CN117452500A - 一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法及系统 - Google Patents

一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法包括：获取地震勘探共炮点道集数据；设置近地表反演参数；对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描；获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程；设置近地表建模参数；根据所述近地表建模参数建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型；获取工区近地表时深关系测量数据；设置静校正参数，基于工区近地表时深关系测量数据计算炮点和检波点静校正量。完成了特殊地区可控震源地震勘探资料的高效和高精度静校正，提高地震资料成像效果。

Description

一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法及系统
技术领域
本发明涉及油气田地震勘探技术领域，尤其涉及一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法及系统。
背景技术
复杂地区的近地表反演及静校正是地震勘探中一项重要工作。已有的近地表反演方法包括微测井法、折射法、反射波法、初至层析法等几种，目前近地表反演应用最多的技术是基于大炮初至的层析反演，决定该方法的主要因素是初至拾取的质量。西部地震勘探主要使用可控震源进行激发，在大沙漠区等复杂地区，可控震源激发产生的初至波信噪比极低，通过计算机自动拾取初至误差往往很大，而手动拾取又面临数据量大导致效率低下等问题。
其中，针对准噶尔盆地大沙漠区等近地表厚度大的地区，利用浅层反射波结合时深曲线静校正成为较为成功的一种方法，主要做法是：首先对浅层反射波进行速度分析、动校正和叠加，得到浅层反射波的叠加剖面；再在叠加剖面上拾取高速层顶界面的反射旅行时；最后对拾取的旅行时利用时深关系曲线转换得到低降速带的厚度。然后将拾取的反射波旅行时分离为炮检点的单程旅行时的方法,再通过沙丘曲线将分离出的炮检点时间转换成低降速带厚度,最后计算出静校正量。
现有方法存在以下问题：需要在叠前道集上拾取反射波初至或在叠加剖面上拾取层位。对于前者，反射波信噪比较低，近偏移距内波场复杂，往往需要手动拾取，降低了工作效率，精度也难以保证。对于后者，浅层对静校正本来要求很高，静校正解决不好将会造成非同相叠加，与要解决的问题存在一定矛盾。这两种做法实施过程都较为繁琐，制约了工作效率。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法及系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法包括：
获取地震勘探共炮点道集数据；
设置近地表反演参数；
对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描；
获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程；
设置近地表建模参数；
根据所述近地表建模参数建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型；
获取工区近地表时深关系测量数据；
设置静校正参数，基于工区近地表时深关系测量数据计算炮点和检波点静校正量。
可选的，所述获取地震勘探共炮点道集数据的方式包括：
直接获取地震勘探数据的所有炮点数据；
根据工区近地表的复杂程度按照固定间隔进行抽取。
可选的，所述设置近地表反演参数具体包括：每一炮点高速层顶的最大高程、最小高程、高程扫描间隔；每一炮点近地表最大平均速度、最小平均速度、平均速度扫描间隔；炮检距；浅层反射地震子波长度。
可选的，所述基于反射波旅行时方程具体包括：
以炮点为中心的有限范围内，高速层顶形态接近水平；
浅层反射波旅行时方程具体为：
其中，tsr为地震波从炮点经高速层反射回检波点的旅行时间，单位s；(sx,sy,sz)为炮点坐标，单位m；(rx,ry,rz)为检波点坐标，单位m；sh为炮点处高速层顶高程，单位m；v为炮点处近地表平均速度，单位m/s。
可选的，所述双参数扫描方法具体包括：
根据设置的近地表反演参数，同时对炮点处近地表平均速度v和炮点处高速层顶高程sh进行扫描，每一对v和sh值都能得到一组旅行时；
根据旅行时对共炮点道集数据在时窗内进行叠加，计算出叠加振幅能量。
可选的，所述获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程具体包括：
直接读取叠加能量最大值对应的近地表平均速度和高速层顶高程；
将有异常值的炮点在叠加能量谱上手工拾取进行修正。
可选的，所述建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型的方法具体包括：空间插值法、距离反比加权插值、克里金插值、径向基函数插值。
