一種基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法，所述方法包括以下步驟：利用已有的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查資料確定待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度；根據(jù)所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度設(shè)計(jì)測(cè)線，其中，控制測(cè)線的最大偏移距為所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道距和10?20次的覆蓋次數(shù)；在炮點(diǎn)采用淺井小藥量激發(fā)并在測(cè)線上的各檢波點(diǎn)采用單個(gè)檢波器接收，獲取地震數(shù)據(jù)；從所述地震數(shù)據(jù)中采集新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用層析反演方法對(duì)所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，得到高精度的近地‘表結(jié)構(gòu)速度模型。
【專利說(shuō)明】一種基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理勘探的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種基于 小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 靜校正問題影響著地震波成像和構(gòu)造解釋的精度，復(fù)雜的近地表結(jié)構(gòu)是影響地震 勘探靜校正量的重要因素。為此，建立高精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型、巖性結(jié)構(gòu)模型、品質(zhì) 衰減模型，是地震勘探中的重要環(huán)節(jié)之一。
[0003] 表層結(jié)構(gòu)速度模型的建立方法主要有：微測(cè)井、小折射、大炮初至層析技術(shù)等，它 們都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
[0004] 微測(cè)井的優(yōu)點(diǎn)在于在有微測(cè)井的局部位置的模型精度高，缺點(diǎn)在于模型深度有限 (一般小于50米）、成本高、模型需要內(nèi)插值等，并且由于其采集點(diǎn)密度較稀疏，因此導(dǎo)致所 建模型的整體精度不高。小折射的優(yōu)點(diǎn)在于成本低，并且調(diào)查的表層深度較深，一般可以達(dá) 到百米左右，而缺點(diǎn)在于其基于層狀介質(zhì)假設(shè)，故要求要有穩(wěn)定的折射面，很多地區(qū)因難以 滿足該條件而無(wú)法建立連續(xù)的模。大炮初至層析技術(shù)也就是利用常規(guī)二維地震勘探獲得的 地震單炮初至波信息進(jìn)行層析反演的方法，其優(yōu)點(diǎn)在于模型深度可以達(dá)到幾百米，并可以 建立連續(xù)的模型，其缺點(diǎn)在于受道距大（一般20米以上）和檢波器組合的接收影響，成果 精度的誤差較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決以往表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法控制范圍低、精度不高等缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在 于提供一種能夠提高近地表建模精度、提供準(zhǔn)確的靜校正數(shù)據(jù)并提高地震勘探的精度的基 于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方 法，所述方法包括以下步驟：利用已有的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查資料確定待調(diào)查區(qū)域的近地表低降 速層的厚度；根據(jù)所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度設(shè)計(jì)測(cè)線，其中，控制測(cè)線的最 大偏移距為所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道距 和10?20次的覆蓋次數(shù)；在炮點(diǎn)采用淺井小藥量激發(fā)并在測(cè)線上的各檢波點(diǎn)采用單個(gè)檢 波器接收，獲取地震數(shù)據(jù)；從所述地震數(shù)據(jù)中采集新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用層析反演方 法對(duì)所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，得到高精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法的一個(gè)實(shí)施例，采用表層 結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，采用層析反演處理解釋軟件對(duì)所述新 的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法的一個(gè)實(shí)施例，所述新的 表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)至少包括基于各檢波器記錄的初至波拾取的初至?xí)r間。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法的一個(gè)實(shí)施例，將所述高 精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型用于計(jì)算靜校正量。
[0010] 本發(fā)明采用小道距層析測(cè)線進(jìn)行層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，反演的近地表速度結(jié) 構(gòu)模型更精細(xì)，進(jìn)而可改善靜校正的效果。并且，本發(fā)明創(chuàng)新地綜合了微測(cè)井的縱向分辨率 高和地震資料大炮層析的橫向可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，有效地解決了結(jié)構(gòu)調(diào)查精度低的難題。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下，將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0012] 可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模塊實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法。 在本發(fā)明中描述的各個(gè)步驟不限制為上述步驟，其中的一些步驟可被進(jìn)一步拆分為更多的 步驟，并且一些步驟可合并為較少的步驟。
[0013] 層析反演是利用地震波射線的走時(shí)和路徑，反演介質(zhì)速度結(jié)構(gòu)的一種高精度反演 方法，通過(guò)層析反演研究地表低降速帶的變化，可以取得較好的應(yīng)用效果。層析反演靜校正 則是在層析反演的基礎(chǔ)上，對(duì)表層結(jié)構(gòu)進(jìn)行速度模型反演以求取基準(zhǔn)面靜校正量的方法。 層析反演方法和層析反演靜校正方法均為本領(lǐng)域比較常規(guī)的方法。
[0014] 在常規(guī)的層析反演方法中，進(jìn)行地震波射線追蹤時(shí)需考慮速度模型的連續(xù)性并在 速度塊結(jié)點(diǎn)上設(shè)置旅行時(shí)結(jié)點(diǎn)，考慮射線路徑的彎曲性并在速度塊邊界上設(shè)置旅行時(shí)結(jié) 點(diǎn)。常規(guī)的層析反演通常利用地震勘探獲得的大炮初至進(jìn)行，而往往地震勘探中采用的道 距較大（通常在20m以上），采用較大道距獲得的大炮初至反演近地表結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)闇\層信息 的采樣間距過(guò)大導(dǎo)致建立的近地表模型精度無(wú)法得到保證。本發(fā)明則綜合了上述兩方面的 優(yōu)點(diǎn)，采用小道距獲得的初至波信息進(jìn)行分析，使得相鄰初至波射線間的夾角較小、射線均 勻且追蹤的旅行時(shí)精度更高；還可以在構(gòu)建的反演目標(biāo)函數(shù)中，摒棄絕對(duì)旅行時(shí)差反演，增 加平均慢度和視慢度項(xiàng)，加入表層調(diào)查等精度更高的淺層信息，增強(qiáng)穩(wěn)定性并提高反演速 度模型的分辨率和精度。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，上述基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法可以 包括以下步驟：
