專利名稱：兩步法層析反演近地表建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油地震勘探中，對地震資料處理解釋的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及兩步層析反演近法求取地表速度的一種兩步法層析反演近地表建模方法。
背景技術(shù)：
在石油地震勘探領(lǐng)域中，近地表低降速帶的存在引起了靜校正問題，從而導(dǎo)致了地震剖面不能準確的反映地下地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)，因此地震資料處理過程中需要消除低降速帶引起的靜校正問題。為了解決靜校正問題就需要求取近地表的深度-速度模型，這主要用兩種方法， 一種是通過野外調(diào)查的小折射方法得到，另一種是通過大炮記錄的層析反演方法得到。而通常的小折射解釋方法存在著人為誤差，穩(wěn)定性差，不能適應(yīng)小折射排列范圍內(nèi)的速度橫向變化，得到的只是粗略的大套地層的速度變化情況；大炮初至層析反演方法由于一些地震資料最小偏移距往往過大，記錄中缺失了極淺層的速度信息，對極淺層的速度無法準確刻畫，不能滿足復(fù)雜區(qū)域及低幅度構(gòu)造的精細勘探需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的旨在提供一種利用穩(wěn)定的算法來對傳統(tǒng)的小折射資料進行反演計算，得到極淺層的精細速度結(jié)構(gòu)模型，并以此為輸入，作為約束信息對后續(xù)的大炮初至層析反演過程進行約束，實現(xiàn)小折射約束下的層析反演。本發(fā)明提供的方法結(jié)合了不同方法的優(yōu)勢，提高了近地表建模精度和所求取靜校正的合理性，并很好的解決復(fù)雜地表條件下的近地表精細建模難題，有效提高復(fù)雜地表地形條件下的地震剖面的成像質(zhì)量，保證構(gòu)造形態(tài)的可靠性。為實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明將通過下列詳細描述和說明來進一步體現(xiàn)與闡述；本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種兩步法層析反演近地表建模方法，具體步驟包括A、小折射初至的拾取和錄入對野外低降速帶調(diào)查的小折射資料，按照時間隨偏移距的變化進行錄入；B、小折射初至層析反演對小折射初至進行層析反演，輸出能夠反映極淺層速度精細變化的解釋結(jié)果，常規(guī)的小折射解釋是用斜率法根據(jù)時間-距離的變化率求取淺層速度的，而且一個測點只輸出一個位置點的解釋結(jié)果，而小折射反映的是排列范圍內(nèi)一段區(qū)域的速度變化，對于存在橫向速度變化的區(qū)域，單一的解釋結(jié)果并不代表排列范圍內(nèi)任何一個位置點的速度，而是對速度變化趨勢的綜合反映，因此常規(guī)的解釋方法存在很大的誤差；C、大炮記錄初至?xí)r間拾取初至?xí)r間拾取在共炮點道集上進行，拾取范圍要根據(jù)地質(zhì)區(qū)域內(nèi)反演的低降速層最大速度和深度確定，初至拾取的質(zhì)量直接影響模型質(zhì)量和靜校正的效果，拾取時用相鄰炮初至曲線、炮點與檢波點互換差曲線，檢查拾取的初至?xí)r間，
