CN111025397B - 地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法 - Google Patents

地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法，包括：步骤1，将时间域速度模型转换、编辑得到深度域初始速度模型；步骤2，利用反射波叠前深度偏移得到速度道集并拾取剩余深度；步骤3，求取速度编辑量，迭代得到深度域背景速度模型；步骤4，利用深度域背景速度模型进行散射波叠前深度偏移；步骤5，在散射点附近进行速度扫描并获取散射成像道集；步骤6，根据散射成像道集形态筛选得到最优的速度模型。该地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法能够更为精细地刻画地下复杂非均质体速度模型的真实情况，提高速度建模的精度，对复杂砂砾岩体、中古生界潜山、断层等复杂构造的准确速度模型求取意义较大。

Description

地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法
技术领域
本发明涉及油气勘探地震数据处理领域，特别是涉及到一种地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法。
背景技术
多年来，地震资料深度域建模和偏移成像是在地震反射勘探基础上发展起来的。但是随着勘探开发程度的不断深入，复杂的非均质地质目标体成为研究热点，其主要特点是尺度小，非均质性强，形成相互干涉的复杂波场，在地震剖面上接收不到有效的反射同相轴，而是以散射波的形式出现，信噪比低。常规的基于反射波理论的深度域建模和偏移方法，不能有效保护散射波信息，而是将散射波信息当成噪音进行压制，使得反映非均质目标体的信息缺失，导致深度域速度模型求取不准确，进而使复杂非均质地质目标体的偏移成像效果大打折扣，影响地震与地质解释工作。基于散射波理论的建模和偏移方法，使用较多的是时间域基于共散射点道集的速度模型求取方法以及成像方法，深度域散射波建模和成像的方法较少，分析其原因，一是由于散射波同反射波很难分离，二是散射波本身的能量较弱，单纯地利用散射波建模和偏移成像不容易获得好的效果。但是复杂非均质地质目标体的深度域精细速度模型的建立，必须考虑散射波的贡献，因此，发明反射波与散射波联合求取地震数据深度域速度模型的方法具有重要的现实意义和实用价值。为此我们发明了一种新的地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种为复杂非均质目标体的深度域偏移成像提供精细、准确、合理的速度模型的地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法，该地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法包括：步骤1，将时间域速度模型转换、编辑得到深度域初始速度模型；步骤2，利用反射波叠前深度偏移得到速度道集并拾取剩余深度；步骤3，求取速度编辑量，迭代得到深度域背景速度模型；步骤4，利用深度域背景速度模型进行散射波叠前深度偏移；步骤5，在散射点附近进行速度扫描并获取散射成像道集；步骤6，根据散射成像道集形态筛选得到最优的速度模型。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，将时间域速度模型转换为深度域速度模型，然后利用地质层位进行约束，通过异常值扫描、速度趋势滤波对深度域速度进行编辑得到深度域初始速度模型。
在步骤2中，利用深度域初始速度模型和叠前地震数据进行初步的叠前深度偏移处理，得到成像后没有叠加的速度分析道集，在道集上拾取剩余深度。
在步骤3中，根据剩余深度与速度编辑量的定量关系求取速度编辑量，将初始速度加上速度编辑量得到编辑后的速度，利用编辑后的速度进行叠前深度偏移并抽取道集，如果道集上拾取的剩余深度不是零，那么继续利用定量关系式求取速度编辑量进行速度编辑，直到拾取的剩余深度为零，则结束这一步骤，得到基于反射波理论的深度域背景速度模型。
在步骤3中，剩余深度与速度编辑量的定量关系式为：
2v0cosαcosθΔd＝sΔv，
式中，v0表示当前偏移中使用的速度，α表示地层倾角，在地层倾角较为平缓的地方，cosα这一项可以忽略不计；θ表示射线入射角，Δd表示拾取的剩余深度，s表示射线长度，Δv表示需要求解的速度编辑量。
在步骤4中，利用深度域背景速度模型和叠前地震数据进行散射波叠前深度偏移。
在步骤5中，在散射点附近以一定的速度间隔进行速度扫描，速度间隔的选取根据速度反演的精细程度确定，利用以下公式生成散射成像道集：
Figure BDA0002356364290000031
在公式中，f表示散射成像道集的深度，v表示散射波叠前深度偏移所用的速度，α表示地层倾角，xd表示所在位置与散射点的距离，f0表示散射点的深度。
在步骤6中，根据散射成像道集的形态筛选最佳的速度模型，作为最终的深度域精细速度模型。
