一种基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地震勘探或勘测领域，具体涉及一种基于表层横波速度反演的纵横波 联合静校正方法。
【背景技术】
[0002] 由于地形的起伏变化或浅层存在横向的速度不均匀体，造成到达地表的反射地震 信号在不同的检波器上除存在正常的偏移距和深度变化引起的正常时差外，还会出现由于 地表与浅层低、降速带异常所引起的走时变化。这一走时变化必须在反射波信号的处理中 予以消除，才能获得地下介质的正常的成像。这一时差的校正在人工地震信号处理领域被 称为静校正。
[0003] 静校正一般分为二大类方法：一类方法是通过获得地表的速度结构，将横向速度 不均匀体产生的异常时差予以校正，这种方法一般又统称为一次静校正或长波长静校正； 另一类方法是利用相邻地震道上信号的相关性，通过相关分析求取各道间的时差以达到消 除这种时差的方法。这种方法在地震信号处理领域一般又称为剩余静校正，即这一静校正 方法的应用一般在一次静校正之后使用，目的是消除各道间变化不大的短波长校正量。
[0004] 纵波的静校正方法目前相对来说比较成熟，有层析静校正、折射波静校正等，但是 由于转换波特有的反射特征使得这些纵波静校正方法无法应用于转换波，而由于转换波静 校正需要炮点和检波点分开处理，使得其静校正方法更加复杂和困难，尤其是检波点的静 校正问题更为突出。目前也出现了 一些像共检波点叠加相关法静校正，基于构造时间控制 的转换波静校正等常规转换波静校正方法，这些方法能解决部分静校正问题，但是由于间 接应用纵波速度或者速度比，以及由于存在的纵横波匹配的等难题，使得这些方法无法准 确求取横波静校正量，影响静校正效果。
[0005][0006] 芦俊等的"面波法转换波静校正研究"（《中国地球物理2006》.2006. 25)，简单的 介绍了利用面波进行浅层横波速度反演的一些思路，而且提出只是利用垂直分量的面波信 息，整个技术方法还没有实现。本发明提出了综合利用纵横波资料的优势面波信息，进一步 提高了反演的精度，降低了多解性。而且在反演方法等方面采用了更加先进的方法，并进行 了可视化实现。
[0007] 另外，像姚姚等提出的利用转换折射波和反射波进行转换波静校正的方法也取得 了一定的效果，但因为转换折射波是续至波不是初至波不易拾取以及拾取反射波时存在不 确定性，给计算静校正量造成了一定的困难。
【发明内容】
[0008] 静校正的效果会严重影响成像的质量，但是一般情况下，由于很难得到近地表的 横波速度信息，使得转换波静校正处理中检波点静校正量难以准确计算，影响了多波资料 的成像质量。本法的目的在于提供一种基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法， 通过多波资料中信息丰富的面部信息来直接反演横波速度信息，进而直接得到横波静校正 量，减少中间过程的累积误差，提高静校正的精度。
[0009] -种基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法，包括如下步骤：
[0010] 第一步：波场高精度插值
[0011] 所述波场高精度插值的具体方法是：
[0012] (a)对面波数据进行一定程度的线性动校（LNMO);
[0013] (b)进行小波变换插值；
[0014] (c)反线性动校（RLNMO)恢复信号。
[0015] 第二步：面波频散曲线提取
[0016] 提取频散曲线可以通过两个线性变换实现，具体方法是：
[0017] (a)对原始数据做倾斜叠加，将数据变换到了慢度-截距域（P- τ );所述对原始数 据做倾斜叠加采用线性Radon变换来完成；
[0018] (b)沿截距τ方向做一维傅里叶变换得到慢度-频率域（p-f);
[0019] (C)将慢度转换成速度即可获得速度-频率域。
[0020] 第三步：横波速度反演
[0021] 横波速度的反演需要经过面波正演和面波反演两个方面；
[0022] 1)面波正演
[0023] 面波正演主要是根据弹性波动理论建立描述面波相速度C与波动频率f以及其它 弹性参数之间关系的面波频散方程F (C，f)，并解方程F (C，f)=0的根，即计算不同频率时的 面波传播速度，由此了解特定介质模型中的面波频散特征。
[0024] 2)面波反演
[0025] 建立的面波频散方程：
【主权项】
