基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位方法及系统与流程

本发明关于地球物理勘探技术领域，特别是关于山地复杂构造地震资料采集处理技术，具体的讲是一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法以及系统。

背景技术：

陆上地震勘探中，通常采用人工标定的方法在地震单炮记录上标定地质层位，来判断采集资料目的层的品质是否能完成地质任务，但这项工作需要编制反射目的层埋时t0图，耗费大量的人力和时间，以及需要较强的地震资料解释基础和经验。因野外资料采集环节中大多数现场处理人员、物探监督和技术人员少有接触地震资料解释工作，对目的层反射特征不熟悉或了解不够，故在单炮记录上确定地质反射层位十分困难，且人工标定的方法效率较低，不能实时快速监控单炮记录质量，具有一定滞后性。

因此，如何提供一种新的方案，其能够解决上述技术问题是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法、系统，利用模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，快速、准确地用模拟单炮记录层位来标定野外实际单炮记录层位，达到实时分析目的层反射特征和能量，监控单炮记录质量，节约人力和时间，保证采集和处理任务高效完成的目的。

本发明的目的之一是，提供一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法，包括：

建立构造+层速度模型；

根据所述构造+层速度模型确定野外实测炮点对应的构造+层速度模型；

根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型确定仿真模拟地震单炮记录；

根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型和仿真模拟地震单炮记录得到有层位的实际单炮记录。

在本发明的优选实施方式中，所述建立构造+层速度模型包括：

获取工区内或相邻的地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料；

根据所述地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料建立时间域构造模型；

根据所述时间域构造模型沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型；

将所述时间域层速度体充填到所述深度域构造模型，得到构造+层速度模型。

在本发明的优选实施方式中，根据所述构造+层速度模型确定野外实测炮点对应的构造+层速度模型包括：

获取野外实测炮点的地形线坐标；

对所述构造+层速度模型的地形线坐标按照所述野外实测炮点的地形线坐标进行校正，获得与所述野外实测炮点的地形线相对应的构造+层速度模型。

在本发明的优选实施方式中，根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型确定仿真模拟地震单炮记录包括：

根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型得到地下地球物理模型；

利用波动方程模拟在地层中传播，根据所述地下地球物理模型正演获得仿真模拟地震单炮记录。

在本发明的优选实施方式中，根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型和仿真模拟地震单炮记录得到有层位的实际单炮记录包括：

获取根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位；

根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位与所述仿真模拟地震单炮记录的各反射层的层位对应关系，通过各反射层的旅行时间，将野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录；

根据所述有层位的仿真模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，将所述仿真模拟单炮记录的层位投影在实际单炮记录上，获得有层位的实际单炮记录，所述高度相似性包括旅行时间以及反射特征，所述反射特征包括频率、相位、振幅以及时差。

本发明的目的之一是，提供一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统，包括：

第一模型构建模块，用于建立构造+层速度模型；

第二模型确定模块，用于根据所述构造+层速度模型确定野外实测炮点对应的构造+层速度模型；

第一记录确定模块，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型确定仿真模拟地震单炮记录；

第二记录确定模块，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型和仿真模拟地震单炮记录得到有层位的实际单炮记录。

在本发明的优选实施方式中，所述第一模型构建模块包括：

资料获取模块，用于获取工区内或相邻的地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料；

构造模型确定模块，用于根据所述地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料建立时间域构造模型；

时深转换模块，用于根据所述时间域构造模型沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型；

速度体充填模块，用于将所述时间域层速度体充填到所述深度域构造模型，得到构造+层速度模型。

在本发明的优选实施方式中，所述第二模型确定模块包括：

坐标获取模块，用于获取野外实测炮点的地形线坐标；

坐标校正模块，用于对所述构造+层速度模型的地形线坐标按照所述野外实测炮点的地形线坐标进行校正，获得与所述野外实测炮点的地形线相对应的构造+层速度模型。

在本发明的优选实施方式中，所述第一记录确定模块包括：

物理模型确定模块，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型得到地下地球物理模型；

模型正演模块，用于利用波动方程模拟在地层中传播，根据所述地下地球物理模型正演获得仿真模拟地震单炮记录。

在本发明的优选实施方式中，所述第二记录确定模块包括：

地质层位获取模块，用于获取根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位；

地质层位标定模块，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位与所述仿真模拟地震单炮记录的各反射层的层位对应关系，通过各反射层的旅行时间，将野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录；

