一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球勘探技術(shù)，屬于地震資料處理過程中反射波校正的技術(shù)領(lǐng)域，具 體涉及一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 垂直地震剖面（VSP)是一種井中地震觀測技術(shù)。與地面地震相比，垂直地震剖面 資料的信噪比高，分辨率高，波的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征明顯。垂直地震剖面技術(shù)提供了地下 地層結(jié)構(gòu)同地面測量參數(shù)之間最直接的對應(yīng)關(guān)系，可以為地面地震資料處理解釋提供精確 的時(shí)深轉(zhuǎn)換及速度模型，為零相位子波分析提供支持。
[0003] 國內(nèi)外石油工業(yè)界從20世紀(jì)80年代就開始了對VSP技術(shù)的大量研究開發(fā)工作， 在井旁精細(xì)構(gòu)造成像、井旁斷層識別、井旁地層巖性描述、地震波衰減、速度各向異性以及 孔隙壓力預(yù)測和孔隙度估算等方面取得了許多實(shí)際的應(yīng)用效果。進(jìn)入90年代，VSP數(shù)據(jù)采 集方式明顯增多，為適應(yīng)不同的地質(zhì)目的，設(shè)計(jì)出了各種各樣的觀測系統(tǒng)，從零偏VSP到非 零偏VSP，再到多方位VSP、多偏移距VSP和變偏VSP，直至三維垂直地震剖面（3DVSP)。這 些新的觀測方式，為儲層預(yù)測和描述(精細(xì)構(gòu)造特征、巖性、孔隙度、各向異性、地層彈性參 數(shù)等研究）提供了有利的支持。
[0004] 對于三維垂直地震剖面（3DVSP)觀測資料，由于地震子波在不同偏移距、不同深度 存在較大差異，導(dǎo)致地下任何點(diǎn)的反射在利用共檢波點(diǎn)道集成像過程中在時(shí)間方向都存在 著拉伸畸變，降低了三維垂直地震剖面反射波成像的分辨率。目前，由于缺少針對三維垂直 地震剖面資料有效的子波校正手段，在進(jìn)行三維垂直地震剖面資料處理時(shí)，對于拉伸嚴(yán)重 的淺層遠(yuǎn)偏三維垂直地震剖面資料常常采用切除的方式進(jìn)行處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是，提供一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，以消除地震 子波對反射波的拉伸畸變影響，特別是解決拉伸畸變效應(yīng)造成的遠(yuǎn)偏移距資料頻率大大降 低的問題。
[0006] 本發(fā)明根據(jù)三維垂直地震剖面數(shù)據(jù)中零偏移距(或近偏移距）與遠(yuǎn)偏移距反射波 的速度確定零偏移距道(或近偏移距道）與遠(yuǎn)偏移距道的反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，選取一定的時(shí) 窗，采用最小平方法，進(jìn)行最佳逼近，求取反算子，并將反算子應(yīng)用到相應(yīng)的遠(yuǎn)偏移距垂直 地震剖面（VSP)道上，消除拉伸畸變對反射波成像的影響。
[0007] 本發(fā)明具體技術(shù)方案是，一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，其特征在 于，包括如下步驟：
[0008] 步驟1，數(shù)據(jù)選擇
[0009] 對三維垂直地震剖面觀測資料中的共檢波點(diǎn)道集資料進(jìn)行分析，如果存在零偏移 距道，選出零偏移距垂直地震剖面反射波的速度資料，如果不存在零偏移距道，選出近偏移 距垂直地震剖面反射波的速度資料代替零偏移距垂直地震剖面反射波的速度資料；
[0010] 步驟2,確定反射點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系
[0011] 如果步驟1中選取的是零偏移距垂直地震剖面的反射波速度資料，利用選中的零 偏移距垂直地震剖面的反射波速度資料與共檢波點(diǎn)道集上的遠(yuǎn)偏移距垂直地震剖面的反 射波速度資料，建立零偏移距道與遠(yuǎn)偏移距道反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，其反射波時(shí)距曲線方程 為：
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟1，數(shù)據(jù)選擇 對三維垂直地震剖面觀測資料中的共檢波點(diǎn)道集資料進(jìn)行分析，如果存在零偏移距 道，選出零偏移距垂直地震剖面反射波的速度資料，如果不存在零偏移距道，選出近偏移距 垂直地震剖面反射波的速度資料代替零偏移距垂直地震剖面反射波的速度資料； 步驟2,確定反射點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系 如果步驟1中選取的是零偏移距垂直地震剖面的反射波速度資料，利用選中的零偏移 距垂直地震剖面的反射波速度資料與共檢波點(diǎn)道集上的遠(yuǎn)偏移距垂直地震剖面的反射波 速度資料，建立零偏移距道與遠(yuǎn)偏移距道反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，其反射波時(shí)距曲線方程為：