针对复杂非均质目标体尺度小、非均质性及各向异性强等地球物理特征，需要利用散射波理论进行精细速度模型的求取；针对散射波在地震剖面中能量较弱，不易分离等表现形式，需要利用反射波理论进行宏观速度模型的求取。针对以上两点，发明了地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法，基于反射波求取速度模型的大尺度低频成分，基于散射波求取速度模型的小尺度高频成分，为复杂非均质目标体的深度域偏移成像提供精细、准确、合理的速度模型。该发明在反射波理论的基础上能够获得较为准确的复杂非均质体的背景速度，即获取速度模型中的低频成分；在此基础上，利用散射波理论提取散射成像道集进行速度扫描及速度编辑，能够获得更加精细的复杂非均质体速度模型中的高频成分。反射波理论是尺度较大的波动现象，散射波理论是尺度较小的波动现象，这种先保证大尺度速度模型准确的前提下，再使用小尺度速度编辑的方式，能够更为精细地刻画地下复杂非均质体速度模型的真实情况，提高速度建模的精度，对复杂砂砾岩体、中古生界潜山、断层等复杂构造的准确速度模型求取意义较大。
附图说明
图1为本发明的地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中时间域速度转换以及地质层位约束后的深度域速度模型的示意图；
图3为本发明的一具体实施例中通过异常值扫描、速度趋势滤波得到深度域初始速度模型的示意图；
图4为本发明的一具体实施例中存在剩余深度的反射波叠前深度偏移道集的示意图；
图5为本发明的一具体实施例中剩余深度为零的反射波叠前深度偏移道集的示意图；
图6为本发明的一具体实施例中基于反射波理论的深度域背景速度模型的示意图；
图7为本发明的一具体实施例中散射点及周围点不同扫描速度的散射成像道集的示意图；
图8为本发明的一具体实施例中最终的反射波与散射波联合求取得到的速度模型的示意图；
图9为本发明的一具体实施例中常规速度模型的叠前深度偏移剖面的示意图；
图10为本发明的一具体实施例中得到的叠前深度偏移剖面的示意图。
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。
如图1所示，图1为本发明的地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法的流程图。
步骤101,将时间域速度模型转换为深度域速度模型，然后利用地质层位进行约束，通过异常值扫描、速度趋势滤波对深度域速度进行编辑得到深度域初始速度模型。
步骤102,利用深度域初始速度模型和叠前地震数据进行初步的叠前深度偏移处理，得到成像后没有叠加的速度分析道集，在道集上拾取剩余深度。
步骤103,根据剩余深度与速度编辑量的定量关系2v0 cosαcosθΔd＝sΔv求取速度编辑量Δv，将初始速度加上速度编辑量得到编辑后的速度，利用编辑后的速度进行叠前深度偏移并抽取道集，如果道集上拾取的剩余深度不是零，那么继续利用定量关系式求取速度编辑量进行速度编辑，直到拾取的剩余深度为零，则结束这一步骤，得到基于反射波理论的深度域背景速度模型。在定量关系式2v0cosαcosθΔd＝sΔv中，v0表示当前偏移中使用的速度，α表示地层倾角，在地层倾角较为平缓的地方，cosα这一项可以忽略不计。θ表示射线入射角，Δd表示拾取的剩余深度，s表示射线长度，Δv表示需要求解的速度编辑量。
步骤104,利用深度域背景速度模型和叠前地震数据进行散射波叠前深度偏移。
步骤105,在散射点附近以一定的速度间隔进行速度扫描，速度间隔的选取根据速度反演的精细程度确定，利用以下公式生成散射成像道集：
Figure BDA0002356364290000051
在公式中，f表示散射成像道集的深度，v表示散射波叠前深度偏移所用的速度，α表示地层倾角，xd表示所在位置与散射点的距离，f0表示散射点的深度。
步骤106,根据散射成像道集的形态筛选最佳的速度模型，作为最终的深度域精细速度模型。
在一实施例中,按照图1所示的地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法步骤进行实现。
步骤1，将时间域速度模型转换为深度域速度模型，然后利用地质层位进行约束，通过异常值扫描、速度趋势滤波对深度域速度进行编辑得到深度域初始速度模型(图2和图3)；
步骤2，利用图3所示的深度域初始速度模型和叠前地震数据进行初步的叠前深度偏移处理，得到成像后没有叠加的速度分析道集，在道集上拾取剩余深度(图4)；
步骤3，根据剩余深度与速度编辑量的定量关系2v0cosαcosθΔd＝sΔv求取速度编辑量，将初始速度加上速度编辑量得到编辑后的速度，利用编辑后的速度进行叠前深度偏移并抽取道集，如果道集上拾取的剩余深度不是零，那么继续利用定量关系式求取速度编辑量进行速度编辑，直到拾取的剩余深度为零(图5)，则结束这一步骤，得到基于反射波理论的深度域背景速度模型(图6)；
步骤4，利用深度域背景速度模型和叠前地震数据进行散射波叠前深度偏移；
步骤5，在散射点及周围以一定的速度间隔进行速度扫描，速度间隔的选取根据速度反演的精细程度确定，本次扫描选取了散射点及其左右各两个点(共五个散射点)处的三个不同的速度进行扫描，速度间隔为100m/s，生成散射成像道集(图7)；
步骤6，根据散射成像道集的形态筛选最佳的速度模型，通过图7的散射成像道集可以看出，中间图对应的偏移速度使得不同位置的散射同相轴形态保持拟线性形式，且中间黑框所示的成像道集上散射波为水平线性的，由此选择中间黑框所示的速度作为最佳的速度，对所有的散射点重复以上过程，形成最终的深度域精细速度模型(图8)。将常规的速度模型的叠前深度偏移结果(图9)同该发明的反射波与散射波联合求取速度模型的叠前深度偏移结果(图10)进行对比，可以发现：该发明的方法得到的成像剖面在潜山内幕以及断层的刻画方面更加精细、清晰，验证了该发明方法的有效性及优势。