1. 一种基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法，包括如下步骤： 第一步：波场高精度插值 所述波场高精度插值的具体方法是： (a) 对面波数据进行线性动校（LNMO); (b) 进行小波变换插值； (c) 反线性动校（RLNMO)恢复信号； 第二步：面波频散曲线提取 提取频散曲线可以通过两个线性变换实现，具体方法是： (a) 对原始数据做倾斜叠加，将数据变换到了慢度-截距域（ρ-τ);所述对原始数据做 倾斜叠加采用线性Radon变换来完成； (b) 沿截距τ方向做一维傅里叶变换得到慢度-频率域（p-f); (c) 将慢度转换成速度即可获得速度-频率域； 第三步：横波速度反演 横波速度的反演需要经过面波正演和面波反演两个方面； 1) 面波正演 面波正演主要是根据弹性波动理论建立描述面波相速度C与波动频率f以及其它弹性 参数之间关系的面波频散方程F (C，f)，并解方程F (C，f)=0的根，即计算不同频率时的面波 传播速度，由此了解特定介质模型中的面波频散特征； 2) 面波反演 建立的面波频散方程：
其中：[J]是由传播矩阵表示的连乘形式，Λ "为纵波体积膨胀系数，WnS横波角位移， C为相速度，μ ^为介质的拉梅常数,Wtl为法向位移； 因为[J]中的元素是相速度C和常数R的函数，所以式（1)表示了 C与R的关系，从而 导出了相速度C的频散函数 F(C, f)=0 ； 通过二分法求解得到不同频率下的速度值，最终得到面波速度随频率的变化--频散 曲线； 面波反演的主要包括频散曲线C-f的求取和对频散曲线的解释， 反演过程中的目标函数为 Φ (X)=E Wi-Ci(Xj)]2 (2) 其中：Ci为相速度的理论值，di (i=l，2,. . .，M)为面波相速度的实测值， xj (j=l, 2,. . .，N)为近地表模型参数； 目标函数待到最小的充要条件是 %r° (3) 根据式⑶可以求出 AtA Δ X=At · Δ C (4) 式（4)中的A为Jacobi矩阵，C为相速度，其具体形式为：
面波反演是对介质各层厚度和横波速度同时反演的过程，具体方法是： (a) 给定初值：根据实测频散曲线的变化规律，做出定性解释，即确定出可能的层数及 各层的横波速度和厚度的变化范围，选择反演开始时各层横波速度和厚度的初值，也就是 建立一个初始地层模型； (b) 将这个初始地层模型的理论频散曲线与实测瑞波频散曲线相比较，求得理论频散 曲线与实测频散曲线之间的偏差AC(f); (c) 采用阻尼最小二乘法进行误差修正，调整初始地层模型的参数，重新计算调整后的 地层模型的理论频散曲线，再与实测频散曲线比较，得到新的偏差△(：(〇 ; (d) 重复上述过程，反复调整地层模型参数，是理论频散曲线不断逼近实测频散曲线， 直至偏差△ C (f)小于给定的量值标准； 第四步：静校正量的计算 近地表静校正，使用替换速度静校正方法，利用直接反演的横波速度，对炮点和检波点 分开求取静校正量。
2.如权利要求1所述的一种基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法，其特征 在于： 在反演过程中，还包括将实验室测出的横波速度Vs、纵波速度VP、密度P数据，根据公 式 Vp=F(Vs) P =G(VP) 反求出的函数关系引入到反演过程中的步骤。
【专利摘要】本发明涉及一种基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法，该方法通过高精度的波场插值，联合应用纵波和转换波资料面波信息，并通过加权叠加，有效提高了直接反演横波速度的精度，有效的解决了常规方法通过间接求取横波静校正量，存在静校正不准的问题，从而有效提高多波资料的成像水平。经过对胜利油田罗家地区三分量地震数据处理中的应用试验，取得了较好的处理效果，证明基于表层横波速度反演的纵横波联合静校正方法是一可行的方法技术。
【IPC分类】G01V1-36
【公开号】CN104730579
【申请号】CN201310520027
【发明人】王延光, 韩世春, 石建新, 林松辉, 王高成, 武小杰, 赵茂强, 刘丽媛
【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胜利油田分公司物探研究院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日