專利名稱::二維疊加速度及均方根速度場閉合差校正方法
技術領域:
:本發(fā)明涉及一種對低幅度構造圈閉石油地震勘探二維地震工區(qū)速度建場精度的疊加速度及均方根速度場校正方法。
背景技術:
:在二維地震工區(qū)的資料解釋、變速成圖工作中,測線交點普遍存在反射層時間和速度場閉合差問題。目前,針對測線交點反射層時間閉合差問題的研究比較深入,但對速度場閉合差問題的研究還不多見。比較有代表性的有左龍憑等人在2000年提出的對不同測線計算校正算子,對交點閉合差作時變和空變時間差校正及波形校正。另外,陳遵德等人提出采用多段折線最優(yōu)逼近平均速度的方法,把速度曲線分成數段,每段對應一套地層,在每段內求出相應的時間閉合差,采用數學方法進行校正,從而解決相交測線速度閉合差問題。上述兩種方法都在不同程度上消除了交叉測線的閉合差問題,提高了二維工區(qū)的速度建場精度。但都沒有從閉合差產生的根本原因入手來解決問題,不可避免地存在著局限性①對各種原因引起的速度閉合差實行一刀切,做一次性校正,精度必然受到制約;②均采用數學曲線擬合的方法,前者用一個擬合函數,后者是多段擬合,降低了疊加(平均)速度的精度,同時也降低了閉合差求取的精度;③具體方法存在個性缺陷,前者針對疊加速度做校正,只適合于小地層傾角;后者在把速度縱向分段擬合時,方法本身就可能帶來速度閉合問題,并且該方法只能針對大套地層,精度受到限制。交叉測線速度不閉合的問題是制約二維地震工區(qū),尤其是低幅度構造二維地震工區(qū)速度建場精度的關鍵因素之一,因此探究交叉測線速度閉合差產生的根本原因,研發(fā)科學有效的校正技術成為當前二維地震工區(qū)速度研究的主要內容。前人的研究沒有從速度閉合差產生的根本原因入手,試圖采用純粹的數學方法徹底解決地球物理問題,不可避免地存在各種缺陷。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是根據形成二維速度場閉合差的根本原因,即地震資料主測線和聯絡測線不閉合,資料解釋時的T。閉合差導致疊加速度場主測線、聯絡測線的閉合差以及在將疊加速度轉換為均方根速度時,由于主測線、聯絡測線視傾角的差別,均方根速度本身存在閉合差這兩個方面采用兩步法分別對這兩種閉合差進行校正,最后得到精確的二維地震速度場。1、解釋T。閉合差引起的疊加速度閉合差校正技術。由于T。時間和疊加速度譜是一一對應的關系,而在二維剖面解釋過程中,往往存在時間閉合差,在編制T。圖時要對T。時間閉合差進行校正,同樣這個時間閉合差也會引起速度譜的閉合差,因此要對這個速度閉合差進行校正。校正時根據解釋提供的每條線的T。時間和T。平面圖,計算每條線T。時間與T。平面圖的時間差AT(見附圖1),把這個時間差作為速度譜的校正量,根據AT正負(上抬為負,下移為正)的不同,用不同的速度和校正公式對速度譜做校正當AT>0時,校正速度用地表充填速度v。第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>第二步由層速度反算疊加速度當AT<0時,校正速度用速度譜上的速度。第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度。第二步由下面公式由層速度反算疊加速度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>2、主測線、聯絡線視傾角不同引起的均方根速度閉合差校正技術。對由于主測線和聯絡測線視傾角的不同形成的閉合差我們按如下流程進行校正(見附圖2):①從主測線、聯絡測線疊加剖面上,分別拾取出剖面的時間斜率4、d2,②利用地震測線分出主測線、聯絡測線的疊加速度Val、Va2;③根據如下公式計算主測線、聯絡測線的視傾角9i和^、均方根速度V、Vk<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>④計算主測線與聯絡測線交點處的加權系數Cl(i,j)、c2(i,j)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>⑤對交點處的加權系數q(i,j)、c2(i,j)各自進行插值,得到各自加權系數散點Ci(x,y)c2(x,y)。⑥歸一化處理最終各點的加權系數為c2(x,>Q__qO,力+c20,力qo,力+c2o,力⑦對主測線和聯絡線均方根速度插值得到各自均方根速度散點vK1(x,y)VK2(x,y)⑧加權疊加得到最終的均方根速度場<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>在校正主測線和聯絡線的速度閉合差時,關鍵的難點是剖面時間斜率的求取,在實際研究中,利用以下兩種方式來獲得時間斜率一是從segy時間剖面獲得。通過對segy時間剖面的同相軸自動追蹤,對追蹤的曲線求導,獲得各剖面沿測線方向的時間斜率,然后與測量成果進行坐標匹配,獲得空間位置上的時間斜率。二是通過T。時間圖獲得。首先把測線分成主測線和聯絡測線兩個方向,然后沿測線分別到各層T。圖上求時間斜率,并對時間斜率做空間網格化,插值獲得空間每個點的時間斜率。該技術實施過程中要首先進行第一步校正,然后再進行第二步校正,順序固定,不能顛倒,經過兩步速度閉合差的校正,就可以得到相對精確的速度場。發(fā)明效果本次研究從地球物理學的角度出發(fā),探究二維地震速度場閉合差產生的根本原因,對各種原因引起的速度閉合差進行深入的分析研究,結合構造地質因素,利用精確的數學公式對不同的速度閉合差進行計算及分步校正,從而科學有效地消除交叉測線速度閉合差,切實提高二維地震工區(qū)速度場精度。該技術與前人研究成果對比有以下幾個優(yōu)點①對速度閉合差進行深入分析研究,根據其形成的原因分別進行計算并分步進行校正,比前人對速度閉合差實施"一刀切"的不科學的校正方法邁進了一大步;②用嚴格的數學公式計算來求取速度閉合差,這比前人用曲線擬合方式來求取速度閉合差要精確得多。③可以對任何目的層速度閉合差進行計算和校正,不受地層厚薄、傾角大小的限制,提高了速度研究精度。