CN117434605A - 一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地震勘探技术领域，具体公开了一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，包括以下步骤，S1、前期精细处理的时间域道集以真地表偏移面进行数据准备；S2、确保深度域和时间域处理的统一基准面一致；S3、将S2中建立的真实地表起算面至统一基准面之间视为同套地层，采用时间域的替换速度进行填充；S4、大炮初至反演的浅表层速度结合射线密度；本发明解决了近地表速度建模的难题，使得真地表的叠前深度偏移成像较起伏观测面的叠前深度偏移成像波组特征清晰、断裂明显，更符合地质规律，所优化重构的中深地层速度模型接近真实的地层速度，能够进一步减小中深地层成像深度和实际地层深度之间的误差。
Description
技术领域
本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法。
背景技术
时间域地震数据成像处理存在着地质构造成像虚假的问题，观察到的“构造带轱辘、高点带弹簧”现象表明，基于时间偏移处理的地震勘探成像技术无法满足对复杂地表和复杂地下构造成像精度的要求。目前，基于CMP浮动面的叠前深度偏移技术突破了水平层状、均匀介质的假设，为正确认识地下复杂构造提供了可能性。叠前深度偏移成像技术运用走时不变原则将炮点和检波点从实际位置移至某一等效面上(通常与时间域处理中的CMP面相对应)，这为速度建模和地下空间成像处理提供了机会，尤其是处理那些成像结果不佳的情况。
然而，在以时间域CMP浮动面或地表大平滑面为偏移起算面的叠前深度偏移处理中，只能解决大型构造的成像问题。随着城市地质勘探开发的深入，原有的成像精度越来越无法捕捉构造细节，这导致了地下空间成像精度低、井震关系矛盾大等一系列问题的出现，无法满足对更复杂地表、更复杂地下构造和更高精度地下空间成像的要求；
对于从起伏观测面(CMP浮动面或地表大平滑面)直接进行叠前深度偏移成像，已经进行了研究和发展。然而，以往的静校正解决方案主要关注叠加成像效果，对波场运动学特征的保护不足，主要表现在两个方面的问题上：①数据处理面的问题，时间域处理的CMP浮动面是通过平滑静校正量得到的时间量，而常规叠前深度偏移面则是CMP浮动面的时间量乘以基准面静校正计算时的替换速度，忽略了低降速带对CMP浮动面的影响；②在走时反演的基础上，无论采用哪种层析算法反演近地表速度，只要以CMP浮动面或地表大平滑面作为叠前深度偏移起算面，反演得到的浅表层速度模型都会发生较大改变，建立的近地表速度模型仅仅是一个等效的宏观速度，会导致旅行时间偏离实际波场传播轨迹，无法满足叠前深度偏移高精度成像的要求。
近年来，基于大炮初至走时反演层析技术在建立近地表速度模型方面取得了显著进展，可以很好地反映浅表层深度和空间速度梯度的变化。因此，在替换速度填充的基础上，通过拼接融合大炮初至反演的速度模型，可以更好地保护波场运动学特征，最大限度地逼近实际波场传播。特别是在低降速带厚度或速度变化较大的情况下，可以采用实际测量的地表高程作为叠前深度偏移起算面，以解决成像精度较低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，包括：
S1、前期精细处理的时间域道集以真地表偏移面进行数据准备；
S2、确保深度域和时间域处理的统一基准面一致，通过炮点、检波点的真实地表高程建立叠前深度偏移的起算面；
S3、将S2中建立的真实地表起算面至统一基准面之间视为同套地层，采用时间域的替换速度进行填充，所述替换速度为S1中将真实地表高程映射到时间域的应用速度；
S4、大炮初至反演的浅表层速度结合射线密度，真地表起算面等厚时移建立速度构建融合面，所述射线密度为大炮初至波射线的走时和路径；
S5、在S2、S3和S4中建立的近地表速度模型的基础上，优化中深层速度模型，并使用S1中准备的真地表数据进行叠前深度偏移成像处理。
