專利名稱：三維保幅疊前時(shí)間偏移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油氣田地震勘探中反射地震資料處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及地震資料處 理過程中的疊前偏移成像技術(shù)范疇，是三維地震資料偏移成像的三維保幅疊前時(shí)間偏移方 法。
背景技術(shù)：
地震勘探中反射地震資料處理過程中，疊前偏移成像是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而疊前時(shí)間 偏移方法是疊前偏移成像中的一種重要方法。疊前時(shí)間偏移方法可對一類斷層較為復(fù)雜但 速度橫向變化不是很劇烈的地質(zhì)構(gòu)造較好成像。與疊前深度偏移方法相比，除具有較高的 計(jì)算效率外，其主要的優(yōu)點(diǎn)是只需使用疊加(均方根)速度；這樣可簡單地通過速度掃描等 方式得到恰當(dāng)?shù)钠扑俣饶Ｐ停乇芰耸褂茂B前深度偏移方法面臨的一個(gè)主要困難速度 建模。因此，疊前時(shí)間偏移方法已成為地震勘探領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。影響疊前時(shí)間偏移成像效果的因素包括偏移速度、地震波走時(shí)計(jì)算方法、偏移計(jì) 算的偏移孔徑、計(jì)算偏移幅值時(shí)的權(quán)系數(shù)、偏移算法實(shí)現(xiàn)流程。走時(shí)計(jì)算與偏移速度共同決 定了反射波能否正確歸位，偏移孔徑及其應(yīng)用方式?jīng)Q定了偏移噪音和偏移算法的計(jì)算量， 權(quán)系數(shù)決定了成像幅值能否正確反應(yīng)地下實(shí)際界面的物性參數(shù)變化，偏移算法實(shí)現(xiàn)流程對 偏移的計(jì)算效率和存儲(chǔ)需求有重要影響。對偏移方法而言，成像效果、計(jì)算效率和存儲(chǔ)需求 是評(píng)價(jià)偏移方法的重要指標(biāo)。偏移孔徑對疊前時(shí)間偏移是重要的，較好的偏移孔徑對壓制偏移噪音和降低偏移 計(jì)算量有更重要作用。小的偏移孔徑可減少偏移計(jì)算量，但存在著不能對陡傾角構(gòu)造正確 成像的風(fēng)險(xiǎn)；過大的孔徑又帶來了偏移噪音和較大的計(jì)算量。對三維疊前時(shí)間偏移方法而 言，由于采集數(shù)據(jù)在沿測線和垂直測線方向有不同的空間采樣率，偏移孔徑的選取較二維 偏移更加復(fù)雜?，F(xiàn)行的疊前時(shí)間偏移方法是以雙平方根方程為基礎(chǔ)的，其成像條件實(shí)際上使用了 疊前深度偏移的相關(guān)成像條件，因此成像時(shí)沒有補(bǔ)償?shù)卣鸩▊鞑サ膸缀螖U(kuò)散效應(yīng)。為獲得 保幅的共反射點(diǎn)(CRP)道集，以服務(wù)于疊前反演等利用疊前信息進(jìn)行油氣和流體檢測，需 發(fā)展保幅，即幅值能正確反應(yīng)地下界面物性參數(shù)變化的疊前時(shí)間偏移方法。三維觀測已成為海上和陸上地震勘探的主要觀測方式，三維觀測和三維偏移可對 陡傾角構(gòu)造正確成像，避免了二維觀測和偏移時(shí)側(cè)反射難以正確歸位的問題。隨著采集和 計(jì)算設(shè)備的發(fā)展，三維采集和偏移處理已變的更容易實(shí)現(xiàn)，因此必須發(fā)展相應(yīng)的三維疊前 時(shí)間偏移技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有情況，本發(fā)明的目的是提供一種三維保幅疊前時(shí)間偏移方法，通過改進(jìn) 偏移孔徑、給出保幅的權(quán)系數(shù)、在成像過程中壓制偏移噪音，實(shí)現(xiàn)高效、高信噪比、保幅偏移 成像。