2006年以來,利用該技術成果在塔里木盆地低幅度構造區(qū)進行了重點研究,在下第三系及志留系共發(fā)現低幅度構造圈閉6個,總面積計55kn^,上鉆6口探井,其中1口井見油氣顯示,5口井獲得工業(yè)油氣流,預測資源量天然氣1500億立方,凝析油3500萬噸。圖1T。閉合差及其引起的速度閉合差校正示意圖圖2均方根速度閉合差校正流程圖圖3某工區(qū)地震T8反射層平均速度圖(原始)圖4某工區(qū)地震T8反射層平均速度圖(T。閉合差引起的速度閉合差校正)圖5某工區(qū)地震T8反射層平均速度圖(均方根速度閉合差校正)圖6B工區(qū)某反射層平均速度圖(原始)圖7B工區(qū)某反射層平均速度圖(T。閉合差引起的速度閉合差校正)圖8B工區(qū)某反射層平均速度圖(均方根速度閉合差校正)具體實施方式實施例1某二維地震工區(qū)勘探目的層埋藏深,構造起伏比較平緩,對地震速度場精度要求比較高。工區(qū)原始地震資料存在較大的速度閉合差(圖3),需要對其進行校正,以提高地震速度場的精度。1、T。閉合差引起的疊加速度閉合差校正①T。閉合差的求取首先把整個工區(qū)的地震解釋數據經T。閉合差校正之后進行網格插值,形成整個工.......r。圖的曲面文件減去每條地震測線沒有做T。閉合差校正的散點r的at執(zhí)占救坦區(qū)的地震解釋等T。圖,用T。,,數據,得到沿地震測線分布的AT散點數據。②T。閉合差引起的疊加速度閉合差校正用AT作為疊加速度譜的校正量,根據AT符號的正負(上抬為負,下移為正),用不同的速度及相應的校正公式對速度譜做校正。",當AT>0時,校正速度用地表充填速度v。第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度V—fV/—V,/,第二步由層速度反算疊加速度1v02A/+S《MA/1+2A/,當AT<0時,校正速度用速度譜上的速度。第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度,第二步由下面公式由層速度反算疊加速度i'H《My1+a/n"1^^tij-ti(w)^Ajt工區(qū)速度閉合差基本在70m/s以內,經過上述對由T。閉合差引起的疊加速度閉合差的校正,大部分速度閉合差已經消除(圖4)。2、主測線、聯絡線視傾角不同引起的均方根速度閉合差校正工區(qū)地層變化相對平緩,地層傾角不大,因此由主測線、聯絡線視傾角不同引起的均方根速度閉合差相對較小。①利用T。圖求空間位置上的時間斜率。工區(qū)面積大、地震測線多,用地震剖面求取時間斜率工作量太大,因此用T。圖求空間位置上的時間斜率。首先由工區(qū)地震解釋成果獲得地震解釋等T。圖,然后沿主測線和聯絡測線兩個方向分別到各層T。圖上求時間斜率,并對時間斜率做空間網格插值、平滑獲得空間每個點的時間斜率。由于工區(qū)地層傾角比較小,時間斜率變化平緩,因此該工區(qū)做時間斜率的空間網格插值時,插值半徑橫向取100m(取值范圍一般在0-1000m)、縱向取50ms(取值范圍一般在0-200ms),平滑系數取2(取值范圍一般在0-30);②利用工區(qū)地震測線分出主測線、聯絡測線的疊加速度Val、Va2;③根據如下公式計算主測線、聯絡測線的視傾角e工和e2、均方根速度vK1、vK2;7|1+-2J&2=ll+lK2「《=咖_1.1+《=cos-④計算主測線與聯絡測線交點處的加權系數Cl(i,j)、C2(i,j)sin2+cos26>2(/,_/)c2(',_/)_cos2+sin22…2⑤對交點處的加權系數Cl(i,j)、c2(i,j)各自進行插值,得到工區(qū)均勻分布的加權系數散點q(x,y)c2(x,y)。⑥對加權系數散點做歸一化處理,得到平滑的、均勻變化的加權系數(x,力+c2O,力(X,力+c2(JC,力⑦對主測線和聯絡線均方根速度插值得到各自均方根速度散點vK1(x,y)VK2(x,y)⑧用⑥得到的加權系數對由⑦得到的均方根速度散點進行加權疊加,也就是做均方根速度傾角校正得到最終消除閉合差的均方根速度場,、c20,_y)Vff(X,>0=經過主、聯測線視傾角不同引起的均方根速度閉合差校正,計算得出的平均速度閉合差已經完全消除(圖5),在經過上述兩步法速度閉合差校正之后,有效提高了二維速度場的精度。用該速度場對工區(qū)地震解釋成果進行時深轉換,新發(fā)現了3個低幅度構造圈閉,其中1號圈閉已經鉆探成功,預測資源量天然氣400億立方,凝析油600萬噸。實施例2B工區(qū)地表地下地質結構復雜,二維地震測網為2X44X4km,存在施工年度不同,處理單位不同等因素,交叉測線速度閉合問題比較嚴重(圖6),變速成圖的重點是做好閉合差校正工作。采用如下校正步驟1、T。閉合差引起的疊加速度閉合差校正該區(qū)T。閉合差20-45ms,其引起的速度閉合差不容忽視,必須進行校正。①T。閉合差的求取首先把整個工區(qū)的地震解釋數據經T。閉合差校正之后進行網格插值,形成整個工區(qū)的地震解釋等T。圖,用T。圖的曲面文件減去每條地震測線沒有做T。閉合差校正的散點數據,得到沿地震測線分布的AT散點數據。②T。閉合差引起的疊加速度閉合差校正用AT作為疊加速度譜的校正量,根據AT符號的正負(上抬為負,下移為正),用不同的速度及相應的校正公式對速度譜做校正。當AT>0時,校正速度用地表充填速度v。第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度第二步由層速度反算疊加速度v02A/+Sv》,當AT<0時,校正速度用速度譜上的速度。第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度c第二步由下面公式由層速度反算疊加速度v"=2M從圖6我們可以看出,校正前速度閉合差達到40m/s,構造埋深時間深度大于3s時,深度誤差將超過60m,無法落實幅度小于100m的圈閉。經過T。閉合差引起的疊加速度閉合差校正后所計算出的平均速度(圖7)測線交點閉合差已基本小于15m/s。2、主測線、聯絡線視傾角不同引起的均方根速度閉合差校正①利用地震segy時間剖面求空間位置上的時間斜率。工區(qū)面積不大、地震測線相對較少,用地震剖面求取時間斜率以提高時間斜率的求取精度。