一種二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法

2023-10-22 21:58:47 2

專利名稱：一種二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法
技術領域：
本發明涉及地球物理勘探技術，具體是一種二維垂直地震剖面數據計 算炮點靜校正的方法。
背景技術：
常規的垂直地震剖面(沿設計的一條或多條過井的炮線進行地面激發，
用井中檢波器進行記錄的垂直地震剖面方法，也稱作walkaway VSP，簡稱 為WSP)數據是在地面單點激發，井下多點接收得到的地震數據；為了擴 大垂直地震剖面數據的覆蓋範圍與提高覆蓋次數，設計了二維垂直地震剖 面(WVSP)技術，該技術是在地面沿設計的過觀測井的炮線上連續多點激 發，而在井下多點接收得到的地震數據。在二維垂直地震剖面數據採集時， 由於不同炮點激發位置的地表起伏與地下地質結構的差異，導致不同炮之 間接收的地震數據有靜校正差異，在成像時各炮數據不能同相疊加，降低 了最終的數據成果質量。通常的做法是利用近地表調查方法來消除這種靜 校正差異，即調査得到調查點的高程、風化層厚度與相應的速度，然後用 統一的高程與速度進行替換，得到替換前後的時差作為靜校正量，在炮點 與調查點不一致時採用插值的方法估算得到靜校正量。但是這存在兩個問 題 一是近地表調查得到的數據對應的深度相比二維垂直地震剖面的接收 點深度淺很多；二是近地表調査點的間距比二維垂直地震剖面的炮點間距 大很多，不能每個炮點都有準確的調查結果。這就導致近地表調查計算炮 點靜校正的方法不能滿足二維垂直地震剖面技術的需要。二維垂直地震剖面技術沒有相適應的炮點靜校正技術來提高二維垂直地震剖面的處理質

發明內容
本發明目的是提供一種提高垂直地震剖面的處理質量的二維垂直地震 剖面數據計算炮點靜校正的方法。
本發明具體是採用了以下技術步驟 1)採集地震數據；
步驟l)所述的採集地震數據是用在地面炮線的不同位置分別人工激發 地震縱波，在井中不同深度放置三分量地震波接收器接收地震波場記錄三 分量二維地震波波場與常規的零井源距垂直地震剖面數據。
步驟l)所述的地震波接收器兩兩相互垂直。 2)對零井源距垂直地震剖面(VSP)地震數據進行初至拾取，得到時間 -深度數據對(t-d)，然後利用以下公式求取觀測點深度處的層速度
式中Vi為觀測點深度處的層速度，X為激發點與觀測井之間的水平距 離，即偏移距；H為從地面面起算的觀測點深度；T為拾取的直達縱波的初 至時間；
步驟2)所述的層速度計算如果沒有零井源距數據，則用二維垂直地震 剖面中的小井源距數據。
3) 根據觀測點層速度計算每一層沿垂直方向傳播的縱波層速，反演出 Vn， K 二(v!，V2，…,、)，分層數為n;
4) 對二維垂直地震剖面數據進行常規的三分量偏振分析，旋轉處理，然後拾取二維垂直地震剖面的縱波直達波初至；
5) 對於n層的模型，定義每一層的各向異性係數為
4 =(,"，" ) = (， ) /4..'飼] (2) 其中，K 二(VpV2,…，、)是模型每一層沿垂直方向傳播的縱波層速度， 可以由零井源距VSP初至時間反演求得，^ :(vfX,…,v!)是模型每一層沿
水平方向傳播的縱波層速度；
6) 對二維垂直地震剖面採集到的三分量原始數據進行常規的三分量偏 振分析，旋轉處理，然後反演計算二維垂直地震剖面數據每一炮的靜校正
步驟6)所述的計算得到二維垂直地震剖面靜校正量利用以下公式
, a )=i [￡ (c—乙(r ， a )-咖,)2
式中M為垂直地震剖面接收點個數，t^為第j個垂直地震剖面初至 時距曲線、第m個垂直地震剖面接收點實際觀測的初至時間，7U、，cO為由 速度模型求出的第j個垂直地震剖面初至時距曲線、第k個垂直地震剖面接
收點的理論初至時間，statj為第j個炮點的靜校正量。