3保證拾取準確；D、小折射結(jié)合微測井建立極淺層速度結(jié)構(gòu)模型將小折射的反演結(jié)果結(jié)合工區(qū)內(nèi)的微測井解釋結(jié)果運用克里金方法進行內(nèi)插，建立極淺層的近地表速度體；E、網(wǎng)格劃分和約束反演初始速度模型建立以往建立初始速度模型都是根據(jù)大炮初至所反映的折射層變化情況建立一個簡單的層狀初始模型，在這里我們引入了上一步由小折射、微測井通過克里金插值得到的極淺層近地表速度體，替換大炮初至生成的初始模型的淺層部分，補充了大炮由于最小偏移距過大所引起的極淺層速度缺失，更能反映實F、約束權(quán)重場的生成反演過程中需要給定約束系數(shù)，約束系數(shù)控制了反演結(jié)果相對于加入小折射信息的初始模型的改變程度，一般在0. 7 0. 95之間，可根據(jù)需要生成多層時變的權(quán)重場；G、通過約束層析法反演近地表速度模型以上一步建立的初始速度模型和大炮初至為輸入，對整個工區(qū)內(nèi)近地表速度模型進行約束層析反演；H、求取炮點和檢波點靜校正量在層析反演得到的速度-深度模型基礎(chǔ)上，根據(jù)近地表調(diào)查資料的高速層頂界速度，按區(qū)域內(nèi)界面速度相對穩(wěn)定的原理，拾取一個高速層頂界面，通過對速度-深度模型上各網(wǎng)格時間的縱向求和，得到地表實際觀測點相應(yīng)的靜校正量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著效果是(1)、本發(fā)明提供的方法能夠使不同方法的優(yōu)勢得到結(jié)合，很好的解決復(fù)雜地表條件下的近地表精細建模難題，有效提高復(fù)雜地表地形條件下的地震剖面的成像質(zhì)量，保證構(gòu)造形態(tài)的可靠性。O)、本發(fā)明提供的方法在對小折射初至層析反演的基礎(chǔ)上，將其作為約束信息， 進行了大炮初至的約束層析反演，提高了近地表建模精度和所求取靜校正的合理性。(3)、本發(fā)明采用小折射反演方法克服了常規(guī)方法的缺陷，消除了人為誤差，提高了穩(wěn)定性和精度。0)、本發(fā)明采用由小折射、微測井通過克里金插值得到的極淺層近地表速度體， 可替換大炮初至生成的初始模型的淺層部分，補充了大炮由于最小偏移距過大所引起的極淺層速度缺失，更能反映實際淺層地表的速度信息，大大提高了運算精度和效率。(5)、本發(fā)明采用約束層析反演得到的結(jié)果融合了小折射對極淺層刻畫精度高的優(yōu)勢，得到了能夠反映極淺層低速特征的結(jié)果，也大大提高速度結(jié)構(gòu)模型縱橫向的分辨率， 更精確地反映了實際近地表速度結(jié)構(gòu)。度結(jié)構(gòu)模型縱橫向的分辨率，更精確地反映了實際近地表速度結(jié)構(gòu)。(6)、本發(fā)明的方法通過約束層析反演以后，極淺層低速信息得到了恢復(fù)，速度更為合理，得到的靜校正量變大，長波長靜校正得到較好解決，同相軸得到合理成像，提高了成像質(zhì)量及其長波長靜校正和落實圈閉方面的可靠性。


圖1是本發(fā)明存在速度橫向變化小折射初至曲線示意2是本發(fā)明小折射層析反演得到的排列范圍內(nèi)的速度剖面3是本發(fā)明小折射層析反演得到的速度剖面圖
圖4是本發(fā)明無約束層析反演得到的速度剖面圖5是本發(fā)明約束層析反演得到的速度剖面6是本發(fā)明常速追蹤形成的高速頂界面示意7是本發(fā)明常規(guī)方法解釋得到的小折射解釋結(jié)果示意8是本發(fā)明層析反演方法得到的小折射解釋結(jié)果示意9是本發(fā)明應(yīng)用無約束層析靜校正得到的剖面示意10是本發(fā)明應(yīng)用小折射反演結(jié)果約束層析靜校正得到的剖面圖