由于工區(qū)地層傾角相對較大,時間斜率變化較大,因此該工區(qū)做時間斜率的空間網格插值時,為獲得相對平滑的趨勢面,插值半徑橫向取值稍大為300m(取值范圍一般在0-1000m)、縱向取80ms(取值范圍一般在0-200ms),平滑系數取5(取值范圍一般在0-30);②利用工區(qū)地震測線分出主測線、聯絡測線的疊加速度Val、Va2;③根據如下公式計算主測線、聯絡測線的視傾角9i和92、均方根速度|1+&2=-K2力+'M丫…",洲—④計算主測線與聯絡測線交點處的加權系數Cl(i,j)、c2(i,j)《=cos—'sin2《(/,/)+cos2c2(/,/)=方根速度傾角校正得到最終消除閉合差的均方根速度場cos2《(/,力+sin2P2(/,力2…2⑤對交點處的加權系數Cl(i,j)、c2(i,j)各自進行插值,得到工區(qū)均勻分布的加權系數散點q(x,y)c2(x,y)。⑥對加權系數散點做歸一化處理,得到平滑的、均勻變化的加權系數c!0,力+c20,力c,0,力+c2(x,力⑦對主測線和聯絡線均方根速度插值得到各自均方根速度散點VK1(x,氛(x,y)⑧用⑥得到的加權系數對由⑦得到的均方根速度散點進行加權;t加,也就是做均9<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>經過主、聯測線視傾角不同引起的均方根速度閉合差校正,計算得出的平均速度閉合差已經完全消除(圖8),同時保持了原始速度的整體規(guī)律,速度橫向變化呈現北低南高,中部低速條帶的特征。這與工區(qū)北高(地層尖滅)南低,中部沿斷裂系統(tǒng)分布低幅度構造帶的構造地質規(guī)律是一致的。權利要求一種二維疊加速度及均方根速度場校正方法,其特征在于(1)、T0閉合差引起的疊加速度閉合差校正①T0閉合差的求取首先對整個二維工區(qū)的地震解釋數據做T0閉合差校正,然后網格插值,形成整個工區(qū)的地震解釋等T0圖,用T0圖的曲面文件減去每條地震測線原始的沒有做T0閉合差校正的T0散點數據,得到沿地震測線分布的ΔT散點數據,當T0散點數據相對于T0圖上抬時ΔT為負,反之ΔT為正。②T0閉合差引起的疊加速度閉合差校正用ΔT作為疊加速度譜的校正量,根據ΔT符號的正負,用不同的速度及不同的校正公式對速度譜做校正。當ΔT>0時,校正速度用地表充填速度v0第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度<mrow><msub><mi>v</mi><mi>cn</mi></msub><mo>=</mo><msqrt><mfrac><mrow><msubsup><mi>v</mi><mi>n</mi><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>t</mi><mi>n</mi></msub><mo>-</mo><msubsup><mi>v</mi><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>t</mi><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mi>n</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub></mrow></mfrac></msqrt></mrow>第二步由層速度反算疊加速度<mrow><msub><mi>v</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><msqrt><mfrac><mrow><msubsup><mi>v</mi><mn>0</mn><mn>2</mn></msubsup><mi>Δt</mi><mo>+</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msubsup><mi>v</mi><mi>ci</mi><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>Δt</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><mi>Δt</mi><mo>+</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>Δt</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac></msqrt></mrow>當ΔT<0時,校正速度用速度譜上的速度;第一步用Dix公式由速度譜上的疊加速度計算第n層的層速度。第二步由下面公式由層速度反算疊加速度<mrow><msub><mi>v</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><msqrt><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>k</mi></mrow><mi>n</mi></munderover><msubsup><mi>v</mi><mi>ci</mi><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>Δt</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>Δt</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><mi>Δt</mi></mrow></mfrac></msqrt><mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>t</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo><</mo><mi>Δt</mi><mo><</mo><msub><mi>t</mi><mi>k</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Δt</mi><