專利名稱：一種適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油地球物理勘探的地震資料處理領(lǐng)域，具體涉及一種適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，用于地震勘探中深度域?qū)铀俣鹊慕：湍Ｐ托拚轮小?br> 背景技術(shù)：
疊前深度偏移是現(xiàn)階段非常重要的地震資料處理技術(shù)之一，是解決復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造成像的重要方法，它能直接提供深度域的地震構(gòu)造成像資料，在發(fā)現(xiàn)規(guī)模油氣田中具有舉足輕重的作用。在疊前深度偏移中深度域?qū)铀俣仁侵陵P(guān)重要的影響因素，速度模型的精度直接決定了成像結(jié)果的質(zhì)量。高精度的層速度來源于對初始層速度的剩余速度分析，所謂的剩余速度分析是指在已有的層速度基礎(chǔ)上進一步提高速度精度的方法。剩余速度分析一般利用偏移后的共成像點道集，疊前深度偏移生成的共成像點道 集中蘊含了剩余速度的信息，當深度域?qū)铀俣炔徽_時，共成像點道集的同相軸會表現(xiàn)出一定的剩余曲率?；谑Ｓ嗲实氖Ｓ嗨俣确治龇椒梢詮闹刑崛∵@一信息。在水平地表情況下，Al-yahya(1989)給出了地下水平反射層、橫向速度均勻假設(shè)下的剩余時差曲線公式，Lee和Zhang (1992)給出了帶傾角的炮偏移共接收點道集的剩余時差曲線公式。成谷等(2007)將掃描曲線的振幅絕對值作為參數(shù)改進了剩余曲率譜的計算方法，提高了剩余曲率譜的分辨率。復(fù)雜地表情況下的勘探問題是近年來研究的重點，探索起伏地表情況下深度域?qū)铀俣饶Ｐ偷母录夹g(shù)，對于提高復(fù)雜地表情況下疊前深度偏移的成像精度具有重要意義，而現(xiàn)有的基于共成像點道集的剩余曲率速度模型更新方法，是在地表是水平面的假設(shè)下推導(dǎo)出來的，沒有涉及地表起伏因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用起伏地表剩余速度分析方法提高剩余曲率掃描曲線的擬合精度，采用高階剩余曲率譜計算方法提高分辨率，采用優(yōu)化的剩余速度求取方法提高剩余速度精度，進而提供一種適用于起伏地表疊前深度偏移的深度域?qū)铀俣刃拚椒?。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，所述方法首先對偏移距分段，將輸入道集按照偏移距進行分組，并進行起伏地表疊前深度偏移，產(chǎn)生共成像點道集；然后進行起伏地表剩余速度分析，計算高階剩余曲率譜，并根據(jù)高階剩余曲率譜的局部最大值拾取深度-剩余曲率對，然后求取速度模型修正量；再對速度模型修正量進行空間插值和平滑，并將速度模型修正量跟初始速度模型相加得到更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ?；最后利用更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ痛娉跏妓俣饶Ｐ?，重新進行起伏地表疊前深度偏移和起伏地表剩余速度分析，從而不斷提高速度模型的精度。所述方法包括以下步驟(I)將偏移距分段，并將輸入道集按照偏移距進行分組；
(2)利用初始速度模型對各段偏移距道集進行起伏地表疊前深度偏移，產(chǎn)生共成像點道集；產(chǎn)生的共成像點道集按照偏移距排列，每個共成像點道集的道數(shù)與步驟(I)中的偏移距分段數(shù)相同；(3)判斷共成像點道集是否拉平，如果已經(jīng)拉平，則轉(zhuǎn)入步驟(7)，如果沒有拉平，則轉(zhuǎn)入步驟(4)；(4)計算起伏地表剩余曲率譜首先讀入每個⑶P處偏移產(chǎn)生的共成像點道集，然后利用高階剩余曲率譜計算公式計算起伏地表剩余曲率譜，并根據(jù)局部最大能量值拾取深度-剩余曲率對；(5)利用剩余速度求取公式對每一個共成像點道集的深度-剩余曲率對計算深度域?qū)铀俣刃拚浚?6)對步驟(5)獲得的所有深度域?qū)铀俣刃拚窟M行空間插值和平滑處理，獲得 整個空間的速度模型修正量，并將該速度模型修正量與初始速度模型相加，得到更新后的速度模型；轉(zhuǎn)入步驟(2)，同時用更新后的速度模型代替步驟(2)中的初始速度模型；(7)輸出偏移剖面。在步驟(I)中根據(jù)偏移孔徑將偏移距分為20-35段，每段包含至少一道；各偏移距段取等間距排列；偏移距的段數(shù)和間隔在偏移過程中給出。所述步驟(4)中的要計算的⑶P位置是人為給定的。所述更新后的速度模型可直接用于地震處理中的疊前深度偏移偏移，產(chǎn)生的共成像點道集又可以不斷更新地震勘探區(qū)的深度層速度模型。所述高階剩余曲率譜計算公式為
