场：

其中，P_x＝k_x/ω和P_y＝k_y/w表示分别沿x-方向和y-方向的射线参数，式(7)是一个二重震荡积分，可用稳相点原理求得渐进解为：

式(8)中走时和振幅项分别为：

(P_x ⁰,P_y ⁰)是的零点，可由下面两个方程求取：

定义新变量P_r满足其中φ是坐标点(x,y)的方位角，式(11)和(12)可转化为：

定义上式进一步简化为：

式中：

为三个无量纲参数。

令其中是与Q_eff相关的一个小量，η₀为不考虑粘性情况即Q_eff无穷大时式(14)的非负解，代入(14)省略的高阶项可得：

即：

上式表明，考虑近地表吸收衰减情况下的振幅和走时可以通过常规(不考虑近地表吸收)情况下的参数和引入的Q_eff来表达。

由式(7)和(16)可得，处于坐标原点的检波点到成像点(T,x,y)的地震波振幅补偿项为：

由式(9)和(16)，可得处于坐标原点的检波点到成像点(T,x,y)的地震波走时为：

τ_g为不考虑近地表粘性吸收情况下的走时可以表示为：

由式(10)和(16)，可得处于坐标原点的检波点到成像点(T,x,y)的地震波幅值为：

A_g为不考虑近地表粘性吸收情况下的幅值，可表示为：

上式表明加近地表粘性吸收衰减补偿以后幅值近似只增加了一项振幅补偿项。

若将单个地震道看作是仅有一个接收道的单炮记录，不考虑正传波场的粘性吸收，只考虑反传波场的近地表粘性吸收，基于方程(17)、(18)和(20)得到下行正传波场和上行反传波场分别为：

其中：

式中：

式中假设震源是一时间脉冲，F(ω)是接收信号的傅立叶变换。将式(22)、(23)代入波动方程叠前深度偏移的反褶积成像条件，有成像结果：

I(x,y,T)＝(A_g/A_s)∫G(ω,η)exp[jω(τ_s+τ_g)]dω＝(A_g/A_s)g(τ_s+τ_g,η) (26)

式中g(t,η)是f(ω)对应的近地表吸收衰减补偿时域函数的变换。

式(26)的成像结果表明，对任一单道数据，事先按T₁/cosβ等间距做系列傅立叶正反变换，得到新的系列地震道，根据表中拾取的1/cosβ对应的取间距的整数值，直接在对应的地震道上拾取数值。对成像区域的每一成像点，计算走时t_s+t_g和成像权系数A_g/A_s；在对应补偿吸收变换数据上拾取t_s+t_g时刻的振幅值并乘上权系数，即完成该道数据的成像。对全部地震道做上述操作，将成像结果累加，即完成了全部数据的成像。不同于忽略权系数的现行方法，式(26)的权系数A_g/A_s实现了正确地补偿地震波的几何扩散效应，同时g(t)实现了上传波场近地表的吸收衰减补偿，使得中深层成像分辨率更高。

步骤S105，根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值。

其中，一个检波点组对应一个近地表等效Q值，相邻检波点组成一个检波点组。

进一步，基于选定成像线和检波点组处的近地表Q扫描共检波点组成像道集，获得检波点组处的近地表等效Q值。首先以微测井或VSP点位处的已知Q值近似标定附近检波点组的Q值；对选定的检波点组以标定的近地表Q值偏移生成的共检波点成像道集，选择一个合适的时窗(一般在浅层)计算频谱并求取频谱曲线的包络作为参考频谱；对其余检波点组近地表Q扫描偏移生成的共检波点组成像道集，计算各常Q下时窗内的频谱曲线包络，以和参考谱的主频以及频宽一致为标准估计该检波点组位置处的近地表等效Q值。

