專利名稱：補償吸收衰減的疊前時間偏移方法
技術領域：
本發(fā)明屬于地震勘探中反射地震資料處理技術領域，涉及地震資料處理過程中的疊前偏移成像技術范疇，是一種能在偏移計算中補償?shù)卣鸩▊鞑サ奈账p的疊前時間偏移方法。
背景技術：
地震勘探中反射地震資料處理過程中，疊前偏移成像是關鍵的環(huán)節(jié)，而疊前時間偏移是疊前偏移成像中的一種重要方法。疊前時間偏移方法可對一類斷層較為復雜但速度橫向變化不是很劇烈的地質構造較好成像。與疊前深度偏移方法相比，除具有較高的計算效率外，其主要的優(yōu)點是只需使用疊加(均方根)速度；這樣可簡單地通過速度掃描等方式得到恰當?shù)乃俣饶Ｐ停乇芰耸褂茂B前深度偏移方法面臨的一個主要困難速度建模。因此，疊前時間偏移方法已成為地震勘探領域廣泛應用的關鍵技術。實際地球介質存在粘性吸收，地球介質的小尺度非均勻也產生類似于粘性吸收的幅值衰減效應。這些客觀存在導致地震波在傳播過程中發(fā)生幅值的吸收衰減；衰減對地震波的不同頻率成份是不同的，頻率越高，衰減的越強。因此，地表記錄到的、從不同深度反射的地震信號其頻帶是不同的；這導致構造越深，常規(guī)偏移成像的分辨率就越低。在油氣勘探中，對小斷層、小斷裂體系的識別，是認識油氣疏導體系，進而識別有利儲層的重要環(huán)節(jié)，因此石油工業(yè)界對提高成像分辨率的努力一直在進行著。為提高地震成像的分辨率，已發(fā)展了許多方法，包括成像疊加剖面的譜白化反褶積、非穩(wěn)態(tài)反褶積、基于統(tǒng)計假設或測井資料的各類拓寬頻帶技術、反Q濾波、粘彈性疊前深度偏移等。譜白化以及各類拓頻技術是通過引入地震記錄以外的信息提升地震方法的分辨率，盡管可獲得更高的視分辨率，但其可靠性尚待提高；非穩(wěn)態(tài)反褶積一般僅在疊加剖面上能得到較好效果；此外，各類拓頻技術使用的前提是地震記錄的子波是不變的，因此即使應用該類技術，也必須首先補償?shù)卣鸩ǖ奈账p，實現(xiàn)地震子波的一致性。反Q濾波可同時應用于疊前地震資料和疊后的偏移疊加剖面。這一方法是從補償?shù)卣鸩ǚ档恼承晕粘霭l(fā)，具有堅實的物理基礎。但就用于疊前地震資料的反Q濾波而言，它忽略了地震波傳播路徑對幅值衰減的影響，實際上僅在均勻Q值情況下是準確的；疊后資料的反Q濾波可處理層狀Q值模型情況，但由于疊加過程已將不同傳播路徑，即已將存在不同程度吸收衰減的幅值相疊加，這一處理不能完全消除吸收衰減的影響。粘彈性疊前深度偏移準確考慮了地震波的傳播和粘性衰減過程，理論上是可以較好地補償?shù)卣鸩ǖ恼承晕?。但粘彈性深度偏移方法需要深度域層間Q值模型，這導致了和疊前深度偏移速度建模相同，甚至更大的困難，因此粘彈性深度偏移的實際應用還存在相當?shù)睦щy。就實際勘探中遇到的大量地質目標而言，盡管地表復雜、斷裂發(fā)育，但地層速度的橫向變化并不是很劇烈，疊前時間偏移方法是可以在這些地質目標的勘探中發(fā)揮作用的。 但現(xiàn)行的疊前時間偏移方法不具有補償?shù)卣鸩ㄕ承晕盏哪芰Α?br>
在偏移成像過程中恢復地震波被衰減的高頻成份是提高地震成像分辨率的關鍵。 它可以真正地提高地震勘探方法對小斷層、小斷裂體系的識別能力。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，它可以在偏移過程中補償?shù)卣鸩▊鞑ミ^程中的高頻幅值衰減，恢復被衰減的高頻成份，使得中、深層構造的成像分辨率達到與淺層接近的程度；這一方法可處理實際存在的Q值非均勻情況，能基于地面采集的反射地震資料自主確定等效Q值，規(guī)避了現(xiàn)行各類衰減補償方法在確定Q值上的困難。本發(fā)明采用的技術方案是補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，具體步驟包括(I)用單條拖纜或測線記錄人工震源激發(fā)的反射地震信號，記錄到磁帶上；(2)從磁帶上讀取地震信號，對疊前地震資料做常規(guī)的噪音衰減處理。針對部分共中心點，抽取共中心點道集，對抽取的道集作常規(guī)的動校正速度拾取，對所得到速度的倒數(shù)做橫向平均，將得到的橫向均勻的速度場作為初始偏移速度；(3)將噪音衰減處理后的疊前地震資料按偏移距排序、分組，將不同組地震資料放置到集群計算機的不同計算節(jié)點上。