一種複雜地表三維勘探初至波時間確定方法
2023-05-15 01:11:01 1
專利名稱：一種複雜地表三維勘探初至波時間確定方法
技術領域：
本發明涉及物探中反射波地震數據處理技術，具體是利用三維種子炮 初至波時間及其視速度確定周圍非種子炮初至波時間的一種在複雜地表 三維勘探初至波時間確定方法。
背景技術：
隨著勘探技術的進步，三維地震數據採集的道數越來越多， 一炮記錄 的道數由原來的幾百道發展為現在的幾千道甚至上萬道，致使三維初至拾 取工作量越來越大。此外，複雜地表條件還改變了初至信號品質，增加了 初至拾取的難度。在這種形勢下，快速而有效的三維初至拾取技術就成為 地震數據處理中急需的技術。
關於初至自動拾取方法，有基于振幅或能量的方法，如最大振幅法或
能量比值法；有基於信號頻率信息的方法，如互相關法；也有基於初至波 區別於背景噪音且在局部上具有明顯形態特徵的分形法；也有利用圖像邊 緣檢測技術進行自動識別的方法等。當初至波信噪比較高， 一致性較好時， 如海上數據或平原數據，這些方法是有效的；當地表起伏、表層介質複雜 變化引發初至波相位錯動，而且發育的幹擾波又造成初至波嚴重畸變時， 自動拾取方法常常不能奏效。
關於初至拾取方案，有基於地表一致性原理並利用少量拾取結果和折 射延遲時進行自動計算的方案；也有將種子炮初至影射到非種子炮，然後 進行人工引導加自動追蹤的方案。由於這些方案需要大量的人工幹預，致 使初至拾取效率不高。 發明內容本發明目的在於提供一種提高初至拾取效率，改善處理質量，提高勘 探精度和更好地落實含油氣地層位置的複雜地表三維勘探初至波時間確 定方法。
本發明具體實現步驟包括
1 )採用常規手段採集三維疊前炮集地震數據 ，
步驟1)所述的常規手段是指採用檢波器所在的接收線與震源所在的 激發線相互垂直，接收線彼此平行，所有接收線形成一個矩形條帶的束狀
2) 確定炮集地震數據中噪比高的炮為種子炮；對於種子炮集地震數 據的每一道記錄，確定初至波時間並保存拾取結果；
3) 對於種子炮炮點位置及其接收點位置所在的矩形區域，以炮點為 圓心，均勻劃分扇形子區域；
步驟3)所述的扇形子區域為16至32個。
4) 在每一個子區域內，按照炮檢距由小到大順序劃分炮檢距段，在 每一炮檢距段上，將種子炮上各個記錄道初至波時間校正到首道記錄所在 的高程上，用最小二乘法對該炮檢距段上的初至波時間進行直線擬合，得 到直線的斜率，將斜率的倒數作為該炮檢距段初至曲線的視速度；
步驟4)所述的炮檢距段是按照炮檢距段由小到大順序劃分為3至5段。
5) 使炮檢距段初至曲線的視速度對應本段首道位置，利用距離加權
計算出種子炮各個道的視速度；
步驟5)所述的距離加權是已知兩點間距離為Z，其上的視速度分別
為^、 k，要計算這兩點連線上的任意一個未知點的視速度p;，首先計算
該未知點與兩個已知點的距離A和丄2，然後計算比例係數與和l，那麼該未知點的視速度為己formula see original document page 6這就是距離加權公式。
力
6) 根據在束狀觀測系統圖，將種子炮周圍且距離種子炮最近的非種 子炮作為外推的對象；
7) 如果種子炮與非種子炮當中有相同接收點的道，根據地表一致性 關係和種子道上的視速度，計算因種子炮與非種子炮二者距離差引起的時 差，將這個時差與種子道的初至波時間做代數運算，得到非種子道的初至 波時間。
步驟7)所述的種子炮與非種子炮中不具有相同接收點的道，將非種 子炮中與非種子道臨近的且初至波時間已知的道作為種子道，按照折射波 傳播規律並利用種子道上的視速度，計算因種子道與非種子道二者距離差 引起的時差，將這個時差與種子道的初至波時間做代數運算，得到非種子 道的初至波時間。
本發明初至預測的效率成倍提高，改善了處理質量，提高勘探精度和 更好地落實含油氣地層位置的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法。
圖1是本發明選擇的種子炮數據及拾取的初至； 圖2是本發明確定的非種子炮數據及確定出來的初至。
具體實施例方式
本發明具體實例為
1、 採集並讀取並顯示疊前三維炮集地震數據，該炮集包含距離炮點 較近的3個排列。為減少數據存儲空間，對數據進行了截取，只保留時間 較小的初至波部分，見圖l。與此同時，讀取炮點與接收點關係信息。
2、 對於圖l所示炮集數據，認為它的信噪比較高，可確定為種子炮。
拾取種子炮各道的初至，見圖1中初至波被標記部分。3、 對於圖1所示種子炮，將炮點設為原點，建立十字坐標系。將炮 點與所有檢波點置於坐標系中。利用縱坐標與橫坐標比值相等的兩條交叉 線將坐標平面劃分為上、下、左和右四個區域。對每個區域進行二次劃分，
又劃分為相等的8個子區域。這樣，就以炮點為中心，將坐標平面劃分成 32個子區域，形成了 32個較小的方位角範圍。
4、 在每個子區域內，按照炮檢距大小將其分為3段，既小炮檢距段、 中炮檢距段和大炮檢距段，以便模擬直達波和兩組折射波的情形。對每個 炮檢距段內的道的初至時間進行高程校正，所用速度為常速，該速度由用 戶事先給出。然後利用最小二乘法對每段內校正後的初至時間——炮檢距 對進行直線擬合，求取直線的斜率，將斜率的倒數作為該段初至曲線的視 速度。
5、 在計算出每個子區域、每一炮檢距段內初至曲線的視速度後，利 用距離加權插值計算每一道上的瞬時速度，建立種子炮視速度場。