本实施例中，步骤S105包括：根据所述常Q扫描成像道集选择有近地表Q值标定附近的共检波点成像道集；确定一目标时窗，计算该目标时窗的频谱曲线的包络作为参考频谱；根据所述参考频谱和其它近地表Q值扫描的共检波点成像道集的频谱，选择与参考频谱接近的近地表Q值作为所述目标检波点组对应的部分近地表等效Q值。

进一步地，可以使用近地表等效Q值补偿地震波在近地表传播过程中的吸收衰减。

本申请实施例与常规利用微测井或VSP资料的透射波进行Q值估计不同，而是直接利用反射地震数据估计近地表Q值；利用偏移后的共检波点组成像道集研究近地表等效Q值的估计方法。从共检波点组偏移成像的角度出发，以Q补偿后频谱宽度与浅层参考谱的谱宽和主频是否达到一致和信噪比可接受这一双重标准作为近地表Q值选择准则。

本实施例中，首先采用常近地表等效Q扫描获取部分随检波点变化的偏移后成像道集，然后通过这些成像道集估计检波点处的近地表等效Q值。具体实现方法是：1)根据近地表速度变化情况，选择部分检波点组坐标位置，进行指定时窗的局部偏移计算，不是如形成共反射点道集那样将偏移幅值按等效偏移距大小累加，而是按检波点坐标，将具有相同检波点组的成像道的偏移成像幅值累加，可表示为：

偏移过程中长偏移距道将产生拉伸，而由于实际偏移速度不可能完全准确，剩余动校正量也不可避免地存在。为避免拉伸导致叠加道的信噪比和分辨率降低，可以在具有相同检波点的成像道的偏移幅值相累加前剔除拉伸部分。进一步地，由于这些操作仅对选定的时窗进行，因此可以不需要增加太多的计算量。

为了得到最合适的近地表等效Q值，采用扫描近地表Q的方法，对可能存在区间内以1/Q等间距地选取Q值。对叠前数据进行反Q滤波，结合叠前时间偏移，其偏移结果作为最终的Q值扫描评判依据。根据各检波点组位置处时窗内频谱与参考频谱包络的相近程度，综合信噪比确定该检波点组位置的近地表等效Q值。在全部选定的检波点位置上完成检波点位置处的近地表等效Q值的计算。

步骤S106，根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的目标近地表等效Q值场。

进一步，基于估计的选取检波点组位置的近地表等效Q值得到整个工区的近地表等效Q值场。利用拾取的检波点组处的近地表等效Q值和更新后的近地表等效速度场，根据近地表等效Q值和速度的经验关系式lnQ＝α₀+β₀lnV₀，通过最小二乘线性拟合α₀和β₀两个参数，得到整个工区的α₀和β₀两个参数值，由近地表等效速度计算近地表等效Q值，再利用修正系数场，插值平滑得到整个工区的近地表Q值场，以得到目标工区的目标近地表等效Q值场。

本实施例中，所述步骤S106包括：

将所述部分近地表等效Q值和所述目标近地表等效Q值场利用速度和Q值的经验关系得到所述目标工区的近地表等效Q值和近地表等效速度的拟合经验关系式；

所述的近地表等效Q值和速度的经验关系式表示为：

lnQ_e＝α₀+β₀lnV₀

其中，Q_e表示近地表等效，V₀表示近地表等效速度，α₀和β₀表示线性拟合得到的所述目标工区的两个参数；

根据所述部分近地表等效Q值和与上述的参数α₀和β₀，利用所述经验关系式计算所述目标工区的初始近地表等效Q值场；

利用修正系数场，插值平滑得到所述目标工区的目标近地表等效Q值场。

就复杂地表采集资料的数据处理而言，采用密集的采样点估计近地表等效Q值涉及很大的工作量。考虑到以下两点：一是实际地层的Q值变化一般并不剧烈，作为反应Q值低频特征的近地表等效Q值，其横向变化将更平缓；二是从岩石物理研究的结论可知，速度与Q值是有对应关系的；在近地表等效Q值估计中，将仅选取部分检波点组，通过利用近地表等效速度场，获得相应的近地表等效Q值场。而判断近地表等效Q场是否合适的指标仍然是：目的层的同相轴宽度基本一致，并且不同深度成像结果的高频基本接近，而低频仍较好保持。

