一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，通過收集研究區(qū)域的地震資料，對原始資料目的層的頻譜分析，認(rèn)識及了解需要補(bǔ)償?shù)念l段和能量，建立吸收模型，進(jìn)行基于各獨(dú)立頻段技術(shù)的粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬，由模擬結(jié)果統(tǒng)計確定各頻段掃描時長，來補(bǔ)償?shù)貙游眨瑪U(kuò)寬頻帶，應(yīng)用于深層高分辨率勘探。
【專利說明】一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，屬于可控震源地震采集【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種通過定量化確定可控震源不同頻段掃描時長來補(bǔ)償?shù)貙游眨_(dá)到拓寬頻帶、提高分辨率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高分辨率是隱蔽性油氣藏勘探的基礎(chǔ)，由于球面擴(kuò)散及地層的吸收衰減作用，使地震波高頻成分能量衰減嚴(yán)重，為了補(bǔ)償這種衰減，實(shí)際可控震源施工一般會采取非線性掃描，適當(dāng)延長高頻段的掃描時長來達(dá)到提高分辨率的目的。但是目前的非線性掃描參數(shù)都是根據(jù)試驗(yàn)資料通過經(jīng)驗(yàn)和視覺加以確定，缺少科學(xué)依據(jù)，沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩炕^程，即使近年來有些文章也提到可控震源非線性掃描參數(shù)的定量選取，但也不是嚴(yán)格意義上的定量，而是一種近似。因此實(shí)現(xiàn)真正意義上的非線性掃描參數(shù)的定量選取是可控震源在高分辨率勘探中必須要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明通過定量化確定非線性掃描參數(shù)(各獨(dú)立頻段的掃描時長)，達(dá)到補(bǔ)償?shù)貙游?，拓寬頻帶，提高地震分辨率的目的。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005](I)技術(shù)方法:
[0006]I)地層吸收衰減模型建立
[0007]在收集研究區(qū)近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查、鉆井、VSP測井以及地震疊后資料的基礎(chǔ)上，建立與反射層位對應(yīng)的層速度模型和Q值模型。
[0008]①速度模型:
[0009]由近地表調(diào)查成果建立表層速度模型；
[0010]由鉆井^^?\疊加速度建立深層速度模型。
[0011]②Q值模型:
[0012]通過地震資料(VSP資料)求取(頻譜比法等)。
[0013]2 )粘彈性介質(zhì)波動方程數(shù)值模擬
[0014]①建立Kelvin-Voigt粘彈固體模型來描述介質(zhì)的粘彈特性；
[0015]②運(yùn)用交錯網(wǎng)格有限差分法進(jìn)行基于各獨(dú)立頻段的粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬。
[0016]3)非連續(xù)獨(dú)立分頻掃描技術(shù)與掃描參數(shù)設(shè)計
[0017]①非連續(xù)獨(dú)立分頻掃描技術(shù):對于常規(guī)可控震源掃描而言，將整個掃描頻率范圍，分為若干連續(xù)且獨(dú)立的頻段，而每個頻段采用不同的掃描方式；
[0018]②掃描參數(shù)設(shè)計
[0019]第一步:可控震源掃描頻帶范圍確定一基于原始資料，針對目的層進(jìn)行頻譜特征分析，確定整個頻帶范圍；[0020]第二步:獨(dú)立頻段的劃分一針對目的層進(jìn)行頻譜特征分析，根據(jù)需要拓寬的頻帶，確定掃描頻段，主要依據(jù)各頻段斜率劃分；
[0021]第三步:各獨(dú)立頻段掃描時長確定一進(jìn)行不同時間下的不同頻段的粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬，確保各頻段在目的層上的能量相等，才能保證目的層上頻帶范圍的拓寬，這也是用來選擇不同頻段掃描時間的原則。
[0022](2)技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線:
[0023]如圖1所示，根據(jù)近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查資料，鉆井或VSP測井資料，地震疊后資料，進(jìn)行速度、Q值模型建立，再根據(jù)獨(dú)立頻段掃描信號設(shè)計，進(jìn)行基于獨(dú)立頻段技術(shù)粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬，再根據(jù)原始資料針對目的層頻譜分析，確定各頻段掃描時長，如果確定各頻段掃描時長不滿足條件，則返回進(jìn)行基于獨(dú)立頻段技術(shù)粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬，如果滿足條件，則輸出結(jié)果。另外，獨(dú)立頻段掃描信號設(shè)計由原始資料針對目的層頻譜分析獲得。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明從實(shí)際資料出發(fā)，通過基于獨(dú)立頻段粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬來精確定量化野外非線性掃描參數(shù)(各頻段掃描時長)，盡可能地補(bǔ)償?shù)貙拥奈账p，達(dá)到拓寬頻帶范圍，提高地震分辨率的效果，為隱蔽性油氣藏的勘探開發(fā)做好技術(shù)準(zhǔn)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明是技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線流程示意圖。
[0026]圖2是可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法的理論基礎(chǔ)示意圖。
[0027]圖3是8-140Hz整個頻帶分成四個獨(dú)立頻段的示意圖。
[0028]圖4是一個反射系數(shù)序列的示意圖。
[0029]圖5是四個獨(dú)立頻段與反射系數(shù)褶積后的地震記錄和各頻段對應(yīng)地震記錄的疊加結(jié)果示意圖。
[0030]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)果示意圖。
[0031]圖6.1是本發(fā)明實(shí)施例的原始資料目的層頻譜圖。
[0032]圖6.2 (a)是本發(fā)明實(shí)施例建立的速度模型。
[0033]圖6.2(b)是本發(fā)明實(shí)施例建立的縱波品質(zhì)因子(Qp)模型。
[0034]圖6.3是本發(fā)明實(shí)施例得到的譜系圖。
[0035]圖6.4是本發(fā)明實(shí)施例得到最后的地震資料。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中提出。
[0037]如圖2所示，說明了 一個可控震源信號可以分解成無數(shù)個簡諧信號，無數(shù)個互不相同的簡諧信號通過疊加可以組成一個脈沖信號，這也是可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法的理論基礎(chǔ)。
[0038]如圖3所示，把8-140HZ整個頻帶分成四個獨(dú)立頻段，分別為，8_40Ηζ、39_71Ηζ、70-102Ηζ 和 101-140Ηζ。
[0039]如圖5所示，分別為四個獨(dú)立頻段與反射系數(shù)的地震記錄和各頻段對應(yīng)地震記錄的疊加結(jié)果，由疊加結(jié)果可知此方法是可行的。
[0040]如圖6所示。下圖橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為以10為底的振幅對數(shù)值。圖中曲線①所示就是完全沒有地層吸收的目的層的頻譜，曲線②為地層吸收衰減后的目的層的頻譜，曲線③就是用此方法補(bǔ)償后的目的層頻譜，與吸收衰減的頻譜對比可以看出低頻和高頻成分都得到補(bǔ)償，頻帶拓寬，效果非常明顯。
[0041]圖2、圖3、圖4和圖5的結(jié)果都是用來說明此發(fā)明技術(shù)的理論可行性。
[0042]現(xiàn)在結(jié)合技術(shù)方案，把怎么得到圖6結(jié)果的具體實(shí)施過程詳細(xì)描述如下:
[0043]I)首先通過對勘探地區(qū)原始資料進(jìn)行分析，得到目的層頻譜圖，如圖6.1所示，橫坐標(biāo)為頻率，單位為H z,縱坐標(biāo)為能量,從頻譜圖上我們可以確定可控震源的頻帶范圍為5-80Hz，及各獨(dú)立頻段分別為:5-10Hz ；10-20Hz ；20-40Hz ;40_80Hz。
[0044]2)利用收集的原始資料建立速度模型和吸收模型。圖6.2 (a)為建立的速度模型；圖6.2 (b)為建立的縱波品質(zhì)因子Qp)模型。
[0045]3)進(jìn)行不同時間下的各獨(dú)立頻段粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)的掃描時長分別為:1s、1.5s、2s、3s、4s、5s和6s。通過對模擬得到的結(jié)果進(jìn)行譜系圖繪制，在此基礎(chǔ)上根據(jù)最低信噪比判定準(zhǔn)則，選取能量標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)0。圖6.3為得到的譜系圖，從圖中可以選取不同頻段的掃描時長，這里我們選取各頻段掃描時長:5-10Hz為2s ；10-20Hz為3s ；20-40Hz為4s ；40-80Hz 為 6s。
