CN112099090A - 地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法 - Google Patents

地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种视速度域非一致性长波长静校正方法，属于地震勘探资料处理的静校正技术领域。其解决了现有地表一致性静校正方法不适用于复杂地表非一致性条件的地震资料静校正的问题。本发明包括如下步骤：获取原始地震资料并进行预处理；建立近地表速度模型；将地震记录进行变换得到视速度域地震记录；计算静校正量，并在视速度域中进行炮点端的非一致性静校正；将视速度域地震记录再变换到时间‑空间域；抽取共检波点地震记录，根据互换原理计算静校正量，并进行检波点端非一致性静校正，最终获得经过非一致性静校正后的地震数据。本发明易于计算机自动化实现，对不符合常规地表一致性条件的地区具有很强的适应性，为陆地地震资料处理提供有效的非一致性静校正方法。

Description

地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法
技术领域
本发明涉及一种视速度域非一致性长波长静校正方法，属于地震勘探资料处理的静校正技术领域。
背景技术
长波长静校正是地震资料处理过程中一种消除地表低速层起伏及速度变化对地震资料影响的技术。长波长静校正量主要来源于地表起伏及低速层横向速度变化，影响地震成像剖面上的构造形态。目前常用的长波长静校正技术多基于地表一致性假设，即假设地震波在低速层中的传播路径垂直于地表，这种假设在地表速度较低的地区是成立的。对于山地等复杂地区，其地表速度往往偏高，甚至有基岩出露现象，地震波在近地表层中的传播路径不符合地表一致性假设，使一致性长波长静校正不能取得令人满意的效果。
目前我国的油气勘探的重心正逐步向复杂地区转移，而静校正是获得高质量地震剖面的关键技术，地表一致性假设的误差为静校正工作带来了许多困难。波动方程基准面校正虽然可以解决一致性假设带来的问题，但是这种方法计算量大，难以应用到实际勘探过程中。目前，还缺乏易于应用的非一致性长波长静校正方法，严重制约了复杂地区地震勘探资料的处理效果。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种视速度域非一致性长波长静校正方法，其解决了地表一致性假设不适用于复杂地区的静校正问题。
本发明所述的地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对原始地震资料的预处理，主要包括对原始数据的噪声压制、振幅补偿、废炮废道的剔除；
S2:从处理后的地震记录中拾取初至波走时信息；
S3：根据拾取的地震初至走时数据，使用菲涅尔体层析反演方法建立离散近地表速度模型v(x,z)，其中 为水平方向网格点坐标， 为垂直方向网格点坐标；
S4：将共炮点地震记录变换到时间-视速度域，包括如下小步：
S41：设定变换参数vmin, vmax, nv, dv，其中，vmin为变换至视速度域后的最小视速度，vmax为变换至视速度域后的最大视速度，nv为变换至视速度域后视速度域中的道数，dv为变换至视速度域时两道之间的视速度间隔；
S42：按照设定好的参数对地震记录进行变换，得到视速度域数据g(va,τ)，变换公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
(1)
其中，g(va,τ)为视速度域中数据；τ为视速度域中时间；va为视速度，范围为(vmin,vmax)，视速度间隔与变换后视速度个数分别为dv和nv；s(x,t)为原始时间域地震记录，x为偏移距，t为时间；R{•}表示从时间域到视速度域的映射关系；(h0,t0)为映射原点，一般设置h0= 0, t0 = 0；
S5：计算炮点端的静校正量Δt，并在视速度域中进行炮点端非一致性静校正，包括如下小步：
S51：对视速度域中每一视速度va，根据地表速度模型，自炮点出发，沿当前视速度对应角度方向计算对应的时差Δtd：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
(2)
其中，zn为低速层底界面对应的网格点深度；zi为当前计算的网格点深度；dz为垂直方向网格点间隔；xs为该炮对应的炮点水平方向坐标；θ为地震波出射角度；v(xs+zi*tanθ,zi)为沿当前射线方向的第i个网格点的速度；v(xs,0)为炮点处地表速度；
S52：对视速度域中每一视速度对应的角度θ，计算自低速层底界面延拓到基准面的时差 Δtu，并与Δtd相加得到炮点端非一致性静校正量Δt：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
(3)
Figure DEST_PATH_IMAGE004
(4)
其中，zh为基准面高程，vp为替换速度；
S53：用计算得到的炮点端非一致性静校正量Δt对相应视速度域的地震记录进行校正，然后计算下一炮对应的炮点端非一致性静校正量，重复步骤S51-S53，直至所有炮点均计算完毕；
S6：将校正后的视速度域地震记录反变换至时间-空间域，得到炮点端非一致性静校正后的地震记录s＇(h,t)，变换公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
(5)
其中，R＇{•}为反变换映射关系，由于时间-空间域中偏移距信息h是由观测系统决定的，因此需对反变换后得到的地震记录进行双线性插值处理得到观测系统与原始地震记录相同的记录；
S7：对进行过炮点端非一致性静校正后的地震记录s＇(h,t)抽取共检波点道集，得到检波点域地震记录r(h,t)；
S8：根据互换原理，检波点域地震记录可等效视为自检波点位置激发，炮点位置接收的炮集，对检波点域记录重复步骤3到5，得到进行检波点端非一致性静校正后的地震记录 ；
