本發(fā)明涉及地震勘探領(lǐng)域，更具體地，涉及一種速度譜自動(dòng)解釋方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在地震勘探領(lǐng)域，地震波速度是地震勘探中最重要的參數(shù)之一，它貫穿于地震處理和解釋的整個(gè)過(guò)程。但是在不同階段，該參數(shù)的來(lái)源、意義以及應(yīng)用都是不同的。在地震資料處理初期，一般都沒(méi)有合適的速度模型，必須通過(guò)常規(guī)的速度分析來(lái)獲得疊加速度，而且都是將疊加速度等同于均方根速度，并以此來(lái)進(jìn)行動(dòng)校疊加，得到疊加剖面或者進(jìn)行疊前時(shí)間偏移，或者基于均方根速度模型進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換并進(jìn)一步進(jìn)行偏移速度分析。因此，在油氣勘探地震資料的處理中，疊加速度分析既是基礎(chǔ)性也是非常重要的地震數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，它是實(shí)現(xiàn)地震勘探多次覆蓋cmp道集(共中心點(diǎn)道集)疊加的依據(jù)，也是支撐高精度地震成像速度建模的基礎(chǔ)。

疊加速度分析是基于速度譜的實(shí)現(xiàn)形式，根據(jù)地震信號(hào)的激發(fā)與接收之間存在的正常時(shí)差原理，采用預(yù)先給定的一系列速度曲線進(jìn)行掃描，依次計(jì)算出cmp道集中各道的正常時(shí)差，繼而進(jìn)行動(dòng)校和迭加，得到時(shí)間-速度-疊加能量矩陣。疊加速度譜的解釋是基于同相疊加能量最大原理，就是當(dāng)掃描速度正確時(shí)能夠正確計(jì)算出各道的正常時(shí)差和正常時(shí)差校正，實(shí)現(xiàn)cmp道集中各道數(shù)據(jù)的同相迭加，此時(shí)的疊加能量最大，因此，疊加速度譜的解釋是沿時(shí)間軸分析并揀選速度譜上相對(duì)可靠和疊加能量較大的能量團(tuán)。

事實(shí)上，在實(shí)際的地震資料處理中影響疊加速度譜計(jì)算和解釋精度的因素很多，比如地震記錄中的隨機(jī)噪音、信噪比、復(fù)雜構(gòu)造、波的干涉、地層傾角 等等，這些影響因素不可能通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行全面的描述和通過(guò)數(shù)據(jù)處理全面消除。因此，實(shí)際的反射波時(shí)距曲線已不是理想意義上的雙曲線形態(tài)，疊加速度譜通常會(huì)表現(xiàn)出能量團(tuán)不聚焦，在時(shí)間軸上速度的變化趨勢(shì)不唯一、速度變化大或速度倒轉(zhuǎn)等等。

由于疊加速度分析的精度受制于地震勘探的條件和觀測(cè)資料的信噪比，在速度譜上表現(xiàn)出多解性和模糊性，因此，速度譜的解釋基本是采用人機(jī)交互模式，這也是目前常規(guī)地震資料處理中人工操作量最大的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，速度自動(dòng)解釋方法也不斷推出，這些方法一般都是基于全局優(yōu)化算法。例如基于蒙特卡洛方法等。這類(lèi)方法具有算法易于設(shè)計(jì)，對(duì)目標(biāo)函數(shù)要求不高從而應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)。但效率低，不能保證產(chǎn)生優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解，并且結(jié)論常常帶有隨機(jī)性。另外一些是基于局部尋優(yōu)的方法包括:牛頓法，共扼梯度法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。這類(lèi)方法雖然有較高的計(jì)算效率，但算法復(fù)雜。往往需要利用導(dǎo)數(shù)為尋找極值點(diǎn)提供有效信息。直接方法對(duì)函數(shù)的分析性質(zhì)沒(méi)有要求，而且根據(jù)一定的數(shù)學(xué)原理，用盡量少的計(jì)算量，通過(guò)直接比較函數(shù)值的大小來(lái)確定極值點(diǎn)的位置。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的速度譜自動(dòng)解釋得到的結(jié)果不夠精確，導(dǎo)致不合理的層速度。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種精確的速度譜自動(dòng)解釋方法及系統(tǒng)。