-NtrI2w
Zf7(W)其中，U(Zi，i)表示當前Y值對應(yīng)的剩余曲率掃描曲線所經(jīng)過共成像點道集網(wǎng)格(Zi，i)處的振幅值，i是共成像點道集內(nèi)的道數(shù)，代表了偏移距信息,Zi是當前Y值對應(yīng)的剩余曲率掃描曲線在第i道的偏移深度，由起伏地表剩余速度分析公式求得，Ntr表示一個共成像點道集的總道數(shù)；n大于I即為高階譜計算公式，η等于I為常規(guī)公式；所述起伏地表剩余速度分析公式為Zm = (dz, +dz2)/2 +(r2 -1) +(2z ~dzI^hL(10)其中，dZl表示地表⑶P點C與炮點S的高程差，dz2表示地表⑶P點C與檢波點R的高程差，z表示地表⑶P點C與地下反射點P之間的距離，Zm是深度域?qū)铀俣葹閂m時對應(yīng)的偏移深度，Uffset是炮點和檢波點之間的偏移距，Y = V11ZV,表示疊前深度偏移所用的深度域?qū)铀俣扰c準確層速度之間的比值，即剩余曲率值。求取所述速度模型修正量的公式為CleltVl = V1I Y1-V1( 15)CleltV1 =~——(16)Jh___nr-l_ nr-l
Vr, Vi/r.-i R(15)式表示第一個拾取點處的速度修正量，(16)式表示當i大于I時，第i個拾取點處的速度修正量；其中，R表示第i個拾取點處的平均速度，Iii代表從地表到第i個拾取點處的深度樣點數(shù)；Y = vm/v，表示疊前深度偏移所用的深度域?qū)铀俣扰c準確層速度之間的比值，即剩余曲率值。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 (I)本發(fā)明利用精度較高的起伏地表剩余速度分析公式和剩余曲率譜計算公式進行剩余速度譜的計算，該公式結(jié)合了地表炮檢點高程，能夠處理起伏地表疊前深度偏移產(chǎn)生的共成像點道集；同時可以向下兼容平地表公式；成像道集同相軸拉平時，成像深度為真實的深度。(2)應(yīng)用本發(fā)明可以得到精度更高的深度域起伏地表剩余速度模型和起伏地表速度更新模型，應(yīng)用更新的深度域速度模型進行疊前深度偏移可以得到更加準確的構(gòu)造地震成像結(jié)果。(3)本發(fā)明對剩余速度修正量的插值和平滑等措施都為得到準確度較高的剩余速度打下良好的基礎(chǔ)。


圖I是起伏地表射線路徑示意圖。圖2-1是利用本發(fā)明方法獲得的起伏地表剩余曲率掃描曲線，其中，+表示剩余曲率值O. 8 +表示剩余曲率值I. O +表示剩余曲率值I. 2-表示地表。圖2_2是水平地表剩余曲率掃描曲線,其中，_*_表7]^剩余曲率值O. 8 _b_表7]^剩余曲率值I. O +表示剩余曲率值I. 2-表示地表。圖3-1是利用常規(guī)剩余曲率公式獲得的計算結(jié)果圖。圖3-2是利用本發(fā)明方法中的優(yōu)化剩余曲率公式獲得的計算結(jié)果圖，η取3。圖4是本發(fā)明方法的步驟框圖。圖5是本發(fā)明實施例中初始深度域?qū)铀俣饶Ｐ汀D6-1是本發(fā)明實施例中初始速度模型起伏地表疊前深度偏移剖面。圖6-2是本發(fā)明實施例中初始速度模型起伏地表疊前深度偏移共成像點道集。圖7是本發(fā)明實施例中初始模型共成像點道集的剩余曲率譜。圖8是本發(fā)明實施例中深度域?qū)铀俣饶Ｐ托拚?。圖9是本發(fā)明實施例中更新后的深度域?qū)铀俣饶Ｐ?。圖10-1是本發(fā)明實施例中更新后速度模型起伏地表疊前深度偏移剖面。圖10-2是本發(fā)明實施例中更新后速度模型起伏地表疊前深度偏移共成像點道集。