專利名稱：一種各向異性速度分析和動校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣物探地震資料處理中為獲得高精度的速度結(jié)構(gòu)和成像剖面
對各向異性速度分析和動校正方法。
背景技術(shù)：
在地震資料處理中，速度分析和動校正至關(guān)重要，它們的精度直接影響到地震資 料的成像精度，因此獲得高精度的速度結(jié)構(gòu)和成像剖面一直是研究的熱點。常規(guī)地震資 料處理方法一般采用雙曲方程來描述反射波旅行時規(guī)律，這種雙曲方程隨著排列長度的增 加，精度降低，隨著地層非質(zhì)性的增強，誤差變大。由于實際地層是非均質(zhì)和各向異性的，所 以在共中心點道集上，其時距曲線往往表現(xiàn)為非雙曲特征。 目前，用來描述反射波非雙曲時距特征所基于的等效介質(zhì)模型主要有層狀各向 同性模型、均勻弱各向異性模型和線性連續(xù)速度模型等，這幾種模型是從不同角度等效描 述地下介質(zhì)的，來解決反射波時距曲線的非雙曲問題，提高速度分析和動校正的精度。
各向異性速度分析和動校正方法存在的主要問題為常規(guī)各向異性速度分析方法 首先采用雙曲方程對小炮檢距反射波數(shù)據(jù)進行速度分析得到雙曲速度，然后再利用全炮檢 距數(shù)據(jù)得到各向異性參數(shù)。常規(guī)方法將獲得的雙曲速度直接等效為垂直均方根速度，但是， 由于雙曲速度通常大于垂直均方根速度，而且所利用的炮檢距越大，計算得到的雙曲速度 偏離垂直均方根速度越遠，因此，在速度分析中如何獲得準(zhǔn)確的垂直均方根速度是提高速 度分析和動校正方法精度的一個關(guān)鍵問題。 另外，常規(guī)速度分析采用動校正的思想，即利用不同參數(shù)來進行動校正，能夠?qū)⒎?射波同相軸校平的參數(shù)即為所求。由于動校正存在拉伸，因此影響了速度分析的精度。
本技術(shù)針對上述問題，提出獲取準(zhǔn)確垂直均方根速度的方法和無拉伸影響的速度 分析方法，從而提高了速度分析和動校正的精度。
發(fā)明的內(nèi)容 本發(fā)明的目的是采用非剝層優(yōu)化方法提高計算垂直均方根速度的精度，采用無拉
伸影響方法來提高速度分析的精度，進而提高各向異性速度分析和動校正精度。
本技術(shù)的主要方法原理為 (1)地震數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，包括原始地震數(shù)據(jù)讀入、地震數(shù)據(jù)編輯、觀測系統(tǒng)加載和預(yù)處 理等；分選好CMP地震數(shù)據(jù)道集； (2)給定小炮檢距范圍、速度分析窗長、步長，采用雙曲方程對小炮檢距反射波數(shù) 據(jù)進行無拉伸影響的速度分析；采用無拉伸影響速度分析方法進行雙曲速度分析，通過對 速度譜進交互解釋，獲得反射波雙曲速度； (3)根據(jù)反射波雙程時間和雙曲速度，采用非剝層優(yōu)化方法計算層速度； 根據(jù)雙程時間、疊加速度和炮檢距范圍，重構(gòu)反射波旅行時間隨炮檢距的變化，進
而計算反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變化，利用某層頂界面、底界面反射波時間及
其斜率隨炮檢距的變化，采用下述公式計算該層的層速度
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其中，x為炮檢距，t為反射波旅行時間，dx/dt為反射波旅行時間的斜率，A x為 相同斜率dx/dt對應(yīng)的該層頂、底反射的炮檢距差，A t為相同斜率dx/dt對應(yīng)的該層頂、 底反射時間差。 由于斜率隨炮檢距的變化而變化，因此不同的斜率值均能計算層速度，我們根據(jù)
最小二乘優(yōu)化原理計算出唯一的層速度。
(4)計算垂直均方根速度； (5)利用全炮檢距數(shù)據(jù)進行無拉伸影響的各向異性速度分析，得到各向異性參 數(shù)； 在進行雙曲速度分析、各向異性速度分析時，沿著雙曲速度、各向異性參數(shù)所確定 的反射波時間隨炮檢距變化軌跡，直接從原始地震數(shù)據(jù)中取出數(shù)據(jù)，形成矩陣數(shù)據(jù)；取出的 數(shù)據(jù)的寬度為道數(shù)，長度為子波主周期的O. 5至l倍之間；通過對此矩陣數(shù)據(jù)進行疊加判別 參數(shù)是否合適，由于不受動校正拉伸的影響，因此參數(shù)估計的精度得到提高。