公開(kāi)于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種速度譜自動(dòng)解釋方法及系統(tǒng)，其能夠通過(guò)構(gòu)建模型并進(jìn)行擾動(dòng)和尋優(yōu)，獲取每個(gè)共中心點(diǎn)的最終層速度和最終均方根速度，實(shí)現(xiàn)精確的速度譜自動(dòng)解釋。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種速度譜自動(dòng)解釋方法。所述方法可以包 括：基于共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)，獲取所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜；基于所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜，獲取速度模型函數(shù)；基于所述速度模型函數(shù)，獲取初始均方根速度和初始層速度；以及基于初始均方根速度和初始層速度，獲取最終層速度和最終均方根速度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種速度譜自動(dòng)解釋系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以包括：用于基于共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)，獲取所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜的單元；用于基于所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜，獲取速度模型函數(shù)的單元；用于基于所述速度模型函數(shù)，獲取初始均方根速度和初始層速度的單元；以及用于基于初始均方根速度和初始層速度，獲取最終層速度和最終均方根速度的單元。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施例中將是顯而易見(jiàn)的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實(shí)施例中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的速度譜自動(dòng)解釋方法的步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實(shí)施例1

圖1示出了速度譜自動(dòng)解釋方法的步驟的流程圖。

在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的速度譜自動(dòng)解釋方法可以包括：步驟101，基于共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)，獲取所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜；步驟102，基于所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜，獲取速度模型函數(shù)；步驟103，基于所述速度模型函數(shù)，獲取初始均方根速度和初始層速度；以及步驟104，基于初始均方根速度和初始層速度，獲取最終層速度和最終均方根速度。

該實(shí)施例通過(guò)構(gòu)建模型并進(jìn)行擾動(dòng)和尋優(yōu)，獲取每個(gè)共中心點(diǎn)的最終層速度和最終均方根速度，實(shí)現(xiàn)速度譜的精確的自動(dòng)解釋。

下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的速度譜自動(dòng)解釋方法的具體步驟。

獲取速度譜

在一個(gè)示例中，可以基于共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)，獲取共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以采用本領(lǐng)域已知的各種常規(guī)方法，獲取共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜。

在一個(gè)示例中，共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜可以是相似譜或互相關(guān)譜。

具體地，可以利用地面地震疊前數(shù)據(jù)的共中心點(diǎn)(cmp)道集數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度譜。速度譜可以是相似譜，也可以是互相關(guān)譜。共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜的形式為s(t,vrms(t))，其中t為時(shí)間，vrms(t)是時(shí)間為t時(shí)的地層的均方根速度，s(t,vrms(t))表示在(t，vrms(t))處的速度譜。

獲取速度模型函數(shù)

在一個(gè)示例中，可以基于所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜，獲取速度模型函數(shù)。

在一個(gè)示例中，獲取速度模型函數(shù)可以包括：沿時(shí)間軸遍歷揀選速度譜上 使譜能量最大的均方根速度，應(yīng)用所述均方根速度擬合速度模型函數(shù)，獲得速度模型函數(shù)的多個(gè)系數(shù)。其中，速度模型函數(shù)可以表示為：

vrms(t)＝v0+α·t^β(1)

在公式(1)中，t是時(shí)間，vrms(t)是時(shí)間為t時(shí)的地層的均方根速度，v0是時(shí)間為零時(shí)的地層的均方根速度，α、β為待定系數(shù)。

