CN112394406A - 一种拟真地表深度域速度模型的建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拟真地表深度域速度模型的建立方法，包括：对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理；对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面，并用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；将地震叠前道集从浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型，对中深层速度进行层析反演更新，提高了速度精度。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探反射波地震数据处理过程中的叠前深度偏移成像技术领域，特别涉及一种拟真地表深度域速度模型的建立方法。
背景技术
目前国内页岩气勘探开发方兴未艾，页岩气资源潜力极大。然页岩优质储层厚度相对较薄，开发过程依赖水平井技术，对深度精度要求高。叠前深度偏移技术是解决复杂构造和速度横向变化剧烈地区地震资料成像问题的理想技术。地震资料深度域成像成果对于页岩气高精度勘探开发(精细构造解释、精确的断层定位、油气藏边界检测、储量计算修改、井轨迹优化部署等)能够起到重要支撑作用。但深度域成果能够完全满足复杂地区页岩气勘探开发需要仍面临许多难题。
常用的叠前深度偏移方法包括克希霍夫偏移、高斯束偏移、单程波偏移以及逆时偏移。不同偏移算法各有其优缺点和适用性。在处理起伏地表方面，射线类方法(克希霍夫偏移和高斯束偏移)比波动方程类方法(单程波偏移和逆时偏移)适用性更好；偏移精度方面，克希霍夫偏移最低，单程波偏移与高斯束偏移效果更高，逆时偏移最高；偏移噪音方面，射线类偏移噪音大于波动方程类偏移。在起伏地表探区，宜选取高斯束偏移作为前期建模与成像监控方法，后期采用逆时偏移或高斯束偏移形成成果剖面，但如果从真地表进行偏移，逆时偏移算法实现起来较难。在低信噪比和速度不准确的实际工区，宜选用高斯束偏移或者单程波偏移，不宜采用克希霍夫偏移；在信噪比比较高的探区，可以利用高斯束偏移或者克希霍夫偏移作为建模工具，利用逆时偏移进行最后成像。
对复杂地区深度域成像影响最大的因素是深度域速度模型的构建。从速度建模的算法来划分，速度建模技术的新进展主要包括两个方面：基于射线的速度建模和基于波场延拓的速度建模。基于射线的速度建模主要又包括线性层析方法建模和非线性层析(也称为立体层析)方法建模；基于波场延拓的速度建模最新进展主要是全波形反演。
目前流行的深度域建模方法主要是线性层析反演速度建模方法。通常的基于沿层层析或网格层析反演的方法可以得到较为收敛的中深层速度模型。但因浅层覆盖次数不足，特别是复杂地区，导致难以通过层析反演方法逐步更新浅层速度，浅层近地表速度不准势必影响速度模型精度和最终成像精度。
因此，迫切需要寻求一种能提高复杂地区深度域速度模型精度的建模方法。
为此，现有技术CN109581501A公开了一种用于沙漠区深度域速度建模的方法，包括：建立浅表层深度域速度模型；建立中深层深度域速度模型；将上述两个速度模型进行速度融合，得到浅中深层一体化深度域速度模型；利用层析反演技术对深度域速度模型进行迭代更新。
虽然，该技术中对地表高程进行大尺度平滑，得到浮动基准面，将叠前数据也校到该浮动基准面，偏移的起始面也是该浮动基准面。该浮动基准面是对真地表面的大尺度平滑近似，可以较好近似起伏较平缓的地表面，但对起伏较剧烈的山区地表，其近似程度相对较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的速度模型精度低影响最终成像精度的问题，针对低信噪比和速度不准确的起伏地表地区，提供一种拟真地表深度域速度模型的建立方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种拟真地表深度域速度模型的建立方法，包括以下步骤：
步骤一、对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取层析静校正量或高程静校正量中的低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；
步骤二、根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理；
步骤三、对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面，并用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；
步骤四、将地震叠前道集从固定面或者浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；
步骤五、通过层析反演建模方法建立中深层速度模型，选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型。
优选的，所述步骤六，还包括根据所述拟真地表深度域速度模型，采用叠前深度偏移方法得到深度域偏移成像。
