CN109085644A - 基于双射线走时的真地表成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于双射线走时的真地表成像方法，该基于双射线走时的真地表成像方法包括：步骤1，将共中心点数据校到固定面；步骤2，应用炮、检点的实际高程；步骤3，通过炮、检点实际高程和替换速度，将数据恢复到真地表；步骤4，将共中心点道集转化为炮集；步骤5，通过参数确定好成像固定面高程；步骤6，将下传波及逆时波均从实际位置正演和反演，在真地表进行互相关成像。该基于双射线走时的真地表成像方法避免了剩余静校正产生的偏差，实现了静校正和偏移一体化，直接在偏移中解决静校正问题，其技术效果可靠，操作简单易实现。

Description

基于双射线走时的真地表成像方法

技术领域

本发明涉及油气勘探地震资料处理领域，特别是涉及到一种基于双射线走时的真地表成像方法。

背景技术

目前，偏移成像主要是基于固定面偏移及起伏地表偏移。基于固定面偏移必须解决好静校正问题，然而静校正有几个比较重要的假设条件是：①均匀介质；②水平层状介质；③平缓地表假设及各向同性；④时间方向上，静校正量与时间无关。

如果这些假设条件不满足，如图1-图3所示在中国南方地形变化剧烈区，构造复杂，难以满足平缓地表假设条件，现有的静校正处理方法会带来很大的误差(图4)。地震射线自激发至接收，始终为一连续函数，而静校正和偏移的两个过程，必然将地震射线不合理的人为断开，并进行各个方向的位移，这些必然导致理论上和实际上的偏差，最终导致成果严重损坏，难以提供真实、准确的构造成像和岩性信息。

复杂近地表结构和复杂地下地质构造所具有的双重复杂性是陆地地震勘探面临的一个难题,早期起伏地表的波动方程叠前深度偏移法一般由基准面校正和叠前深度偏移两个步骤组成。但是由于近地表低速带的存在和速度横向的变化,使得早期的时移静校正误差较大,影响了偏移的质量。基于起伏地表的波动方程叠前深度偏移可以同时解决复杂近地表结构和复杂地下地质构造条件带来的问题,这是由于静校正只是--种简单的垂直时移处理,而从复杂地表条件开始的波动方程叠前深度偏移将野外静校正包含在其中,这种校正量同时包含旅行时以及波场的水平分量和垂直分量,所以此波动方程偏移更为准确。基于起伏地表进行波动方程叠前逆时深度偏移,此方法将非水平观测问题转化水平观测,消除地表起伏的影响,具有较好的成像效果。

以上方法具有各自的优劣，针对复杂地表结构和复杂地下地质构造地区，应该抛弃传统的静校正，直接进行基于双射线走时的真地表成像技术，并在成像过程中直接解决静校正问题和各向异性问题。

随着对油气资源需求量的不断增加,勘探工作面临着巨大的挑战,地震勘探主要应用于寻找复杂构造油气藏和潜山油气藏,寻找和预测某些岩性圈闭油气藏、地层圈闭油气藏和裂隙油气藏。在这些复杂构造条件下,常规的水平叠加处理技术已不能适应勘探工作的需要。常规高程静校正在基于地表一致性的条件下可以解决起伏地表的影响,但实际构造情况较为复杂,低速带的变化和速度的横向剧烈变化常常使得这一假设无法满足,从而影响了静校正的效果。

早期起伏地表的波动方程叠前深度偏移法一般由基准面校正和叠前深度偏移两个步骤组成。但是由于近地表低速带的存在和速度横向的变化,使得早期的时移静校正误差较大,影响了偏移的质量。为此我们发明了一种新的基于双射线走时的真地表成像方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对复杂近地表结构和复杂地下地质构造条件的基于双射线走时的真地表成像方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于双射线走时的真地表成像方法，该基于双射线走时的真地表成像方法包括：步骤1，将共中心点数据校到固定面；步骤2，应用炮、检点的实际高程；步骤3，通过炮、检点实际高程和替换速度，将数据恢复到真地表；步骤4，将共中心点道集转化为炮集；步骤5，通过参数确定好成像固定面高程；步骤6，将下传波及逆时波均从实际位置正演和反演，在真地表进行互相关成像。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该基于双射线走时的真地表成像方法还包括，在步骤1之前，输入经过球面扩散补偿和地表一致性振幅补偿的做过常规处理的共中心点道集。

