本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，更具體地講，涉及一種基于真地表的疊前地震成像方法，針對(duì)工區(qū)地形起伏劇烈、地腹構(gòu)造復(fù)雜、信噪比低的地震資料成像問題。

背景技術(shù)：

復(fù)雜地表?xiàng)l件下的成像研究是一直困擾地球物理學(xué)家的難題。對(duì)于該問題的一般做法是在解決靜校正問題的基礎(chǔ)上，在浮動(dòng)基準(zhǔn)面上進(jìn)行成像。地震資料處理中常用的水平疊加動(dòng)校正和偏移成像等算法都是以水平地表為假設(shè)條件。為實(shí)現(xiàn)這一假設(shè)，通常應(yīng)用靜校正技術(shù)把真地表采集的地震數(shù)據(jù)校正到非地表一致性的水平面(共中心點(diǎn)(cmp)浮動(dòng)基準(zhǔn)面)。

我國(guó)以陸地地震資料為主，近年來山前帶已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)油氣突破的重點(diǎn)探區(qū)。山前帶地震勘探工區(qū)地表高差大，有時(shí)高差值最大可達(dá)數(shù)百米乃至上千米，基巖經(jīng)常出露于地表，地表起伏劇烈，地腹構(gòu)造復(fù)雜，地震資料信噪比低，常規(guī)速度分析方法與cmp浮動(dòng)基準(zhǔn)面處理技術(shù)在這些地區(qū)的應(yīng)用條件、應(yīng)用效果都受到一定的限制。在近地表速度變化劇烈且高差變化較大時(shí)，靜校正會(huì)造成地震波射線在走時(shí)計(jì)算上的誤差，從而影響后續(xù)處理階段的成像質(zhì)量。這種基于cmp浮動(dòng)基準(zhǔn)面的成像方法，一般很難獲得準(zhǔn)確的速度模型，并且與實(shí)際情況有較大差距，在復(fù)雜地表及地腹條件下，無法對(duì)地下復(fù)雜構(gòu)造進(jìn)行精確成像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問題。

例如，本發(fā)明的目的之一在于解決針對(duì)復(fù)雜山地地震工區(qū)，提供一種基于真地表的疊前地震成像方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于真地表的疊前地震成像方法。所述方法包括以下步驟：

將疊前地震道集校正到地表一致性浮動(dòng)面，得到第一地震道集；對(duì)第一地震道集進(jìn)行動(dòng)校正，得到第二地震道集；對(duì)第二地震道集進(jìn)行剩余靜校正量計(jì)算，并將所述剩余靜校正量應(yīng)用到第一地震道集，得到第三地震道集；對(duì)第三地震道集進(jìn)行基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，得到處理后的第四地震道集(即，疊前時(shí)間偏移地震道集)；根據(jù)處理后的第四地震道集，生成最終偏移疊加地震成像結(jié)果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：反射波歸位更加準(zhǔn)確，剖面波組特征清楚自然，構(gòu)造成像清晰；真地表直接偏移方法消除了由于靜校正不合理造成的構(gòu)造抬升，與鉆井吻合性更好；成像效果對(duì)復(fù)雜斷塊區(qū)小斷裂的刻畫能力更清晰，伴生斷裂識(shí)別較好。另外，本發(fā)明的方法是解決復(fù)雜構(gòu)造區(qū)(尤其是地表高差大的復(fù)雜構(gòu)造區(qū))地震成像問題的有效手段。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中：

圖1示出了地表一致性浮動(dòng)面示意圖。

圖2示出了示例數(shù)據(jù)計(jì)算得到的地表一致性浮動(dòng)面。

圖3示出了示例數(shù)據(jù)采用了雙平方根動(dòng)校正、速度分析和剩余靜校正量計(jì)算后得到的水平疊加剖面。

圖4示出了示例數(shù)據(jù)的疊前時(shí)間偏移速度模型。

圖5示出了示例數(shù)據(jù)采用了真地表、真振幅疊前時(shí)間偏移算法后得到的偏移疊加剖面。

具體實(shí)施方式

在下文中，將結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明的基于真地表的疊前地震成像方法。在本文中，詞語中出現(xiàn)的第一、第二、第三和第四不表示順序，僅用于相互區(qū)別。

本發(fā)明是以得到的地表一致性浮動(dòng)面為基礎(chǔ)，以經(jīng)過動(dòng)校正和經(jīng)過剩余靜校正量計(jì)算并應(yīng)用該剩余靜校正量后得到的疊前地震道集作為輸入，進(jìn)行偏移速度分析，并進(jìn)行基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，輸出最終偏移疊加成像結(jié)果。在本發(fā)明的方法中，真地表的特點(diǎn)可包括工區(qū)內(nèi)地表高差大，例如數(shù)十米，有時(shí)高差值最大可達(dá)數(shù)百米乃至上千米，基巖經(jīng)常出露于地表，地表起伏劇烈，地腹構(gòu)造復(fù)雜，地震資料信噪比低。真地表可以為山地工區(qū)地表，例如，山前帶地震勘探工區(qū)地表。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，基于真地表的疊前地震成像方法可包括如下步驟：將疊前地震道集校正到地表一致性浮動(dòng)面，得到第一地震道集；對(duì)第一地震道集進(jìn)行動(dòng)校正，得到第二地震道集；對(duì)第二地震道集進(jìn)行剩余靜校正量計(jì)算，并將所述剩余靜校正量應(yīng)用到第一地震道集，得到第三地震道集；對(duì)第三地震道集進(jìn)行基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，得到處理后的第四地震道集；根據(jù)處理后的第四地震道集，生成最終偏移疊加地震成像結(jié)果。

其中，對(duì)第一地震道集進(jìn)行動(dòng)校正的目的是為下一步驟的剩余靜校正輸入預(yù)備數(shù)據(jù)；對(duì)第二地震道集進(jìn)行剩余靜校正量計(jì)算的目的是提高地震道集中同相軸的相位一致性，提高疊加剖面的成像質(zhì)量。

在本實(shí)施例中，根據(jù)處理后的第四地震道集，生成最終偏移疊加地震成像結(jié)果的步驟包括：根據(jù)處理后的疊前時(shí)間偏移地震道集，即第四地震道集，選擇適當(dāng)?shù)牡兰谐齾?shù)對(duì)第四地震道集進(jìn)行切除，然后進(jìn)行疊加處理，生成最終的偏移疊加地震成像結(jié)果。其中，切除參數(shù)的選取以道集的實(shí)際信噪比和道集的拉伸畸變情況而定。

圖1是地表一致性浮動(dòng)面示意圖。在本實(shí)施例中，將疊前地震道集校正到地表一致性浮動(dòng)面的步驟包括：對(duì)真實(shí)地表進(jìn)行適當(dāng)尺度的平滑處理，得到與真實(shí)地表高程趨勢(shì)一致的光滑曲面，光滑曲面是地表一致性浮動(dòng)面；將疊前地震道集依據(jù)激發(fā)點(diǎn)、接收點(diǎn)的各自實(shí)際位置，校正到地表一致性浮動(dòng)面上。其中，平滑尺度的選擇可以是實(shí)際地震勘探采集方案中激發(fā)點(diǎn)至接收點(diǎn)最大距離的六分之一，該值為經(jīng)驗(yàn)值，具體參數(shù)因工區(qū)不同而有差異；平滑處理是行業(yè)內(nèi)常規(guī)的方法。本發(fā)明與其它方法的差異在于平滑尺度大小的選擇有所不同。

在本實(shí)施例中，將疊前地震道集校正到地表一致性浮動(dòng)面之后還可包括：在動(dòng)校正的步驟之前對(duì)第一地震道集進(jìn)行預(yù)處理。地震道集預(yù)處理可以包括以本領(lǐng)域常規(guī)的方法對(duì)第一地震道集進(jìn)行去噪、地表一致性振幅補(bǔ)償和地表一致性反褶積處理，可得到具有適當(dāng)信噪比和分辨率的預(yù)處理地震道集，為后續(xù)成像處理做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。其中，信噪比和分辨率的衡量標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)際工區(qū)地震資料品質(zhì)的高低而定，一般情況下，適當(dāng)?shù)男旁氡仁侵感旁氡瓤纱笥?.5，適當(dāng)?shù)姆直媛适侵傅卣鸬兰黝l可在30hz左右。

在本實(shí)施例中，真地表可指同一工區(qū)內(nèi)地表高差在數(shù)十至上千米范圍內(nèi)的地表結(jié)構(gòu)。例如，真地表也可以為同一工區(qū)內(nèi)地表高差在百余米至千余米范圍內(nèi)的地表結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，疊前地震道集可包括共中心點(diǎn)道集，(又稱cmp道集)，激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)的中心點(diǎn)即為cmp點(diǎn)。

在本實(shí)施例中，真地表cmp道集反射波的旅行時(shí)方程可近似地表示為：

激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)的中心點(diǎn)，即為cmp點(diǎn)，其雙程垂直反射時(shí)間為t0，激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)的距離表示為偏移距x，v為均方根速度，δhs為激發(fā)點(diǎn)高程與cmp點(diǎn)高程的差值，δhr為接收點(diǎn)高程與cmp點(diǎn)高程的差值。

在本實(shí)施例中，動(dòng)校正可包括雙平方根動(dòng)校正，對(duì)于真地表，進(jìn)行雙平方根動(dòng)校正可包括利用下式計(jì)算雙平方根動(dòng)校正量，

其中，t0表示雙程垂直反射時(shí)間，x表示偏移距，v表示均方根速度，δhs表示激發(fā)點(diǎn)高程與cmp點(diǎn)高程的差值，δhr表示接收點(diǎn)高程與cmp點(diǎn)高程的差值，t0s表示激發(fā)點(diǎn)的雙程垂直反射時(shí)間，t0r表示接收點(diǎn)的雙程垂直反射時(shí)間。

在本實(shí)施例中，采用雙平方根動(dòng)校正公式進(jìn)行水平疊加速度分析，其方法包括，根據(jù)不同百分比速度場(chǎng)進(jìn)行速度掃描，依據(jù)最佳成像效果選擇最佳的水平疊加速度，最后利用該最佳水平疊加速度對(duì)第一地震道集進(jìn)行雙平方根動(dòng)校正處理，得到第二地震道集。

在本實(shí)施例中，在進(jìn)行雙平方根動(dòng)校正后得到第二地震道集的基礎(chǔ)上，完成多輪剩余靜校正量迭代計(jì)算，并將該剩余靜校正量應(yīng)用到第一地震道集，得到第三地震道集。假設(shè)總計(jì)進(jìn)行了n次剩余靜校正量計(jì)算，第i次(i＝1，2，…，n)剩余靜校正量為δai，則其總的剩余靜校正量為：

δatotal＝δa1+δa2+…+δan。

其中，多輪剩余靜校正的終止條件可為，當(dāng)工區(qū)內(nèi)所有激發(fā)點(diǎn)及接收點(diǎn)的剩余靜校正量均小于地震數(shù)據(jù)的采樣率(單位為毫秒)時(shí)，計(jì)算終止；此時(shí)的迭代次數(shù)即為最終的迭代次數(shù)n。

在本實(shí)施例中，對(duì)于剩余靜校正處理后得到的第三地震道集，進(jìn)行偏移速度分析，并進(jìn)行疊前時(shí)間偏移，得到最終偏移疊加成像結(jié)果。

在本實(shí)施例中，疊前時(shí)間偏移可為基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明的方法還包括步驟：在進(jìn)行疊前時(shí)間偏移處理之前，進(jìn)行基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移速度分析，獲得疊前時(shí)間偏移速度模型。

在本實(shí)施例中，基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移速度分析，其實(shí)現(xiàn)步驟可包括：以上述獲得第二地震道集所采用的最佳水平疊加速度為初始偏移速度模型，進(jìn)行基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，判斷偏移后共成像點(diǎn)道集中的同相軸是否拉平，如果未拉平，則對(duì)該速度模型進(jìn)行不同百分比速度掃描，以偏移后共成像點(diǎn)道集中的同相軸是否拉平為依據(jù)，選擇最佳的偏移速度模型，該模型即為最終的疊前時(shí)間偏移速度模型。

在本實(shí)施例中，基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移可根據(jù)柯西霍夫(kirchhoff)積分公式計(jì)算，基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移的理論基礎(chǔ)可包括本領(lǐng)域常規(guī)的柯西霍夫(kirchhoff)積分公式，如下式：

式中，r(x,t0)為地下成像點(diǎn)反射振幅，p(xs,xr,ts+tr)為時(shí)間域地震記錄，x為偏移距，ts+tr為激發(fā)點(diǎn)到接收點(diǎn)旅行時(shí)，針對(duì)真地表，激發(fā)點(diǎn)位置表示為(xs，zs)，接收點(diǎn)位置表示為(xr，zr)。表示為時(shí)間域微分算子，w表示為真振幅偏移權(quán)重算子。

在本實(shí)施例中，除柯西霍夫(kirchhoff)積分法偏移外，還有其他數(shù)學(xué)方法也可進(jìn)行疊前時(shí)間偏移，如有限差分法疊前時(shí)間偏移、傅里葉變換法疊前時(shí)間偏移等。在這些方法中，柯西霍夫(kirchhoff)積分法偏移具有計(jì)算速度快、對(duì)偏移速度場(chǎng)不是很敏感、具有較好的構(gòu)造成像效果和保幅性等優(yōu)點(diǎn)，能滿足大多數(shù)工區(qū)對(duì)地震資料成像的精度要求，因而作為本發(fā)明的優(yōu)選方法。

在本實(shí)施例中，基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，其反射波旅行時(shí)t可表示為：

其中，ts為激發(fā)點(diǎn)到反射點(diǎn)旅行時(shí)，tr為反射點(diǎn)到接收點(diǎn)旅行時(shí)，針對(duì)真地表，激發(fā)點(diǎn)位置表示為(xs，zs)，接收點(diǎn)位置表示為(xr，zr)。t0表示雙程垂直反射時(shí)間，x表示偏移距，v表示均方根速度，δhs表示激發(fā)點(diǎn)高程與cmp點(diǎn)高程的差值，δhr表示接收點(diǎn)高程與cmp點(diǎn)高程的差值。

在本實(shí)施例中，依據(jù)本領(lǐng)域已有的研究成果，基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，其真振幅偏移權(quán)重算子可表示為：

其中，z為反射點(diǎn)到地表的垂直距離，ts、tr分別為激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)旅行時(shí)；

依據(jù)三角函數(shù)余弦定理：

將上述三角函數(shù)公式代入真振幅偏移權(quán)重算子表達(dá)式，則基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，其最終的真振幅偏移權(quán)重算子表達(dá)式為:

隨后，以第三地震道集為輸入，將上述步驟中得到最終的疊前時(shí)間偏移速度模型、反射波旅行時(shí)t(t＝ts+tr)、真振幅偏移權(quán)重算子w代入柯西霍夫(kirchhoff)積分公式，進(jìn)行基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移，則可得到處理后的疊前時(shí)間偏移地震道集，即第四地震道集；再根據(jù)處理后的第四地震道集，選擇適當(dāng)?shù)牡兰谐齾?shù)對(duì)第四地震道集進(jìn)行切除(切除參數(shù)的選取以道集的實(shí)際信噪比和道集的拉伸畸變情況而定)，然后進(jìn)行疊加處理，生成最終的偏移疊加地震成像結(jié)果。

為了更好地理解本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例，下面結(jié)合具體示例對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步說明。

示例1

區(qū)域構(gòu)造位置處于四川盆地川東高陡斷褶帶，工區(qū)屬于典型的丘陵——山地地貌，最低海拔為370m，最高海拔為1080m。工區(qū)構(gòu)造主體區(qū)域地形起伏相對(duì)較大，最大相對(duì)高差約達(dá)700m；地腹構(gòu)造高陡，斷層發(fā)育，成像較差。

對(duì)示例數(shù)據(jù)進(jìn)行了地表一致性浮動(dòng)面計(jì)算，并將疊前地震道集校正到地表一致性浮動(dòng)面，如附圖2所示，即圖2示出了示例數(shù)據(jù)計(jì)算得到的地表一致性浮動(dòng)面；從圖可知，工區(qū)中部構(gòu)造主體部位地形起伏劇烈，構(gòu)造主體兩翼位置地形變化較為平緩。

對(duì)示例數(shù)據(jù)進(jìn)行了去噪、地表一致性振幅補(bǔ)償、地表一致性反褶積處理等預(yù)處理操作，使示例數(shù)據(jù)的信噪比和分辨率的達(dá)到適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)。

接下來，對(duì)示例數(shù)據(jù)進(jìn)行了雙平方根動(dòng)校正，完成水平疊加速度拾取和3輪剩余靜校正量計(jì)算。在剩余靜校正量計(jì)算過程中，對(duì)每輪剩余靜校正量的變化范圍進(jìn)行了仔細(xì)檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，第1輪剩余校正量在[-20，20]毫秒變化范圍內(nèi)，第2輪剩余校正量在[-8，8]毫秒變化范圍內(nèi)，第3輪剩余校正量在[-2，2]毫秒變化范圍內(nèi)。剩余靜校正量變化范圍呈逐輪遞減的趨勢(shì)，符合地震資料處理的規(guī)范和要求。應(yīng)用3輪剩余靜校正計(jì)算的總量后，進(jìn)行了雙平方根動(dòng)校正及水平疊加處理，疊加效果如附圖3所示。即圖3示出了示例數(shù)據(jù)采用了雙平方根動(dòng)校正、速度分析和剩余靜校正量計(jì)算后得到的水平疊加剖面。由圖3可以看出，在采用了雙平方根動(dòng)校正、速度分析和剩余靜校正量計(jì)算后，在箭頭、圓圈和方框所標(biāo)注的構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域內(nèi)，構(gòu)造髙陡部位的成像效果良好，繞射波成像清晰可見。其中，箭頭、圓圈和方框標(biāo)注區(qū)域只是為了表示在該構(gòu)造復(fù)雜位置成像效果比較突出。

隨后，對(duì)示例數(shù)據(jù)進(jìn)行了基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移速度分析，最終獲取的疊前時(shí)間偏移速度模型如附圖4所示。即圖4示出了示例數(shù)據(jù)的疊前時(shí)間偏移速度模型。由圖4可知，速度模型的變化趨勢(shì)符合地下構(gòu)造變化特征，獲取的偏移速度模型較為合理。接下來對(duì)示例數(shù)據(jù)進(jìn)行了基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移處理，輸出最終偏移疊加成像結(jié)果，如附圖5所示，即圖5示出了示例數(shù)據(jù)采用了真地表、真振幅疊前時(shí)間偏移算法后得到的偏移疊加剖面；由圖可以看出，在箭頭、圓圈和方框所標(biāo)注的構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域內(nèi)，在采用了基于真地表、真振幅的疊前時(shí)間偏移算法后，在構(gòu)造髙陡部位，斷層清晰可見，繞射波歸位合理，成像效果良好，為后續(xù)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了良好的基礎(chǔ)資料。其中，箭頭、圓圈和方框標(biāo)注區(qū)域只是為了表示在該構(gòu)造復(fù)雜位置成像效果比較突出。

綜上所述，本發(fā)明所闡述的一種基于真地表的疊前地震成像方法，反射波歸位更加準(zhǔn)確，剖面波組特征清楚自然，構(gòu)造成像清晰，在復(fù)雜髙陡構(gòu)造工區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景，是一種值得推廣的地震成像方法。此外，本發(fā)明能夠避免常規(guī)速度分析方法與cmp浮動(dòng)基準(zhǔn)面處理技術(shù)對(duì)髙陡構(gòu)造成像的影響，解決真地表速度分析時(shí)地表高差大的問題及地形起伏劇烈引起的反射點(diǎn)發(fā)散問題，旅行時(shí)計(jì)算相對(duì)更為準(zhǔn)確，為地形起伏劇烈、低信噪比工區(qū)的地震資料成像提供一種新的技術(shù)思路，為后續(xù)儲(chǔ)層解釋及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供更為精確的基礎(chǔ)資料。

盡管上面已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。