7) 將每一道地震數據第i點的振幅值移動到第(i-stat)點上，完成 靜校正。
本發明不需要進行野外近地表調査，並且克服了野外調査點稀疏，所求 取的靜校正精度不夠的不利之處，克服了野外近地表調査方法調查深度較 淺(最多幾十米)的缺點，提高了垂直地震剖面的處理質量。


圖1是三分量(X、 Y、 Z)原始數據(單炮點)的波場圖；圖2是常規零井源距數據處理得到的初至與速度分層圖3是計算得到的各炮點靜校正量圖4 (上)是靜校正前的共檢波點紀錄波場圖4 (下)是靜校正後的共檢波點紀錄波場圖5 (上)是經過進行靜校正前的成像剖面圖。
圖5 (下)是經過進行靜校正後的成像剖面圖。
具體實施例方式
野外通過機械可控震源在地面設計的過井炮線上人工激發地震波，在 井中放置三分量地震波串接收器接受地震波場信號，再由電纜傳到地面記 錄儀器記錄三分量垂直地震剖面地震波波場，分別得到零井源距垂直地震 剖面和二維垂直地震剖面數據；
對採集到的三分量零井源距垂直地震剖面原始地震數據的垂直分量 (圖1)進行初至拾取，得到激發炮點在井下所有檢波器記錄數據的地震波 初至時間Ti，利用公式(1)求取每一個井下觀測點層速度，然後對層速度 進行地質分層得到層速度模型；
對二維垂直地震剖面(WVSP)採集到的三分量原始數據進行常規的三分量 檢波器偏振分析，檢波器旋轉校正處理，可以得到直達地震波的分量數據， 然後在該數據上逐炮拾取二維垂直地震剖面的縱波直達波初至，得到所有 地面激發炮點在井下所有檢波器記錄數據的地震波初至時間Tj.，(第j個垂 直地震剖面初至時距曲線、第m個垂直地震剖面接收點實際觀測的初至時 間)，對於圖1所示的多層介質模型，根據S.I.Lapin(1978)提出的公式(3) 可以求出射線參數p:formula see original document page 8 (3)
其中，L是炮點的井源距，N是速度模型的層數，/^為模型第n層的厚度。 通過(4)式求出垂直地震剖面初至旅行時formula see original document page 8(4)
對於有J個炮點的二維垂直地震剖面記錄，我們實際觀測的垂直地震剖面初
至時距曲線有J個，則可以構建如下的目標函數/ 化,4):
其中，M為垂直地震剖面接收點個數，。為第j個垂直地震剖面初至時距 曲線、第m個垂直地震剖面接收點實際觀測的初至時間，T^^,cO為由速度 模型求出的第j個垂直地震剖面初至時距曲線、第k個垂直地震剖面接收點 的理論初至時間，statj為第j個炮點的靜校正量。
由(5)式，令w(^,A)—min，通過阻尼最小二乘法(Levenberg-Marquardt算法) 我們可求得每一個炮點的靜校正量，並同時得到與該靜校正量匹配的沿垂 直方向傳播的縱波層速度l(v^…，0和各向異性係數4"V^…^。
通過公式(5)計算得到二維垂直地震剖面數據每一炮的靜校正量stat， 計算得到的每一炮的炮點靜校正如圖3所示。對每一炮數據應用該靜校正 量，即將每一道地震數據第i點的振幅值移動到第(i-stat)點上。完成 靜校正的應用，靜校正應用前後的共檢波點數據對比如圖4所示。
對應用靜校正前後的數據分別進行常規處理(波場分離，反褶積，成 像等)，最後分別得到成像後的數據，如圖5所示。
本發明實施例用採集到的常規零井源距垂直地震剖面和二維垂直地震剖面，進行本發明的炮點靜校正後，成像剖面上扭曲的同相軸得到了明顯
改善，通過圖4和圖5的對比可見，本發明靜校正後的剖面質量明顯提高。
權利要求