具體地，可以引入如公式(1)所示的速度模型函數(shù)。該速度模型函數(shù)可以適用于大多數(shù)地質(zhì)情況。對(duì)于具體某個(gè)地區(qū)的某一次采集到的地震數(shù)據(jù)而言，v0，α，β為待定系數(shù)。因此確定這些系數(shù)需要利用速度譜。具體做法是，沿時(shí)間軸遍歷揀選速度譜上使譜能量s(t,vrms(t))最大的均方根速度vrms(t)，然后用這些均方根速度vrms(t)去擬合公式(1)，來(lái)獲得系數(shù)v0，α，β。從而，可以獲取速度模型函數(shù)。優(yōu)選地，可以對(duì)每個(gè)共中心點(diǎn)都如此處理，以獲得每個(gè)共中心點(diǎn)相應(yīng)的速度模型函數(shù)。

獲取初始均方根速度和初始層速度

在一個(gè)示例中，可以基于所述速度模型函數(shù)，獲取初始均方根速度和初始層速度。

在一個(gè)示例中，獲取初始均方根速度和初始層速度可以包括：基于所述速度模型函數(shù)，獲取每個(gè)共中心點(diǎn)的初始均方根速度；以及應(yīng)用迪克斯公式，將每個(gè)共中心點(diǎn)的初始均方根速度轉(zhuǎn)換為每個(gè)共中心點(diǎn)的初始層速度。

具體地，在得到參數(shù)v0，α，β以后，就可以根據(jù)公式(1)得到當(dāng)前共中心點(diǎn)下任意時(shí)刻的初始均方根速度vrms(t)，經(jīng)過(guò)多次計(jì)算，可以得到每個(gè)共中心點(diǎn)的初始均方根速度。為了使得均方根速度有意義，或者說(shuō)由其得到的層速度有意義，需要將每個(gè)共中心點(diǎn)的初始均方根速度vrms(t)用迪克斯(dix)公式轉(zhuǎn)換為每個(gè)共中心點(diǎn)的初始層速度vint(t)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以采用本領(lǐng)域已知的各種常規(guī)方法，基于初始均方根速度vrms(t)來(lái)獲取初始層速度vint(t)。

獲取最終層速度和最終均方根速度

在一個(gè)示例中，可以基于初始均方根速度和初始層速度，獲取最終層速度和最終均方根速度。

在一個(gè)示例中，獲取最終層速度和最終均方根速度可以包括：對(duì)每個(gè)共中心點(diǎn)的初始層速度進(jìn)行擾動(dòng)，獲取擾動(dòng)后的層速度；應(yīng)用迪克斯公式，將擾動(dòng)后的層速度轉(zhuǎn)換為擾動(dòng)后的均方根速度；并且在與擾動(dòng)后的均方根速度相對(duì)應(yīng)的速度譜是當(dāng)前共中心點(diǎn)的最大速度譜的情況下，將擾動(dòng)后的層速度和擾動(dòng)后的均方根速度作為最終層速度和最終均方根速度。

其中，獲取擾動(dòng)后的層速度可以包括：對(duì)每個(gè)共中心點(diǎn)的初始層速度進(jìn)行隨機(jī)擾動(dòng)，獲取擾動(dòng)后的層速度；并且根據(jù)具體地質(zhì)情況對(duì)擾動(dòng)后的層速度進(jìn)行約束，使得擾動(dòng)后的層速度處于每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的層速度的上下限內(nèi)。

具體地，基于初始均方根速度vrms(t)和初始層速度vint(t)，可以對(duì)初始層速度vint(t)進(jìn)行優(yōu)化。該優(yōu)化可以是沿時(shí)間軸進(jìn)行的，即對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的初始層速度vint(t)進(jìn)行擾動(dòng)，該擾動(dòng)可以是隨機(jī)擾動(dòng)，并且擾動(dòng)結(jié)果應(yīng)在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的層速度的上下限內(nèi)(也即，根據(jù)具體地質(zhì)情況對(duì)擾動(dòng)后的層速度vint(t)進(jìn)行約束，使得擾動(dòng)后的層速度vint(t)處于每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的層速度的上下限內(nèi))，這樣，可以得到擾動(dòng)后的層速度對(duì)于每個(gè)共中心點(diǎn)，可以應(yīng)用迪克斯公式，將擾動(dòng)后的層速度轉(zhuǎn)換為擾動(dòng)后的均方根速度

