專利名稱：獲得地震轉換波的方位速度的方法及處理地震數據的方法
技術領域：
本發明涉及石油地球物理勘探技術，尤其涉及一種用于獲得地震P-SV轉換波的 方位速度的方法，以及一種根據所獲得的方位速度來對地震轉換波數據進行處理的方法。
背景技術：
石油勘探實踐表明，全世界裂縫性油氣藏的儲量占石油和天然氣總量的一半以 上，裂縫特別是高角度(垂直方向)的開啟裂縫更是石油和天然氣高產的必要條件。裂縫 的存在，增強了介質的各向異性特征，研究表明，裂縫引起的地層各向異性程度為10%是非 常常見的，最大的甚至可以達到25%以上。為了有效識別這些裂縫，目前的AVAZ(振幅隨方 位角變化)，VVAZ (速度隨方位角變化)，AVOAZ (AV0響應隨方位角變化)等是常用的方法， 實現這些方法技術的一個基本前提條件就是寬方位(或者全方位)地震勘探。寬方位大偏移距地震資料速度分析和動校正處理將同時受到VTI (垂直對稱軸橫 向各向同性)和HTI (水平對稱軸橫向各向同性)介質各向異性的影響。速度在地震勘探 中尤其在地震處理方面是一個非常重要的參數，速度不準確，可能影響正常時差校正、傾角 時差校正、偏移速度分析、AVO分析、時深轉換等，嚴重影響剖面成像質量，甚至出現低幅度 構造假象。處理VTI介質各向異性，主要采用方法是在旅行時方程中引入各向異性參數，使 其動校正時能夠完全拉平大偏移距同相軸。許多學者專家對轉換波的非雙曲線和各向異性 特征進行了深入的研究(如李錄明等于2005年在《勘探地球物理進展》上發表的《轉換波 疊前深度偏移》;Li Xiangyang等在2003年在《Journal of Applied Geophysics》上發表 白勺((Converted-wave moveout andconversion-point equations in layered VTI media theory and applications)) ；Tsvankin 2000 ((Geophysical Prospecting》上發白勺((Dip moveout ofconverted waves and parameter estimation in transversely isotropic media》等)。描述這個非雙曲線的一個常用的方法就是高次Taylor系數展 開，該方法能夠較好地進行轉換波參數估計，并使轉換波處理脫離于縱波。Thomsen給出了 iTaylor展開式一個較好的近似，使它能用于大多數的轉換波處理(Thomsen在1999年在 《Geophysics》上發表的《Converted-wave reflection seismologyover inhomogeneous anisotropic media》)。但是Thomsen展開式一個不足之處在于它只能滿足炮檢距與深 度比小于1情況的小偏移距轉換波動校正處理。其后，Thomsen對"TsvankinCTsvankin在 1994 年在《Geophysics》上發表的《Nonhyperbolic reflection moveout in anisotropic media》)進行了簡化，得到了滿足炮檢距與深度比達到2的轉換波動校方程。依賴于縱波 處理結果，李錄明等提出用雙平方根方法去處理轉換波(李錄明在1995年在《石油地球物 理勘探》上發表的《P-SV波轉換波速度分析及解釋方法》；Zhang Y在1996年在《Expanded Abstract of 66th Annual International SEG Meeting》上發表的《Nonhyperbolic converted wave velocity analysis and normal moveout》)。LiXiangyang 擴展了雙平 方根方法公式(Li Xiang Yang在1999年在《61st EAGEConference》上發表的《Convertedwave moveout and parameter estimation fortransverse isotropy〉〉)，j吏它能夠同時考 慮縱波和轉換波的各向異性特征。在Thomsen所建立的轉換波時距方程基礎上，LXY對其 作了較大的改進，并引入了等效速度比和轉換波各向異性系數，使其能夠處理大偏移距轉 換波數據(偏移距與深度比小于2. 5)。而對于HTI介質各向異性特征，它主要影響寬方位地震資料的各個不同方位數 據的速度分析和動校正效果，使其不能較好地拉平同一道集內的不同方位數據的同相軸。 關于轉換波HTI介質各向異性處理研究較少，目前大多數研究都是基于理論上去探討。 