6、 圖1所示種子炮採用的是典型的三維束狀觀測系統，地表高程變 化程度適中，對此可選擇一個較大的外推範圍。以種子炮為圓心，以280 米為半徑畫一個圓，該圓圈定的範圍為種子炮外推的範圍。在圓內，總共 有15炮，圖2所示的非種子炮位於圓周，是距離種子炮最遠的一炮。
7、 首先，在非種子炮當中找出與種子炮具有相同接收點的道並確定 它滿足地表一致性關係，剩餘道確定為不滿足地表一致性關係的道。然後 對滿足地表一致性關係的道，求出它與種子道炮檢距之差和炮點高程之 差，藉助該道上的視速度就可求出炮檢距之差和高程之差引起的時差，將 該時差累加到種子道初至上去，就得到了該非種子道的初至。對所有滿足 地表一致性關係的非種子道都進行上述處理，就可預測出這些道的初至。
8、 對於非種子炮中不滿足地表一致性關係的道(未知道)，我們可以利用與其相鄰且已知初至的道(已知道)，按照折射關係進行外推並計 算其初至時間。具體步驟包括首先在未知道周圍找到已知道；然後利用 二者炮檢距之差、高程之差及視速度求出初至時間之差；最後再將該初至 時間之差累加到已知道初至上去，就得到了未知道的初至。對所有未知道 都進行上述處理，就可推算出它們的初至時間。這樣，非種子炮中所有道 的初至時間就被計算出來了。由於初至時間的預測與外推工作都是由計算 機完成的，而且可由一炮種子炮推算周圍所有15炮非種子炮，所以初至 預測的效率將成倍提高。
權利要求
1、一種複雜地表三維勘探初至波時間確定方法，其特徵在於採用以下具體步驟實現1)採用常規手段採集三維疊前炮集地震數據；2)確定炮集地震數據中噪比高的炮為種子炮；對於種子炮集地震數據的每一道記錄，確定初至波時間並保存拾取結果；3)對於種子炮炮點位置及其接收點位置所在的矩形區域，以炮點為圓心，均勻劃分扇形子區域；4)在每一個子區域內，按照炮檢距由小到大順序劃分炮檢距段，在每一炮檢距段上，將種子炮上各個記錄道初至波時間校正到首道記錄所在的高程上，用最小二乘法對該炮檢距段上的初至波時間進行直線擬合，得到直線的斜率，將斜率的倒數作為該炮檢距段初至曲線的視速度；5)使炮檢距段初至曲線的視速度對應本段首道位置，利用距離加權計算出種子炮各個道的視速度；6)根據在束狀觀測系統圖，將種子炮周圍且距離種子炮最近的非種子炮作為外推的對象；7)如果種子炮與非種子炮當中有相同接收點的道，根據地表一致性關係和種子道上的視速度，計算因種子炮與非種子炮二者距離差引起的時差，將這個時差與種子道的初至波時間做代數運算，得到非種子道的初至波時間。
2、 根據權利要求1所述的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法， 其特徵在於步驟1)所述的常規手段是指採用檢波器所在的接收線與震源 所在的激發線相互垂直，接收線彼此平行，所有接收線形成一個矩形條帶 的束狀觀測系統。
3、 根據權利要求1所述的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法，其特徵在於步驟3)所述的扇形子區域為16至32個。
4、 根據權利要求1所述的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法， 其特徵在於步驟4)所述的炮檢距段是按照炮檢距段由小到大順序劃分為 3至5段。
5、 根據權利要求1所述的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法， 其特徵在於步驟5)所述的距離加權是已知兩點間距離為丄，其上的視速 度分別為R、 F2，要計算這兩點連線上的任意一個未知點的視速度巳，首先計算該未知點與兩個已知點的距離丄,和A ,然後計算比例係數A和&，那麼該未知點的視速度為p; =^^+r2A，這就是距離加權公式。丄 i
6、 根據權利要求1所述的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法， 其特徵在於步驟7)所述的種子炮與非種子炮中不具有相同接收點的道， 將非種子炮中與非種子道臨近的且初至波時間已知的道作為種子道，按照 折射波傳播規律並利用種子道上的視速度，計算因種子道與非種子道二者 距離差引起的時差，將這個時差與種子道的初至波時間做代數運算，得到 非種子道的初至波時間。
全文摘要
本發明是石油物探中利在複雜地表三維勘探初至波時間確定方法，通過以下步驟實現對種子炮炮點位置及矩形區域以炮點為圓心劃分扇形子區域；對該炮檢距段上的初至波時間進行直線擬合，得到直線的斜率；利用距離加權計算出種子炮各個道的視速度；根據在束狀觀測系統圖，將種子炮周圍且距離種子炮最近的非種子炮作為外推的對象；計算因種子炮與非種子炮二者距離差引起的時差，將時差與種子道的初至波時間做運算得到非種子道的初至波時間。本發明初至預測的效率成倍提高，改善了處理質量，提高勘探精度和更好地落實含油氣地層位置的複雜地表三維勘探初至波時間確定方法。
文檔編號G01V1/28GK101551464SQ20081010312
公開日2009年10月7日 申請日期2008年3月31日 優先權日2008年3月31日
發明者劉超穎, 陳寶孚 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司