优选的，所述叠前深度偏移方法采用高斯束体偏移方法。
优选的，所述拼接面的选取，包括：根据中深层速度模型，得到中深层浅部可以求准的速度值，以及建立所述浅层速度模型时产生的射线照明体，确定浅层深部可靠的速度深度分布范围，选定高速顶界面并进行平滑处理，得到所述拼接面。
根据本发明的另一方面，提供一种用于拟真地表深度域速度模型的建立装置，包括：
第一模型建立模块，对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取层析静校正量或高程静校正量中的低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理；
拟真地表建立模块，对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面，并用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；将地震叠前道集从浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；
第二模型建立模块，通过层析反演建模方法建立中深层速度模型，选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型；
更新模块，对中深层速度进行层析反演更新。
根据本发明的另一方面，提供一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行所述的用于拟真地表深度域速度模型的建立方法对应的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行所述的用于拟真地表深度域速度模型的建立方法对应的操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明对原应用于地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行适当分解，对叠前道集反应用低频分量，既不影响成像质量，又为应用新的浅层速度模型奠定了基础。
2、对浅层速度模型进行一定平滑，既保留了合理的低频的静校正量，又适当降低了该模型速度的纵横向突变性，满足现有偏移算法应用条件，使得浅层与中深层融合的深度域偏移成像不会畸变。
3、用拟真地表代替真地表，能够让更多近地表细节速度参与计算，不会因为大尺度平滑而丢失更多的近地表速度细节。
4、采用拟真地表方法，将叠前道集数据校到拟真地表面上，与原来从浮动基准面进行偏移相比，进一步提高了偏移精度。
5、根据中深层速度模型，得到中深层浅部可以求准的速度值，以及建立所述浅层速度模型时产生的射线照明体，确定浅层深部可靠的速度深度分布范围，选定高速顶界面，实现浅层速度模型和中深层速度模型的融合。
6、采用高斯束体偏移进行最终成像，可以有效适用于复杂地区起伏地表地震资料深度域成像。
附图说明：
图1为本发明的步骤流程示意图。
图2为工区全偏移距初至示意图。
图3为层析反演建立的工区浅层速度模型示意图。
图4为工区真实地表示意图。
图5为工区300米平滑地表示意图。
图6为工区浅层速度模型示意图。
图7为层析反演建立的中深层速度模型示意图。
图8为浅层与中深层融合后的工区深度域速度模型示意图。
图9为没有融合与融合了浅层速度的偏移输出共成像点道集对比示意图。
图10为没有融合与融合了浅层速度的偏移输出剖面对比示意图。
图11为没有融合与融合了浅层速度的偏移输出剖面对比示意图。
图12为根据本发明一个实施例的用于拟真地表深度域速度模型的建立装置的结构示意图。
图13为根据本发明一个实施例的计算设备的结构示意图。
图中标记：1-拼接面，2-拟真地表深度域速度模型的建立装置，210-第一模型建立模块，220-拟真地表建立模块，230-第二模型建立模块，240-更新模块，302-处理器，304-通信接口，306-存储器，308-总线，310-程序。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
现有深度域速度建模技术主要是基于层析反演驱动的中深层速度建模，用层析反演方法很难求取更新浅层速度。因此，本发明利用已经做过叠前预处理的工区地震叠前道集，拾取好的工区单炮初至，以及工区地表高程、工区浮动基准面、工区层析静校正量(或高程静校正量)，提出一种拟真地表深度域速度模型的建立方法，如图1，以提高浅层和整体速度模型精度，包括以下步骤：
步骤一、对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取层析静校正量或高程静校正量中的低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；
对原应用于工区地震叠前道集的炮、检点层析静校正量(或高程静校正量)(Ssrc，Srcv)采用中值滤波{Sf＝median[S1，S2，S3，......，Sn]}方法进行平滑，分别提取静校正低频分量(Ssrcl，Srcvl)与高频分量(Ssrch，Srcvh)，静校正高频分量指波数大于0.005米-1的静校正量，静校正低频分量指波数小于0.005米-1的静校正量，即分解炮(Ssrc＝Ssrcl+Ssrch)、检(Srcv＝Srcvl+Srcvh)点静校正量，对叠前数据反应用低频静校正量(Ssrcl，Srcvl)，既不影响成像质量，又为应用新的浅层速度模型奠定了基础。平滑半径的判别标准是反应用过低频量的道集品质不降低，且叠加成像质量不降低。