Thomsen給出了對稱平面內縱波NMO速度表達式(Thomsen在1988年在《Geophysics》上 發表的《Reflection seismologyover azimuthally anisotropic media》)；Al-Dajani 和Tsvankin推導了 HTI介質中的非雙曲線時距方程四次項系數表達式(Al-Dajani和 Tsvankin 在 1998 年在《Geophysics》上發表的《Nonhyperbolic reflection moveout for horizontaltransverse isotropy))) ；Grechka利用寬方位數據重構正常時差速度橢圓，獲 得任意方位上的動校正速度(Grechka等在1999年在《Geophysics》上發表的《3-D moveout velocity analysis and parameter estimation for orthorhombicmedia)))。胃罾 料處理中，更多的處理方法是將寬方位地震資料分為不同方位扇區，在每一個方位扇區內 采用VTI介質各向異性處理方法進行速度分析和動校正。這樣，處理的結果保持了各個不 同方位扇區之間的方位各向異性特征，可以很好地應用于裂縫檢測。分方位處理寬方位或者全方位數據的結果只能用于裂縫預測，不能滿足后期的儲 層預測、含氣性檢測等研究。對于不分方位的寬方位或者全方位地震數據的速度分析，目前 還沒有真正應用到將方位速度和各向異性參數用到速度分析中去。對于寬方位轉換波數 據，如果各向異性特征不太明顯，目前的主要做法就是采用非地表一致性剩余靜較正方法， 對數據模型道作相關處理，拉平同一道集內不同方位的數據的同相軸。但是，對于裂縫較為 發育的地區，各向異性特征較為明顯，方位時差甚至能夠達到30ms之多的道集數據，緊緊 依靠非地表一致性剩余靜校正的方法，不能較好地解決方位時差問題。即使應用非地表一 致性剩余靜校正能夠拉平同一道集內的不同方位數據的同相軸，但是對于疊加剖面具有較 大的影響，有的地方甚至會出現假的“斷層，，現象。
發明內容
由于現有的確定地震轉換波的方位速度的方法不能很好地消除寬方位轉換波的 方位時差，本發明提供了一種用于獲得地震轉換波的方位速度的方法以及一種根據所獲得 的方位速度來對地震轉換波數據進行處理的方法。本發明中的轉換波指的是P-SV轉換波， 即縱波-SV橫波轉換波(橫波的振動有兩個方向一個是SV方向，另一個是SH方向)。本發明提供了一種用于獲得地震P-SV轉換波的方位速度的方法，該方法包括在 轉換波地震數據的漸進共轉換點(ACCP)道集中，將所述ACCP道集劃分為多個方位扇區，其 中每個方位扇區中都包括所述ACCP道集中的多個地震道；根據每個方位扇區內的所述多 個地震道的轉換波地震數據來確定該方位扇區的速度；利用每個方位扇區的速度進行橢圓 擬合；根據擬合得到的橢圓來確定多個方位的方位速度。本發明還提供了一種根據通過上述用于獲得地震P-SV轉換波的方位速度的方法 所獲得的方位速度來對轉換波地震數據進行處理的方法。
本發明中的轉換波指的由縱波激發的轉換波。其中“漸進共轉換點(ACCP)道集” 指的是具有相同的ACCP(沿著時間方向上只給定一個固定的縱橫波速度比值所確定的點) 的地震道的集合。本發明中使用的ACCP道集也可用CCP道集來替換。通過本發明所提供的方法，能夠利用橢圓擬合得到的方位速度來進行速度各向異 性的數據處理，并能夠對速度各向異性進行更加真實的反映，對有速度各向異性特征的寬 方位轉換波地震數據的成像有著明顯的優勢。
圖1是根據本發明的用于獲得地震轉換波的方位速度的方法的流程圖；圖2示出了速度隨方位角的變化。
具體實施例方式巖石中的各向異性通常是由一組定向垂直裂縫引起的，那么根據地震波傳播理 論，轉換波平行或者垂直于裂縫傳播時，具有不同的旅行速度。平行裂縫傳播時，以快波速 度傳播；垂直裂縫傳播時，以慢波速度傳播。本發明根據上述速度方位各向異性特點，采用最小二乘擬合方法得到速度方位各 向異性橢圓解的表達式，將該各向異性速度應用于全方位數據的處理，以消除全方位數據 的同一道集內不同方位數據的時差，使其同一層位的同相軸完全校平，提高疊加剖面的分 辨率，改善剖面的成像質量，為后期的疊前反演、構造解釋等研究提供高質量的基礎數據。如圖1所示，本發明提供了一種用于獲得地震P-SV轉換波的方位速度的方法，該 方法包括在轉換波地震數據的漸進共轉換點(ACCP)道集中，將所述ACCP道集劃分為多 個方位扇區，其中每個方位扇區中都包括所述ACCP道集中的多個地震道(步驟sllO)；根 據每個方位扇區內的所述多個地震道的轉換波地震數據來確定該方位扇區的速度(步驟 sl20)；利用所述每個方位扇區的速度進行橢圓擬合(步驟sl30)；根據擬合得到的橢圓來 確定多個方位的方位速度(步驟sl40)。