專利名稱：一種各向異性速度分析和動校正方法
技術領域：
本發明涉及一種油氣物探地震資料處理中為獲得高精度的速度結構和成像剖面
對各向異性速度分析和動校正方法。
背景技術：
在地震資料處理中，速度分析和動校正至關重要，它們的精度直接影響到地震資 料的成像精度，因此獲得高精度的速度結構和成像剖面一直是研究的熱點。常規地震資 料處理方法一般采用雙曲方程來描述反射波旅行時規律，這種雙曲方程隨著排列長度的增 加，精度降低，隨著地層非質性的增強，誤差變大。由于實際地層是非均質和各向異性的，所 以在共中心點道集上，其時距曲線往往表現為非雙曲特征。 目前，用來描述反射波非雙曲時距特征所基于的等效介質模型主要有層狀各向 同性模型、均勻弱各向異性模型和線性連續速度模型等，這幾種模型是從不同角度等效描 述地下介質的，來解決反射波時距曲線的非雙曲問題，提高速度分析和動校正的精度。
各向異性速度分析和動校正方法存在的主要問題為常規各向異性速度分析方法 首先采用雙曲方程對小炮檢距反射波數據進行速度分析得到雙曲速度，然后再利用全炮檢 距數據得到各向異性參數。常規方法將獲得的雙曲速度直接等效為垂直均方根速度，但是， 由于雙曲速度通常大于垂直均方根速度，而且所利用的炮檢距越大，計算得到的雙曲速度 偏離垂直均方根速度越遠，因此，在速度分析中如何獲得準確的垂直均方根速度是提高速 度分析和動校正方法精度的一個關鍵問題。 另外，常規速度分析采用動校正的思想，即利用不同參數來進行動校正，能夠將反 射波同相軸校平的參數即為所求。由于動校正存在拉伸，因此影響了速度分析的精度。
本技術針對上述問題，提出獲取準確垂直均方根速度的方法和無拉伸影響的速度 分析方法，從而提高了速度分析和動校正的精度。
發明的內容 本發明的目的是采用非剝層優化方法提高計算垂直均方根速度的精度，采用無拉
伸影響方法來提高速度分析的精度，進而提高各向異性速度分析和動校正精度。
本技術的主要方法原理為 (1)地震數據準備，包括原始地震數據讀入、地震數據編輯、觀測系統加載和預處 理等；分選好CMP地震數據道集； (2)給定小炮檢距范圍、速度分析窗長、步長，采用雙曲方程對小炮檢距反射波數 據進行無拉伸影響的速度分析；采用無拉伸影響速度分析方法進行雙曲速度分析，通過對 速度譜進交互解釋，獲得反射波雙曲速度； (3)根據反射波雙程時間和雙曲速度，采用非剝層優化方法計算層速度； 根據雙程時間、疊加速度和炮檢距范圍，重構反射波旅行時間隨炮檢距的變化，進
而計算反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變化，利用某層頂界面、底界面反射波時間及
其斜率隨炮檢距的變化，采用下述公式計算該層的層速度
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其中，x為炮檢距，t為反射波旅行時間，dx/dt為反射波旅行時間的斜率，A x為 相同斜率dx/dt對應的該層頂、底反射的炮檢距差，A t為相同斜率dx/dt對應的該層頂、 底反射時間差。 由于斜率隨炮檢距的變化而變化，因此不同的斜率值均能計算層速度，我們根據
最小二乘優化原理計算出唯一的層速度。
(4)計算垂直均方根速度； (5)利用全炮檢距數據進行無拉伸影響的各向異性速度分析，得到各向異性參 數； 在進行雙曲速度分析、各向異性速度分析時，沿著雙曲速度、各向異性參數所確定 的反射波時間隨炮檢距變化軌跡，直接從原始地震數據中取出數據，形成矩陣數據；取出的 數據的寬度為道數，長度為子波主周期的O. 5至l倍之間；通過對此矩陣數據進行疊加判別 參數是否合適，由于不受動校正拉伸的影響，因此參數估計的精度得到提高。