然后，可以判斷速度譜s(t,vrms(t))中與擾動(dòng)后的均方根速度相對(duì)應(yīng)的速度譜是否是當(dāng)前共中心點(diǎn)的最大速度譜smax。在與擾動(dòng)后的均方根速度相對(duì)應(yīng)的速度譜不是當(dāng)前共中心點(diǎn)的最大速度譜smax的情況下，仍保留初始層速度vint(t)和初始均方根速度vrms(t)，再次進(jìn)行優(yōu)化，也即，重復(fù)前述步驟，對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的初始層速度vint(t)進(jìn)行擾動(dòng)和約束，獲取擾動(dòng)后的層速度和擾動(dòng)后的均 方根速度

在與擾動(dòng)后的均方根速度相對(duì)應(yīng)的速度譜是當(dāng)前共中心點(diǎn)的最大速度譜smax的情況下，將擾動(dòng)后的層速度和擾動(dòng)后的均方根速度作為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的最終層速度和最終均方根速度。

這樣，可以對(duì)每個(gè)共中心點(diǎn)的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行多次隨機(jī)擾動(dòng)和尋優(yōu)，最終獲得所有共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的最終層速度和最終均方根速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度譜的精確的自動(dòng)解釋。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述的目的僅為了示例性地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實(shí)施例限制于所給出的任何示例。

實(shí)施例2

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種速度譜自動(dòng)解釋系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以包括：用于基于共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)，獲取所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜的單元；用于基于所述共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)的速度譜，獲取速度模型函數(shù)的單元；用于基于所述速度模型函數(shù)，獲取初始均方根速度和初始層速度的單元；以及用于基于初始均方根速度和初始層速度，獲取最終層速度和最終均方根速度的單元。

該實(shí)施例通過(guò)構(gòu)建模型并進(jìn)行擾動(dòng)和尋優(yōu)，獲取每個(gè)共中心點(diǎn)的最終層速度和最終均方根速度，實(shí)現(xiàn)速度譜的精確的自動(dòng)解釋。

在一個(gè)示例中，獲取速度模型函數(shù)可以包括：沿時(shí)間軸遍歷揀選速度譜上使譜能量最大的均方根速度，應(yīng)用所述均方根速度擬合速度模型函數(shù)，獲得速度模型函數(shù)的多個(gè)系數(shù)，其中，所述速度模型函數(shù)表示為：

vrms(t)＝v0+α·t^β

其中，t是時(shí)間，vrms(t)是時(shí)間為t時(shí)的地層的均方根速度，v0是時(shí)間為零時(shí)的地層的均方根速度，α、β為待定系數(shù)。

在一個(gè)示例中，獲取初始均方根速度和初始層速度可以包括：基于所述速 度模型函數(shù)，獲取每個(gè)共中心點(diǎn)的初始均方根速度；以及應(yīng)用迪克斯公式，將每個(gè)共中心點(diǎn)的初始均方根速度轉(zhuǎn)換為每個(gè)共中心點(diǎn)的初始層速度。

在一個(gè)示例中，獲取最終層速度和最終均方根速度可以包括：對(duì)每個(gè)共中心點(diǎn)的初始層速度進(jìn)行擾動(dòng)，獲取擾動(dòng)后的層速度；應(yīng)用迪克斯公式，將擾動(dòng)后的層速度轉(zhuǎn)換為擾動(dòng)后的均方根速度；以及在與擾動(dòng)后的均方根速度相對(duì)應(yīng)的速度譜是當(dāng)前共中心點(diǎn)的最大速度譜的情況下，將擾動(dòng)后的層速度和擾動(dòng)后的均方根速度作為最終層速度和最終均方根速度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述的目的僅為了示例性地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實(shí)施例限制于所給出的任何示例。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的改進(jìn)，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。