CN111736213A - 一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法和装置,所述方法包括以下步骤:S1.输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;S2.利用变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层析,采用射线追踪计算用地层倾角、入射角、射线路径;S3.利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。本发明利用Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率更新偏移速度,使共成像道集平直,改善了成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及地震数据速度分析,特别是涉及一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法和装置。
背景技术
变偏移距VSP(Walkaway VSP)是指多个检波器组成的阵列陈放在观测井中,地表布设一条人工激发的多个炮点组成的炮线,是一种VSP的二维观测方式;在炮点人工激发地震数据的条件下,实现变偏移距VSP井中数据采集,采集系统立体图如图1所示;变偏移距VSP采集,其实就是在每一个炮点激发时,由各个检波点的检波器进行数据采集;变偏移距VSP可以观测到反射纵波、反射转换横波,利用偏移成像研究井旁构造、储层预测。
杜启振等研究了《角度域弹性波Kirchhoff叠前深度偏移速度分析方法》,文献采用弹性波Kirchhoff叠前深度偏移,通过Fourier域角度分解生成角度域共成像道集,利用共成像道集剩余时差更新偏移速度,实现的地面地震的偏移速度分析。张兵等研究了《时间域剩余曲率偏移速度分析技术在iCluster软件中的实现》,文献分析了Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率与偏移速度的关系,实现了局部均方根速度场修正。
但是现有偏移速度分析方法,主要针对地面地震的观测方式的,地面地震的偏移速度分析公式不适用于井中地震。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法和装置,利用Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率更新偏移速度,使共成像道集平直,改善了成像质量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法,包括以下步骤:
S1.输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;
S2.利用变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层位,采用射线追踪计算地层倾角、入射角、射线路径;
所述步骤S2包括以下子步骤:
S201.利用步骤S1的偏移速度分析层位计算地层倾角:
其中,α是地层倾角,Δx是偏移速度分析层位的x坐标变化量,Δz是偏移速度分析层位的z坐标变化量;
S202.用步骤S1的2维深度速度模型,做射线追踪得到射线路径A;
其中,射线路径A是由一系列坐标x,z组成,x,z是射线与网格的交点坐标;
S203.反射点处的入射角为(也叫反射角):
其中,β是反射点处的入射角,α是地层倾角,Δx是反射点处射线的x坐标变化量,Δz是反射点处射线的z坐标变化量;
S3.利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。
进一步地,步骤S3中剩余曲率建立线性层析方程为:
其中,A1、A2是步骤S1中偏移速度分析层位上的同一反射点的相邻两条射线在2维深度速度模型上的射线路径,由步骤S2的射线追踪得到,β1、β2是A1、A2在反射点处的反射角,t1、t2是A1、A2的走时,α是反射点处的地层倾角;是A1、A2射线路径经过的网格的速度的变化量,通过最小二乘求解;
更新2维深度速度模型的方式如下:
所述2维深度速度模型为规则网格状,网格大小dg,其中第i行第j列的网格包含速度Vi,j和坐标xj=(j-1)dg,zi=(i-1)dg;
射线A1由一系列离散点组成,每个离散点代表射线与网格的交点、坐标为{xk1,zl1},k1、l1是网格编号与2维深度速度模型网格对应;
射线A2由一系列离散点组成,每个离散点代表射线与网格的交点、坐标为{xk2,zl2},k2、l2是网格编号与2维深度速度模型网格对应;
一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析装置,包括:
数据输入模块,用于输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;
射线追踪计算模块,用于根据变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层析,采用射线追踪计算用地层倾角、入射角、射线路径;
深度速度模型更新模块,用于利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型
本发明的有益效果是:本发明输入偏移速度分析层位、初始2维深度速度模型,采用射线追踪计算用地层倾角、入射角、射线路径,利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。对比发现,偏移速度分析后的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集平直,有效改善了成像质量。
附图说明
图1为变偏移距VSP采集系统的立体图;
图2为本发明的方法流程图;
图3为实施例中变偏移距VSP初始的2维深度速度模型的示意图;
图4为实施例中变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集的示意图;
图5为实施例中变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面的示意图;
图6为实施例中偏移速度分析层位的示意图;
图7为实施例中偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率的示意图;
图8为实施例中变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析后的2维深度速度模型的示意图;
图9为实施例中偏移速度分析后的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集的示意图;
图10为实施例中偏移速度分析后的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面的示意图;