由岩石物理研究可知，Q值与速度有如下的近似关系

Q＝αv^β (27)

式中α和β是与工区地质情况等因素相关的常数，v的单位是km/s。将这一关系应用到近地表等效Q值和等效速度并对等式两边求对数，有

lnQ_e＝α₀+β₀ln V₀ (28)

利用选定的检波点组处的近地表等效Q值和等效速度，线性回归式中的α₀和β₀，就可由近地表等效速度场获取等效Q值场。

近地表等效Q值场建立方法具体流程如下：

在整个工区内选择2-3条典型成像线，并选取多个CDP位置，扫描近地表等效Q值局部偏移形成共检波点组成像道集；

由选定的检波点组处的近地表Q扫描共检波点成像道集，根据近地表等效Q值的判断指标确定合适的Q值；

利用选取检波点组处的近地表等效Q值和等效速度，拟合α₀和β₀两个参数，由近地表等效速度由公式(28)计算等效Q值，再利用修正系数场，得到整个工区的近地表等效Q值场，也就是目标工区的目标近地表等效Q值场。

步骤S107，根据所述近地表等效速度场和所述目标近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集。

步骤S108，将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

本发明实施例近地表Q偏移方法，可以实现起伏地表采集的三维地震资料的高分辨率叠前偏移成像，下面以东部油田某区块为例，具体为以下步骤：

1)、将多条地震测线按三维采集方式放置到实际地表面上，记录人工震源激发的反射地震信号，将地震信号记录到磁带上。具体采集参数是，用16条地震测线接收每个人工震源激发的反射地震信号，记录到磁带上；每线150道，道间距40m，地震测线的线间距120m；在地震测线的中间放炮，记录长度6s，时间采样率4ms。共激发和记录1710炮。

2)、根据地表起伏形态和已知的近地表速度信息，确定初始的近地表速度和基准面，由于地表高程变化不是特别剧烈，因此选择一个固定基准面。具体是，选取1200m/s作为均匀的初始近地表速度，基准面高程150m。使用拾取的动校正速度作为基准面以下的初始偏移速度。

3)、应用直接叠前时间偏移生成共反射点道集，利用等效速度建模方法更新初始基准面上下两个等效速度，得到最终的基准面上下两个偏移速度场。具体是利用初始偏移速度做常规的反动校得到基准面以下的偏移速度场，根据拉伸情况确定切除参数，之后再次偏移通过成像道集百分比扫描的方法得到近地表等效速度场。图2是基准面以上等效速度，也就是近地表等效速度示意图。其中，图中的数字表示速度值。其中，横坐标分别示出多个位置点：685000、690000、695000、700000、705000；纵坐标上分别示出了多个位置点：5094000、5095000、5096000。

图3是基准面以下偏移速度场在560号成像线上的等值线图示意图。其中，图中数字是偏移速度值。横坐标表示CDP，横坐标分别示出多个位置点：0、700、800、900、1000、1100、1200；纵坐标表示时间，纵坐标分别示出了多个节点：0、1、2、3。

具体的拉伸切除参数为0.24s处280m，0.55s处1200m，0.95s处2200m，1.80s处3400m，2.5s处5000m。

4)、可以选择用于扫描近地表等效Q值的检波点组(如果有微测井或VSP数据，可以选择一个附近的检波点组)。具体地，首先根据检波点分布指定间隔形成检波点组编号，然后依据近地表速度分布选择部分检波点，通常这些检波点应该能够基本描述近地表速度的分布特征，包含有低速和中高速范围。具体的检波点分组参数是，x方向间隔dx＝100m，y方向间隔dy＝200m，检波点组分组编号从3892到7737共3845个检波点组，对于成像线560选择的检波点组号是3939、4026、4432、4454、4514、4525、4652、4615、4691。

