CN113866827B - 一种解释性速度建模地震成像方法、系统、介质和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于地震勘探成像技术领域，涉及一种解释性速度建模地震成像方法、系统、介质和设备，包括：S1对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果；S2对第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面；S3对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，得到第一次解释方案；S4将第一次解释方案和初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场；S5对新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果；S6对得到的第二次成像结果重复步骤S2‑S4，直到获得最终的地震成像结果。使成像剖面包含更多构造细节，从而使得地震解释人员在成像剖面上得到更加丰富的地质特征。

Description

一种解释性速度建模地震成像方法、系统、介质和设备
技术领域
本发明涉及一种解释性速度建模地震成像方法、系统、介质和设备，属于地震勘探技术领域，特别属于地震勘探成像技术领域。
背景技术
速度建模、地震偏移和地震反演是勘探地震学领域的三种传统技术领域。常规速度建模包括动校正叠加、叠前时间、时深转换、叠前深度等偏移速度分析，由于常规速度建模只用到走时信息，平均效应很强，建立的速度场非常平滑，不适用于高频地震数据的偏移成像。采用目前最先进的最小二乘逆时深度偏移，基于如此平滑速度场地震偏移得到的成像剖面包含较少的结构细节。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种解释性速度建模地震成像方法、系统、介质和设备，其从初始速度模型出发，通过高精度偏移成像及其后续突出结构的数据处理，开展地质结构解释速度建模，再偏移成像，使得成像剖面包含更多构造细节，从而使得地震解释人员在成像剖面上得到更加丰富的地质特征。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种解释性速度建模地震成像方法，包括：S1对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果；S2对第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面；S3对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，得到第一次解释方案；S4将第一次解释方案和初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场；S5对新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果；S6对得到的第二次成像结果重复步骤S2-S4，直到获得最终的地震成像结果。
进一步，第一次成像和第二次成像通过将给定初始速度模型或新的偏移速度场输入最小二乘逆时偏移算法获得。
进一步，相对波阻抗反演以反褶积法为基础进行直接反演。
进一步，相对波阻抗反演的方法是在相对波阻抗剖面上计算相对波阻抗，以偏移速度分析得到标准阻抗，对标准阻抗进行归一化校准，得到相对速度剖面。
进一步，将每一次获得的成像结果分别与真实断溶体模型的成像结果进行相似度的计算，以对各次解释性速度建模的成像结果进行验证。
进一步，给定初始速度模型通过常规速度建模获得，并给出初始速度模型的横向和纵向网格大小及网格数，并通过有限差分方法，得到基于初始速度模型的炮集记录。
进一步，初始速度模型包括以下模型参数：横向和纵向网格大小、横向和纵向网格间距、子波时长和主频、时间采样间隔、时间总长度、震源的个数、震源之间的间距和震源的横纵坐标起始位置。
本发明还包括一种解释性速度建模地震成像系统，包括：一次成像模块，用于对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果；相对波阻抗反演模块，用于对第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面；解释模块，用于对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，得到第一次解释方案；叠加模块，用于将第一次解释方案和初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场；第二成像模块，用于对新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果；循环模块，用于对得到的第二次成像结果输入相对波阻抗反演模块和解释模块进行循环，直到获得最终的地震成像结果。
本发明还包括一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令当由计算设备执行时，使得计算设备执行根据上述任一项的解释性速度建模地震成像方法。
本发明还包括一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行根据上述任一项的解释性速度建模地震成像方法。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明通过更新速度模型，进行成像，得到的结果更加接近于真实速度模型的地震成像结果，增加了第一轮成像剖面未表现出的细节构造，其构造也更加收敛，有效的指导后续的地震解释工作，对于油气勘探开发具有很重要的意义。
2、速度建模、地震偏移和地震反演是勘探地震学的三种传统的技术领域。一般而言，速度建模和地震偏移具有直接关系，速度建模为地震偏移提供初始的速度场；速度建模和地震反演具有直接关系，速度建模为地震反演提供低频信息，实际应用中，地震偏移和地震反演并没有直接的联系，本发明建立了地震偏移和地震反演的联系。本发明可以广泛应用于地震偏移成像领域。
附图说明
图1是本发明一实施例中为解释性速度建模地震成像方法的流程图；
图2是本发明一实施例中真实断溶体速度模型；
图3是本发明一实施例中真实断溶体速度模型的最小二乘逆时偏移成像剖面；
图4是本发明一实施例中真实断溶体速度模型的偏移速度场；
图5是本发明一实施例中真实断溶体速度模型的偏移速度场的第一次成像结果图；
图6是本发明一实施例中真实断溶体速度模型的第一次成像结果图的相对波阻抗剖面；
图7是本发明一实施例中真实断溶体速度模型的基于相对波阻抗剖面的解释方案图；
图8是本发明一实施例中解释方案和偏移速度场的叠加结果，更新后的偏移速度场的图像；
图9是本发明一实施例中第二次成像结果图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
本实施例公开了一种解释性速度建模地震成像方法，如图1所示，包括：
本实施例以断溶体速度模型为例进行说明，断溶体速度模型的真实模型图像如图2所示。基于该断溶体速度模型生成合成地震炮集数据，采用最小二乘逆时偏移成像(RTM--Reverse Time Migration)，得到图3所示的真实速度模型偏移成像剖面。
S1对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果。