Claims (2)

1.地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法，其特征在于，该地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法包括：
步骤1，将时间域速度模型转换、编辑得到深度域初始速度模型；
步骤2，利用反射波叠前深度偏移得到速度道集并拾取剩余深度；
步骤3，求取速度编辑量，迭代得到深度域背景速度模型；
步骤4，利用深度域背景速度模型进行散射波叠前深度偏移；
步骤5，在散射点附近进行速度扫描并获取散射成像道集；
步骤6，根据散射成像道集形态筛选得到最优的速度模型；
在步骤1中，将时间域速度模型转换为深度域速度模型，然后利用地质层位进行约束，通过异常值扫描、速度趋势滤波对深度域速度进行编辑得到深度域初始速度模型；
在步骤2中，利用深度域初始速度模型和叠前地震数据进行初步的叠前深度偏移处理，得到成像后没有叠加的速度分析道集，在道集上拾取剩余深度；
在步骤3中，根据剩余深度与速度编辑量的定量关系求取速度编辑量，将初始速度加上速度编辑量得到编辑后的速度，利用编辑后的速度进行叠前深度偏移并抽取道集，如果道集上拾取的剩余深度不是零，那么继续利用定量关系式求取速度编辑量进行速度编辑，直到拾取的剩余深度为零，则结束这一步骤，得到基于反射波理论的深度域背景速度模型；剩余深度与速度编辑量的定量关系式为：
2v0cosαcosθΔd＝sΔv，
式中，v0表示当前偏移中使用的速度，α表示地层倾角，在地层倾角较为平缓的地方，cosα这一项可忽略不计；θ表示射线入射角，Δd表示拾取的剩余深度，s表示射线长度，Δv表示需要求解的速度编辑量；
在步骤4中，利用深度域背景速度模型和叠前地震数据进行散射波叠前深度偏移；
在步骤5中，在散射点附近以一定的速度间隔进行速度扫描，速度间隔的选取根据速度反演的精细程度确定，利用以下公式生成散射成像道集：
Figure FDA0003105586440000021
在公式中，f表示散射成像道集的深度，v表示散射波叠前深度偏移所用的速度，α表示地层倾角，xd表示所在位置与散射点的距离，f0表示散射点的深度。
2.根据权利要求1所述的地震数据反射波与散射波联合求取深度域速度模型的方法，其特征在于，在步骤6中，根据散射成像道集的形态筛选最佳的速度模型，作为最终的深度域精细速度模型。
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