5)、用更新后的近地表速度和偏移速度进行近地表Q扫描偏移计算，形成用于扫描近地表等效Q的局部共检波点组成像道集。采用以下步骤：a)选定清晰的同相轴，确定各个CDP处的局部检波点成像道集的时间窗口；b)根据微测井或者其他信息给出近地表Q值扫描的范围和大小；c)利用更新后的近地表速度和偏移速度进行选定时间窗口的近地表Q扫描局部偏移计算，形成各选取检波点组的局部共检波点组近地表Q扫描成像道集。近地表Q扫描的具体值是2、4、6、8、10、20。

6)、获取参考频谱的包络。对于所有选择的检波点组近地表Q扫描成像道集，将近地表等效速度较大同时波组较浅并且有清晰同相轴的检波点组(或者含有其他资料估计的近地表Q值)作为参考道集。其中，图4示出了560号成像线选定的参考共检波点组成像道集，图中横坐标是水平位置；560号成像线就是图3偏移速度场对应的成像线。图5是对应的时窗内频谱的包络。进一步地，图5所示的参考频谱由图4道集通过傅里叶变换获得。

7)、拾取各检波点组的近地表等效Q值。分别对各检波点组近地表Q扫描成像道集选取一个时窗，并计算时窗内道集的频谱包络，将频带和主频与参考谱一致同时信噪比可接受的Q值作为该检波点组位置的近地表等效Q值。图6是其中的一个检波点组近地表Q扫描成像道集，图中横坐标是扫描Q值的大小。图7是该道集频谱的包络与参考频谱包络的对比图。

8)、建立工区的近地表等效Q场。用上面估计的部分检波点组位置的近地表等效Q值以及该位置对应的近地表等效速度线性拟合得到工区的α₀和β₀两个参数；然后结合近地表等效速度场，利用公式(28)得到整个工区的等效Q值场；图8是近地表Q值和速度的拟合关系图。图中横坐标是近地表等效速度的对数，纵坐标是近地表等效Q值的对数。具体α₀＝-10.707，β₀＝1.6904。图9是近地表等效Q值场。其中，图中数字是Q值。

9)、用步骤3)得到的基准面以下的偏移速度场和近地表等效速度场和步骤8)得到的近地表等效Q值场，进行补偿近地表吸收衰减的近地表Q偏移，得到共反射点道集，将共反射点道集做拉伸切除并叠加形成三维高分辨率成像数据体。

通过显示软件将三维高分辨率成像数据体转化为地下反射构造的地震剖面图像，该图像能更好地指示地层的中小尺度构造，如小断层、小断裂以及薄互层。如图10所示是其中560线的成像剖面。对比图11a和图11b，应用本发明实施涉及的方法后分辨率明显提高，反射轴变得更细、小断层更清晰，薄互层得到较好的分开。图12进一步给出了频谱对比，可以看到应用本发明实施例后频带拓宽了20Hz左右。

请参阅图13，是本发明实施例提供的近地表Q偏移装置的功能模块示意图。所述近地表Q偏移装置包括以下模块。

初始化模块201，用于获取目标工区的叠前地震数据，根据所述叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：近地表等效速度场和基准面以下偏移速度场。

确定模块202，用于根据所述偏移速度场确定出近地表Q值估计的目标成像线，所述基准面是连续光滑的时间深度面。

第一计算模块203，用于根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集。

第二计算模块204，用于根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值，其中，一个检波点组对应一个近地表等效Q值，相邻检波点组成一个检波点组。

建立模块205，用于根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的目标近地表等效Q值场。

形成模块206，用于根据所述近地表等效速度场和所述目标近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集，将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