图11为本发明的装置原理框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图2所示,一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法,包括以下步骤:
S1.输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;
在本申请的实施例中,变偏移距VSP初始的2维深度速度模型如图3所示,图中,横坐标为长度(单位:米);纵坐标为深度(单位:米);
变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集如图4所示,图中,横坐标为道号;纵坐标为时间(单位:毫秒);
变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面如图5所示;图中,横坐标为道号;纵坐标为时间(单位:毫秒);
偏移速度分析层位如图6所示,图中,横坐标为道号;纵坐标为时间(单位:秒);
偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率如图7所示,图中,横坐标为序号(单位:无);纵坐标为时间(单位:秒);
S2.利用变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层位,采用射线追踪计算地层倾角、入射角、射线路径;
所述步骤S2包括以下子步骤:
S201.利用步骤S1的偏移速度分析层位计算地层倾角:
其中,α是地层倾角,Δx是偏移速度分析层位的x坐标变化量,Δz是偏移速度分析层位的z坐标变化量;
S202.用步骤S1的2维深度速度模型,做射线追踪得到射线路径A;
其中,射线路径A是由一系列坐标x,z组成,x,z是射线与网格的交点坐标;
S203.反射点处的入射角为(也叫反射角):
其中,β是反射点处的入射角,α是地层倾角,Δx是反射点处射线的x坐标变化量,Δz是反射点处射线的z坐标变化量;
S3.利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。
进一步地,步骤S3中剩余曲率建立线性层析方程为:
其中,A1、A2是步骤S1中偏移速度分析层位上的同一反射点的相邻两条射线在2维深度速度模型上的射线路径,由步骤S2的射线追踪得到,β1、β2是A1、A2在反射点处的反射角,t1、t2是A1、A2的走时,α是反射点处的地层倾角;是A1、A2射线路径经过的网格的速度的变化量,通过最小二乘求解;
更新2维深度速度模型的方式如下:
所述2维深度速度模型为规则网格状,网格大小dg,其中第i行第j列的网格包含速度Vi,j和坐标xj=(j-1)dg,zi=(i-1)dg;
射线A1由一系列离散点组成,每个离散点代表射线与网格的交点、坐标为{xk1,zl1},k1、l1是网格编号与2维深度速度模型网格对应;
射线A2由一系列离散点组成,每个离散点代表射线与网格的交点、坐标为{xk2,zl2},k2、l2是网格编号与2维深度速度模型网格对应;
在本申请的实施例中,变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析后的2维深度速度模型,如图8所示,图中,横坐标为长度(单位:米);纵坐标为深度(单位:米);
偏移速度分析后的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集,如图9所示,图中,横坐标为道号;纵坐标为时间(单位:毫秒);
偏移速度分析后的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面,如图10所示,图中,横坐标为道号;纵坐标为时间(单位:毫秒)。
如图11所示,一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析装置,包括:
数据输入模块,用于输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;
射线追踪计算模块,用于根据变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层析,采用射线追踪计算用地层倾角、入射角、射线路径;
深度速度模型更新模块,用于利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应该看作是对其他实施例的排除,而可用于其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1.输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;
S2.利用变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层位,采用射线追踪计算地层倾角、入射角、射线路径;
S3.利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。
3.根据权利要求1所述的一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析方法,其特征在于:步骤S3中剩余曲率建立线性层析方程为:
其中,A1、A2是步骤S1中偏移速度分析层位上的同一反射点的相邻两条射线在2维深度速度模型上的射线路径,由步骤S2的射线追踪得到,β1、β2是A1、A2在反射点处的反射角,t1、t2是A1、A2的走时,α是反射点处的地层倾角;是A1、A2射线路径经过的网格的速度的变化量,通过最小二乘求解;
更新2维深度速度模型的方式如下:
所述2维深度速度模型为规则网格状,网格大小dg,其中第i行第j列的网格包含速度Vi,j和坐标xj=(j-1)dg,zi=(i-1)dg;
射线A1由一系列离散点组成,每个离散点代表射线与网格的交点、坐标为{xk1,zl1},k1、l1是网格编号与2维深度速度模型网格对应;
射线A2由一系列离散点组成,每个离散点代表射线与网格的交点、坐标为{xk2,zl2},k2、l2是网格编号与2维深度速度模型网格对应;
4.一种变偏移距VSP Kirchhoff偏移速度分析装置,采用权利要求1~3中任意一项所述的方法,其特征在于:包括:
数据输入模块,用于输入变偏移距VSP初始的2维深度速度模型、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集、变偏移距VSP初始的Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面、偏移速度分析层位、偏移速度分析层位的共成像道集剩余曲率;
射线追踪计算模块,用于根据变偏移距VSP的2维深度速度模型、偏移速度分析层析,采用射线追踪计算用地层倾角、入射角、射线路径;
深度速度模型更新模块,用于利用变偏移距VSP Kirchhoff叠前时间偏移共成像道集剩余曲率建立线性层析方程,最小二乘求解获得速度扰动量,更新2维深度速度模型。
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