(6)根據(jù)計算出的雙曲速度、各向異性參數(shù)，采用非剝層優(yōu)化方法計算更高精度垂 直均方根速度和各向異性參數(shù)； (a)根據(jù)計算得到的反射波雙程旅行時間、雙曲速度、各向異性參數(shù)，利用各向異
性時距方程，計算出全炮檢距反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變換；(b)采用非剝層
優(yōu)化層速度計算方法計算層速度；(c)計算垂直均方根速度；(d)根據(jù)垂直均方根速度、雙
程旅行時間、反射波旅行時間隨炮檢距的變化，利用各向異性時距方程，采用最小二乘優(yōu)化
的方法計算各向異性參數(shù)。
(7)進行各向異性動校正。 發(fā)明效果 本方法在進行各向異性速度分析、動校正時，利用已經(jīng)計算出的雙曲速度和炮檢 距范圍，自動完成垂直均方根速度的計算，進而進行各向異性速度分析、動校正。計算獲得 的參數(shù)不受動校正拉伸影響，具有高精度、高效率特點。
圖1為方法實施的具體流程圖。 圖2為CMP道集。 圖3為對圖2數(shù)據(jù)進行處理得到的雙曲速度譜和動校正道集。 圖4為對圖2數(shù)據(jù)進行處理得到的常規(guī)各向異性譜和動校正道集。 圖5為對圖2數(shù)據(jù)應(yīng)用本技術(shù)處理得到的各向異性譜和動校正道集。 圖6為對圖2數(shù)據(jù)應(yīng)用本技術(shù)獲得的無拉伸影響各向異性譜和動校正道集。 圖7為對圖2數(shù)據(jù)應(yīng)用本技術(shù)和常規(guī)技術(shù)計算得到的層速度相對誤差對比圖。
具體實施例方式
(1)地震數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，包括原始地震數(shù)據(jù)讀入、地震數(shù)據(jù)編輯、觀測系統(tǒng)加載和預(yù)處 理等；(地震資料處理常識)[OO33] (2)分選好CMP地震數(shù)據(jù)道集；(地震資料處理常識) (3)給定小炮檢距范圍(通常為反射界面深度的1倍左右)、速度分析窗長(通常 為地震子波主周期的一半至一倍之間)、步長(通常為一個采樣間隔至半個窗長之間)，采 用無拉伸影響速度分析方法進行雙曲速度分析，通過對速度譜進交互解釋，獲得反射波雙 曲速度； (4)根據(jù)反射波雙程時間、雙曲速度和炮檢距范圍，采用非剝層優(yōu)化方法計算出層 速度； (5)根據(jù)反射波雙程時間、層速度，利用Dix公式計算出垂直均方根速度；(Dix公 式為地震資料處理的常用公式) (6)給定更大的炮檢距范圍(通常最大炮檢距為反射界面深度的1. 5倍至2倍)、 速度分析窗長、步長，利用垂直均方根速度和地震數(shù)據(jù)，采用無拉伸影響的速度分析方法， 進行各向異性速度分析，通過對各向異性參數(shù)譜進交互解釋，獲得各向異性參數(shù)，各向異性 分析采用下述高精度各向異性時距方程； 其中，t表示炮檢距為x的地震道上觀測的反射波時間，x表示炮檢距，t。表示自 激自收時間，V，。表示均方根速度，^表示各向異性參數(shù)。
(7)根據(jù)計算出的反射波雙程時間、雙曲速度、各向異性參數(shù)和炮檢距范圍，采用 非剝層優(yōu)化方法計算更高精度垂直均方根速度和各向異性參數(shù)；
(8)利用下列高精度公式進行各向異性動校正。 由圖可見 (D雙曲方程對小炮檢距能夠取得較好的動校正效果，隨著炮檢距的增加，誤差增 大，表現(xiàn)為動校正過量(如圖3所示)； (2)常規(guī)各向異性方程對小、大、中等炮檢距均能取得較好的動校正效果(如圖4 所示)； (3)本技術(shù)各向異性動校正效果優(yōu)于常規(guī)各向異性動校正效果(如圖5所示)；
(判斷動校正效果的好壞主要是看同相軸是否被校平，這是一個地震處理中的常 識，圖5中右邊紅色的軸顯然比圖3、4右邊紅色的軸更為水平) (4)應(yīng)用本技術(shù)的無拉伸影響的速度分析，通過準(zhǔn)確地校平同相軸來獲得準(zhǔn)確的 各向異性參數(shù)(如圖6所示，可與圖5比較)；采用非剝層優(yōu)化層速度計算方法，獲得的層 速度相對誤差小，精度高于常規(guī)技術(shù)(如圖7所示，常規(guī)方法(黑色的線)誤差較大，本方 法(紅色的線)誤差較小)。 上述結(jié)果表明，利用本技術(shù)進行動校正，效果更好，其主要優(yōu)點在于 (1)能夠同時對小、中等、大炮檢距取得好的動校正效果，有利于充分利用不同炮
檢距信息，提高疊加次數(shù)，改進疊加效果； (2)其動校正拉伸較小，對提高地震資料分辨率處理有利； ^ = fo +