本实施例中，所述初始化模块还用于：

将所述叠前地震数据利用初始叠加速度场计算各个成像点的成像道集；

通过反动校正将所述各个成像点的成像道集拉平以得到所述基准面以下的偏移速度，经过平滑处理得到基准面以下偏移速度场；

根据所述基准面以下偏移速度场按设定的百分比扫描近地表等效速度生成局部时窗范围的成像道集，根据反射同相轴聚焦程度选取百分比，得到近地表等效速度场。

本实施例中，所述第一计算模块还用于：

根据所述近地表等效速度场的分布特征选定目标检波点；

将所述目标检波点利用共检波点组成像道集计算公式计算得到常Q扫描成像道集。

本实施例中，共检波点组成像道集计算公式表示为：

I(x，y，T)＝(A_g/A_s)g(τ_s+τ_g，η)，

其中，x和y表示成像点的坐标，T表示成像点的时间深度，A_g表示与检波点位置相关的幅值，A_s表示与炮点位置相关的幅值，τ_g表示检波点到成像点的走时，τ_s表示炮点到成像点的走时，η表示与射线参数相关的参数，x_g和y_g表示检波点的坐标，I_g(x,y,T,x_g,y_g)表示共检波点成像道集，I(x,y,T)表示近地表等效Q补偿成像，n表示所述叠前地震数据包含的地震道总数目，g(τ_s+τ_g,η)表示地震道进行近地表Q补偿计算后的时间序列。

关于本实施例的其它细节还可以进一步地参考上述方法实施例中的描述，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种近地表Q偏移方法，其特征在于，包括：

获取目标工区的叠前地震数据；

根据所述叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：近地表等效速度场和基准面以下偏移速度场；

根据所述偏移速度场确定出近地表Q值估计的目标成像线，所述基准面是连续光滑的时间深度面；

根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集；

根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值，其中，一个检波点组对应一个近地表等效Q值，相邻检波点组成一个检波点组；

根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的目标近地表等效Q值场；

根据所述近地表等效速度场和所述目标近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集；

将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

2.如权利要求1所述的近地表Q偏移方法，其特征在于，所述建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：

将所述叠前地震数据利用初始叠加速度场计算各个成像点的成像道集；

通过反动校正将所述各个成像点的成像道集拉平以得到所述基准面以下的偏移速度，经过平滑处理得到基准面以下偏移速度场；

根据所述基准面以下偏移速度场按设定的百分比扫描近地表等效速度生成局部时窗范围的成像道集，根据反射同相轴聚焦程度选取百分比，得到近地表等效速度场。

3.如权利要求1所述的近地表Q偏移方法，其特征在于，所述根据所述目标成像线处计算所述目标工区的部分检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集的步骤，包括：

根据所述近地表等效速度场的分布特征选定目标检波点；

将所述目标检波点利用共检波点组成像道集计算公式计算得到常Q扫描成像道集。

4.如权利要求3所述的近地表Q偏移方法，其特征在于，所述共检波点组成像道集计算公式表示为：

I(x,y,T)＝(A_g/A_s)g(τ_s+τ_g,η)，

其中，x和y表示成像点的坐标，T表示成像点的时间深度，A_g表示与检波点位置相关的幅值，A_s表示与炮点位置相关的幅值，τ_g表示检波点到成像点的走时，τ_s表示炮点到成像点的走时，η表示与射线参数相关的参数，x_g和y_g表示检波点的坐标，I_g(x,y,T,x_g,y_g)表示共检波点成像道集，I(x,y,T)表示近地表等效Q补偿成像，n表示所述叠前地震数据包含的地震道总数目，g(τ_s+τ_g,η)表示地震道进行近地表Q补偿计算后的时间序列。

5.如权利要求1或4所述的近地表Q偏移方法，其特征在于，根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值的步骤，包括：

