CN112213776A - 叠前道集和vsp资料联合层控q模型建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地震勘探技术领域，特别涉及一种叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法。该方法包括：对输入地震数据进行预处理，通过数据分选形成共中心点CMP道集；将叠前CMP道集，进行Q偏移处理；在过VSP井地震剖面窗口内拾取Q值；利用谱比法在VSP资料中求取得到连续的不同时间的Q值曲线；通过插值平滑处理建立层控构造模型；利用VSP资料得到的Q值曲线标定构造模型层内Q值；构造模型层控约束下叠前地震数据和VSP资料联合建立的Q模型。本发明提供的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，建立地震数据保真提高分辨率所需要的准确Q值模型，建立的Q模型还可用于叠前数据、Q偏移等一切依赖品质因子Q的技术。
Description
技术领域
本发明涉及地震勘探技术领域，特别涉及一种叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法。
背景技术
地下地层并非完全弹性介质，地震波传播过程中因为大地吸收、衰减、耗散引起子波频率降低、相位畸变、振幅降低等，中浅层大地吸收衰减比深层更严重，高频地震波吸收衰减比低频成分严重，大地吸收衰减会严重降低地震成果的垂向和横向分辨率，从而降低微小地质体刻画能力越强，降低地震勘探成功率。
通常采用地层品质因子Q描述大地对地震波的吸收衰减程度，而反Q滤波和Q偏移是常用的提高地震分辨率技术手段，上述方法的关键是求取研究区准确的品质因子Q值模型，而利用反射地震很难求得准确Q值。
VSP(垂直地震剖面)资料可以提取到下行波振幅、速度等信息，同时拥有较常规反射地震更好的信噪比和分辨率，利用VSP资料求Q值成为研究目标。自上世纪六十年代起很多学者开始研究利用VSP资料计算Q值的方法，形成谱比法、谱模拟法、振幅衰减法、上升时间法、信号解析法、匹配法等方法和技术。Stainsby，Tommy Tocerud，高静怀等专家在时间域和频率域用VSP资料进行大地吸收衰减研究。本发明的理念是构造约束下叠前地震数据和VSP资料联合建立Q模型新方法，构造约束方面是为了明确沉积和构造运动边界，而利用叠前数据进行不同Q值扫描拾取Q值基于视觉判断，需要VSP资料提供的井点位置准确Q值进行指导和标定，本发明是利用3种资料综合建立模型，而重要的一环就是求取VSP-Q值进行标定。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，以克服现有技术中Q值模型定义不准确，导致地震数据保真分辨率较低的缺陷。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，包括如下步骤：
步骤S1、对输入地震数据进行预处理，通过数据分选形成共中心点CMP道集；
步骤S2、将S1形成的叠前CMP道集，进行Q偏移处理；
步骤S3、在过VSP井地震剖面窗口内拾取Q值；
步骤S4、利用谱比法在VSP资料中求取得到连续的不同时间内Q值曲线；
步骤S5、通过插值平滑处理建立构造模型；
步骤S6、利用VSP资料得到的-Q值曲线标定构造模型层内Q值；
步骤S7、构造约束下叠前地震数据和VSP资料联合建立的Q模型。
优选地，步骤S1具体包括对原始数据进行静校正、去噪、振幅补偿、反褶积、反褶积后去噪、剩余静校正、反几何扩散补偿处理，通过数据分选形成共中心点CMP道集。
优选地，所述步骤S2中，通过公式(1)进行Q偏移处理：
式(1)中，I(x,y,T,h)是时间域Q偏移成像结果，τs和τg代表炮点和检波点的地震波旅行时，ω和ω0是某一参与计算的频率和地震主频，Qeff是等效Q值，
是几何扩散补偿项，
是振幅补偿项，
是相位修正项；进行Q偏移前先定义Q值范围和个数，形成不同Q值对应的多个偏移结果。
优选地，步骤S3中具体包括：在过VSP井地震剖面上按照构造趋势划分多个窗口，横向上每150-200个CDP选取一列垂向窗口；垂向上拾取窗口Δt长度1/10T记录道长≤Δt≤1/5T记录道长；
在每个窗口内拾取Q值，调取每个拾取窗口内S2步骤的不同Q偏移结果剖面进行对比分析，确定当前拾取窗口内合适的Q值和带通滤波高截频F3值。
优选地，步骤S4具体包括：
对VSP资料进行波场分离，提取下行波场数据。
在下行波场中频谱比值法计算Q值：
式(2)中，B(f,t1)为t1时刻的振幅谱，B(f,t2)为t2初始时刻的振幅谱，A(t1)和A(t2)为t1和t2时刻与频率无关的其他影响，Q为地层品质因子。
优选地，步骤S5具体包括：
将S1预处理后的道集叠加形成叠加数据体，通过带通滤波保留15-40Hz频带成分，选取标志层或简单层进行构造解释通过插值平滑处理得到构造模型。
优选地，步骤S6具体包括：
将步骤S3中拾取的Q值填充进步骤S5所建立的构造模型，利用公式(3)对Q值进行标定调整；
R＝QVSP/Qpick (3)