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mi>k</mi></msub><mo>-</mo><mi>Δt</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>(2)主測線、聯絡線視傾角不同引起的均方根速度閉合差校正①從主測線、聯絡測線疊加剖面上,分別拾取出剖面的時間斜率d1、d2,②利用地震測線分出主測線、聯絡測線的疊加速度Va1、Va2;③根據如下公式計算主測線、聯絡測線的視傾角θ1和θ2、均方根速度VR1、VR2;<mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>R</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>V</mi><mrow><mi>a</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msqrt><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>a</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mfrac><mo>,</mo></mrow><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>R</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>V</mi><mrow><mi>a</mi><mn>2</mn></mrow></msub><msqrt><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>a</mi><mn>2</mn></mrow></msub><msub><mi>d</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mfrac></mrow><mrow><msub><mi>θ</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msup><mi>cos</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo>[</mo><mfrac><mn>1</mn><msqrt><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>a</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>d</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mfrac><mo>]</mo><mo>,</mo></mrow><mrow><msub><mi>θ</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msup><mi>cos</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo>[</mo><mfrac><mn>1</mn><msqrt><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>a</mi><mn>2</mn></mrow></msub><msub><mi>d</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></msqrt></mfrac><mo>]</mo></mrow>④計算主測線與聯絡測線交點處的加權系數c1(i,j)、c2(i,j)<mrow><msub><mi>c</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><msup><mi>sin</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>θ</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msup><mi>cos</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>θ</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mrow><msub><mi>c</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><msup><mi>cos</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>θ</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msup><mi>sin</mi><mn>2</mn></msup><msub><mi>θ</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>⑤對交點處的加權系數c1(i,j)、c2(i,j)各自進行插值,得到各自加權系數散點c1(x,y)c2(x,y)。⑥歸一化處理最終各點的加權系數為<mfencedopen=''close=''><mtable><mtr><mtd><mfrac><mrow><msub><mi>c</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>,</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>c</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</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