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述一種適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，所述方法首先對偏移距分段，將輸入道集按照偏移距進行分組，并進行起伏地表疊前深度偏移，產(chǎn)生共成像點道集；然后進行起伏地表剩余速度分析，計算高階剩余曲率譜，并根據(jù)高階剩余曲率譜的局部最大值拾取深度-剩余曲率對，然后求取速度模型修正量；再對速度模型修正量進行空間插值和平滑，并將速度模型修正量跟初始速度模型相加得到更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ?；最后利用更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ痛娉跏妓俣饶Ｐ停匦逻M行起伏地表疊前深度偏移和起伏地表剩余速度分析，從而不斷提高速度模型的精度。所述初始速度模型是已有模型，是通過對常規(guī)的時間域均方根速度做時深轉(zhuǎn)換得到的。本發(fā)明中所用的公式如下(I)起伏地表剩余速度分析公式的推導(dǎo) 起伏地表情況下射線路徑如圖I所示，在起伏地表情況下，旅行時k可以表示為tr = (SP+PR) H (I)其中S是激發(fā)點(炮點)，R是接收點(檢波點)，P是地下反射點，SP、PR表示射線路徑，V是層速度，C點是地表⑶P點。炮點和檢波點之間的偏移距Ltjffsrt可以表示為Loffset = a+b (2)其中a與b分別表示炮點半偏移距和檢波點半偏移距。旅行時可以進一步表示為t r = ~+ (z — )~ + -\jb~+ (z — dz2、~)(3)其中dZl表示地表⑶P點C與炮點S的高程差，dz2表示地表⑶P點C與檢波點R的高程差，z表示地表⑶P點C與地下反射點P之間的距離。在地層水平的情況下，由斯奈爾定律可知，Z SPC = Z CPR,從而可以得到下式
ab, λΛ———=——— ⑷
Z - UZ1 Z- az2利用⑵式、(4)式求取a、b的表達式并帶入(3)式，旅行時可以進一步表示為tr=~(2z -dzx -dz2)ι (~——)2 +1(5)
Vy 2z-dzx -dz2我們令Z = (2z-Jz1-0/2，那么(5)式可化簡為tr= +(—)2 (6)
VVV當深度域?qū)铀俣葹閂m時，旅行時為rrm= (^ffLy+(^Ly(7)
Vvm vm其中= (2zm -dzx - (Iz2)n，zm是深度域?qū)铀俣葹閂m時對應(yīng)的偏移深度。因為旅行時仁或都是地表檢波點觀測得到的測量時間值，是同一個值，所以在偏移中保持不變，改變的只是成像深度，利用旅行時相等，得到如下關(guān)系式I1^Lf + (^M_f = I1^Lf +(8)
VvmvmV VV化簡得到Zm = J^ir2-I)+ ZY(9)其中，Y = vm/v，表示疊前深度偏移所用的深度域?qū)铀俣扰c準確層速度之間的比值，也稱為剩余曲率值。將im、i帶入(9)式，從而得到最終的起伏地表剩余速度分析公式Zm=(dzl+dz2)l2 +(r2 -1) +(2z ~ dZl4 -^hL(10) 根據(jù)(10)式我們就可以對掃描區(qū)間內(nèi)的每一個Y值，利用已知的偏移距信息和高程信息求取不同偏移距對應(yīng)的偏移深度zm。一個Y值的所有偏移深度構(gòu)成剩余曲率掃描曲線，三個Y值的剩余曲率掃描曲線形態(tài)如圖2-1所示。當?shù)乇硭綍r，(Iz1 = dz2 = O, (10)式退化為平地表的(11)式即_1) + χ2ζ2(11)這說明本發(fā)明的起伏地表剩余速度分析公式可以兼容平地表剩余速度分析公式。
(11)式三個Y值的剩余曲率掃描曲線形態(tài)如圖2-2所示。通過對比圖2-1和圖2-2可以看出，兩者之間有明顯的差別，在復(fù)雜地表情況下應(yīng)該用(10)式進行曲率掃描，(10)式就是起伏地表剩余速度分析公式。(2)剩余曲率譜的計算為了獲得剩余速度值，我們首先需要計算剩余曲率譜，然后拾取剩余速度譜對應(yīng)的局部極值，得到‘深度-剩余曲率對’。對于剩余曲率譜的計算，Al-Yahya(1989)提出如下公式計算剩余曲率掃描譜
Γ--.1
NtrI2
Zf7(W)神，=L(12)
TjU2(ZiJ)
i=l其中U(Zi，i)表示當前Y值對應(yīng)的剩余曲率掃描曲線所經(jīng)過共成像點道集網(wǎng)格(Zi，i)處的振幅值，i是道集內(nèi)的道數(shù)，代表了偏移距信息,Zi是當前Y值對應(yīng)的剩余曲率掃描曲線在第i道的偏移深度，由(10)式?jīng)Q定，Ntr表示一個共成像點道集的道數(shù)。式(12)的分辨率比較低，實用中不容易拾取‘深度-剩余曲率對’，為了進一步提高剩余曲率譜的精度和分辨率，本發(fā)明對(12)式進行了改進，研究了高階剩余曲率譜計算公式，具體形式如下