层位投影模块，用于根据所述有层位的仿真模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，将所述仿真模拟单炮记录的层位投影在实际单炮记录上，获得有层位的实际单炮记录，所述高度相似性包括旅行时间以及反射特征，所述反射特征包括频率、相位、振幅以及时差。

本发明的有益效果在于，提供了一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法、系统，不需要现场驻守有经验的解释人员在单炮记录上逐一标定地质层位，而是利用仿真模拟地震单炮记录层位直接投影标定实际单炮记录地质层位，具有分析步骤简便，计算效率高和应用效果好的特点，同时实际单炮记录与仿真模拟单炮记录反射时间和波组特征具有良好的对应关系，实际单炮记录层位标定准确、可靠，能快速定位目的层，分析反射特征和能量进行质量监控，节省大量人力和时间，保证了采集和处理地质任务的高效完成，提升了地震数据质控效率和效果。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统中第一模型构建模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统中第二模型确定模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统中第一记录确定模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统中第二记录确定模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法的流程图；

图7为图6中的步骤s101的具体流程图；

图8为图6中的步骤s102的具体流程图；

图9为图9中的步骤s103的具体流程图；

图10为图9中的步骤s104的具体流程图；

图11为本发明提供的具体实施例中的仿真地震模拟单炮记录标定实际单炮记录方法的流程意示图；

图12为本发明提供的具体实施例中建立复杂构造+层速度过程示意图；

图13(a)至图13(d)为模拟地震波传播获得仿真模拟单炮记录示意图；

图14为本发明提供的具体实施例中仿真模拟单炮记录标定实际单炮记录层位效果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

陆上地震勘探中，通常采用人工标定的方法在地震单炮记录上标定地质层位，来判断采集资料目的层的品质是否能完成地质任务，但这项工作需要编制反射目的层埋时t0图，耗费大量的人力和时间，以及需要较强的地震资料解释基础和经验。因野外资料采集环节中大多数现场处理人员、物探监督和技术人员少有接触地震资料解释工作，对目的层反射特征不熟悉或了解不够，故在单炮记录上确定地质反射层位十分困难。且人工标定的方法效率较低，不能实时快速监控单炮记录质量，具有一定滞后性。

本发明的发明人发现，模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，包括旅行时间、反射特征(频率、相位、振幅、时差等)，因此可利用已知模拟单炮记录层位来标定野外实际单炮记录层位是可行的。具体的，本发明提供了一种仿真模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方案，利用模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，快速、准确地用模拟单炮记录层位来标定野外实际单炮记录层位，达到实时分析目的层反射特征和能量，监控单炮记录质量，节约人力和时间，保证采集和处理任务高效完成的目的。

具体的，图1为发明提供一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统的结构示意图，请参见图1，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统包括：

第一模型构建模块100，用于建立构造+层速度模型。图2为本发明实施例的第一模型构建模块100的结构示意图，请参阅图2，第一模型构建模块100包括：

资料获取模块110，用于获取工区内或相邻的地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料；

构造模型确定模块120，用于根据所述地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料建立时间域构造模型；

时深转换模块130，用于根据所述时间域构造模型沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型；

速度体充填模块140，用于将所述时间域层速度体充填到所述深度域构造模型，得到构造+层速度模型。

也即，在本发明的一种实施方式中，利用工区内或相邻地震、地质、钻井及测井资料，解释人员建立时间域构造模型，处理人员沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型，将时间域层速度充填到深度域构造模型，得到构造+层速度模型(如图12所示)。

请参见图1，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统还包括：

第二模型确定模块200，用于根据所述构造+层速度模型确定野外实测炮点对应的构造+层速度模型。

图3为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统中第二模型确定模块200的结构示意图，请参见图3，所述第二模型确定模块200包括：

坐标获取模块210，用于获取野外实测炮点的地形线坐标；

坐标校正模块220，用于对所述构造+层速度模型的地形线坐标按照所述野外实测炮点的地形线坐标进行校正，获得与所述野外实测炮点的地形线相对应的构造+层速度模型。

请参见图1，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统还包括：

第一记录确定模块300，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型确定仿真模拟地震单炮记录。

图4为本发明中第一记录确定模块300的结构示意图，请参见图4，所述第一记录确定模块300包括：

物理模型确定模块310，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型得到地下地球物理模型；

模型正演模块320，用于利用波动方程模拟在地层中传播，根据所述地下地球物理模型正演获得仿真模拟地震单炮记录。

在本发明的一种实施方式中，根据所述构造+层速度模型，可以得到地下地球物理模型，利用波动方程模拟在地层中传播(入射与反射)，模型正演可以快速获得逼近实际的仿真模拟地震单炮记录(如图13(a)至图13(d)所示)。