在步骤1中，采用高程静校正、层析静校正方法将数据从起伏地表移动到固定基准面。

在步骤2中，根据测量成果应用炮、检点的实际高程。

在步骤3中，利用炮、检点实际高程和替代速度，计算炮检点浮动面高程，炮检点浮动面高程＝固定基准面-(共中心点浮动基准面/2)×替代速度。

在步骤4中，将共中心点道集按炮道号抽为炮集。

该基于双射线走时的真地表成像方法还包括，在步骤4之后，为了在一个较为光滑的真地表偏移，去掉校正量低频分量，只保留高频分量。

在步骤5中，固定面高程的选取原则为大于最大的工区地表高程。

步骤6包括：

a)震源波从炮点实际位置向前传波；

b)检波源波从检波点实际位置向后传播；

c)震源波与检波源波相关成像。

在步骤c中，震源波为前传波，经检波点外推得到的下行波场为后传波，前传波与后传波在地下某一个点相遇能量最大时满足成像条件，然后在每个网格点上提取满足成像条件的成像值。

本发明中的基于双射线走时的真地表成像方法，采用基于真地表的波动方程叠前深度偏移可以同时解决复杂近地表结构和复杂地下地质构造条件带来的问题,这是由于静校正只是--种简单的垂直时移处理,而从复杂地表条件开始的

波动方程叠前深度偏移将野外静校正包含在其中,这种校正量同时包含旅行时以及波场的水平分量和垂直分量,所以此波动方程偏移更为准确。采用双射线走时真地表成像方法能够较好地对复杂近地表结构和复杂地下地质构造的地震数据成像，该方法避免了剩余静校正产生的偏差，双射线走时的真地表成像方法实现了静校正和偏移一体化，直接在偏移中解决静校正问题。该方法有着其他技术不具备的优势，其具体优势和特点表现在以下几个方面：

第一、技术效果的可靠性。该方法基于波动方程数值解的波场延拓，相比基于Green函数的射线理论Kirchhoff积分偏移算法，双射线走时的真地表成像方法考虑了地震波传播的运动学特征和动力学特征，对叠后岩性反演及预测和叠前反演的研究有着重大意义，适用于复杂地表条件，所得到的结果效果明显。

第二、操作简单易实现。该方法流程及参数设置简单，运算速度快，适合应用于三维地震资料处理。

附图说明

图1为某南方地区构造图；

图2为某南方地区实际高程图；

图3为某南方地区浮动基准面高程图；

图4为当假设条件不能满足时静校正误差的示意图；

图5为本发明的一具体实施例中数据移动示意图；

图6为本发明的一具体实施例中前传播与后传播波场示意图；

图7为本发明的一具体实施例中层速度模型的示意图；

图8为本发明的一具体实施例中地表起伏曲线的示意图；

图9为本发明的一具体实施例中常规固定面叠前深度偏移结果的示意图；

图10为本发明的一具体实施例中双射线走时的真地表成像结果的示意图；

图11为本发明的一具体实施例中固定面叠前深度偏移结果的示意图；

图12为本发明的一具体实施例中表面地形起伏的示意图；

图13为本发明的一具体实施例中从平坦的基准面进行逆时偏移成像剖面的示意图；

图14为本发明的一具体实施例中双射线走时的真地表成像的成像剖面的示意图；

图15为本发明的一具体实施例中基于双射线走时的真地表成像方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

真地表叠前偏移技术抛弃传统的静校正，直接从地表出发进行叠前偏移，在偏移过程中直接解决静校正问题。在真地表叠前偏移技术下，静校正的假设都不再需要，而地震射线也会按炮点、检波点实际传播路径进行能量归位。

由于复杂地表地区地震资料成像主要采用两种方法：一种是先进行表层波场校正，再偏移成像，该法在实际生产中占主导地位；另一种是直接从真地表进行深度域的偏移成像。表层波场校正一直是实际地震资料处理中一项关键处理技术，通常采用高程基准面静校正将地震数据校正到固定基准面或者浮动基准面上的办法解决地形起伏的影响。在地形平缓的地区，近地表速度比地下速度慢很多，且射线路径出射角较小，采用上述校正方法比较合适，但在复杂地表和复杂地下构造的区域，简单的校正可能会扭曲波场，降低地震成像的质量，此时常规处理不能产生正确的成像。针对这种情况，需要采用基于双射线走时的真地表成像方法来解决这个问题。