其中，t為反射波旅行時(shí)，、為零偏移距反射波旅行時(shí)，v為反射波在地面到地下某一 反射層H之間的平均傳播速度，x為炮點(diǎn)位置； 求解公式（1)可得
即確立了零偏移距道與非零偏移距道反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系； 如果步驟1中選取的是近偏移距垂直地震剖面的反射波速度資料，利用選中的近偏 移距垂直地震剖面的反射波速度資料與共檢波點(diǎn)道集上的遠(yuǎn)偏移距垂直地震剖面的反射 波速度資料，建立近偏移距道與遠(yuǎn)偏移距道的反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，其反射波時(shí)距曲線方程 為：
其中，h為近偏移距反射波旅行時(shí)，Xl為其相對應(yīng)炮點(diǎn)位置，Vl為近偏移距的平均速 度；tn為第n道非零偏移距反射波旅行時(shí)，xn為其相對應(yīng)炮點(diǎn)位置，vn為第n道非零偏移距 的平均速度。 由上式，可得
由于垂直地震剖面成像范圍較小，在垂直地震剖面成像范圍內(nèi)（即最大井源距范圍的 一半)，針對地下某一反射界面，可忽略成像范圍內(nèi)的速度橫向變化，則 vi=vn (5) 由公式（2)、（4)可得
即確立了近偏移距道與非零偏移距道反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系； 步驟3,反算子計(jì)算 根據(jù)步驟2確立的零偏移距道或近偏移距道與非零偏移距道反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，選取 一定的時(shí)窗范圍，采用最小平方法，計(jì)算反算子，具體方法是： 設(shè)計(jì)反算子f(t)，使實(shí)際和期望輸出之間的最小平方誤差最小，定義誤差L為
其中dt為期望輸出，yt為實(shí)際輸出；t為每道記錄的時(shí)間； 實(shí)際輸出是反算子與輸入的褶積，即有yt=EfTxt_T (8) 將式（8)帶入式（7)，得
取其偏導(dǎo)數(shù)，令其為零，得到方程
其中，i為1，2,3,…，n; 利用Levinson遞歸算法解上述方程，可得到反算子f(t); 步驟4,遠(yuǎn)偏移距垂直地震剖面道校正 按照公式 y' (ii) 計(jì)算出修正后的輸出y't，用修正后輸出y't代替實(shí)際輸出yt，即完成了遠(yuǎn)偏移距垂 直地震剖面道的校正。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，其特征在于：所 述近偏移距是指偏移距在100米范圍之內(nèi)的道集。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，其特征在于：所 述遠(yuǎn)偏移距是指，偏移距在100米到最大井源距的一半范圍內(nèi)的道集。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，其特征在于：所 述近淺層是指，根據(jù)拉伸率計(jì)算公式
，當(dāng)拉伸 率大于1.3時(shí)對應(yīng)的深度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維垂直地震剖面反射波拉伸校正方法，根據(jù)零偏移距（或近偏移距）與遠(yuǎn)偏移距垂直地震剖面反射波速度確定零偏移距道（近偏移距）與遠(yuǎn)偏移距道反射點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，選取一定的時(shí)窗，采用最小平方法，進(jìn)行最佳逼近，求取反算子，并將反算子應(yīng)用到相應(yīng)的遠(yuǎn)偏移距垂直地震剖面道上，消除拉伸畸變對反射波成像的影響。本發(fā)明可以使得淺層以及遠(yuǎn)偏移距拉伸較大的同相軸得到校正，有效改善成像的分辨率，提高三維垂直地震剖面反射成像的質(zhì)量。
【IPC分類】G01V1-40, G01V1-36
【公開號】CN104570119
【申請?zhí)枴緾N201310520617
【發(fā)明人】孔慶豐, 王延光, 孫衛(wèi)國, 趙茂強(qiáng), 林松輝, 陳雨茂, 李民龍, 魏國華, 苗永康
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月29日