這一方法可獲得保幅的共反射點(diǎn)(CRP)道集，從而更好地服務(wù)于疊前反演等利用疊前信息進(jìn)行油氣和流體檢測等技術(shù)。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 (1)用多條拖纜或多條測線記錄人工震源激發(fā)的反射地震信號(hào)，記錄到磁帶上；(2)從磁帶上讀取地震資料，對疊前地震資料進(jìn)行常規(guī)的壓制噪音處理，針對幾個(gè) 共中心點(diǎn)位置，抽取共中心點(diǎn)道集，對這些道集作常規(guī)的動(dòng)校正(NMO)速度拾取，對所得結(jié) 果做橫向平均，作為初始的、橫向均勻的偏移速度場，將疊前地震資料按偏移距排序、分組， 將不同組地震資料放置在集群計(jì)算機(jī)的不同計(jì)算節(jié)點(diǎn)上；(3)根據(jù)地震資料的偏移距、方位角的變化范圍和地下構(gòu)造的最大傾角以及初始 的、橫向均勻的偏移速度場，構(gòu)建時(shí)變的三維偏移孔徑的偏移孔徑表；(4)根據(jù)偏移孔徑表確定對應(yīng)的壓制偏移噪音的衰減系數(shù)表；(5)采用基于單程波方程和深度偏移的反褶積成像條件得到的權(quán)系數(shù)進(jìn)行偏移幅 值計(jì)算；(6)在每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，對全部地震道循環(huán)，對每一地震道，由偏移孔徑表確定有效 的成像區(qū)域和區(qū)域中各離散點(diǎn)偏移計(jì)算的起始成像時(shí)間，從起始成像時(shí)間開始計(jì)算各成像 點(diǎn)的偏移幅值，對處于三維偏移孔徑的邊緣區(qū)中的成像點(diǎn)，查衰減系數(shù)表拾取衰減系數(shù)并 乘以偏移幅值得到最終的幅值，將幅值累加到存放偏移結(jié)果的數(shù)組中對應(yīng)的偏移距上；(7)收集各計(jì)算節(jié)點(diǎn)的偏移計(jì)算結(jié)果，對成像區(qū)域的每一水平位置把偏移計(jì)算結(jié) 果按時(shí)間深度、偏移距排序，形成各水平位置處的共反射點(diǎn)道集；(8)依據(jù)共反射點(diǎn)道集中的同相軸是否平直，在偏移過程中確定偏移速度場；(9)利用偏移過程中確定的偏移速度場做偏移計(jì)算，對形成的全部共反射點(diǎn)道集 做剩余動(dòng)校正，將出現(xiàn)明顯拉伸和噪音部分的對應(yīng)數(shù)值置為零(即切除)，將不同偏移距的 數(shù)值疊加，形成偏移疊加剖面；(10)通過顯示軟件將偏移疊加剖面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地下反射構(gòu)造的剖面圖像，剖面圖 像將指示地下構(gòu)造的形態(tài)、斷點(diǎn)、斷距大小以及界面對地震波的反射強(qiáng)度。所述的根據(jù)地震資料的偏移距、方位角的變化范圍和地下構(gòu)造的最大傾角，以及 初始的橫向均勻的偏移速度場、構(gòu)建時(shí)變的三維偏移孔徑的偏移孔徑表是這樣實(shí)現(xiàn)的用 一組數(shù)據(jù)(Xi，Yi^Ti) (i = 1，k)描述三維偏移孔徑，其中k是有效成像區(qū)域(成像空間在 水平面的投影)中總的離散點(diǎn)數(shù)，(Xi^yi)是成像區(qū)域中某離散點(diǎn)與地震道中心點(diǎn)的兩個(gè)水 平坐標(biāo)差，而Ti則是該點(diǎn)偏移計(jì)算的起始成像時(shí)間(單程旅行時(shí))；令地震道的炮點(diǎn)坐標(biāo)是 (xs，ys)，檢波點(diǎn)坐標(biāo)是(\，y》，引入時(shí)變的偏移孔徑，就是在該地震道的偏移計(jì)算中，對成 像區(qū)域中水平坐標(biāo)為(Xi+0.5(XS+Xr), yi+0.5(ys+yr))的點(diǎn)(i = 1，k)，從T = Ti開始進(jìn)行 偏移計(jì)算。由構(gòu)造沿測線和垂直測線方向的兩個(gè)最大傾角，ey，構(gòu)建如下不等式方程 組