可选的，所述获取工区近地表时深关系测量数据具体包括：通过微测井得到的近地表深度和对应的垂直传播时间。
本发明另一方面还提供了一种基于反射波的近地表结构反演及静校正系统，其特征在于，所述校正系统包括：
共炮点道集数据获取模块，用于获取地震勘探共炮点道集数据；
反演参数设置模块，用于设置近地表反演参数；
参数扫描模块，用于对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描；
各炮点数据信息获取模块，用于获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程；
建模参数设置模块，用于设置近地表建模参数；
模型建立模块，用于根据所述近地表建模参数建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型；
测量数据获取模块，用于获取工区近地表时深关系测量数据；
校正量计算模块，用于设置静校正参数，基于工区近地表时深关系测量数据计算炮点和检波点静校正量。
本发明提供的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法包括：获取地震勘探共炮点道集数据；设置近地表反演参数；对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描；获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程；设置近地表建模参数；根据所述近地表建模参数建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型；获取工区近地表时深关系测量数据；设置静校正参数，基于工区近地表时深关系测量数据计算炮点和检波点静校正量。完成了特殊地区可控震源地震勘探资料的高效和高精度静校正，提高地震资料成像效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1所述基于反射波的近地表结构反演及静校正方法流程图；
图2为本发明实施例2所述A工区某一炮数据显示结果图；
图3为本发明实施例2所述A工区某一炮双参数扫描结果图；
图4为本发明实施例2所述A工区某一炮双参数扫描异常结果及手动修正图；
图5为本发明实施例2所述A工区反演得到的近地表平均速度分布图；
图6为本发明实施例2所述A工区反演得到的高速层顶界面分布图；
图7为本发明实施例2所述A工区计算的静校正量应用前后共炮点道集对比图；
图8为本发明实施例2所述A工区计算的静校正量应用前后叠加剖面对比图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，所述基于反射波的近地表结构反演及静校正计算方法，包括以下步骤：
步骤1.获取地震勘探共炮点道集数据。获取的地震勘探共炮点道集数据，可以是全部的炮点数据，也可以根据工区近地表的复杂程度按照一定间隔进行抽取。获取的地震勘探共炮点道集数据，不需要每一炮的全部记录，可将有效的数据范围限定在一定炮检距内和时间范围内，一般将炮检距限定在1000m，将记录时窗限定为0-1000ms，保证能够覆盖有效的浅层反射波信息。
步骤2.设置近地表反演参数。设置的反演参数包括：每一炮点高速层顶的最大高程、最小高程、高程扫描间隔；每一炮点近地表最大平均速度、最小平均速度、平均速度扫描间隔；需要限定的炮检距；浅层反射地震子波长度。
步骤3.对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描。反射波旅行时方程假设：以炮点为中心的有限范围内，高速层顶形态接近水平。在此假设下，浅层反射波旅行时方程具体为：
其中，tsr为地震波从炮点经高速层反射回检波点的旅行时间，单位s；(sx,sy,sz)为炮点坐标，单位m；(rx,ry,rz)为检波点坐标，单位m；sh为炮点处高速层顶高程，单位m；v为炮点处近地表平均速度，单位m/s。方程中未知量为sh和v。
双参数扫描方法：根据步骤2设置的反演参数，同时对v和sh进行扫描，每一对v和sh值都能得到一组旅行时，然后根据旅行时对共炮点道集数据在一定的时窗内进行叠加，计算出叠加振幅能量。
步骤4.获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程。首先利用计算机程序直接读取叠加能量最大值对应的近地表平均速度和高速层顶高程，然后针对有异常值的炮点在叠加能量谱上手工拾取进行修正。
步骤5.设置近地表建模参数。
步骤6.利用距离反比加权插值建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型。
步骤7.提供工区微测井测量得到的近地表深度和对应的垂直传播时间数据，获取工区近地表时深关系。
步骤8.设置静校正参数，基于工区近地表时深关系计算炮点和检波点静校正量。
实施例2
以A工区为例，所述基于反射波的近地表结构反演及静校正计算方法，包括以下步骤：
按照炮检距500m，记录长度500ms，截取地震勘探采集得到的共炮点道集，按照原始炮点采样密度输出，其中一炮部分数据如图2所示。