步骤二、根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理；
如图2，根据拾取好的工区单炮初至，收集工区单炮初至数据集F(ti)(i＝1，2，3，...，n)，ti为拾取的初至值，剔除异常值，输入工区全偏移距初至，采用层析反演迭代方法求取如图3所示的浅层速度模型Vsh，能够最大程度增加浅层相对较深位置的照明度，建立更为准确的浅层速度模型的深部，从而与中深层速度模型的拼接更融洽。采用中值滤波方法在X、Y、Z三个方向对速度模型进行适当平滑，既保留了合理的低频的静校正量，又适当降低了该模型速度的纵横向突变性，满足现有偏移算法应用条件，使得浅层与中深层融合的速度偏移成像不会畸变。平滑半径可参考上步值，且要保证偏移成像质量。
步骤三、对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面，并用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；
根据工区地表高程，收集工区地表高程数据S(x，y，z)，对图4的真地表进行中值滤波的平滑处理，平滑半径80米，求取图5所示的拟真地表面Ssm(x，y，z)，并用拟真地表取代上步浅层速度模型的真地表，得到如图6所示的工区浅层速度模型，既可以避免高频抖动带来的问题，又具有比浮动基准面更高的精度。平滑半径要尽可能小，同时偏移成像不能畸变。
步骤四、将地震叠前道集从浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；
将工区地震叠前道集的地震叠前数据从浮动基准面Sf(x，y，z)校正到上步拟真地表面Ssm(x，y，z)上，与原来从浮动基准面进行偏移相比，进一步提高了偏移精度。校正时间通过两面深度差与替换速度求得：
步骤五、通过层析反演建模方法建立中深层速度模型，选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型。
如图7，通过层析反演建模方法建立中深层速度模型Vdp，分析中深层浅部可以求准的速度值Vto，分析建立所述浅层速度模型时产生的射线照明体，确定浅层深部可靠的速度深度分布范围，与中深层分析相结合选定高速顶界面Sh(x，y，z)，对Sh(x，y，z)进行一定的平滑处理，得到浅层速度Vsh与中深层速度Vdp拼接面Sj(x，y，z)，将浅层速度模型Vsh与中深层速度模型Vdp进行拼接，对Sj(x，y，z)上下附近速度进行平滑，实现二者的融合，如图8。对浅层速度和中深层速度进行适当融合，相比于原有的没有进行融合的以中深层为主的速度模型，进一步提高了速度精度。
由于新拼接的浅层速度模型会对中深层深度偏移走时产生新的影响，因此需要根据新的走时对上步拟真地表速度模型的中深层速度进行层析反演更新。
最后，根据所述拟真地表深度域速度模型，采用叠前深度偏移方法得到深度域偏移成像。
这里的叠前深度偏移方法采用高斯束体偏移方法来进行最终成像，可以有效适用于复杂地区起伏地表地震资料深度域成像。相比于原有的没有进行融合的偏移输出共成像点道集图9(a)，可以看出，本实施例的偏移输出共成像点道集图9(b)在深度偏移输出的共成像点道集浅层有效波同相轴更加聚焦；相比于原有的没有进行融合的偏移输出剖面图10(a)、图11(a)，可以看出，本实施例图10(b)、图11(b)在复杂背斜区浅层与深层标志层成像更好。
图12示出了根据本发明一个实施例的用于拟真地表深度域速度模型的建立装置的结构示意图。如图12所示，该装置包括：第一模型建立模块210、拟真地表建立模块220、第二模型建立模块230以及更新模块240。
第一模型建立模块210包括：获取模块211，第一处理模块212以及浅层模型建立模块213。
获取模块211，用于获取地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量、工区全偏移距初至；
第一处理模块212，对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取层析静校正量或高程静校正量中的低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；
浅层模型建立模块213，根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理。
拟真地表建立模块220包括：第二处理模块221，替换模块222，校正模块223。
第二处理模块221，对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面；
替换模块222，用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；
校正模块223，将地震叠前道集从浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；
第二模型建立模块230包括：中深层模型建立模块231，拼接模块232。