具體實施例方式下面通過附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1兩步法層析反演近地表建模方法，對該方法在準噶爾盆地腹部L6工區(qū)進行了實際資料處理應(yīng)用，該工區(qū)由不同年代施工的三個區(qū)塊連片構(gòu)成，工區(qū)內(nèi)地表為戈壁、陡坎及半固定沙漠覆蓋，沙丘呈近南北走向，局部有蜂窩狀沙丘，最大高差達50米，地面海拔在 593. 7米 369. 6米之間，高差達到2M米，低降速帶厚度在50米 200米之間；大部分原始單炮初至扭曲，靜校正問題十分嚴重，傳統(tǒng)靜校正方法在本地區(qū)效果都不好。我們在本工區(qū)利用兩步法層析反演近地表建模方法，進行了近地表建模和靜校正量計算應(yīng)用，該方法的實施步驟是1)、對野外低降速帶調(diào)查的小折射資料按照時間隨偏移距的變化進行錄入。2)、對小折射初至進行層析反演，輸出能夠反映極淺層速度精細變化的解釋結(jié)果， 不同方法得到結(jié)果對比如圖7和圖8所示，可以看到常規(guī)解釋結(jié)果只是對大套速度變化的粗略反映，縱向分辨率很低，橫向較發(fā)散，而層析反演的輸出結(jié)果更精細合理地反映了近地表速度的連續(xù)變化，縱向分辨能力大大提高，橫向發(fā)散得到了改善，趨勢更合理；如圖1所示，運用層析算法對它進行層析反演后可得到如圖2所示的小折射排列區(qū)域范圍內(nèi)的速度剖面。3)、初至?xí)r間拾取在共炮點道集上進行，拾取范圍要根據(jù)地質(zhì)區(qū)域內(nèi)反演的低降速層最大速度和深度確定；初至拾取的質(zhì)量直接影響模型質(zhì)量和靜校正的效果，拾取時用相鄰炮初至曲線、炮點與檢波點互換差曲線，檢查拾取的初至?xí)r間，保證拾取準確。4)、將小折射的反演結(jié)果結(jié)合工區(qū)內(nèi)的微測井解釋結(jié)果運用克里金方法進行內(nèi)插，建立極淺層的近地表速度體。5)、網(wǎng)格劃分，并建立約束反演初始速度模型，將上一步由小折射、微測井通過克里金插值得到的極淺層近地表速度體替換大炮初至生成的初始模型的淺層部分，如圖3所示，這一部分速度是準確可靠的，補充了大炮由于最小偏移距過大所引起的極淺層速度缺失，更能反映實際淺層地表的速度信息，大大提高了運算精度和效率。6)、通過試驗生成約束權(quán)重場，即反演過程中需要給定的約束系數(shù)，度；一般在 0. 89左右，具體可根據(jù)試驗結(jié)果來確定，實際應(yīng)用還可根據(jù)需要生成多層時變的權(quán)重場；7)、通過約束層析法反演近地表速度模型，如圖4所示，約束層析反演前后近地表速度模型剖面的對比，很明顯，由于最小偏移距過大的影響，缺失極淺層信息，無約束反演得到的結(jié)果反映了速度的大體趨勢，淺層速度偏高；而約束層析反演得到的結(jié)果融合了小折射對極淺層刻畫精度高的優(yōu)勢，得到了能夠反映極淺層低速特征的結(jié)果，也大大提高速度結(jié)構(gòu)模型縱橫向的分辨率，更精確地反映了實際近地表速度結(jié)構(gòu)，如圖5所示，更精確地反映了實際近地表速度結(jié)構(gòu)。 8)、確定高速頂界面及計算靜校正量，拾取一個高速層頂界面(如圖6所示)，并通過對速度-深度模型上各網(wǎng)格時間的縱向求和，得到地表實際觀測點相應(yīng)的靜校正量。如圖9和圖10所示，是無約束層析反演靜校正與約束層析反演靜校正的剖面效果對比，可以看出，約束反演得到的靜校正量在成像效果明顯優(yōu)于無約束靜校正量，更重要的是，在剖面的中部，由于沙漠的影響，存在嚴重的長波長靜校正問題，而本地區(qū)的最小偏移距過大，缺失極淺層速度信息，無約束反演得到的速度偏大，靜校正量偏小，同相軸上翹，而通過約束層析反演以后，極淺層低速信息得到了恢復(fù)，速度更為合理，得到的靜校正量變大，長波長靜校正得到較好解決，同相軸得到合理成像，右邊的低幅度構(gòu)造才得到了恢復(fù)，這與鉆井結(jié)果相一致，說明該方法在提高成像質(zhì)量、解決長波長靜校正和落實圈閉方面是可靠的。