如图15所示，图15为本发明的基于双射线走时的真地表成像方法的流程图。

步骤101、输入数据是经过球面扩散补偿和地表一致性振幅补偿的做过常规处理的共中心点道集；

步骤102、将上述共中心点数据校到固定面；采用高程静校正、层析静校正等方法将数据从起伏地表移动到固定基准面；

步骤103、根据测量成果应用炮、检点的实际高程；

步骤104、利用炮、检点实际高程和替代速度，计算炮检点浮动面高程，炮检点浮动面高程＝固定基准面-(共中心点浮动基准面/2)×替代速度；

步骤105、将共中心点道集按炮道号抽为炮集；

步骤106、为了在一个较为光滑的真地表偏移，去掉校正量低频分量，只保留高频分量；如图5所示，中间的曲线为用于偏移的光滑地表面；

步骤107、通过参数确定好成像固定面高程；固定面高程的选取原则为大于最大的工区地表高程即可。

步骤108、下传波及逆时波均从实际位置正演和反演，在真地表进行互相关成像。如图6，其中包括以下三个步骤：

第一步–震源波从炮点实际位置向前传波

第二步–检波源波从检波点实际位置向后传播

第三步–震源波与检波源波相关成像；震源波又称为前传波，经检波点外推得到的下行波场称为后传波，前传波与后传波在地下某一个点相遇能量最大时满足成像条件，然后在每个网格点上提取满足成像条件的成像值。

通过真地表成像方法，地震资料的长波长问题得到很好的解决。该方法从真地表直接进行叠前偏移，是解决地表起伏大并且地下构造复杂地区成像问题的有力工具。

在应用本发明的一具体实施例中，图7是层速度模型，图8是地表起伏曲线，图9是常规固定面叠前深度偏移结果，图10是双射线走时的真地表成像结果，图11是固定面叠前深度偏移结果。从上面的各种偏移结果可以看出，在浅层，双射线走时的真地表成像的效果比深度偏移好，也比常规固定面叠前深度偏移结果好。这说明双射线走时的真地表成像方法的重要性，因为常规固定面叠前深度偏移不能准确偏移浅层复杂构造。在叠前深度偏移过程中，如果我们不能准确刻画浅层构造，那么这个结果会直接影响深层偏移结果，使构造不准确，因为地震射线从浅到深传播，浅层的不准确性将遗传到深层。因此，只有双射线走时的真地表成像方法可以很好的解决问题。

图12显示了中国西北部多山地区的地表高程。这条测线上的地形高程具有较大的变化(超过了500米)。研究区中复杂的地质体(例如，地表高程变化剧烈、在陡倾角沉积地层中的逆掩断层、逆掩断层带等地质体)对传统的处理方法提出挑战。传统的方法是在对采集数据进行偏移成像之前应用静校正。

从一个水平基准面进行偏移成像与起伏地表偏移成像的差别在陡断层反射体处的偏移成像效果表现最为显著。在图14中也能够注意到，储层段的偏移成像质量也得到改善。

图13是从平坦的基准面进行逆时偏移成像剖面；图14是双射线走时的真地表成像的成像剖面。

Claims (10)

1.基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，该基于双射线走时的真地表成像方法包括：

步骤1，将共中心点数据校到固定面；

步骤2，应用炮、检点的实际高程；

步骤3，通过炮、检点实际高程和替换速度，将数据恢复到真地表；

步骤4，将共中心点道集转化为炮集；

步骤5，通过参数确定好成像固定面高程；

步骤6，将下传波及逆时波均从实际位置正演和反演，在真地表进行互相关成像。

2.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，该基于双射线走时的真地表成像方法还包括，在步骤1之前，输入经过球面扩散补偿和地表一致性振幅补偿的做过常规处理的共中心点道集。

3.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，在步骤1中，采用高程静校正、层析静校正方法将数据从起伏地表移动到固定基准面。

4.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，在步骤2中，根据测量成果应用炮、检点的实际高程。

5.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，在步骤3中，利用炮、检点实际高程和替代速度，计算炮检点浮动面高程，炮检点浮动面高程＝固定基准面-(共中心点浮动基准面/2)×替代速度。

6.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，在步骤4中，将共中心点道集按炮道号抽为炮集。

7.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，该基于双射线走时的真地表成像方法还包括，在步骤4之后，为了在一个较为光滑的真地表偏移，去掉校正量低频分量，只保留高频分量。

8.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，在步骤5中，固定面高程的选取原则为大于最大的工区地表高程。

9.根据权利要求1所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，步骤6包括：

a)震源波从炮点实际位置向前传波；

b)检波源波从检波点实际位置向后传播；

c)震源波与检波源波相关成像。

10.根据权利要求9所述的基于双射线走时的真地表成像方法，其特征在于，在步骤c中，震源波为前传波，经检波点外推得到的下行波场为后传波，前传波与后传波在地下某一个点相遇能量最大时满足成像条件，然后在每个网格点上提取满足成像条件的成像值。