權(quán)利要求
1.一種適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，其特征在于所述方法首先對偏移距分段，將輸入道集按照偏移距進行分組，并進行起伏地表疊前深度偏移，產(chǎn)生共成像點道集；然后進行起伏地表剩余速度分析，計算高階剩余曲率譜，并根據(jù)高階剩余曲率譜的局部最大值拾取深度-剩余曲率對，然后求取速度模型修正量；再對速度模型修正量進行空間插值和平滑，并將速度模型修正量跟初始速度模型相加得到更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ停蛔詈罄酶潞蟮钠鸱乇砩疃扔驅(qū)铀俣饶Ｐ痛娉跏妓俣饶Ｐ?，重新進行起伏地表疊前深度偏移和起伏地表剩余速度分析，從而不斷提高速度模型的精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒ǎ涮卣髟谟? (1)將偏移距分段，并將輸入道集按照偏移距進行分組； (2)利用初始速度模型對各段偏移距道集進行起伏地表疊前深度偏移，產(chǎn)生共成像點道集；產(chǎn)生的共成像點道集按照偏移距排列，每個共成像點道集的道數(shù)與步驟(I)中的偏移距分段數(shù)相同； (3)判斷共成像點道集是否拉平，如果已經(jīng)拉平，則轉(zhuǎn)入步驟(7)，如果沒有拉平，則轉(zhuǎn)入步驟⑷； (4)計算起伏地表剩余曲率譜首先讀入每個CDP處偏移產(chǎn)生的共成像點道集，然后利用高階剩余曲率譜計算公式計算起伏地表剩余曲率譜，并根據(jù)局部最大能量值拾取深度-剩余曲率對； (5)利用剩余速度求取公式對每一個共成像點道集的深度-剩余曲率對計算深度域?qū)铀俣刃拚浚? (6)對步驟(5)獲得的所有深度域?qū)铀俣刃拚窟M行空間插值和平滑處理，獲得整個空間的速度模型修正量，并將該速度模型修正量與初始速度模型相加，得到更新后的速度模型；轉(zhuǎn)入步驟(2)，同時用更新后的速度模型代替步驟(2)中的初始速度模型； (7)輸出偏移剖面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，其特征在于在步驟(I)中根據(jù)偏移孔徑將偏移距分為20-35段，每段包含至少一道；各偏移距段取等間距排列；偏移距段數(shù)和間隔在偏移過程中給出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，其特征在于所述步驟(4)中的要計算的CDP位置是人為給定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒ǎ涮卣髟谟谒龈唠A剩余曲率譜計算公式為
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒?，其特征在于求取所述速度模型修正量的公式?br> 全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于起伏地表的深度域?qū)铀俣刃拚椒ǎ瑢儆谑偷厍蛭锢砜碧降牡卣鹳Y料處理領(lǐng)域。所述方法首先對偏移距分段，將輸入道集按照偏移距進行分組，并進行起伏地表疊前深度偏移，產(chǎn)生共成像點道集；然后進行起伏地表剩余速度分析，計算高階剩余曲率譜，并根據(jù)高階剩余曲率譜的局部最大值拾取深度-剩余曲率對，然后求取速度模型修正量；再對速度模型修正量進行空間插值和平滑，并將速度模型修正量跟初始速度模型相加得到更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ?；最后利用更新后的起伏地表深度域?qū)铀俣饶Ｐ痛娉跏妓俣饶Ｐ?，重新進行起伏地表疊前深度偏移和起伏地表剩余速度分析，從而不斷提高速度模型的精度。
文檔編號G01V1/36GK102901985SQ20111014031
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者張兵, 方伍寶, 孫武亮, 王鵬燕, 傅星菊 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院