优选的，所述在S1中，对时间域精细处理的cmp道集分别应用高频静校正和cmp浮动面，将道集统一到基准面上，然后，使用时间域处理的替换速度将真实地表高程映射到时间域，并将其作为新的cmp浮动面置入道头中，最后，再次反应用，将数据从统一基准面校正到真地表，以完成基于真地表条件的叠前道集准备工作。
优选的，所述S2和S3中的叠前深度偏移地下空间成像时所用的替换速度、统一基准面和时间域处理要保持一致，将真地表到统一基准面之间视为同套不等厚度地层，使用替换速度进行填充，以消除静校正对深度域成像的影响。
优选的，所述S4对于S2建立的真地表起算面，进行向深度方向的等厚时移，最佳重构融合面时移深度由大炮初至层析反演的射线密度决定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用的方法能够建立高精度的近地表速度模型，解决了近地表速度建模的难题，使得真地表的叠前深度偏移成像较起伏观测面的叠前深度偏移成像波组特征清晰、断裂明显，更符合地质规律。同时，高精度的近地表速度模型也为优化叠前深度偏移中深地层速度模型奠定了基础，所建立的中深地层速度模型接近真实的地层速度，能够进一步减小中深地层成像深度和实际地层深度之间的误差。
附图说明
图1为本发明真地表叠前深度偏移地下空间成像数据准备流程图；
图2为本发明真地表偏移面图；
图3为本发明地表大平滑偏移面图；
图4为本发明真地表深度偏移成像；
图5为本发明地表大平滑深度偏移成像；
图6为本发明近地表速度重构前地下空间成像；
图7为本发明近地表速度重构后地下空间成像；
图8为本发明近地表速度重构前成像切片；
图9为本发明近地表速度重构后成像切片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-图9所示，一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，包括以下步骤：
S1、前期精细处理的时间域道集以真地表偏移面进行数据准备；
S2、确保深度域和时间域处理的统一基准面一致，通过炮点、检波点的真实地表高程建立叠前深度偏移的起算面；
S3、将S2中建立的真实地表起算面至统一基准面之间视为同套地层，采用时间域的替换速度进行填充，所述替换速度为S1中将真实地表高程映射到时间域的应用速度；
S4、大炮初至反演的浅表层速度结合射线密度，真地表起算面等厚时移建立速度构建融合面，所述射线密度为大炮初至波射线的走时和路径；
5、在S2、S3和S4中建立的近地表速度模型的基础上，优化中深层速度模型，并使用S1中准备的真地表数据进行叠前深度偏移成像处理。
进一步的，所述在S1中，对时间域精细处理的cmp道集分别应用高频静校正和cmp浮动面，将道集统一到基准面上，然后，使用时间域处理的替换速度将真实地表高程映射到时间域，并将其作为新的cmp浮动面置入到道头，最后，再次反应用，将数据从统一基准面校正到真地表，以完成基于真地表条件的叠前道集准备工作，所述S2和S3中的叠前深度偏移地下空间成像时所用的替换速度、统一基准面和时间域处理要保持一致，将真地表到统一基准面之间视为同套不等厚度地层，使用替换速度进行填充，以消除静校正对深度域成像的影响，所述S4对于S2建立的真地表起算面，进行向深度方向的等厚时移，最佳重构融合面时移深度由大炮初至层析反演的射线密度决定。
具体的，基于真地表的近地表速度模型构建后，叠前深度偏移地下空间成像取得了显著的改善效果。
以我国西部某盆地山前带地下空间成像处理项目为例，进行效果分析。该工区中北部大部分是被砾石覆盖的戈壁区，地表相对平坦，占据了约70％的面积。而南部大部分是山地，山体区域存在南北穿越的沟谷，约占30％的面积。此外，地表还存在一些障碍物，如村镇、小水库、风电场、采石场和烽火台等。地表南部海拔约为1300米，北部约为850米，呈南高北低的特征。