S9:将检波点域地震记录变换到炮点域，得到非一致性长波长静校正后的地震记录。
优选地，步骤二中使用菲涅尔体层析方法建立离散近地表速度模型。
优选地，步骤五中使用双线性插值方法获取观测系统与原始地震记录相同的记录。
本发明的有益效果是：本发明所述的视速度域非一致性长波长静校正方法，在视速度域中分别进行炮点与检波点端静校正，考虑到了地震波在近地表低速层中传播路径非垂直时的影响，解决了基于地表一致性假设的静校正方法无法用于复杂地区地震资料静校正的问题；本发明易于计算机自动化实现，相比现有波动方程基准面校正等其他非一致性静校正方法，具有计算速度快的优点，为近地表复杂时的地震资料处理提供了一种有效的非一致性静校正方法。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为理论模型示意图；
图3为用理论模型合成的第一炮地震记录；
图4为对第一炮地震记录进行一致性静校正结果与理论结果对比；
图5为对第一炮地震记录进行非一致性静校正结果与理论结果对比。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
S1：对原始地震资料的预处理，主要包括对原始数据的噪声压制、振幅补偿、废炮废道的剔除；
S2:从处理后的地震记录中拾取初至波走时信息；
S3：根据拾取的地震初至走时数据，使用菲涅尔体层析反演方法建立离散近地表速度模型v(x,z)，其中 为水平方向网格点坐标， 为垂直方向网格点坐标；
S4：将共炮点地震记录变换到时间-视速度域，包括如下小步：
S41：设定变换参数vmin, vmax, nv, dv，其中，vmin为变换至视速度域后的最小视速度，vmax为变换至视速度域后的最大视速度，nv为变换至视速度域后视速度域中的道数，dv为变换至视速度域时两道之间的视速度间隔；
S42：按照设定好的参数对地震记录进行变换，得到视速度域数据g(va,τ)，变换公式如下：
Figure 163433DEST_PATH_IMAGE001
(1)
其中，g(va,τ)为视速度域中数据；τ为视速度域中时间；va为视速度，范围为(vmin,vmax)，视速度间隔与变换后视速度个数分别为dv和nv；s(x,t)为原始时间域地震记录，x为偏移距，t为时间；R{•}表示从时间域到视速度域的映射关系；(h0,t0)为映射原点，一般设置h0= 0, t0 = 0；
S5：计算炮点端的静校正量Δt，并在视速度域中进行炮点端非一致性静校正，包括如下小步：
S51：对视速度域中每一视速度va，根据地表速度模型，自炮点出发，沿当前视速度对应角度方向计算对应的时差Δtd：
Figure 533104DEST_PATH_IMAGE002
(2)
其中，zn为低速层底界面对应的网格点深度；zi为当前计算的网格点深度；dz为垂直方向网格点间隔；xs为该炮对应的炮点水平方向坐标；θ为地震波出射角度；v(xs+zi*tanθ,zi)为沿当前射线方向的第i个网格点的速度；v(xs,0)为炮点处地表速度；
S52：对视速度域中每一视速度对应的角度θ，计算自低速层底界面延拓到基准面的时差 Δtu，并与Δtd相加得到炮点端非一致性静校正量Δt：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
(3)
Figure DEST_PATH_IMAGE007
(4)
其中，zh为基准面高程，vp为替换速度；
S53：用计算得到的炮点端非一致性静校正量Δt对相应视速度域的地震记录进行校正，然后计算下一炮对应的炮点端非一致性静校正量，重复步骤S51-S53，直至所有炮点均计算完毕；
S6：将校正后的视速度域地震记录反变换至时间-空间域，得到炮点端非一致性静校正后的地震记录s＇(h,t)，变换公式如下：
Figure 437475DEST_PATH_IMAGE005
(5)
其中，R＇{•}为反变换映射关系，由于时间-空间域中偏移距信息h是由观测系统决定的，因此需对反变换后得到的地震记录进行双线性插值处理得到观测系统与原始地震记录相同的记录；
S7：对进行过炮点端非一致性静校正后的地震记录s＇(h,t)抽取共检波点道集，得到检波点域地震记录r(h,t)；
S8：根据互换原理，检波点域地震记录可等效视为自检波点位置激发，炮点位置接收的炮集，对检波点域记录重复步骤3到5，得到进行检波点端非一致性静校正后的地震记录 ；
S9:将检波点域地震记录变换到炮点域，得到非一致性长波长静校正后的地震记录。
实施例2：
下面结合具体实施方式，对本发明进行解释和说明。
为了进一步说明该方法的实现思路、实现过程及有效性，用理论模型进行了测试，并与地表一致性长波长静校正的结果进行比较。
S1：由于使用理论模型进行测试，因此不需要进行资料预处理与速度建模，直接使用理论模型进行数值计算，得到该模型的地震记录；
S2：将地震记录变换至视速度域；
S3：计算炮点端非一致性静校正量，并进行炮点端静校正；
S4：将校正后的视速度域地震记录反变换到时间域；
S5：对变换到时间域的地震记录，抽取共检波点道集；
S6：将共检波点道集地震记录再变换至视速度域；
S7：计算检波点端非一致性静校正量，并进行检波点端静校正；
S8：将视速度域地震记录变换到时间域，再变换回共炮点道集，即可获得非一致性静校正后的地震记录。
图2是本实施例所用速度模型，图3是未做静校正前第一炮地震记录，图4和图5分别是对第一炮地震记录进行一致性静校正与非一致性静校正后的效果图，图中黑色虚线为无地表低速层时地震记录同相轴形态，即静校正后理论同相轴。从图可以看出，进行一致性静校正后，地震记录同相轴与理论同相轴形态有较大差别，而进行非一致性静校正后，地震记录同相轴更接近于理论形态，静校正效果得到了明显改善。这表明本发明对地表低速层不满足地表一致性假设的地区的适应性和良好的应用效果。
本发明可广泛运用于地震资料处理的静校正环节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