具體來講，在步驟SllO中，以正北方向為起點，對ACCP道集數據按照一定角度間 隔(1度-120度)進行方位角分選，形成多個方位扇區，其中每個方位扇區中都包括所述 ACCP道集中的多個道。ACCP道集中的地震道的數目優選為1-10000之間。方位角分選可以盡可能的多一些，但是同時要兼顧覆蓋次數，至少保證每個方位 角內的覆蓋次數不低于5次。在步驟sl20中，根據方位扇區內的所述多個道的轉換波地震數據來確定每個方 位扇區的速度。首先給定每個方位扇區內的各個道的初始速度，并根據該初始速度對各個 方位扇區的速度進行確定。由于轉換波VTI各向異性參數的方位各向異性對動校正的影響 遠遠小于方位速度的影響，因此，發明中只是考慮速度的方位變化，而不考慮各向異性參數 隨方位的變化。在這種情況下，對ACCP道集中的每個道而言，可用如下旅行時方程對每個道的旅 行時進行計算
權利要求
1.一種用于獲得地震P-SV轉換波的方位速度的方法，該方法包括在轉換波地震數據的漸進共轉換點道集中，將所述漸進共轉換點道集劃分為多個方位 扇區，其中每個方位扇區中都包括所述漸進共轉換點道集中的多個地震道；根據每個方位扇區內的所述多個地震道的轉換波地震數據來確定該方位扇區的速度；利用所述多個方位扇區的速度進行橢圓擬合； 根據擬合得到的橢圓來確定多個方位的方位速度。
2.根據權利要求1所述的方法，其中該方法還包括在對方位角扇區進行劃分之前對所述轉換波地震數據進行預處理，所述預處理至少包 括根據所有地震道的轉換波地震數據來選取具有相同漸進共轉換點的地震道，以組成所述 漸進共轉換點道集。
3.根據權利要求1所述的方法，其中按如下步驟來確定所述方位扇區的速度 基于方位扇區內的多個地震道的轉換波地震數據來確定該扇區內各個地震道的初始速度；根據所述各個地震道的初始速度對所述各個地震道的轉換波地震數據進行動校正； 將動校正后的各個地震道的轉換波地震數據的振幅進行疊加，得到疊加強度； 以所述初始速度為中點掃描速度譜，將使所述疊加強度取極大值的速度值確定為該扇 區的方位速度。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述初始速度是通過轉換波地震數據計算得到的 或是指定的。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，根據下列橢圓方程，利用所述多個方位扇區的速 度進行橢圓擬合V = V0+a-cos2{φ — φ)，其中，V為方位扇區的速度，Φ為V所對應的方位扇區的角平分線的方位角度，Vtl為速 度待定參數，α為與方位有關的待定參數4為待定的方位參數，通過所述各個方位扇區的速度V及每個方位扇區所對應的方位角度Φ，來確定三個待 定的參數K、α和P。
6.根據權利要求5所述的方法，其中采用最小二乘擬合方法求解橢圓的待定參數。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所劃分的每個扇區的角度在1度-120度之間。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述漸進共轉換點道集中的地震道的數目在 2-10000 之間。
9.根據權利要求1所述的方法，其中根據擬合得到的橢圓確定方位速度時所確定的方 位的數目在1-10000之間。
10.一種對轉換波地震數據進行處理的方法，該方法包括使用由權利要求1-9中任意 一項所述的用于獲得地震轉換波的方位速度的方法所獲得的方位速度來對轉換波地震數 據進行后續處理。
全文摘要
本發明提供了一種用于獲得地震P-SV轉換波的方位速度的方法以及一種根據所獲得的方位速度來對地震轉換波數據進行處理的方法。該方法包括在寬方位轉換波地震數據的漸進共轉換點(ACCP)道集中，根據方位角度的不同，將所述ACCP道集劃分為多個方位扇區，其中每個方位扇區中的地震數據都包括所述ACCP道集中的多個道；根據每個方位扇區內的所述多個道的地震數據來確定該方位扇區的速度；對所述每個方位扇區的速度進行橢圓擬合；根據擬合得到的橢圓來確定各個方位的方位速度，將該速度用于各個方位地震數據的動校正等處理。
文檔編號G01V1/28GK102053262SQ20091023623
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優先權日2009年10月29日
發明者唐建明, 康利, 徐向榮, 徐天吉, 徐美娟, 甘其剛, 馬如輝, 馬昭軍 申請人:中國石油化工股份有限公司