本次地下空间成像处理采用了基于真地表条件的叠前深度偏移近地表速度模型构建技术。下图2和图3展示了真地表高程与地表高程大平滑的比较结果。图2是炮点、检波点的实际地表高程作为偏移起算面，图3为地表大平滑偏移面，图4使用了图1中的真地表数据进行了叠前深度偏移成像，而图5使用相同的速度模型，将地表大平滑作为偏移面进行了深度偏移成像。通过对比分析可以发现，采用真地表数据准备的叠前深度偏移成像(图4)在断裂显著、波组特征清晰、尤其是在高陡部位和下伏地层方面的成像效果明显优于将地表大平滑作为偏移起算面的成像结果(图5)。
在将真地表作为叠前深度偏移起算面后，真地表至统一基准面被视为同套地层，该地层的速度用替换速度填充。对大炮初至反演的浅表层速度模型进行检查时，首先需要确认反演的速度模型是否与地质露头和地质认识相一致。其次，在向下等厚度移动真地表面时，速度重构面的深度由大炮初至层析反演的射线密度决定。确定速度重构融合面后，需要对大炮初至层析反演的速度模型进行调整，通常需要将速度乘以一个98％、96％或94％的比例，以得到最佳的近地表速度值。这样，近地表速度模型的深度和速度数值就基本确定了。在相同的真地表数据准备条件下，图6展示了重构近地表速度模型之前的偏移成像剖面，图7展示了重构近地表速度模型之后的偏移成像剖面。通过对比分析可以发现，大炮初至反演的近地表速度模型重构后，偏移成像断面更加清晰，上下盘的成像质量进一步改善。同样，在图8和图9的数据切片分析中发现，经过大炮初至反演的近地表速度模型重构，断裂走向变得清晰可见。
因此可以得出结论，基于真地表条件的叠前深度偏移近地表速度模型构建技术可以显著改善地下空间成像质量，在断裂和地层成像方面表现出较大的优势。总之，在处理过程中，将真地表作为叠前深度偏移起算面，对时间域道集进行真地表数据准备，真地表至统一基准面被视为同套地层，该地层的速度用替换速度填充，并对大炮初至反演的近地表速度模型进行了重构。这种方法可以使得地下空间成像更加准确清晰，对工程勘探和地质研究具有重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、前期精细处理的时间域道集以真地表偏移面进行数据准备；
S2、确保深度域和时间域处理的统一基准面一致，通过炮点、检波点的真实地表高程建立叠前深度偏移的起算面；
S3、将S2中建立的真实地表起算面至统一基准面之间视为同套地层，采用时间域的替换速度进行填充，所述替换速度为S1中将真实地表高程映射到时间域的应用速度；
S4、大炮初至反演的浅表层速度结合射线密度，真地表起算面等厚时移建立速度构建融合面，所述射线密度为大炮初至波射线的走时和路径；
S5、在S2、S3和S4中建立的近地表速度模型的基础上，优化中深层速度模型，并使用S1中准备的真地表数据进行叠前深度偏移成像处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，其特征在于：所述在S1中，对时间域精细处理的cmp道集分别应用高频静校正和cmp浮动面，将道集统一到基准面上，然后，使用时间域处理的替换速度将真实地表高程映射到时间域，并将其作为新的cmp浮动面置入道头，最后，再次反应用，将数据从统一基准面校正到真地表，以完成基于真地表条件的叠前道集准备工作。
3.根据权利要求1所述的一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，其特征在于：所述S2和S3中的叠前深度偏移地下空间成像时所用的替换速度、统一基准面和时间域处理要保持一致，将真地表到统一基准面之间视为同套不等厚度地层，使用替换速度进行填充，以消除静校正对深度域成像的影响。
4.根据权利要求1所述的一种基于地下空间成像的近地表速度模型构建方法，其特征在于：所述S4对于S2建立的真地表起算面，进行向深度方向的等厚时移，最佳重构融合面时移深度由大炮初至层析反演的射线密度决定。
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