[0046]4)由確定的個頻段掃描時長的波場記錄得到最后的地震資料。如圖6.4所示，圖中上面的四個從左向右依次為四個獨(dú)立頻段的波場記錄，最下面的為最后的地震資料，虛線內(nèi)的目的層的頻譜結(jié)果就是圖6中曲線③。
[0047]以上四個步驟就是整個實(shí)例的過程。
[0048]以上參照附圖對本申請的示例性的實(shí)施方案進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實(shí)施方案僅僅是為了說明的目的而所舉的示例，而不是用來進(jìn)行限制，凡在本申請的教導(dǎo)和權(quán)利要求保護(hù)范圍下所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本申請要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)地層吸收衰減模型建立:在收集研究區(qū)近地表結(jié)構(gòu)調(diào)查、鉆井、VSP測井以及地震疊后資料的基礎(chǔ)上，建立與反射層位對應(yīng)的層速度模型和Q值模型； (2)粘彈性介質(zhì)波動方程數(shù)值模擬； (3)非連續(xù)獨(dú)立分頻掃描技術(shù)與掃描參數(shù)設(shè)計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，所述的步驟(I)中所述的速度模型如下: (1.0由近地表調(diào)查成果建立表層速度模型； (1.2)由鉆井\VSP\疊加速度建立深層速度模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，所述的步驟(I)中所述的Q值模型:通過地震資料包括VSP資料，求取頻譜比法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，所述的步驟(2)包括: (2.1)建立Kelvin-Voigt粘彈固體模型來描述介質(zhì)的粘彈特性； (2.2)運(yùn)用交錯網(wǎng)格有限差分法進(jìn)行基于各獨(dú)立頻段的粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟(3)所述的非連續(xù)獨(dú)立分頻掃描技術(shù):對于常規(guī)可控震源掃描而言，將整個掃描頻率范圍，分為若干連續(xù)且獨(dú)立的頻段，而每個頻段采用不同的掃描方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，所述的步驟(3)所述的掃描參數(shù)設(shè)計: (3.1)可控震源掃描頻帶范圍確定:基于原始資料，針對目的層進(jìn)行頻譜特征分析，確定整個頻帶范圍； (3.2)獨(dú)立頻段的劃分:針對目的層進(jìn)行頻譜特征分析，根據(jù)需要拓寬的頻帶，確定掃描頻段，主要依據(jù)各頻段斜率劃分； (3.3)各獨(dú)立頻段掃描時長確定:進(jìn)行不同時間下的不同頻段的粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬，確保各頻段在目的層上的能量相等，才能保證目的層上頻帶范圍的拓寬，這也是用來選擇不同頻段掃描時間的原則。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可控震源分頻掃描頻帶補(bǔ)償方法，其特征在于，所述的步驟(2.2)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)為: Ca)進(jìn)行不同時間下的各獨(dú)立頻段粘彈介質(zhì)數(shù)值模擬試驗(yàn): 試驗(yàn)的掃描時長分別為:1s、1.5s、2s、3s、4s、5s和6s ； (b)通過對模擬得到的結(jié)果進(jìn)行譜系圖繪制，在此基礎(chǔ)上根據(jù)最低信噪比判定準(zhǔn)則，選取能量標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)O ;得到相關(guān)譜系圖，從譜系圖中可以選取不同頻段的掃描時長；選取各頻段掃描時長:5-10Hz 為 2s ；10-20Hz 為 3s ；20-40Hz 為 4s ;40_80Ηζ 為 6s。
【文檔編號】G01V1/28GK103777240SQ201210414225
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】肖云飛, 殷厚成, 姜宇東, 白俊雨 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