请参见图1，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统还包括：

第二记录确定模块400，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型和仿真模拟地震单炮记录得到有层位的实际单炮记录。

图5为本发明中第二记录确定模块400的结构示意图，请参见图5，所述第二记录确定模块400包括：

地质层位获取模块410，用于获取根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位；

地质层位标定模块420，用于根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位与所述仿真模拟地震单炮记录的各反射层的层位对应关系，通过各反射层的旅行时间，将野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录；

层位投影模块430，用于根据所述有层位的仿真模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，将所述仿真模拟单炮记录的层位投影在实际单炮记录上，获得有层位的实际单炮记录，所述高度相似性包括旅行时间以及反射特征，所述反射特征包括频率、相位、振幅以及时差。

在本发明的一种实施方式中，根据所述构造+层速度模型和模型正演得到的仿真模拟地震单炮记录，因构造+层速度模型上各地质层位是已知的(如图14所示)，与仿真模拟地震单炮记录各反射层的层位相对应，通过各反射层旅行时间计算，将构造+层速度模型上层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道(极小点)位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录(如图14所示)。根据所述有层位的模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，包括旅行时间、反射特征(频率、相位、振幅、时差等)，将模拟单炮记录层位投影在实际单炮记录上，从而获得有层位的实际单炮记录(如图14所示)

如上即为本发明提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统，不需要现场驻守有经验的解释人员在单炮记录上逐一标定地质层位，而是利用仿真模拟地震单炮记录层位直接投影标定实际单炮记录地质层位，具有分析步骤简便，计算效率高和应用效果好的特点，同时实际单炮记录与仿真模拟单炮记录反射时间和波组特征具有良好的对应关系，实际单炮记录层位标定准确、可靠。是在野外采集处理环节监控原始资料目的层品质的有效思路和方法，能快速定位目的层，分析反射特征和能量进行质量监控，节省大量人力和时间，保证了采集和处理地质任务的高效完成，提升了地震数据质控效率和效果。

此外，尽管在上文详细描述中提及了系统的若干单元模块，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。同样，上文描述的一个单元的特征和功能也可以进一步划分为由多个单元来具体化。以上所使用的术语“模块”和“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件。尽管以下实施例所描述的模块较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

在介绍了本发明示例性实施方式的基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的系统之后，接下来，参考附图对本发明示例性实施方式的方法进行介绍。该方法的实施可以参见上述整体的实施，重复之处不再赘述。

为提高野外采集单炮记录层位标定应用效果，本发明提供一种仿真模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位方法，按照此方法进行层位标定，大幅度地改善了单炮记录层位标定准确性，提高了标定效率和应用覆盖率。图6为发明提供一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法的流程示意图，请参见图6，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法包括：

s101：建立构造+层速度模型。图7为本发明实施例的步骤s101的流程示意图，请参阅图7，该步骤包括：

s201：获取工区内或相邻的地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料；

s202：根据所述地震资料、地质资料、钻井资料及测井资料建立时间域构造模型；

s203：根据所述时间域构造模型沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型；

s204：将所述时间域层速度体充填到所述深度域构造模型，得到构造+层速度模型。

也即，在本发明的一种实施方式中，利用工区内或相邻地震、地质、钻井及测井资料，解释人员建立时间域构造模型，处理人员沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型，将时间域层速度充填到深度域构造模型，得到构造+层速度模型(如图12所示)。

请参见图6，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法还包括：

s102：根据所述构造+层速度模型确定野外实测炮点对应的构造+层速度模型。

图8为本发明实施例提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法中步骤s102的流程示意图，请参见图8，该步骤包括：

s301：获取野外实测炮点的地形线坐标；

s302：对所述构造+层速度模型的地形线坐标按照所述野外实测炮点的地形线坐标进行校正，获得与所述野外实测炮点的地形线相对应的构造+层速度模型。

请参见图6，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法还包括：

s103：根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型确定仿真模拟地震单炮记录。

图9为本发明中步骤s103的流程示意图，请参见图9，该步骤包括：

s401：根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型得到地下地球物理模型；

s402：利用波动方程模拟在地层中传播，根据所述地下地球物理模型正演获得仿真模拟地震单炮记录。

在本发明的一种实施方式中，根据所述构造+层速度模型，可以得到地下地球物理模型，利用波动方程模拟在地层中传播(入射与反射)，模型正演可以快速获得逼近实际的仿真模拟地震单炮记录(如图13(a)至图13(d)所示)。