其中QVSP为步骤S3中窗口内拾取的离散Q值，Qpick为对应位置通过VSP资料得到的连续Q值曲线的值，利用公式(4)进行速度和Q值拟合：
lnV＝α+βlnQ (4)
式(4)中，V是速度，Q是经VSP资料标定后的地层品质因子，α和β为拟合系数；
步骤S4中得到的下行波场Q曲线对VSP井轨迹上拾取窗口的Q值进行标定，标定后计算调整系数将同一层组内每个拾取窗口的结果乘R。
优选地，步骤S7具体包括：
将步骤S6标定后的Q值填充进步骤S5生成的构造模型内，手动调整构造剧烈变化处、断层附近的Q值，对生成的Q值模型进行平滑系数为3-5个样点的小尺度差值平滑处理。
(三)有益效果
本发明提供的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，建立地震数据保真提高分辨率所需要的准确Q值模型，建立的Q模型还可用于叠前数据、叠后数据反Q滤波、Q偏移等一切依赖品质因子Q的技术。
附图说明
图1为本发明实施例叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
如图1所示，本发明提供叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，包括以下步骤：
步骤S1、叠前CMP道集准备：经过全部预处理(置观测系统、静校正、去噪、振幅补偿、反褶积、剩余静校正、反褶积后去噪)的CMP道集，对其做反几何扩散补偿处理，做为Q模型建立的初始输入道集。
步骤S2、叠前数据不同Q值扫描：将步骤S1准备好的道叠前CMP集，经过下式进行Q偏移处理：
利用式(10)进行Q偏移前先定义Q值范围，形成不同Q值对应的偏移结果，如定义Q值为50/62/75/89/106/128/156/182/214/247/291/350,则会产生12个对应的Q偏移成果剖面，用于下一步骤在拾取窗口内确定Q值。
步骤S3、在剖面中Q值拾取窗口确定：将过VSP井剖面打开，按照浅中深层分块确定Q值拾取窗口，为了下步通过对比分析每个窗口内不同Q值偏移扫描结果，注意，该步骤窗口拾取的原则是不宜过多页不宜过少，以记录道长5s的数据为例，如果主要沉积地层在3.5s以上，3.5s以下为内幕地层，垂向窗口数量应控制在6-10个，而横向窗口的数量要根据构造变化来确定，如果构造变化平缓，则每1000个CDP横向可采用4-8组窗口，若横向构造变化剧烈，则每1000个CDP可采用6-10个窗口。
步骤S4、确定每个窗口内Q值：通过对比分析扫描结果，确定每一个时窗内的Q值，由于每个窗口内待确定的Q值对应的结果是步骤(3)确定的固定Q值，这一步骤得到的该时窗内的Q值只是一个比较精确的初步Q值，要结合步骤S5中VSP下行波场确定的深度/时间与Q值曲线对本步骤的初步Q值进行标定。
步骤S5、VSP下行波场计算Q值：VSP数据特殊的观测系统类型和激发接收类型可以在井中得到直达波信息，而直达波(下行波)振幅衰减可准确反映地层吸收对地震波的影响。该步骤是在VSP处理系统中完成，主要包括VSP资料预处理、通过波场分离出直达下行波、利用谱比法计算Q值，计算得到Q值随深度/时间变化的一系列D-Q对和T-Q对。
补充说明：步骤S5VSP下行波场计算Q值，实际上为多个步骤的组合应用，具体为：VSP原始资料解压缩解编，置观测系统，初至波拾取，速度分析，依照直达波(下行波)速度排齐，直达波和反射波(下行波和上行波)波场分离，分离出下行波场，下行波子波变换到频率域，利用谱比法计算得到随深度/时间变化的Q值。
步骤S6、VSP-Q精细标定拾取窗口内Q值：利用步骤(5)得到的VSP-Q标定步骤(4)每个Q值拾取窗口内的Q值，此步骤标定后利用下式进行速度-Q值拟合：
lnV＝α+βlnQ (11)
由式(11)计算α和β值，经过拟合插值得到初步Q模型，该模型相当于无构造约束的高精确Q模型，但不是最终Q模型。
步骤S7、叠前CMP道集相干叠加：将叠前CMP道集进行相干叠加，如果该研究区已经过偏移处理，此步骤可省略，直接将偏移成果数据体用作下步骤的层位解释即可。
步骤S8、构造模型建立：将步骤S7得到的叠加数据体(或老偏移成果数据体)进行提高信噪比处理，可采用随机噪音衰减、四维去噪、f-k滤波等处理技术，利用任何地震资料处理软件均可方便实现，此处提高信噪比处理的技术原理和做法不做赘述；在处理后的数据体上进行层位解释，选取的层位不宜过多，以浅、中、深层各有1-2个可以控制构造趋势和断裂特征为宜，但一定要选取连续性好、易于追踪的层位，这一步骤要求处理人员了解研究区地质概况，对标志层和重要控陷断裂有准确的认识，层位解释完成后通过插值平滑处理得到精度较高的构造模型。
步骤S9、构造约束下联合建立Q模型：利用步骤(6)得到的VSP-Q标定后的叠前数据Q值扫描及速度-Q值拟合得到的Q模型，填充到步骤(8)得到的精确构造模型中，得到最终的层位约束下叠前地震数据和VSP资料联合建立的Q模型。注意，此步骤的填充有两个意义，一是将精确构造变化融入Q模型使其精度提高，二是将用于叠前/叠后地震数据反Q滤波或Q偏移的技术应用所必须的时空变Q模型赋予地质(沉积时代/构造演变事件)含义。