權(quán)利要求
一種三維保幅疊前時(shí)間偏移方法，其特征在于采用以下步驟1)用多條拖纜或多條測線記錄人工震源激發(fā)的反射地震信號(hào)，記錄到磁帶上；2)從磁帶上讀取地震資料，對疊前地震資料進(jìn)行常規(guī)的壓制噪音處理，針對幾個(gè)共中心點(diǎn)位置，抽取共中心點(diǎn)道集，對這些道集作常規(guī)的動(dòng)校正速度拾取，對所得結(jié)果做橫向平均，作為初始的、橫向均勻的偏移速度場，將疊前地震資料按偏移距排序、分組，將不同組地震資料放置在集群計(jì)算機(jī)的不同計(jì)算節(jié)點(diǎn)上；3)根據(jù)地震資料的偏移距、方位角的變化范圍和地下構(gòu)造的最大傾角以及初始的、橫向均勻的偏移速度場，構(gòu)建時(shí)變的三維偏移孔徑的偏移孔徑表；4)根據(jù)偏移孔徑表確定對應(yīng)的壓制偏移噪音的衰減系數(shù)表；5)采用基于單程波方程和深度偏移的反褶積成像條件得到的權(quán)系數(shù)進(jìn)行偏移幅值計(jì)算；6)在每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，對全部地震道循環(huán)，對每一地震道，由偏移孔徑表確定有效的成像區(qū)域和區(qū)域中各離散點(diǎn)偏移計(jì)算的起始成像時(shí)間，從起始成像時(shí)間開始計(jì)算各成像點(diǎn)的偏移幅值，對處于三維偏移孔徑的邊緣區(qū)中的成像點(diǎn)，查衰減系數(shù)表拾取衰減系數(shù)并乘以偏移幅值得到最終的幅值，將幅值累加到存放偏移結(jié)果的數(shù)組中對應(yīng)的偏移距上；7)收集各計(jì)算節(jié)點(diǎn)的偏移計(jì)算結(jié)果，對成像區(qū)域的每一水平位置把偏移計(jì)算結(jié)果按時(shí)間深度、偏移距排序，形成各水平位置的共反射點(diǎn)道集；8)依據(jù)共反射點(diǎn)道集中的同相軸是否平直，在偏移過程中確定偏移速度場；9)利用偏移過程中確定的偏移速度場做偏移計(jì)算，對形成的全部共反射點(diǎn)道集做剩余動(dòng)校正，將出現(xiàn)明顯拉伸和噪音部分的對應(yīng)數(shù)值置為零(即切除)，將不同偏移距的數(shù)值疊加，形成偏移疊加剖面；10)通過顯示軟件將偏移疊加剖面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地下反射構(gòu)造的剖面圖像，剖面圖像將指示地下構(gòu)造的形態(tài)、斷點(diǎn)、斷距大小以及界面對地震波的反射強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的三維保幅疊前時(shí)間偏移方法，其特征在于所述的根據(jù)地震 資料的偏移距、方位角的變化范圍和地下構(gòu)造的最大傾角以及初始的、橫向均勻的偏移速 度場，構(gòu)建時(shí)變的三維偏移孔徑的偏移孔徑表是這樣實(shí)現(xiàn)的用一組數(shù)據(jù)(Xi，Yi^Ti) (i = 1，k)描述三維偏移孔徑，其中k是有效成像區(qū)域(成像空間在水平面的投影)中總的離 散點(diǎn)數(shù)，(Xi^yi)是成像區(qū)域中某離散點(diǎn)與地震道中心點(diǎn)的兩個(gè)水平坐標(biāo)差，而Ti是則是該 點(diǎn)偏移計(jì)算的起始成像時(shí)間(單程旅行時(shí))；令地震道的炮點(diǎn)坐標(biāo)是(xs，ys)，檢波點(diǎn)坐標(biāo) 是(\，，引入時(shí)變的偏移孔徑，就是在該地震道的偏移計(jì)算中，對成像區(qū)域中水平坐標(biāo)為 (xi+0.5(xs+xr)，yi+0.5(ys+yr))的點(diǎn)(i = 1，k)，從T = Ti開始進(jìn)行偏移計(jì)算，由構(gòu)造沿測 線和垂直測線方向的兩個(gè)最大傾角，θ y，構(gòu)建如下不等式方程組(sin θχ cos φ)2 (sin θχ sin φ)2 ~(sin α)2~ + ~(sin/ )2~~(sin。