中深层模型建立模块231，通过层析反演建模方法建立中深层速度模型；
拼接模块232，选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型。
更新模块240，对中深层速度进行层析反演更新。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的用于拟真地表深度域速度模型的建立方法。
图13示出了根据本发明一个实施例的计算设备的结构示意图，本发明具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。
如图13所示，该计算设备可以包括：处理器(processor)302、通信接口(CommunicationsInterface)304、存储器(memory)306、以及通信总线308。
其中：
处理器302、通信接口304、以及存储器306通过通信总线308完成相互间的通信。
通信接口304，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
处理器302，用于执行程序310，具体可以执行上述用于拟真地表深度域速度模型的建立方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序310可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器302可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器306，用于存放程序310。存储器306可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序310具体可以用于使得处理器302执行上述任意方法实施例中的用于拟真地表深度域速度模型的建立方法。程序310中各步骤的具体实现可以参见上述用于实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的集群间服务迁移设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (7)
1.一种拟真地表深度域速度模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取层析静校正量或高程静校正量中的低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；
步骤二、根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理；
步骤三、对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面，并用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；
步骤四、将地震叠前道集从浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；
步骤五、通过层析反演建模方法建立中深层速度模型，选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型；
步骤六、对中深层速度进行层析反演更新。
2.根据权利要求1所述的拟真地表深度域速度模型的建立方法，其特征在于，所述步骤六，还包括根据所述拟真地表深度域速度模型，采用叠前深度偏移方法得到深度域偏移成像。
3.根据权利要求2所述的拟真地表深度域速度模型的建立方法，其特征在于，所述叠前深度偏移方法采用高斯束体偏移方法。
4.根据权利要求1所述的拟真地表深度域速度模型的建立方法，其特征在于，所述拼接面的选取，包括：根据中深层速度模型，得到中深层浅部可以求准的速度值，以及建立所述浅层速度模型时产生的射线照明体，确定浅层深部可靠的速度深度分布范围，选定高速顶界面并进行平滑处理，得到所述拼接面。
5.一种用于拟真地表深度域速度模型的建立装置，其特征在于，包括：
第一模型建立模块，对地震叠前道集的层析静校正量或高程静校正量进行平滑，提取层析静校正量或高程静校正量中的低频分量与高频分量，并对叠前道集反应用低频分量；根据工区全偏移距初至，通过层析反演迭代方法得到浅层速度模型，并对浅层速度模型进行平滑处理；
拟真地表建立模块，对工区真地表面进行平滑处理，得到拟真地表面，并用拟真地表面取代浅层速度模型的真地表面；将地震叠前道集从浮动基准面校正到拟真地表面；其中校正时间通过两面深度差与替换速度求得；
第二模型建立模块，通过层析反演建模方法建立中深层速度模型，选取拼接面，将浅层速度模型与中深层速度模型进行拼接，并对拼接面进行平滑，得到拟真地表深度域速度模型；
更新模块，对中深层速度进行层析反演更新。
6.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的用于拟真地表深度域速度模型的建立方法对应的操作。
7.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的用于拟真地表深度域速度模型的建立方法对应的操作。
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