在每個計算節(jié)點，依據(jù)初始偏移速度，用常規(guī)的疊前時間方法進行偏移計算，收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成共反射點道集；(4)對共反射點道集，利用初始偏移速度做反動校，再做動校正得到更新后的速度，對各個CDP點更新后的速度的倒數(shù)做空間平滑，所得到的平滑速度場即是最終的偏移速度場；(5)依據(jù)偏移速度場，對噪音衰減處理后的疊前地震資料做常規(guī)疊前時間偏移計算。收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成共反射點道集，對共反射點道集做剩余動校和拉伸切除，得到偏移疊加剖面。在經增益處理后的偏移疊加剖面上選定清晰、連續(xù)的同相軸。根據(jù)給定的采樣間距，確定等間距分布的拾取Q值的CDP點，依據(jù)選定的同相軸，在這些CDP點上確定從淺到深的幅值對比點和淺層的參考點，并在各點處選定應用短時傅立葉變換的時窗。從淺到深的幅值對比點處的同相軸需展現(xiàn)由細變粗的變化趨勢；(6)對噪音衰減處理后的疊前地震資料應用時間域快速傅立葉變換，求半導數(shù)、施加頻率窗衰減帶、計算地震道能量、剔除奇異道；(7)確定等效Q值的取值范圍，按1/Q等間距選取系列Q值，用每個Q值，對步驟6 處理后的頻率域疊前地震資料，做穩(wěn)定的壓噪反Q濾波計算，得到新的時間域地震資料；(8)依據(jù)偏移速度場，對每個Q值對應的反Q濾波后的地震資料做常規(guī)疊前時間偏移計算。收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成共反射點道集，對共反射點道集做剩余動校，切除剩余動校后的拉伸部分。將需拾取Q值的CDP點的相鄰共反射點道集疊加，形成各CDP 點的超道集。定義小、中、大三個射線參數(shù)Po、Pi、P2，對全部需拾取Q值的CDP點的幅值對
比點和參考點計算偏移距4 = lP,TVn ，其中i = 0，1，2，T為該點的單程旅行時，單位秒，
卞-pyrms
V■為該點的偏移速度，單位米/秒，射線參數(shù)Pi的單位是秒/米，偏移距Cli的單位是米。 在各點選定的時窗內，按偏移距范圍
對超道集分別進行置加，在每點處得到三個短時時間序列；
(9)重復步驟7和步驟8，收集各幅值對比點和參考點的對應小、中、大射線參數(shù)的三個短時時間序列，按1/Q值大小排列，在各點形成三個隨1/Q值變化的小、中、大射線參數(shù)的短時Q道集；(10)根據(jù)小、中、大射線參數(shù)的短時Q道集拾取等效Q值，得到成像區(qū)域的等效Q 值場；(11)在每個計算節(jié)點，對步驟6處理后的地震資料的全部地震道循環(huán)，應用穩(wěn)定的變頻帶頻率域算法計算各成像點的頻率域波場實部；(12)由各成像點頻率域波場的實部，用變頻帶、保能量成像條件求得各成像點的偏移幅值；(13)將偏移幅值按偏移距大小累加到存放偏移結果的數(shù)組中對應的偏移距上。收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成全部CDP點的共反射點道集。對該道集做剩余動校正和拉伸切除，將不同偏移距的偏移結果疊加，形成偏移疊加剖面；(14)通過顯示軟件將偏移疊加剖面數(shù)值轉換為地下反射構造的剖面圖像，剖面圖像將指示中、深層構造的微小斷裂體系和精細的地層沉積樣式，用于確定地下生、儲油構造和識別油氣儲層。所述的對噪音衰減處理后的疊前地震資料應用時間域快速傅立葉變換，求半導數(shù)、施加頻率窗衰減帶、計算地震道能量、剔除奇異道是這樣實現(xiàn)的在每個計算節(jié)點，對全部地震道循環(huán)，應用快速傅立葉變換算法，對地震道的時間序列離散信號做傅立葉變換；做傅立葉變換時，根據(jù)時間采樣點數(shù)，確定滿足快速傅立葉算法的采樣點數(shù)M，增加采樣點時添加零值。設A T是地震資料的時間采樣，單位秒，則角頻率采樣At)，其單位是弧度/秒；令地震資料有效頻帶的下和上限分別是《_和，其單位是弧度/秒， 通過求整得到整數(shù)I1和I2，使得I1 A Co和I2A Co與Comin和Comax最接近。設是頻率域的地震道，采用拖纜記錄時其單位是帕，采用測線記錄時其單
位是米/秒；對i = I1, I2循環(huán)，求半導數(shù)后的地震道為
權利要求