(6)根據計算出的雙曲速度、各向異性參數，采用非剝層優化方法計算更高精度垂 直均方根速度和各向異性參數； (a)根據計算得到的反射波雙程旅行時間、雙曲速度、各向異性參數，利用各向異
性時距方程，計算出全炮檢距反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變換；(b)采用非剝層
優化層速度計算方法計算層速度；(c)計算垂直均方根速度；(d)根據垂直均方根速度、雙
程旅行時間、反射波旅行時間隨炮檢距的變化，利用各向異性時距方程，采用最小二乘優化
的方法計算各向異性參數。
(7)進行各向異性動校正。 發明效果 本方法在進行各向異性速度分析、動校正時，利用已經計算出的雙曲速度和炮檢 距范圍，自動完成垂直均方根速度的計算，進而進行各向異性速度分析、動校正。計算獲得 的參數不受動校正拉伸影響，具有高精度、高效率特點。
圖1為方法實施的具體流程圖。 圖2為CMP道集。 圖3為對圖2數據進行處理得到的雙曲速度譜和動校正道集。 圖4為對圖2數據進行處理得到的常規各向異性譜和動校正道集。 圖5為對圖2數據應用本技術處理得到的各向異性譜和動校正道集。 圖6為對圖2數據應用本技術獲得的無拉伸影響各向異性譜和動校正道集。 圖7為對圖2數據應用本技術和常規技術計算得到的層速度相對誤差對比圖。
具體實施例方式
(1)地震數據準備，包括原始地震數據讀入、地震數據編輯、觀測系統加載和預處 理等；(地震資料處理常識)[OO33] (2)分選好CMP地震數據道集；(地震資料處理常識) (3)給定小炮檢距范圍(通常為反射界面深度的1倍左右)、速度分析窗長(通常 為地震子波主周期的一半至一倍之間)、步長(通常為一個采樣間隔至半個窗長之間)，采 用無拉伸影響速度分析方法進行雙曲速度分析，通過對速度譜進交互解釋，獲得反射波雙 曲速度； (4)根據反射波雙程時間、雙曲速度和炮檢距范圍，采用非剝層優化方法計算出層 速度； (5)根據反射波雙程時間、層速度，利用Dix公式計算出垂直均方根速度；(Dix公 式為地震資料處理的常用公式) (6)給定更大的炮檢距范圍(通常最大炮檢距為反射界面深度的1. 5倍至2倍)、 速度分析窗長、步長，利用垂直均方根速度和地震數據，采用無拉伸影響的速度分析方法， 進行各向異性速度分析，通過對各向異性參數譜進交互解釋，獲得各向異性參數，各向異性 分析采用下述高精度各向異性時距方程； 其中，t表示炮檢距為x的地震道上觀測的反射波時間，x表示炮檢距，t。表示自 激自收時間，V，。表示均方根速度，^表示各向異性參數。
(7)根據計算出的反射波雙程時間、雙曲速度、各向異性參數和炮檢距范圍，采用 非剝層優化方法計算更高精度垂直均方根速度和各向異性參數；
(8)利用下列高精度公式進行各向異性動校正。 由圖可見 (D雙曲方程對小炮檢距能夠取得較好的動校正效果，隨著炮檢距的增加，誤差增 大，表現為動校正過量(如圖3所示)； (2)常規各向異性方程對小、大、中等炮檢距均能取得較好的動校正效果(如圖4 所示)； (3)本技術各向異性動校正效果優于常規各向異性動校正效果(如圖5所示)；
(判斷動校正效果的好壞主要是看同相軸是否被校平，這是一個地震處理中的常 識，圖5中右邊紅色的軸顯然比圖3、4右邊紅色的軸更為水平) (4)應用本技術的無拉伸影響的速度分析，通過準確地校平同相軸來獲得準確的 各向異性參數(如圖6所示，可與圖5比較)；采用非剝層優化層速度計算方法，獲得的層 速度相對誤差小，精度高于常規技術(如圖7所示，常規方法(黑色的線)誤差較大，本方 法(紅色的線)誤差較小)。 上述結果表明，利用本技術進行動校正，效果更好，其主要優點在于 (1)能夠同時對小、中等、大炮檢距取得好的動校正效果，有利于充分利用不同炮
檢距信息，提高疊加次數，改進疊加效果； (2)其動校正拉伸較小，對提高地震資料分辨率處理有利； ^ = fo +
