一种可控震源分频扫描频带补偿方法
【专利摘要】本发明涉及一种可控震源分频扫描频带补偿方法，通过收集研究区域的地震资料，对原始资料目的层的频谱分析，认识及了解需要补偿的频段和能量，建立吸收模型，进行基于各独立频段技术的粘弹介质数值模拟，由模拟结果统计确定各频段扫描时长，来补偿地层吸收，扩宽频带，应用于深层高分辨率勘探。
【专利说明】一种可控震源分频扫描频带补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及本发明涉及地球物理勘探技术，属于可控震源地震采集【技术领域】，是一种通过定量化确定可控震源不同频段扫描时长来补偿地层吸收，达到拓宽频带、提高分辨率的方法。
【背景技术】
[0002]高分辨率是隐蔽性油气藏勘探的基础，由于球面扩散及地层的吸收衰减作用，使地震波高频成分能量衰减严重，为了补偿这种衰减，实际可控震源施工一般会采取非线性扫描，适当延长高频段的扫描时长来达到提高分辨率的目的。但是目前的非线性扫描参数都是根据试验资料通过经验和视觉加以确定，缺少科学依据，没有严谨的定量化过程，即使近年来有些文章也提到可控震源非线性扫描参数的定量选取，但也不是严格意义上的定量，而是一种近似。因此实现真正意义上的非线性扫描参数的定量选取是可控震源在高分辨率勘探中必须要解决的问题。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明通过定量化确定非线性扫描参数(各独立频段的扫描时长)，达到补偿地层吸收，拓宽频带，提高地震分辨率的目的。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005](I)技术方法:
[0006]I)地层吸收衰减模型建立
[0007]在收集研究区近地表结构调查、钻井、VSP测井以及地震叠后资料的基础上，建立与反射层位对应的层速度模型和Q值模型。
[0008]①速度模型:
[0009]由近地表调查成果建立表层速度模型；
[0010]由钻井^^?\叠加速度建立深层速度模型。
[0011]②Q值模型:
[0012]通过地震资料(VSP资料)求取(频谱比法等)。
[0013]2 )粘弹性介质波动方程数值模拟
[0014]①建立Kelvin-Voigt粘弹固体模型来描述介质的粘弹特性；
[0015]②运用交错网格有限差分法进行基于各独立频段的粘弹介质数值模拟。
[0016]3)非连续独立分频扫描技术与扫描参数设计
[0017]①非连续独立分频扫描技术:对于常规可控震源扫描而言，将整个扫描频率范围，分为若干连续且独立的频段，而每个频段采用不同的扫描方式；
[0018]②扫描参数设计
[0019]第一步:可控震源扫描频带范围确定一基于原始资料，针对目的层进行频谱特征分析，确定整个频带范围；[0020]第二步:独立频段的划分一针对目的层进行频谱特征分析，根据需要拓宽的频带，确定扫描频段，主要依据各频段斜率划分；
[0021]第三步:各独立频段扫描时长确定一进行不同时间下的不同频段的粘弹介质数值模拟，确保各频段在目的层上的能量相等，才能保证目的层上频带范围的拓宽，这也是用来选择不同频段扫描时间的原则。
[0022](2)技术实现路线:
[0023]如图1所示，根据近地表结构调查资料，钻井或VSP测井资料，地震叠后资料，进行速度、Q值模型建立，再根据独立频段扫描信号设计，进行基于独立频段技术粘弹介质数值模拟，再根据原始资料针对目的层频谱分析，确定各频段扫描时长，如果确定各频段扫描时长不满足条件，则返回进行基于独立频段技术粘弹介质数值模拟，如果满足条件，则输出结果。另外，独立频段扫描信号设计由原始资料针对目的层频谱分析获得。
[0024]本发明的有益效果在于:本发明从实际资料出发，通过基于独立频段粘弹介质数值模拟来精确定量化野外非线性扫描参数(各频段扫描时长)，尽可能地补偿地层的吸收衰减，达到拓宽频带范围，提高地震分辨率的效果，为隐蔽性油气藏的勘探开发做好技术准备。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明是技术实现路线流程示意图。
[0026]图2是可控震源分频扫描频带补偿方法的理论基础示意图。
[0027]图3是8-140Hz整个频带分成四个独立频段的示意图。
[0028]图4是一个反射系数序列的示意图。
[0029]图5是四个独立频段与反射系数褶积后的地震记录和各频段对应地震记录的叠加结果示意图。
[0030]图6是本发明实施例的结果示意图。
[0031]图6.1是本发明实施例的原始资料目的层频谱图。
[0032]图6.2 (a)是本发明实施例建立的速度模型。
[0033]图6.2(b)是本发明实施例建立的纵波品质因子(Qp)模型。
[0034]图6.3是本发明实施例得到的谱系图。
[0035]图6.4是本发明实施例得到最后的地震资料。
【具体实施方式】
[0036]下面结合实施例进一步描述本发明。本发明的范围不受这些实施例的限制，本发明的范围在权利要求书中提出。
[0037]如图2所示，说明了 一个可控震源信号可以分解成无数个简谐信号，无数个互不相同的简谐信号通过叠加可以组成一个脉冲信号，这也是可控震源分频扫描频带补偿方法的理论基础。
[0038]如图3所示，把8-140HZ整个频带分成四个独立频段，分别为，8_40Ηζ、39_71Ηζ、70-102Ηζ 和 101-140Ηζ。
[0039]如图5所示，分别为四个独立频段与反射系数的地震记录和各频段对应地震记录的叠加结果，由叠加结果可知此方法是可行的。
[0040]如图6所示。下图横坐标为频率，纵坐标为以10为底的振幅对数值。图中曲线①所示就是完全没有地层吸收的目的层的频谱，曲线②为地层吸收衰减后的目的层的频谱，曲线③就是用此方法补偿后的目的层频谱，与吸收衰减的频谱对比可以看出低频和高频成分都得到补偿，频带拓宽，效果非常明显。
[0041]图2、图3、图4和图5的结果都是用来说明此发明技术的理论可行性。
[0042]现在结合技术方案，把怎么得到图6结果的具体实施过程详细描述如下:
[0043]I)首先通过对勘探地区原始资料进行分析，得到目的层频谱图，如图6.1所示，横坐标为频率，单位为H z,纵坐标为能量,从频谱图上我们可以确定可控震源的频带范围为5-80Hz，及各独立频段分别为:5-10Hz ；10-20Hz ；20-40Hz ;40_80Hz。
[0044]2)利用收集的原始资料建立速度模型和吸收模型。图6.2 (a)为建立的速度模型；图6.2 (b)为建立的纵波品质因子Qp)模型。
[0045]3)进行不同时间下的各独立频段粘弹介质数值模拟试验。试验的扫描时长分别为:1s、1.5s、2s、3s、4s、5s和6s。通过对模拟得到的结果进行谱系图绘制，在此基础上根据最低信噪比判定准则，选取能量标准值A0。图6.3为得到的谱系图，从图中可以选取不同频段的扫描时长，这里我们选取各频段扫描时长:5-10Hz为2s ；10-20Hz为3s ；20-40Hz为4s ；40-80Hz 为 6s。
[0046]4)由确定的个频段扫描时长的波场记录得到最后的地震资料。如图6.4所示，图中上面的四个从左向右依次为四个独立频段的波场记录，最下面的为最后的地震资料，虚线内的目的层的频谱结果就是图6中曲线③。
[0047]以上四个步骤就是整个实例的过程。
[0048]以上参照附图对本申请的示例性的实施方案进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方案仅仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来进行限制，凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。
【权利要求】
1.一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)地层吸收衰减模型建立:在收集研究区近地表结构调查、钻井、VSP测井以及地震叠后资料的基础上，建立与反射层位对应的层速度模型和Q值模型； (2)粘弹性介质波动方程数值模拟； (3)非连续独立分频扫描技术与扫描参数设计。
2.根据权利要求1所述的一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，所述的步骤(I)中所述的速度模型如下: (1.0由近地表调查成果建立表层速度模型； (1.2)由钻井\VSP\叠加速度建立深层速度模型。
3.根据权利要求1所述的一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，所述的步骤(I)中所述的Q值模型:通过地震资料包括VSP资料，求取频谱比法。
4.根据权利要求1所述的一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，所述的步骤(2)包括: (2.1)建立Kelvin-Voigt粘弹固体模型来描述介质的粘弹特性； (2.2)运用交错网格有限差分法进行基于各独立频段的粘弹介质数值模拟。
5.根据权利要求1所述的一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，步骤(3)所述的非连续独立分频扫描技术:对于常规可控震源扫描而言，将整个扫描频率范围，分为若干连续且独立的频段，而每个频段采用不同的扫描方式。
6.根据权利要求1所述的一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，所述的步骤(3)所述的扫描参数设计: (3.1)可控震源扫描频带范围确定:基于原始资料，针对目的层进行频谱特征分析，确定整个频带范围； (3.2)独立频段的划分:针对目的层进行频谱特征分析，根据需要拓宽的频带，确定扫描频段，主要依据各频段斜率划分； (3.3)各独立频段扫描时长确定:进行不同时间下的不同频段的粘弹介质数值模拟，确保各频段在目的层上的能量相等，才能保证目的层上频带范围的拓宽，这也是用来选择不同频段扫描时间的原则。
7.根据权利要求4所述的一种可控震源分频扫描频带补偿方法，其特征在于，所述的步骤(2.2)进一步实现为: Ca)进行不同时间下的各独立频段粘弹介质数值模拟试验: 试验的扫描时长分别为:1s、1.5s、2s、3s、4s、5s和6s ； (b)通过对模拟得到的结果进行谱系图绘制，在此基础上根据最低信噪比判定准则，选取能量标准值AO ;得到相关谱系图，从谱系图中可以选取不同频段的扫描时长；选取各频段扫描时长:5-10Hz 为 2s ；10-20Hz 为 3s ；20-40Hz 为 4s ;40_80Ηζ 为 6s。
【文档编号】G01V1/28GK103777240SQ201210414225
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2012年10月25日
【发明者】肖云飞, 殷厚成, 姜宇东, 白俊雨 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院