sin … (sin cos ρ)2 (sin af(sin β)2 _式中識(shí)是地震道的方位角，滿足上兩式的最小角度α和β，就是保證最大傾角為 θ ,的構(gòu)造得以正確成像時(shí)，沿方位角方向和垂直方位角方向的兩個(gè)最大成像角度；對不同時(shí)間深度Τ，成像區(qū)域看作以方位角方向?yàn)殚L軸方向、垂直方位角方向?yàn)槎梯S方 向、中心在地震道的中心點(diǎn)上的橢圓面，由α、β和初始的、橫向均勻的偏移速度場巧Λ (Γ)， 可求得其長、短半軸分別為
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的三維保幅疊前時(shí)間偏移方法，其特征在于所述的根據(jù)偏移 孔徑表確定對應(yīng)的壓制偏移噪音的衰減系數(shù)表是這樣實(shí)現(xiàn)的每一偏移孔徑對應(yīng)的衰減系 數(shù)數(shù)組由如下步驟得到1)定義三維矩陣(x，y，T)，依據(jù)從偏移孔徑得到的(Xi，yi)點(diǎn)的起始成像時(shí)間Tb，計(jì)算 τ-T π\(zhòng)系數(shù)Cl=0.8sin —+0.2 (Γ<Γ6+ηΔ:Γ)，并將其存入對應(yīng)(Xi，yi，T)位置中，式中η Iv nAT 2)是人為定義的邊緣區(qū)包含的點(diǎn)數(shù)，ΔΤ是單程旅行時(shí)時(shí)間深度方向成像的采樣間距，對偏移 孔徑中全部k個(gè)點(diǎn)循環(huán)；2)對每個(gè)時(shí)間深度T，由下式計(jì)算a和b:
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的三維保幅疊前時(shí)間偏移方法，其特征在于所述的采用基于 單程波方程和深度偏移的反褶積成像條件得到的權(quán)系數(shù)進(jìn)行偏移幅值計(jì)算是這樣實(shí)現(xiàn)的 定義
全文摘要
三維保幅疊前時(shí)間偏移方法，應(yīng)用于地震勘探中反射地震資料處理，是針對三維采集地震數(shù)據(jù)的疊前偏移成像方法。采取的技術(shù)方案包括三方面一是采用基于單程波方程和深度偏移的反褶積成像條件得到的權(quán)系數(shù)進(jìn)行偏移幅值計(jì)算；二是根據(jù)地下構(gòu)造的最大傾角確定時(shí)變的三維偏移孔徑；三是通過對偏移孔徑邊緣引入帶狀衰減，自動(dòng)壓制偏移噪音。本發(fā)明通過改進(jìn)偏移孔徑、給出保幅的權(quán)系數(shù)、在成像過程中壓制偏移噪音，實(shí)現(xiàn)了高效、高信噪比、保幅偏移成像。本發(fā)明生成的保幅共反射點(diǎn)道集可更好地服務(wù)于疊前反演等油氣和流體檢測技術(shù)。本發(fā)明對油氣、礦產(chǎn)資源勘探有重要應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01V1/28GK101957455SQ20101028843
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者井涌泉, 張?jiān)迄i, 張劍鋒, 張 浩, 朱振宇, 王小六, 董春暉, 薛東川, 趙偉, 郝振江 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所