[0016] 首先，利用已有的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查資料確定待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度。 其中，已有的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查資料是以往對(duì)待調(diào)查區(qū)域進(jìn)行表層調(diào)查所獲得的資料，如微測(cè) 井、小折射解釋成果資料等，能夠獲得近地表結(jié)構(gòu)信息并對(duì)待調(diào)查區(qū)域的表層情況有一定 的認(rèn)識(shí)。近地表低降速層是地表巖層由于風(fēng)化剝蝕等作用形成的一層明顯低于巖層速度的 近地表地層，是一個(gè)相對(duì)的概念。通過(guò)確定待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度，能夠繼而 對(duì)層析測(cè)線進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)并獲得符合要求的資料。
[0017] 然后，根據(jù)所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度設(shè)計(jì)測(cè)線。其中，控制測(cè)線的 最大偏移距為所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道 距和10?20次的覆蓋次數(shù)。由于近地表低降速層的厚度的2?8倍范圍內(nèi)是淺層折射波 的最佳接收區(qū)域，故需將測(cè)線的最大偏移距設(shè)置在上述范圍內(nèi)以確保檢波點(diǎn)的排列能夠位 于上述最佳接收區(qū)域內(nèi)。并且，設(shè)置較小的道距和上述合適的覆蓋次數(shù)是為了獲得更為連 續(xù)、采樣更充分的的淺層折射初至信息，提高最終的層析反演精度及近地表模型的準(zhǔn)確性。
[0018] 之后，在炮點(diǎn)采用淺井小藥量激發(fā)并在各檢波點(diǎn)采用單個(gè)檢波器接收，獲取地震 數(shù)據(jù)。采取淺井小藥量激發(fā)的目的是提高施工效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，采用單個(gè)檢波器接收則 是為了避免組合檢波器的影響而造成的初至信息精度誤差。
[0019] 再?gòu)乃龅卣饠?shù)據(jù)中采集新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用層析反演方法對(duì)所述新的 表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，得到高精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型。其中，可以對(duì)所述 地震數(shù)據(jù)進(jìn)行各種預(yù)處理，本發(fā)明并不對(duì)此進(jìn)行限制。由于初至?xí)r間是層析反演的原始初 至數(shù)據(jù)，故至少應(yīng)該對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行共炮點(diǎn)道集的抽取，并從所得的共炮點(diǎn)道集上拾取初 至波并獲取初至?xí)r間。因此，所獲取的新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)應(yīng)至少包括基于各檢波器記 錄的初至波拾取的初至?xí)r間。采集新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)以及利用層析反演方法對(duì)所得數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理和解釋均可以采用本領(lǐng)域常規(guī)或已知的步驟進(jìn)行，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 可以采用市售或已有的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，也可以采 用市售或已有的層析反演處理解釋軟件對(duì)所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，本 發(fā)明不限于此。
[0020] 在獲得高精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型之后，可以將其應(yīng)用于計(jì)算靜校正量，從而 改善靜校正的效果。
[0021] 綜上所述，本發(fā)明的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法適用于近地表結(jié)構(gòu) 復(fù)雜且靜校正問題突出的地區(qū)，可廣泛地應(yīng)用于近地表復(fù)雜的高精度地震勘探區(qū)域。以往 的表層調(diào)查方法是基于微測(cè)井或大炮初至，微測(cè)井由于布設(shè)的點(diǎn)位密度太低導(dǎo)致單點(diǎn)成果 可靠性較高，點(diǎn)與點(diǎn)之間的模型刻畫通常采用線性插值的方法，因而無(wú)法精確刻畫連續(xù)的 近地表信息；而大炮初至在地震施工階段采用的道距較大，淺層的連續(xù)采樣率過(guò)低，故只能 大致地刻畫近地表結(jié)構(gòu)，無(wú)法準(zhǔn)確描述近地表結(jié)構(gòu)的淺層變化情況，本發(fā)明解決了以往表 層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法控制范圍低、精度不高的現(xiàn)狀，有利于提高近地表建模精度、提供準(zhǔn)確的靜 校正數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高地震勘探的精度。
[0022] 盡管上面已經(jīng)通過(guò)結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清 楚，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行各 種修改和改變。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法，其特征在于，所述方法包括以下步 驟： 利用已有的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查資料確定待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度； 根據(jù)所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度設(shè)計(jì)測(cè)線，其中，控制測(cè)線的最大偏移 距為所述待調(diào)查區(qū)域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道距和10? 20次的覆蓋次數(shù)； 在炮點(diǎn)采用淺井小藥量激發(fā)并在測(cè)線上的各檢波點(diǎn)采用單個(gè)檢波器接收，獲取地震數(shù) 據(jù)； 從所述地震數(shù)據(jù)中采集新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用層析反演方法對(duì)所述新的表層結(jié) 構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋，得到高精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法，其特征在于，采 用表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，采用層析反演處理解釋軟件對(duì) 所述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法，其特征在于，所 述新的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)至少包括基于各檢波器記錄的初至波拾取的初至?xí)r間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于小道距層析反演的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查方法，其特征在于，將 所述高精度的近地表結(jié)構(gòu)速度模型用于計(jì)算靜校正量。
【文檔編號(hào)】G01V1/48GK104216018SQ201410441223
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】劉維, 張孟, 文中平, 李正佳, 周曉冀, 管敏, 李成毅, 王扶國(guó), 李敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司