權(quán)利要求
1. 一種兩步法層析反演近地表建模方法，其特征在于該方法包括如下步驟A、小折射初至的拾取和錄入對野外低降速帶調(diào)查的小折射資料，按照時間隨偏移距的變化進行錄入；B、小折射初至層析反演對小折射初至進行層析反演，輸出能夠反映極淺層速度精細變化的解釋結(jié)果，常規(guī)的小折射解釋是用斜率法根據(jù)時間-距離的變化率求取淺層速度的，而且一個測點只輸出一個位置點的解釋結(jié)果，而小折射反映的是排列范圍內(nèi)一段區(qū)域的速度變化，對于存在橫向速度變化的區(qū)域，單一的解釋結(jié)果并不代表排列范圍內(nèi)任何一個位置點的速度，而是對速度變化趨勢的綜合反映，因此常規(guī)的解釋方法存在很大的誤差；C、大炮記錄初至?xí)r間拾取初至?xí)r間拾取在共炮點道集上進行，拾取范圍要根據(jù)地質(zhì)區(qū)域內(nèi)反演的低降速層最大速度和深度確定，初至拾取的質(zhì)量直接影響模型質(zhì)量和靜校正的效果，拾取時用相鄰炮初至曲線、炮點與檢波點互換差曲線，檢查拾取的初至?xí)r間，保證拾取準確；D、小折射結(jié)合微測井建立極淺層速度結(jié)構(gòu)模型將小折射的反演結(jié)果結(jié)合工區(qū)內(nèi)的微測井解釋結(jié)果運用克里金方法進行內(nèi)插，建立極淺層的近地表速度體；E、網(wǎng)格劃分和約束反演初始速度模型建立以往建立初始速度模型都是根據(jù)大炮初至所反映的折射層變化情況建立一個簡單的層狀初始模型，在這里我們引入了上一步由小折射、微測井通過克里金插值得到的極淺層近地表速度體，替換大炮初至生成的初始模型的淺層部分，補充了大炮由于最小偏移距過大所引起的極淺層速度缺失，更能反映實際淺層地表的速度信息；F、約束權(quán)重場的生成反演過程中需要給定約束系數(shù)，約束系數(shù)控制了反演結(jié)果相對于加入小折射信息的初始模型的改變程度，一般在0. 7 0. 95之間，可根據(jù)需要生成多層時變的權(quán)重場；G、通過約束層析法反演近地表速度模型以上一步建立的初始速度模型和大炮初至為輸入，對整個工區(qū)內(nèi)近地表速度模型進行約束層析反演；H、求取炮點和檢波點靜校正量在層析反演得到的速度-深度模型基礎(chǔ)上，根據(jù)近地表調(diào)查資料的高速層頂界速度，按區(qū)域內(nèi)界面速度相對穩(wěn)定的原理，拾取一個高速層頂界面，通過對速度-深度模型上各網(wǎng)格時間的縱向求和，得到地表實際觀測點相應(yīng)的靜校正量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種兩步法層析反演近地表建模方法，具體步驟包括①小折射初至的拾取和錄入；②對小折射初至進行層析反演，輸出能夠反映極淺層速度精細變化的解釋結(jié)果，如圖2；③拾取大炮記錄初至?xí)r間；④將小折射的反演結(jié)果結(jié)合工區(qū)內(nèi)的微測井解釋結(jié)果運用克里金方法進行內(nèi)插，建立極淺層的近地表速度體；⑤網(wǎng)格劃分和約束反演初始速度模型建立，將上一步得的極淺層近地表速度體替換大炮初至生成的初始模型的淺層部分，補充了大炮由于最小偏移距過大所引起的極淺層速度缺失；⑥約束權(quán)重場的生成；⑦通過約束層析法反演近地表速度模型，在層析反演得到的速度-深度模型基礎(chǔ)上，拾取一個高速層頂界面，計算炮點和檢波點靜校正量。
文檔編號G01V1/36GK102590864SQ20111045959
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者馮心遠, 李斐, 王宇超, 趙玉合 申請人:中國石油集團西北地質(zhì)研究所