1.一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，其特征在于包括以下步驟步驟A、用單條拖纜或測線記錄人工震源激發(fā)的反射地震信號，記錄到磁帶上；步驟B、從磁帶上讀取地震信號，對疊前地震資料做常規(guī)的噪音衰減處理；針對部分共中心點，抽取共中心點道集， 對抽取的道集作常規(guī)的動校正速度拾取，對所得到速度的倒數(shù)做橫向平均，將得到的橫向均勻的速度場作為初始偏移速度；步驟C、將噪音衰減處理后的疊前地震資料按偏移距排序、分組，將不同組地震資料放置到集群計算機的不同計算節(jié)點上；在每個計算節(jié)點，依據(jù)初始偏移速度，用常規(guī)的疊前時間方法進行偏移計算，收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成共反射點道集；步驟D、對共反射點道集，利用初始偏移速度做反動校，再做動校正得到更新后的速度，對各個CDP點更新后的速度的倒數(shù)做空間平滑，所得到的平滑速度場即是最終的偏移速度場；步驟E、依據(jù)偏移速度場，對噪音衰減處理后的疊前地震資料做常規(guī)疊前時間偏移計算；收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成共反射點道集，對共反射點道集做剩余動校和拉伸切除，得到偏移疊加剖面；在經增益處理后的偏移疊加剖面上選定清晰、連續(xù)的同相軸；根據(jù)給定的采樣間距，確定等間距分布的拾取Q值的CDP點，依據(jù)選定的同相軸，在這些CDP點上確定從淺到深的幅值對比點和淺層的參考點，并在各點處選定應用短時傅立葉變換的時窗；從淺到深的幅值對比點處的同相軸需展現(xiàn)由細變粗的變化趨勢；步驟F、對噪音衰減處理后的疊前地震資料應用時間域快速傅立葉變換，求半導數(shù)、施加頻率窗衰減帶、 計算地震道能量、剔除奇異道；步驟G、確定等效Q值的取值范圍，按1/Q等間距選取系列Q 值，用每個Q值，對步驟F處理后的頻率域疊前地震資料，做穩(wěn)定的壓噪反Q濾波計算，得到新的時間域地震資料；步驟H、依據(jù)偏移速度場，對每個Q值對應的反Q濾波后的地震資料做常規(guī)疊前時間偏移計算；收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成共反射點道集，對共反射點道集做剩余動校，切除剩余動校后的拉伸部分；將需拾取Q值的CDP點的相鄰共反射點道集疊加，形成各⑶P點的超道集；定義小、中、大三個射線參數(shù)Pc^PpP2，對全部需拾取Q值的⑶P點的幅值對比點和參考點計算偏移距4=，其中i = 0,1，2，T為該點的單程旅行卞-pyrms時，單位秒，V·為該點的偏移速度，單位米/秒，射線參數(shù)Pi的單位是秒/米，偏移距Cli的單位是米；在各點選定的時窗內，按偏移距范圍[(^cUdc^cU和[Clpd2]對超道集分別進行疊加，在每點處得到三個短時時間序列；步驟I、重復步驟G和步驟H，收集各幅值對比點和參考點的對應小、中、大射線參數(shù)的三個短時時間序列，按1/Q值大小排列，在各點形成三個隨1/Q值變化的小、中、大射線參數(shù)的短時Q道集；步驟J、根據(jù)小、中、大射線參數(shù)的短時Q道集拾取等效Q值，得到成像區(qū)域的等效Q值場；步驟K、在每個計算節(jié)點，對步驟F處理后的地震資料的全部地震道循環(huán)，應用穩(wěn)定的變頻帶頻率域算法計算各成像點的頻率域波場實部；步驟L、由各成像點頻率域波場的實部，用變頻帶、保能量成像條件求得各成像點的偏移幅值；步驟M、將偏移幅值按偏移距大小累加到存放偏移結果的數(shù)組中對應的偏移距上；收集各計算節(jié)點的偏移結果，形成全部CDP點的共反射點道集；對該道集做剩余動校正和拉伸切除，將不同偏移距的偏移結果疊加，形成偏移疊加剖面；步驟N、通過顯示軟件將偏移疊加剖面數(shù)值轉換為地下反射構造的剖面圖像，剖面圖像將指示中、深層構造的微小斷裂體系和精細的地層沉積樣式，用于確定地下生、儲油構造和識別油氣儲層。