请参见图6，所述基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法还包括：

s104：根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型和仿真模拟地震单炮记录得到有层位的实际单炮记录。

图10为本发明中步骤s104的流程示意图，请参见图10，该步骤包括：

s501：获取根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位；

s502：根据所述野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位与所述仿真模拟地震单炮记录的各反射层的层位对应关系，通过各反射层的旅行时间，将野外实测炮点对应的构造+层速度模型的各地质层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录；

s503：根据所述有层位的仿真模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，将所述仿真模拟单炮记录的层位投影在实际单炮记录上，获得有层位的实际单炮记录，所述高度相似性包括旅行时间以及反射特征，所述反射特征包括频率、相位、振幅以及时差。

在本发明的一种实施方式中，根据所述构造+层速度模型和模型正演得到的仿真模拟地震单炮记录，因构造+层速度模型上各地质层位是已知的(如图14所示)，与仿真模拟地震单炮记录各反射层的层位相对应，通过各反射层旅行时间计算，将构造+层速度模型上层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道(极小点)位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录(如图14所示)。根据所述有层位的模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，包括旅行时间、反射特征(频率、相位、振幅、时差等)，将模拟单炮记录层位投影在实际单炮记录上，从而获得有层位的实际单炮记录(如图14所示)

如上即为本发明提供的一种基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法，不需要现场驻守有经验的解释人员在单炮记录上逐一标定地质层位，而是利用仿真模拟地震单炮记录层位直接投影标定实际单炮记录地质层位，具有分析步骤简便，计算效率高和应用效果好的特点，同时实际单炮记录与仿真模拟单炮记录反射时间和波组特征具有良好的对应关系，实际单炮记录层位标定准确、可靠。是在野外采集处理环节监控原始资料目的层品质的有效思路和方法，能快速定位目的层，分析反射特征和能量进行质量监控，节省大量人力和时间，保证了采集和处理地质任务的高效完成，提升了地震数据质控效率和效果。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

下面结合具体的实施例，详细介绍本发明的技术方案。本发明提供一种仿真模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位方法，大幅度地改善了单炮记录层位标定准确性，提高了标定效率和应用覆盖率。该方法高效、生产实用性强，具有广阔的应用前景。该方法步骤在该实施例中如图11所示，以示例11做说明，包括：

(1)利用工区内或相邻地震、地质、钻井及测井资料，解释人员建立时间域构造模型，处理人员沿层拾取时间域层速度体，经过时深转换得到深度域构造模型，将时间域层速度充填到深度域构造模型，得到构造+层速度模型(如图12)；

(2)对所述构造+层速度模型地形线坐标(x、y)按照野外实测炮点地形线(x、y)坐标进行校正，获得与野外地形线相对应的构造+层速度模型；

(3)根据所述构造+层速度模型，可以得到地下地球物理模型，利用波动方程模拟在地层中传播(入射与反射)，模型正演可以快速获得逼近实际的仿真模拟地震单炮记录(如图13(a)至图13(d))；

(4)根据所述构造+层速度模型和模型正演得到的仿真模拟地震单炮记录，因构造+层速度模型上各地质层位是已知的(如图14)，与仿真模拟地震单炮记录各反射层的层位相对应，通过各反射层旅行时间计算，将构造+层速度模型上层位自动标定在仿真模拟地震单炮记录井口道(极小点)位置，获得有层位的仿真模拟地震单炮记录(如图14)。

(5)根据所述有层位的模拟单炮记录与实际单炮记录时距曲线的高度相似性，包括旅行时间、反射特征(频率、相位、振幅、时差等)，将模拟单炮记录层位投影在实际单炮记录上，从而获得有层位的实际单炮记录(如图14)。

综上所述，本发明提供的一直基于模拟地震单炮记录标定实际单炮记录层位的方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质，不需要现场驻守有经验的解释人员在单炮记录上逐一标定地质层位，而是利用仿真模拟地震单炮记录层位直接投影标定实际单炮记录地质层位，具有分析步骤简便，计算效率高和应用效果好的特点，同时实际单炮记录与仿真模拟单炮记录反射时间和波组特征具有良好的对应关系，实际单炮记录层位标定准确、可靠。是在野外采集处理环节监控原始资料目的层品质的有效思路和方法，能快速定位目的层，分析反射特征和能量进行质量监控，节省大量人力和时间，保证了采集和处理地质任务的高效完成，提升了地震数据质控效率和效果。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。