Claims (4)

1.一种地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对原始地震资料的预处理，主要包括对原始数据的噪声压制、振幅补偿、废炮废道的剔除；
S2:从处理后的地震记录中拾取初至波走时信息；
S3：根据拾取的地震初至走时数据，使用菲涅尔体层析反演方法建立离散近地表速度模型v(x,z)，其中 为水平方向网格点坐标， 为垂直方向网格点坐标；
S4：将共炮点地震记录变换到时间-视速度域，包括如下小步：
S41：设定变换参数vmin, vmax, nv, dv，其中，vmin为变换至视速度域后的最小视速度，vmax为变换至视速度域后的最大视速度，nv为变换至视速度域后视速度域中的道数，dv为变换至视速度域时两道之间的视速度间隔；
S42：按照设定好的参数对地震记录进行变换，得到视速度域数据g(va,τ)，变换公式如下：
Figure 609810DEST_PATH_IMAGE001
(1)
其中，g(va,τ)为视速度域中数据；τ为视速度域中时间；va为视速度，范围为(vmin,vmax)，视速度间隔与变换后视速度个数分别为dv和nv；s(x,t)为原始时间域地震记录，x为偏移距，t为时间；R{•}表示从时间域到视速度域的映射关系；(h0,t0)为映射原点，一般设置h0 = 0,t0 = 0；
S5：计算炮点端的静校正量Δt，并在视速度域中进行炮点端非一致性静校正，包括如下小步：
S51：对视速度域中每一视速度va，根据地表速度模型，自炮点出发，沿当前视速度对应角度方向计算对应的时差Δtd：
Figure 663960DEST_PATH_IMAGE002
(2)
其中，zn为低速层底界面对应的网格点深度；zi为当前计算的网格点深度；dz为垂直方向网格点间隔；xs为该炮对应的炮点水平方向坐标；θ为地震波出射角度；v(xs+zi*tanθ,zi)为沿当前射线方向的第i个网格点的速度；v(xs,0)为炮点处地表速度；
S52：对视速度域中每一视速度对应的角度θ，计算自低速层底界面延拓到基准面的时差 Δtu，并与Δtd相加得到炮点端非一致性静校正量Δt：
Figure 230071DEST_PATH_IMAGE003
(3)
Figure 531739DEST_PATH_IMAGE004
(4)
其中，zh为基准面高程，vp为替换速度；
S53：用计算得到的炮点端非一致性静校正量Δt对相应视速度域的地震记录进行校正，然后计算下一炮对应的炮点端非一致性静校正量，重复步骤S51-S53，直至所有炮点均计算完毕；
S6：将校正后的视速度域地震记录反变换至时间-空间域，得到炮点端非一致性静校正后的地震记录s＇(h,t)，变换公式如下：
Figure 892313DEST_PATH_IMAGE005
(5)
其中，R＇{•}为反变换映射关系，由于时间-空间域中偏移距信息h是由观测系统决定的，因此需对反变换后得到的地震记录进行双线性插值处理得到观测系统与原始地震记录相同的记录；
S7：对进行过炮点端非一致性静校正后的地震记录s＇(h,t)抽取共检波点道集，得到检波点域地震记录r(h,t)；
S8：根据互换原理，检波点域地震记录可等效视为自检波点位置激发，炮点位置接收的炮集，对检波点域记录重复步骤3到5，得到进行检波点端非一致性静校正后的地震记录；
S9:将检波点域地震记录变换到炮点域，得到非一致性长波长静校正后的地震记录。
2.根据权利要求1所述的视速度域非一致性长波长静校正方法，其特征在于，所述S4中，将原始地震记录变换至视速度域。
3.根据权利要求1所述的地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法，其特征在于，所述S5中，需计算不同角度对应的静校正量。
4.根据权利要求1所述的地震资料视速度域非一致性长波长静校正方法，其特征在于，所述方法需在炮点端和检波点端分别计算非一致性静校正量并在视速度域进行静校正，再从视速度域反变换到时间域。
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