给定初始速度模型，如图4所示，其通过常规速度建模获得，并给出初始速度模型的横向和纵向网格大小及网格数，并通过有限差分方法，得到基于初始速度模型的炮集记录。
初始速度模型包括以下模型参数：横向和纵向网格大小、横向和纵向网格间距、子波时长和主频、时间采样间隔、时间总长度、震源的个数、震源之间的间距和震源的横纵坐标起始位置。
S2对第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面。
第一次成像结果基于偏移速度模型的参数和炮集数据，采用最小二乘逆时偏移方法，对初始速度模型进行成像获得，本实施例中第一次成像结果，如图5所示，其中模型参数与初始速度模型相同
相对波阻抗反演以反褶积法为基础进行直接反演，该方法具有计算简单、不受地质资料和井资料约束的特点。其具体是在相对波阻抗剖面上计算相对波阻抗，以偏移速度分析得到标准阻抗，对标准阻抗进行归一化校准，得到相对速度剖面，该图具体如图6所示，得到相对阻抗。
S3对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，突出地质结构，得到第一次解释方案，其结果如图7所示。
S4将第一次解释方案和初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场，如图8所示。
S5对新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果，如图9所示。
第二次成像结果基于偏移速度模型的参数和炮集数据，采用最小二乘逆时偏移方法，对新的偏移速度场进行成像获得。
S6对得到的第二次成像结果重复步骤S2-S4，直到获得最终的地震成像结果。通过如此迭代，使得地震成像剖面逐渐逼近真实地质结构。
将每一次获得的成像结果分别与真实断溶体模型的成像结果进行相似度的计算，以对各次解释性速度建模的成像结果进行验证，以判断本方法的有效性。将第一次成像和第二次成像结果分别与真实断溶体模型(即基于图2中图像得到的真实速度成像剖面，即图3)所成像结果进行相似度的计算，相似度越大，说明解释性速度建模地震成像方法的效果越好。第一轮成像剖面与真实速度成像剖面相似度为71.46％，第二轮成像剖面与真实速度成像剖面的相似度为81.28％。经过二轮迭代，成像效果改善近10％。
实施例二
基于相同的发明构思，本实施例包括一种解释性速度建模地震成像系统，包括：
一次成像模块，用于对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果；
相对波阻抗反演模块，用于对第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面；
解释模块，用于对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，得到第一次解释方案；
叠加模块，用于将第一次解释方案和初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场；
第二成像模块，用于对新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果；
循环模块，用于对得到的第二次成像结果输入相对波阻抗反演模块和解释模块进行循环，直到获得最终的地震成像结果。
实施例三
基于相同的发明构思，本实施例包括一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令当由计算设备执行时，使得计算设备执行根据上述任一项的解释性速度建模地震成像方法。
实施例四
基于相同的发明构思，本实施例包括一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行根据上述任一项的解释性速度建模地震成像方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，包括：
对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果；
对所述第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面；
对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，得到第一次解释方案；
将第一次解释方案和所述初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场；
对所述新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果；
对得到的第二次成像结果重复相对波阻抗反演和Curvelet滤波步骤，直到获得最终的地震成像结果。
2.如权利要求1所述的解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，所述第一次成像和第二次成像通过将给定初始速度模型或新的偏移速度场输入最小二乘逆时偏移算法获得。
3.如权利要求1所述的解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，所述相对波阻抗反演以反褶积法为基础进行直接反演。
4.如权利要求3所述的解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，所述相对波阻抗反演的方法是在相对波阻抗剖面上计算相对波阻抗，以偏移速度分析得到标准阻抗，对所述标准阻抗进行归一化校准，得到相对速度剖面。
5.如权利要求1所述的解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，将每一次获得的成像结果分别与真实断溶体模型的成像结果进行相似度的计算，以对各次解释性速度建模的成像结果进行验证。
6.如权利要求1所述的解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，所述给定初始速度模型通过常规速度建模获得，并给出所述初始速度模型的横向和纵向网格大小及网格数，并通过有限差分方法，得到基于所述初始速度模型的炮集记录。
7.如权利要求6所述的解释性速度建模地震成像方法，其特征在于，所述初始速度模型包括以下模型参数：横向和纵向网格大小、横向和纵向网格间距、子波时长和主频、时间采样间隔、时间总长度、震源的个数、震源之间的间距和震源的横纵坐标起始位置。
8.一种解释性速度建模地震成像系统，其特征在于，包括：
一次成像模块，用于对给定初始速度模型进行第一次成像，获得第一次成像结果；
相对波阻抗反演模块，用于对所述第一次成像结果进行相对波阻抗反演，得到相对波阻抗剖面；
解释模块，用于对相对阻抗剖面进行Curvelet滤波，得到第一次解释方案；
叠加模块，用于将第一次解释方案和所述初始速度模型进行叠加从而得到新的偏移速度场；
第二成像模块，用于对所述新的偏移速度场进行第二次成像，获得第二次成像结果；
循环模块，用于对得到的第二次成像结果输入相对波阻抗反演模块和解释模块进行循环，直到获得最终的地震成像结果。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至7任一项所述的解释性速度建模地震成像方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至7任一项所述的解释性速度建模地震成像方法。
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