(3)有利于大炮檢距反射信息的充分利用，例如不同偏移距疊加分析、AV0分析和 彈性阻抗反演等。
權(quán)利要求
一種高精度各向異性速度分析和動校正方法，其特征在于(1)地震數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，包括原始地震數(shù)據(jù)讀入、地震數(shù)據(jù)編輯、觀測系統(tǒng)加載和預(yù)處理等；分選好CMP地震數(shù)據(jù)道集；(2)給定小炮檢距范圍、速度分析窗長、步長，采用雙曲方程對小炮檢距反射波數(shù)據(jù)進行無拉伸影響的速度分析；采用無拉伸影響速度分析方法進行雙曲速度分析，通過對速度譜進交互解釋，獲得反射波雙曲速度；(3)根據(jù)反射波雙程時間和雙曲速度，采用非剝層優(yōu)化方法計算層速度；根據(jù)雙程時間、疊加速度和炮檢距范圍，重構(gòu)反射波旅行時間隨炮檢距的變化，進而計算反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變化，利用某層頂界面、底界面反射波時間及其斜率隨炮檢距的變化，采用下述公式計算該層的層速度 <mrow><msub> <mi>v</mi> <mi>n</mi></msub><mo>=</mo><msqrt> <mfrac><mi>Δx</mi><mi>Δt</mi> </mfrac></msqrt><mfrac> <mi>dx</mi> <mi>dt</mi></mfrac> </mrow>其中，x為炮檢距，t為反射波旅行時間，dx/dt為反射波旅行時間的斜率，Δx為相同斜率dx/dt對應(yīng)的該層頂、底反射的炮檢距差，Δt為相同斜率dx/dt對應(yīng)的該層頂、底反射時間差；由于斜率隨炮檢距的變化而變化，因此不同的斜率值均能計算層速度，根據(jù)最小二乘優(yōu)化原理計算出唯一的層速度。(4)計算垂直均方根速度；(5)利用全炮檢距數(shù)據(jù)進行無拉伸影響的各向異性速度分析，得到各向異性參數(shù)；在進行雙曲速度分析、各向異性速度分析時，沿著雙曲速度、各向異性參數(shù)所確定的反射波時間隨炮檢距變化軌跡，直接從原始地震數(shù)據(jù)中取出數(shù)據(jù)，形成矩陣數(shù)據(jù)；取出的數(shù)據(jù)的寬度為道數(shù)，長度為子波主周期的0.5至1.5倍之間；通過對此矩陣數(shù)據(jù)進行疊加判別參數(shù)是否合適，由于不受動校正拉伸的影響，因此參數(shù)估計的精度得到提高；(6)根據(jù)計算出的雙曲速度、各向異性參數(shù)，采用非剝層優(yōu)化方法計算更高精度垂直均方根速度和各向異性參數(shù)；(a)根據(jù)計算得到的反射波雙程旅行時間、雙曲速度、各向異性參數(shù)，利用各向異性時距方程，計算出全炮檢距反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變換；(b)采用非剝層優(yōu)化層速度計算方法計算層速度；(c)計算垂直均方根速度；(d)根據(jù)垂直均方根速度、雙程旅行時間、反射波旅行時間隨炮檢距的變化，利用各向異性時距方程，采用最小二乘優(yōu)化的方法計算各向異性參數(shù)。(7)進行各向異性動校正。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高精度各向異性速度分析和動校正方法；地震數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，分選好CMP地震數(shù)據(jù)道集；采用雙曲方程對小炮檢距反射波數(shù)據(jù)進行無拉伸影響的速度分析；通過對速度譜進交互解釋，獲得反射波雙曲速度；根據(jù)反射波雙程時間和雙曲速度，采用非剝層優(yōu)化方法計算層速度；根據(jù)最小二乘優(yōu)化原理計算出唯一的層速度；計算垂直均方根速度；利用全炮檢距數(shù)據(jù)進行無拉伸影響的各向異性速度分析，得到各向異性參數(shù)；計算更高精度垂直均方根速度和各向異性參數(shù)；進行各向異性動校正；利用已經(jīng)計算出的雙曲速度和炮檢距范圍，自動完成垂直均方根速度的計算，進而進行各向異性速度分析、動校正，計算獲得的參數(shù)不受動校正拉伸影響，具有高精度、高效率特點。
文檔編號G01V1/30GK101776768SQ20091007632
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者劉洋, 彭更新, 李國發(fā), 黃錄忠 申請人:中國石油天然氣股份有限公司;中國石油大學(xué)(北京)