1、一種二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法，其特徵在於採用以下技術步驟1)採集地震數據；2)對零井源距垂直地震剖面(VSP)地震數據進行初至拾取，得到時間-深度數據對(t-d)，然後利用以下公式求取觀測點深度處的層速度<![CDATA[ v i= H i+1 - H i H i+1 T i+1 X 2+ H i + 1 2 - H i T i X 2+ Hi 2 --- ( 1 ) ]]>式中Vi為觀測點深度處的層速度，X為激發點與觀測井之間的水平距離，即偏移距；H為從地面面起算的觀測點深度；T為拾取的直達縱波的初至時間；3)根據觀測點層速度計算每一層沿垂直方向傳播的縱波層速，反演出Vn，Vn＝(v1，v2，…，vn)，分層數為n；4)對二維垂直地震剖面數據進行常規的三分量偏振分析，旋轉處理，然後拾取二維垂直地震剖面的縱波直達波初至；5)對於n層的模型，定義每一層的各向異性係數為<![CDATA[ A n ( a1 , a2 , , an )= ( Vn | | / Vn )=[ ( v1 | | / v1 ), ( v2 | | / v2 ),, ( vn | | / vn )]--- ( 2 ) ]]>其中，Vn＝(v1，v2，…，vn)是模型每一層沿垂直方向傳播的縱波層速度，可以由零井源距VSP初至時間反演求得，<![CDATA[ V n || = ( v1 | | , v2 | | , , vn | | ) ]]> top= "196" left = "106"/>是模型每一層沿水平方向傳播的縱波層速度；6)對二維垂直地震剖面採集到的三分量原始數據進行常規的三分量偏振分析，旋轉處理，然後反演計算二維垂直地震剖面數據每一炮的靜校正量7)將每一道地震數據第i點的振幅值移動到第(i-stat)點上，完成靜校正。
2、 根據權利要求1所述的二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法， 其特徵在於步驟1 )所述的採集地震數據是用在地面過井炮線的不同位置分別 人工激發地震縱波，在井中不同深度放置三分量地震波接收器接收地震波場 記錄三分量二維地震波波場與常規的零井源距垂直地震剖面數據。
3、 根據權利要求1所述的二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法， 其特徵在於步驟l)所述的地震波接收器兩兩相互垂直。
4、 根據權利要求1所述的二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法， 其特徵在於步驟2)所述的層速度計算如果沒有零井源距數據，則用二維垂直地震剖面中的小井源距數據。
5、 根據權利要求1所述的二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法，其特徵在於步驟6)所述的計算得到二維垂直地震剖面靜校正量利用以下公 式formula see original document page 3式中M為垂直地震剖面接收點個數，。為第j個垂直地震剖面初至時 距曲線、第m個垂直地震剖面接收點實際觀測的初至時間，^^，cO為由速度 模型求出的第j個垂直地震剖面初至時距曲線、第k個垂直地震剖面接收點的 理論初至時間，statj為第j個炮點的靜校正量。
全文摘要
本發明是地球物理勘探二維垂直地震剖面數據計算炮點靜校正的方法。對零井源距垂直地震剖面地震數據進行初至拾取，求取觀測點深度處的層速度，拾取二維垂直地震剖面的縱波直達波初至，對二維垂直地震剖面原始數據進行三分量偏振分析，旋轉處理，然後反演計算二維垂直地震剖面數據每一炮的靜校正量，將每一道地震數據點的振幅值移動完成靜校正。本發明不需要進行野外近地表調查，並且克服了野外調查點稀疏，所求取的靜校正精度不夠的不利之處，克服了野外近地表調查方法調查深度較淺的缺點，提高了垂直地震剖面的處理質量。
文檔編號G01V1/28GK101598811SQ200810114378
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者侯愛源, 耿偉峰 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