(3)有利于大炮檢距反射信息的充分利用，例如不同偏移距疊加分析、AV0分析和 彈性阻抗反演等。
權利要求
一種高精度各向異性速度分析和動校正方法，其特征在于(1)地震數據準備，包括原始地震數據讀入、地震數據編輯、觀測系統加載和預處理等；分選好CMP地震數據道集；(2)給定小炮檢距范圍、速度分析窗長、步長，采用雙曲方程對小炮檢距反射波數據進行無拉伸影響的速度分析；采用無拉伸影響速度分析方法進行雙曲速度分析，通過對速度譜進交互解釋，獲得反射波雙曲速度；(3)根據反射波雙程時間和雙曲速度，采用非剝層優化方法計算層速度；根據雙程時間、疊加速度和炮檢距范圍，重構反射波旅行時間隨炮檢距的變化，進而計算反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變化，利用某層頂界面、底界面反射波時間及其斜率隨炮檢距的變化，采用下述公式計算該層的層速度 <mrow><msub> <mi>v</mi> <mi>n</mi></msub><mo>=</mo><msqrt> <mfrac><mi>Δx</mi><mi>Δt</mi> </mfrac></msqrt><mfrac> <mi>dx</mi> <mi>dt</mi></mfrac> </mrow>其中，x為炮檢距，t為反射波旅行時間，dx/dt為反射波旅行時間的斜率，Δx為相同斜率dx/dt對應的該層頂、底反射的炮檢距差，Δt為相同斜率dx/dt對應的該層頂、底反射時間差；由于斜率隨炮檢距的變化而變化，因此不同的斜率值均能計算層速度，根據最小二乘優化原理計算出唯一的層速度。(4)計算垂直均方根速度；(5)利用全炮檢距數據進行無拉伸影響的各向異性速度分析，得到各向異性參數；在進行雙曲速度分析、各向異性速度分析時，沿著雙曲速度、各向異性參數所確定的反射波時間隨炮檢距變化軌跡，直接從原始地震數據中取出數據，形成矩陣數據；取出的數據的寬度為道數，長度為子波主周期的0.5至1.5倍之間；通過對此矩陣數據進行疊加判別參數是否合適，由于不受動校正拉伸的影響，因此參數估計的精度得到提高；(6)根據計算出的雙曲速度、各向異性參數，采用非剝層優化方法計算更高精度垂直均方根速度和各向異性參數；(a)根據計算得到的反射波雙程旅行時間、雙曲速度、各向異性參數，利用各向異性時距方程，計算出全炮檢距反射波旅行時間及其斜率隨炮檢距的變換；(b)采用非剝層優化層速度計算方法計算層速度；(c)計算垂直均方根速度；(d)根據垂直均方根速度、雙程旅行時間、反射波旅行時間隨炮檢距的變化，利用各向異性時距方程，采用最小二乘優化的方法計算各向異性參數。(7)進行各向異性動校正。
全文摘要
本發明涉及一種高精度各向異性速度分析和動校正方法；地震數據準備，分選好CMP地震數據道集；采用雙曲方程對小炮檢距反射波數據進行無拉伸影響的速度分析；通過對速度譜進交互解釋，獲得反射波雙曲速度；根據反射波雙程時間和雙曲速度，采用非剝層優化方法計算層速度；根據最小二乘優化原理計算出唯一的層速度；計算垂直均方根速度；利用全炮檢距數據進行無拉伸影響的各向異性速度分析，得到各向異性參數；計算更高精度垂直均方根速度和各向異性參數；進行各向異性動校正；利用已經計算出的雙曲速度和炮檢距范圍，自動完成垂直均方根速度的計算，進而進行各向異性速度分析、動校正，計算獲得的參數不受動校正拉伸影響，具有高精度、高效率特點。
文檔編號G01V1/30GK101776768SQ20091007632
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月9日 優先權日2009年1月9日
發明者劉洋, 彭更新, 李國發, 黃錄忠 申請人:中國石油天然氣股份有限公司;中國石油大學(北京)