设置近地表反演参数：每一炮点高速层顶的最大高程为该炮点地表高程，每一炮点高速层顶的最小高程为该炮点地表高程减去200m，高速层顶高程扫描间隔为1m；每一炮点近地表最大平均速度1600m/s,最小平均速度400m/s,平均速度扫描间隔5m/s；限定炮检距500m；浅层反射地震子波长度60ms。
对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描。图3为某一炮双参数扫描结果。
获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程。首先利用计算机程序直接读取叠加能量最大值对应的近地表平均速度和高速层顶高程，然后针对有异常值的炮点在叠加能量谱上手工拾取进行修正，图4为异常反演结果的修正。
设置近地表建模参数,搜索半径为2000m,距离反比加权插值幂值为2。
利用距离反比加权插值建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型。图5和图6分别为建立的全工区的近地表平均速度和高速层顶模型。
提供工区微测井测量得到的近地表深度和对应的垂直传播时间数据，获取工区近地表时深关系。
设置静校正参数，基于工区近地表时深关系计算炮点和检波点静校正量。图7和图8分别为静校正量应用前后的单炮及叠加剖面对比。
有益效果：基于共炮点道集，相比共中心点道集，能够利用的地震数据更多；不需要手工拾取炮集初至或叠加剖面层位，能够直接建立高速层顶界面模型，实现简单，效率高；适应起伏地表和低信噪比情况。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述校正方法包括：
获取地震勘探共炮点道集数据；
设置近地表反演参数；
对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描；
获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程；
设置近地表建模参数；
根据所述近地表建模参数建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型；
获取工区近地表时深关系测量数据；
设置静校正参数，基于工区近地表时深关系测量数据计算炮点和检波点静校正量。
2.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述获取地震勘探共炮点道集数据的方式包括：
直接获取地震勘探数据的所有炮点数据；
根据工区近地表的复杂程度按照固定间隔进行抽取。
3.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述设置近地表反演参数具体包括：每一炮点高速层顶的最大高程、最小高程、高程扫描间隔；每一炮点近地表最大平均速度、最小平均速度、平均速度扫描间隔；炮检距；浅层反射地震子波长度。
4.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述基于反射波旅行时方程具体包括：
以炮点为中心的有限范围内，高速层顶形态接近水平；
浅层反射波旅行时方程具体为：
其中，tsr为地震波从炮点经高速层反射回检波点的旅行时间，单位s；(sx,sy,sz)为炮点坐标，单位m；(rx,ry,rz)为检波点坐标，单位m；sh为炮点处高速层顶高程，单位m；v为炮点处近地表平均速度，单位m/s。
5.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述双参数扫描方法具体包括：
根据设置的近地表反演参数，同时对炮点处近地表平均速度v和炮点处高速层顶高程sh进行扫描，每一对v和sh值都能得到一组旅行时；
根据旅行时对共炮点道集数据在时窗内进行叠加，计算出叠加振幅能量。
6.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程具体包括：
直接读取叠加能量最大值对应的近地表平均速度和高速层顶高程；
将有异常值的炮点在叠加能量谱上手工拾取进行修正。
7.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型的方法具体包括：空间插值法、距离反比加权插值、克里金插值、径向基函数插值。
8.根据权利要求1所述的一种基于反射波的近地表结构反演及静校正方法，其特征在于，所述获取工区近地表时深关系测量数据具体包括：通过微测井得到的近地表深度和对应的垂直传播时间。
9.一种基于反射波的近地表结构反演及静校正系统，其特征在于，所述校正系统包括：
共炮点道集数据获取模块，用于获取地震勘探共炮点道集数据；
反演参数设置模块，用于设置近地表反演参数；
参数扫描模块，用于对各个炮点基于反射波旅行时方程进行近地表平均速度和高速层顶高程双参数扫描；
各炮点数据信息获取模块，用于获得各个炮点处近地表平均速度和高速层顶高程；
建模参数设置模块，用于设置近地表建模参数；
模型建立模块，用于根据所述近地表建模参数建立全工区的近地表平均速度和高速层顶模型；
测量数据获取模块，用于获取工区近地表时深关系测量数据；
校正量计算模块，用于设置静校正参数，基于工区近地表时深关系测量数据计算炮点和检波点静校正量。
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