CN112305601B - 基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，包括，输入加载过空间属性的地震数据，拾取可靠的初至时间；进行层析反演或微测井约束层析反演处理，获得风化层速度V1、降速层速度V2以及低降速带厚度属性；计算透射系数V1/V2，分析目标区原始记录能量属性与透射系数的对应关系及面上的分布规律，作为井位设计的依据；根据原始记录能量属性、透射系数属性和低降速带厚度属性，设计激发井位和井深。本发明的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，为获得振幅一致性好的原始资料奠定了良好的基础，在地震资料的采集中提高了原始记录振幅的一致性，在高保真勘探中有很好的应用前景。

Description

基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法
技术领域
本发明涉及地球物理勘探地震资料的采集领域，具体涉及一种基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法。
背景技术
地震采集作业是地震勘探的第一个环节，采集资料的品质直接影响最终解释成果的质量。在地震采集作业中，激发井深是重要的施工参数，最佳激发井深对提高记录信噪比、分辨率方面作用明显。
目前地震勘探资料对保幅的要求越来越高，希望记录到的原始记录的能量基本一致，而激发能量的一致性与激发的井位和井深密切相关。地震勘探资料采集中，往往存在激发能量不一致的情况，故采集施工设计中需要针对地震地质条件情况，进行激发的井位和井深的合理设计。以往激发井的设计主要是依靠近地表调查信息，由于微测井或小折射的密度有限，表层低降速带的情况在面上规律不是很明确，对采集设计的辅助作用有限。因此，目前在地震资料采集中普遍存在井位和井深设计依据不够充分，设计的针对性不够强，原始地震记录能量的一致性不够理想的现实问题。
发明内容
针对目前地震资料采集中普遍存在的井位和井深设计依据不够充分，设计的针对性不够强，原始地震记录能量的一致性不够理想的现实问题，本发明提供了一种基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，以期能够获得振幅一致性良好的原始地震记录。
本发明的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，包括以下步骤，
步骤1.输入加载过空间属性的地震数据，拾取可靠的初至时间；
步骤2.进行层析反演或微测井约束层析反演处理，获得风化层速度V1、降速层速度V2以及低降速带厚度属性；
步骤3.计算透射系数V1/V2，分析目标区原始记录能量属性与透射系数的对应关系及面上的分布规律，作为井位设计的依据；
步骤4.根据原始记录能量属性、透射系数属性和低降速带厚度属性，设计将采集施工的激发井位和井深。
进一步地，在所述步骤1中，加载过空间属性的地震数据指加载过SPS观测系统文件以后的数据，所述数据具备包括炮检点坐标、高程、井深、线道号的基本空间属性信息。
进一步地，在所述步骤1中，所述初至时间是指初至波拾取的地震道的起跳时间。
进一步地，在所述步骤2中，层析反演的关键参数的选取包括：偏移距离的选取、反演层数的确定以及加载微测井数据约束层析反演。
进一步地，在所述步骤3中，所述原始记录能量属性是指野外统计采集的单炮能量属性。
进一步地，在所述步骤3中，所述目标区原始记录能量属性与透射系数的对应关系及面上的分布规律是指分析原始记录能量强弱分布规律与透射系数大小分布规律的相关性。
进一步地，在所述步骤4中，设计激发井位和井深时，参考低降速带厚度，在透射系数V1/V2数值较低并且对应原始记录能量较弱的区域，减小激发井井位间距，加深激发井的深度。
与现有技术相比，本发明的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，依据勘探工区老资料层析反演获得的透射系数和低降速带厚度属性，结合原始记录能量属性的分析，进行重复采集施工的井位和井深设计，为获得振幅一致性良好的原始资料奠定了良好的基础，该设计方法在地震资料的采集中提高了原始记录振幅的一致性，可以实现二维资料采集为三维资料采集服务，老资料为重复采集的新资料服务，在高保真勘探中有很好的应用前景。
上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了本发明的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法的流程图；
图2显示了根据本发明的设计方法的实施例得到的风化层速度V1属性；
图3显示了根据本发明的设计方法的实施例得到的降速层速度V2属性；
图4显示了根据本发明的设计方法的实施例得到的低降速带厚度属性；
图5显示了根据图3和图4得到的V1/V2透射系数属性；
图6显示了本发明的实施例的原始记录能量属性；
图7显示了能量透射示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
如图1所示，本发明的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，包括以下步骤，
步骤1.输入加载过空间属性的地震数据，拾取可靠的初至时间；
其中，加载过空间属性的地震数据指加载过SPS观测系统文件以后的数据，该数据具备了炮检点坐标、高程、井深、线道号等基本空间属性信息。
在层析反演中，初至波拾取的目的是要得到地震波由激发点至接收点的最小射线传播时间，以此作为层析反演射线走时的目标函数。初至时间拾取的准确与否直接影响层析反演结果的正确性。