本发明综合利用了三项中间成果及资料联合建立模型，目前行业内有一些采用两种资料或技术联合建模的做法，但尚无同时应用VSP资料、叠前地震数据扫描确定Q场、构造解释结果约束共同建模的做法。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、对输入地震数据进行预处理，通过数据分选形成共中心点CMP道集；
步骤S2、将S1形成的叠前CMP道集，进行Q偏移处理；
步骤S3、在过VSP井地震剖面窗口内拾取Q值；
步骤S4、利用谱比法在VSP资料中求取得到连续的不同时间的Q值曲线；
步骤S5、通过插值平滑处理建立层控构造模型；
步骤S6、利用VSP资料得到的-Q值曲线标定构造模型层内Q值；
步骤S7、构造模型层控约束下叠前地震数据和VSP资料联合建立的Q模型。
2.如权利要求1所述的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，步骤S1具体包括对原始数据进行静校正、去噪、振幅补偿、反褶积、反褶积后去噪、剩余静校正、反几何扩散补偿处理，通过数据分选形成共中心点CMP道集。
3.如权利要求1所述的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过公式(1)进行Q偏移处理：
式(1)中，I(x,y,T,h)是时间域Q偏移成像结果，τs和τg代表炮点和检波点的地震波走时，ω和ω0是某一参与计算的频率和地震主频，Qeff是等效Q值，
是几何扩散补偿项，
是振幅补偿项，
是相位修正项；进行Q偏移前先定义Q值范围和个数，形成不同Q值对应的多个偏移结果。
4.如权利要求1所述的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，步骤S3中具体包括：在过VSP井地震剖面上按照构造趋势划分多个窗口，横向上每150-200个CDP选取一列垂向窗口；垂向上拾取窗口Δt长度1/10T记录道长≤Δt≤1/5T记录道长；
在每个窗口内拾取Q值，调取每个拾取窗口内S2步骤的不同Q偏移结果剖面进行对比分析，确定当前拾取窗口内合适的Q值和带通滤波高截频F3值。
5.如权利要求1所述的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
对VSP资料进行波场分离，提取下行波场数据。
在下行波场中应用频谱比值法计算Q值：
式(2)中，B(f,t1)为t1时刻的振幅谱，B(f,t2)为t2初始时刻的振幅谱，A(t1)和A(t2)为t1和t2时刻与频率无关的其他影响，Q为地层品质因子。
6.如权利要求1所述的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
将S1预处理后的道集叠加形成叠加数据体，通过带通滤波保留15-40Hz频带成分，选取标志层或简单层进行构造解释通过插值平滑处理得到构造模型。
7.如权利要求1所述的构叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，步骤S6具体包括：
将步骤S3中拾取的Q值填充进步骤S5所建立的构造模型，利用公式(3)对Q值进行标定调整；
R＝QVSP/Qpick (3)
其中QVSP为步骤S3中窗口内拾取的离散Q值，Qpick为对应位置通过VSP资料得到的连续Q值曲线的值，利用公式(4)进行速度和Q值拟合：
lnV＝α+βlnQ (4)
式(4)中，V是速度，Q是经VSP资料标定后的地层品质因子，α和β为拟合系数；
步骤S4中得到的下行波场Q曲线对VSP井轨迹上拾取窗口的Q值进行标定，标定后计算调整系数将同一层组内每个拾取窗口的结果乘R。
8.如权利要求1所述的叠前道集和VSP资料联合层控Q模型建立方法，其特征在于，步骤S7具体包括：
将步骤S6标定后的Q值填充进步骤S5生成的构造模型内，手动调整构造剧烈变化处、断层附近的Q值，对生成的Q值模型进行平滑系数为3-5个样点的小尺度插值平滑处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhao Haibo Inventor after: Bao Yi Inventor after: Pei Jiangyun Inventor after: Zhao Zhonghua Inventor after: Wang Cheng Inventor after: Feng Lei Inventor after: Hou Weili Inventor after: Zhang Zaijin Inventor after: Han Shuang Inventor before: Bao Yi Inventor before: Chen Shumin Inventor before: Zhao Zhonghua Inventor before: Wang Cheng Inventor before: Feng Lei Inventor before: Hou Weili Inventor before: Zhang Zaijin Inventor before: Han Shuang |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |