一种提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法与流程

本发明属于石油天然气地震勘探调查领域，更具体地讲，涉及一种地震数据处理方面的叠前深度偏移方法，主要应用于石油天然气地震勘探的地震资料处理解释。

背景技术：

目前，随着计算机软硬件技术的高速发展，叠前深度偏移已经广泛应用于地震勘探偏移成像技术领域，在复杂地表、复杂地腹构造地震资料成像方面具有独有的优势，成为地震数据成像处理的关键技术。

叠前深度偏移从算法上分类较多，但目前应用较多主要包括两种，即克希霍夫偏移和双程波动方程(逆时)偏移。其中克希霍夫偏移是生产中应用最广泛的，超过95％以上的叠前深度偏移都是采用克希霍夫偏移算法来完成的。

相比叠前深度偏移算法差异，叠前深度偏移输入数据和速度模型更重要。目前叠前深度偏移输入数据为经过了叠前预处理(叠前去噪、振幅处理、反褶积)、静校正、数据规则化等处理的道集。在速度模型建立方面综合方法较多，主要有基于叠前时间偏移建立初始速度模型、地震地质结合建立初始速度模型、层析反演浅层速度模型、浅中深层融合速度模型、网格层析成像反演速度模型等。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的在于提供一种能够提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法，所述方法包括以下步骤：根据工区内采集的地震勘探观测数据的真实地表高程建立地表高程面，对所述地表高程面进行小平滑，并将平滑后的地表高程小平滑面作为叠前深度偏移面；采用大炮初至时间进行层析反演迭代求取浅层速度模型，最终浅层速度模型旅行时的开始位置与所述叠前深度偏移面一致；求取所述浅层速度模型中表层低速带所对应的低频静校正量；在偏移输入数据中移除所述低频静校正量；在时间方向上将偏移输入数据移动到所述叠前深度偏移面上，完成偏移输入数据和速度模型的匹配；获得中深层速度模型，并对所述浅层速度模型和中深层速度模型进行融合，获得初始叠前深度偏移速度模型。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，通过对表层静校正炮检点总量进行适当大平滑，获得所述表层低速带所对应的低频静校正量。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，所述方法还可以包括：在所述层析反演迭代求取浅层速度模型的步骤中，利用表层调查的地表速度和钻井速度进行检验。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，所述方法还可以包括：在所述层析反演迭代求取浅层速度模型的步骤中，在任意一次迭代后采用人工干预方式进行修正，并采用修正后的结果作为下次迭代的输入。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，通过加权的方式进行所述融合步骤。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，根据钻井速度、区域地质认识构建工区中深层速度趋势，获得所述中深层速度模型。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，所述钻井速度可以为VSP测井速度。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，所述方法还可以包括对所述初始叠前深度偏移速度模型进行网格层析成像反演速度模型迭代和最终叠前深度偏移，获得高精度的叠前深度偏移数据。

根据本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的一个实施例，所述方法还可以包括对所述浅层速度模型进行质控判断，保留反演速度中的上部速度作为浅层速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：叠前深度偏移剖面成像得到明显改善，浅层同相轴聚焦更好，信噪比和分辨率更高，深层断裂更清晰，成像精度得到明显提高。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的流程图。

图2是地震勘探真实地表高程平面图。平面X和Y坐标单位米；Z坐标是深度，从基准面为零，往下为负，单位米。

图3是采用根据本发明示例性实施例的提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的地震勘探真实地表高程小平滑面图。平面X和Y坐标单位米；Z坐标是深度，从基准面为零，往下为负，单位米。

图4地震勘探真实地表高程较大平滑面图。平面X和Y坐标单位米；Z坐标是深度，从基准面为零，往下为负，单位米。

图5是根据本发明示例性实施例的提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法的地震勘探初至反演浅层速度模型剖面图。横坐标是三维地震剖面的点号；纵坐标是深度，从基准面为零，往下为正，单位千米。色标表征速度值。

图6是未使用本发明进行处理的叠前深度偏移剖面。横坐标是三维地震剖面的点号；纵坐标是深度，从基准面为零，往下为正，单位千米。

图7是采用本发明示例性实施例的提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法后的叠前深度偏移剖面。横坐标是三维地震剖面的点号；纵坐标是深度，从基准面为零，往下为正，单位米。

其中，图5、6和7的线号都是70。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例和附图来详细说明本发明提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法。

一种叠前深度偏移是综合层析反演浅层速度模型、浅中深层融合速度模型建立初始模型，再采用网格层析成像反演方法优化速度模型。但是该方法仍然存在不足，原因是只考虑了速度模型，未进行偏移输入数据与速度模型的匹配来尽可能减小误差。为此，本发明通过综合考虑偏移输入数据和速度模型，尽量减少偏移旅行时与地震波真实传播旅行时的误差，来提高叠前深度偏移成像的精度，主要内容包括：偏移面的处理、浅层速度模型求取、偏移输入数据匹配速度模型处理，三者结合构成本发明的核心部分。

(1)偏移面的处理。叠前深度偏移面一般采用静校正总量计算的平滑面，本发明中叠前深度偏移面采用起伏地表高程的小平滑面，采用观测数据的炮检点真实高程值做平面(如图2所示，起伏比较剧烈)，进行适当的小平滑即可。该高程的小平滑面(如图3所示)比采用大平滑面(如图4所示)更接近真实起伏地表，因此减小了偏移旅行时与地震波真实传播旅行时的误差，又比真实地表的剧烈起伏要平缓，更有利于克希霍夫叠前深度偏移成像。

(2)浅层速度模型求取。浅层速度模型求取采用大炮初至时间进行层析反演迭代，可利用表层调查的地表速度、钻井速度等进行检验，采用人工干预方式进行修正。该修正可在任意一次迭代后进行，再采用修正后的结果最为下次迭代的输入。浅层速度模型迭代最终旅行时的开始位置须与叠前深度偏移的地表高程小平滑面一致。最终获得的浅层速度模型会包括近地表的低速横向变化(如图5所示在近地表存在横向变化的低速分布，该速度模型更接近真实地下地层速度)。同时可获得接近真实的浅层地层速度，该操作弥补了对于山前浅层低信噪比资料无法通过道集拉平的速度迭代的致命缺陷。

(3)偏移输入数据匹配速度模型处理。进行偏移输入数据和速度模型的匹配也是尽量减少偏移旅行时与地震波真实传播旅行时的误差的关键部分，目前叠前深度偏移处理没考虑该步骤。本发明采用的方法是在偏移输入数据中移除表层静校正的低频部分，结合第二步浅层速度模型求取，该低频部分静校正量体现在叠前深度偏移浅层速度模型上(如图5所示)，该操作有效恢复了接近真实的地震波传播路径，实现了接近真地表的叠前深度偏移。

对上述三个主要内容，结合使用、分析、判断和质控，可有效缩小理论假设与地震勘探实际观测数据的误差，因此可以有效提高叠前深度偏移成像精度。

根据本发明示例性实施例的提高起伏地表叠前深度偏移成像精度的方法包括以下步骤：

A、根据工区内采集的地震勘探观测数据的真实地表高程建立地表高程面，然后对地表高程面进行小平滑，并将平滑后的地表高程小平滑面作为叠前深度偏移面，即旅行时计算的开始面。

本申请的小平滑和大平滑没有固定的量化标准，就高程面的平滑而言，如图2、3、4所示，从图2到图3是小平滑，其达到的目的是消除地表的剧烈起伏；图2到图4是大平滑，但图4地表太平缓，与图2中真实地表差异太大。因此小平滑的程度就是在最终的平滑结果保证与真实地表差异在可接受的范围内，消除地表的剧烈起伏。

B、采用大炮初至时间进行层析反演迭代求取浅层速度模型(浅层速度模型一般可达2～4公里)，最终浅层速度模型旅行时的开始位置与平滑后的地表高程小平滑面一致。

收集地震勘探记录的初至信息、表层调查资料和工区钻测井速度资料，进行初至层析反演表层速度模型迭代，根据表层调查的地表速度和钻井速度进行检验和人工干预编辑，最终浅层速度模型旅行时的开始位置须与叠前深度偏移的地表高程小平滑面一致。

C、表层低频静校正量的求取：求取浅层速度模型中表层低速带所对应的低频静校正量。

对地震资料常规处理求取的表层静校正炮检点总量进行适当的大平滑，即可获得表层低降速带对应的低频静校正量。这里的大平滑可采用半个到一个排列长度的平滑。这里，排列长度指每激发一次所能布置的整个检波点的测线段。低频静校正量：激发点和接收点静校正量的空间变化形状是一条曲线，改曲线周期变化的波长长度大于一个排列长度时，改静校正分量称为低频静校正量。低速：地震波在地面附件的疏松层中传播的速度非常低，一般为每秒数百米，称为低速带。

D、在偏移输入数据中移出低频静校正量。偏移输入数据的炮检点到高程的小平滑面上(即在时间方向上将偏移输入数据移动到平滑后的地表高程小平滑面上)，完成偏移输入数据和速度模型的匹配，即完成偏移输入数据准备。

这里，a、在现有技术中是针对表层低速做静校正，即用高速替换表层低速，替换产生的差值在时间方向上移动。这是一种等效的做法，在复杂山地地震数据处理中误差较大。b、本申请将表层低速带保留在速度模型上，即不替换表层低速，因此跟真实的地震波传播路径更接近，误差更小。c、移除表层低频静校正量的原因是与b中将表层低速带保留在速度模型上相匹配。叠前深度偏移前的处理必须进行表层静校正处理，求取所用高低频静校正量。又由于层析反演的浅层速度模型根本无法完全表征表层低速，只能表征低速趋势(即低频量)，所以反演得到的浅层速度模型与真实浅层速度模型之间存在差值，即高频静校正量，因此需要在叠前深度偏移前求取并应用高频静校正量，才完全与表征了表层低速趋势的速度模型匹配。具体实现就是先求取并应用高低频静校正量，在叠前深度偏移前将低频静校正量移除。

E、根据钻井速度(如果有VSP测井速度最好)和区域地质认识构建工区中深层速度趋势，获得中深层速度模型。

F、对步骤B获得的浅层速度模型进行质控判断(地震资料处理每步操作后都要看结果如何，即质控，具体标准就是浅层速度模型无异常值，趋势与目前地质认识的地下速度趋势一致，无矛盾的情况存在)，保留反演速度相对可靠的上部速度作为浅层速度，采用步骤E获得的中深层速度，采用加权的方式进行融合拼接，获得初始叠前深度偏移速度模型。

G、该初始叠前深度偏移速度模型进行网格层析成像反演速度模型迭代和最终叠前深度偏移，获得高精度的叠前深度偏移数据。

另外，由于本申请不一定严格按照上述顺序，例如步骤E还可以在其他时机求取。

图6和图7是实施本发明前后的叠前深度偏移成像剖面对比，可见采用该本发明的方法后叠前深度偏移剖面成像得到明显改善，浅层同相轴聚焦更好，信噪比和分辨率更高，深层断裂更清晰，成像精度得到明显提高。

尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。