根据所述常Q扫描成像道集选择有近地表Q值标定附近的共检波点成像道集；

确定一目标时窗，计算该目标时窗的频谱曲线的包络作为参考频谱；

根据所述参考频谱和其它近地表Q值扫描的共检波点成像道集的频谱，选择与参考频谱接近的近地表Q值作为所述目标检波点组对应的部分近地表等效Q值。

6.如权利要求1所述的近地表Q偏移方法，其特征在于，所述根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的目标近地表等效Q值场的步骤，包括：

将所述部分近地表等效Q值和所述目标近地表等效速度利用速度和Q值的经验关系得到所述目标工区的近地表等效Q值和近地表等效速度的拟合经验关系式；

所述的近地表等效Q值和速度的经验关系式表示为：

lnQ_e＝α₀+β₀lnV₀

其中，Q_e表示近地表等效Q值，V₀表示近地表等效速度，α₀和β₀表示线性拟合得到的所述目标工区的两个参数；

根据所述部分近地表等效Q值和近地表等效速度与上述参数α₀和β₀，利用所述经验关系式计算所述目标工区的初始近地表等效Q值场；

利用修正系数场，插值平滑得到所述目标工区的近地表等效Q值场。

7.一种近地表Q偏移装置，其特征在于，包括：

初始化模块，用于获取目标工区的叠前地震数据，根据所述叠前地震数据确定基准面，并建立所述基准面的上下两个偏移速度场，包括：近地表等效速度场和基准面以下偏移速度场；

确定模块，用于根据所述偏移速度场确定出所述近地表Q值估计的目标成像线，所述基准面是连续光滑的时间深度面；

第一计算模块，用于根据所述目标成像线处计算所述目标工区的目标检波点的常近地表Q补偿的常Q扫描成像道集；

第二计算模块，用于根据所述常Q扫描成像道集计算对应的所述目标检波点的位置的部分近地表等效Q值，其中，一个检波点组对应一个近地表等效Q值，相邻检波点组成一个检波点组；

建立模块，用于根据所述部分近地表等效Q值和所述近地表等效速度场建立所述目标工区的目标近地表等效Q值场；

形成模块，用于根据所述近地表等效速度场和所述近地表等效Q值场计算所述目标工区各个成像点对应的补偿近地表吸收衰减后的偏移成像道集，将所述偏移成像道集叠加形成所述目标工区的偏移成像剖面。

8.如权利要求7所述的近地表Q偏移装置，其特征在于，所述初始化模块还用于：

将所述叠前地震数据利用初始叠加速度场计算各个成像点的成像道集；

通过反动校正将所述各个成像点的成像道集拉平以得到所述基准面以下的偏移速度，经过平滑处理得到基准面以下偏移速度场；

根据所述基准面以下偏移速度场按设定的百分比扫描近地表等效速度生成局部时窗范围的成像道集，根据反射同相轴聚焦程度选取百分比，得到近地表等效速度场。

9.如权利要求7所述的近地表Q偏移装置，其特征在于，所述第一计算模块还用于：

根据所述近地表等效速度场的分布特征选定目标检波点；

将所述目标检波点利用共检波点组成像道集计算公式计算得到常Q扫描成像道集。

10.如权利要求9所述的近地表Q偏移装置，其特征在于，共检波点组成像道集计算公式表示为：

I(x,y,T)＝(A_g/A_s)g(τ_s+τ_g,η)，

其中，x和y表示成像点的坐标，T表示成像点的时间深度，A_g表示与检波点位置相关的幅值，A_s表示与炮点位置相关的幅值，τ_g表示检波点到成像点的走时，τ_s表示炮点到成像点的走时，η表示与射线参数相关的参数，x_g和y_g表示检波点的坐标，I_g(x,y,T,x_g,y_g)表示共检波点成像道集，I(x,y,T)表示近地表等效Q补偿成像，n表示所述叠前地震数据包含的地震道总数目，g(τ_s+τ_g,η)表示地震道进行近地表Q补偿计算后的时间序列。