在本设计方法中，可靠的初至时间就是指初至波拾取的地震道的起跳时间。其拾取难易程度一般是由初至质量决定。初至质量主要受地表条件的复杂程度和地下构造岩性等影响。
步骤2.进行层析反演或微测井约束层析反演处理，获得风化层速度V1、降速层速度V2以及低降速带厚度属性；
其中，层析反演的关键参数的选取包括：
1)偏移距离的选取；
在Omega层析反演静校正中，偏移距选取的好坏直接影响反演的结果，偏移距范围控制了反演的深度。在本实施例中，选取偏移距范围为30～1200m，30m为一个道间距。经过最大和最小偏移距测试，最终发现最小偏移距选用30m反演的低速层速度更合理，最大偏移距选用1200m可以获得更稳定的T24界面(目的层)。
2)反演层数的确定；
层数对反演的结果很重要。在偏移距离确定的情况下，反演层数的多少影响着反演的深度与模型内部结构的划分。层数太少，反演的速度模型太简单，对于低降速带的内部结构不能完全反映出来，不能分辨低速层的厚度，不能准确地描述近地表结构；相反，层数太多，反演的又太深，而且有时还会使反演的速度反转，造成反演失败。
3)加载微测井数据约束层析反演；
如果工区具备微测井数据，可以进行微测井约束层析反演。
参照图2-图4，图2为本实施例中得到的目标区风化层速度V1属性，从图2可以看出，目标区域整个北片区和西北片区风化层速度V1较低；从图3示出的降速层速度V2属性可以看出，本实施例的目标区域降速层速度V2差异较小；图4为目标区低降速带厚度属性，其中显示了，目标区域由西至东，由南至北低降速带厚度逐渐增大。一般认为在只考虑低降速带厚度的情况下，厚度越大能量越不容易穿透，所以激发井深度需要参考该属性，低降速带越厚的地方激发井应该打的越深。
步骤3.计算透射系数V1/V2，分析目标区老资料原始记录能量属性与透射系数的对应关系及面上的分布规律，作为重复采集激发井位设计的依据；
地震波在传播过程中遇到分界面时，除有一部分能量作为反射波的能量回到第一种介质中以外，通常还有一部分能量作为透射波的能量透入第二种介质中，这种波称为透射波。在野外地震勘探中，通常在潜水面以下一定深度打井放炮，能量会有一部分向上传播到近地表低降速带中，从而产生透射能量损失，研究近地表透射比对今后展开透射损失补偿研究具有重要的意义。
根据图7的能量透射示意图以及透射比公式，
其中，τ-透射比，n-折射率，cosθ-入射角，A-振幅，v-光波在介质中传播速度，c-光波在真空中传播速度。
由于炸药激发深度和药量通常不变，近地表传播条件下可以近似假设激发能量与入射角一致，可以将透射比公式简化为：
其中，K为能量常数。
如图5所示，图5为目标区V1/V2透射系数属性，目标区域整个北片区和西北片区风化层透射系数V1/V2数值较低，可以理解为北片区和西北片区单炮能量在低降速带损失较大，即穿透低降速带的能量较低。因此在透射系数V1/V2数值较低的区域激发井需要加密，即激发井的井位相邻间距更小，同时激发井的深度也需要打的更深一些。
步骤4.根据原始记录能量属性、透射系数属性和低降速带厚度属性，设计激发井位和井深。
图6记录的为目标区野外统计单炮原始记录能量分布图，可以看出除极小部分异常炮以外(工区西南角有部分固定排列加密炮)，该目标区域北片区和西北片区单炮接收到的能量明显低于南片区，跟透射系数V1/V2数值相关性较好。由此可以推断，透射系数属性可以作为激发井位和井深设计的依据。
上述实施例证明了通过采用层析反演方法，在有表层调查信息条件时，可采用微测井约束层析反演，获得表层的风化层速度V1、降速层速度V2和低降速带厚度属性，计算V1/V2透射系数，进而利用这些信息开展激发井的设计，包括井深和井位的设计。
本发明的设计方法可以实现二维资料采集为三维资料采集服务，老资料为重复采集的新资料服务，能够获得能量一致性更好的原始地震记录，达到资料保幅的目的，为获得高保真的处理成果奠定了良好的基础。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明实时操作，但是，这并非要去或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤或者将一个步骤分成多个步骤执行。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1.输入加载过空间属性的地震数据，拾取可靠的初至时间；
步骤2.进行层析反演或微测井约束层析反演处理，获得风化层速度V1、降速层速度V2以及低降速带厚度属性；
步骤3.计算透射系数V1/V2，分析目标区原始记录能量属性与透射系数的对应关系及面上的分布规律，作为井位设计的依据；
其中，所述原始记录能量属性是指野外统计采集的单炮能量属性，所述目标区原始记录能量属性与透射系数的对应关系及面上的分布规律是指分析原始记录能量强弱分布规律与透射系数大小分布规律的相关性；
步骤4.根据原始记录能量属性、透射系数属性和低降速带厚度属性，设计激发井位和井深，在设计激发井位和井深时，参考低降速带厚度，在透射系数V1/V2数值低并且对应原始记录能量较弱的区域，减小激发井井位间距，加深激发井的深度。
2.根据权利要求1所述的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，其特征在于，在所述步骤1中，加载过空间属性的地震数据指加载过SPS观测系统文件以后的数据，所述数据具备包括炮检点坐标、高程、井深、线道号的基本空间属性信息。
3.根据权利要求2所述的基于层析反演的地震勘探采集激发井的设计方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述初至时间是指初至波拾取的地震道的起跳时间。
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