2.根據(jù)權力要求I所述的一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，其特征在于所述的對噪音衰減處理后的疊前地震資料應用時間域快速傅立葉變換，求半導數(shù)、施加頻率窗衰減帶、計算地震道能量、剔除奇異道是這樣實現(xiàn)的在每個計算節(jié)點，對全部地震道循環(huán)， 應用快速傅立葉變換算法，對地震道的時間序列離散信號做傅立葉變換；做傅立葉變換時， 根據(jù)時間采樣點數(shù)，確定滿足快速傅立葉算法的采樣點數(shù)M，增加采樣點時添加零值；設 Δ τ是地震資料的時間采樣，單位秒，則角頻率采樣Λ ω = 2π/(ΜΛ τ)，其單位是弧度/ 秒；令地震資料有效頻帶的下和上限分別是《min和ω_，其單位是弧度/秒，通過求整得到整數(shù)I1和I2，使得I1A ω和I2A ω與和ω_最接近；設/^+八 )是頻率域的地震道， 采用拖纜記錄時其單位是帕，采用測線記錄時其單位是米/秒；對i = I1, I2循環(huán)，求半導數(shù)后的地震道為加式中j是單位虛數(shù)，△ ω是角頻率采樣，單位弧度/秒；設頻率窗低頻端的衰減帶含md個頻率采樣點，對i = I1, IAmd,計算
3.根據(jù)權力要求I所述的一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，其特征在于所述的確定等效Q值的取值范圍，按1/Q等間距選取系列Q值，用每個Q值，對步驟F處理后的頻率域疊前地震資料，做穩(wěn)定的壓噪反Q濾波計算，得到新的時間域地震資料是這樣實現(xiàn)的 設等效Q值的最小、最大可能值為Qmin、Qmax，等效Q值是無量綱參數(shù)，則選取的N個系列Q值為
4.根據(jù)權力要求I所述的一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，其特征在于所述的根據(jù)小、中、大射線參數(shù)的短時Q道集拾取等效Q值，得到成像區(qū)域的等效Q值場是這樣實現(xiàn)的(1)對短時Q道集中的各道做傅立葉變換，得到頻率信號；(2)計算傅立葉變換的模,在有效頻帶內,求模的自然對數(shù);定義有效頻帶為[(A ^τη^ω, ^]，其中md為低頻端的
5.根據(jù)權力要求I所述的一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，其特征在于所述的在每個計算節(jié)點，對步驟F處理后的地震資料的全部地震道循環(huán)，應用穩(wěn)定的變頻帶頻率域算法計算各成像點頻率域波場實部是這樣實現(xiàn)的令地震記錄滿足快速傅立葉算法的時間采樣點數(shù)為Μ，Δ τ是地震資料的時間采樣，單位秒，則角頻率采樣Λω = 2π/ (ΜΔ τ)，其單位是弧度/秒；令地震資料有效頻帶的下和上限分別是和ω_，其單位是弧度/秒，通過求整得到整數(shù)I1和I2，使得I1A ω和I2A ω與和ω_最接近；根據(jù)地震資料的信噪比，確定幅值補償?shù)淖畲蟊稊?shù)Α，一般取為2000.0，A是無量綱數(shù)；設拾
6.根據(jù)權力要求I所述的一種補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，其特征在于所述的由各成像點頻率域波場的實部，用變頻帶、保能量成像條件求得各成像點的偏移幅值是這樣實現(xiàn)的(1)令炮點水平坐標為Xs，檢波點水平坐標為Xp成像點坐標為(X(|，T),成像點的偏移速度為V·;計算無量剛的成像權系數(shù)P = iJrmjX +(^s~X°i ; (2)對頻率域波場的
全文摘要
補償吸收衰減的疊前時間偏移方法，應用于地震勘探中反射地震資料處理。該方法在偏移過程中補償?shù)厍蚪橘|粘性、薄層散射導致的高頻地震波幅值衰減，恢復被衰減的高頻成份，使得中、深層構造的成像分辨率達到與淺層接近的程度，且可保證穩(wěn)定性并避免噪音放大。該方法不對Q值的空間分布做層狀或均勻的假設，通過引入描述地震波幅值吸收衰減的等效Q值，將補償吸收衰減與疊前時間偏移有效地結合到一起。該方法能基于地面采集的反射地震資料確定等效Q值，規(guī)避了現(xiàn)行各類吸收衰減補償方法在確定Q值上的困難。該方法能更好地指示中、深層構造的斷裂和地層沉積樣式，對油氣、礦產資源勘探有重要應用價值。
文檔編號G01V1/36GK102590862SQ201210017518
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者吳吉忠, 張劍鋒, 李雪英 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所