专利名称：基于变差函数拟合重构的高精度三维静校正方法
技术领域：
本发明属于石油地震勘探的地震资料处理解释技术领域，旨在解决地震资料处理 中的成像质量问题，具体的说是一种基于变差函数拟合重构的高精度三维静校正方法。
背景技术：
近年来，地震勘探向沙漠区、黄土覆盖区、山区等地表条件复杂的地区发展，三维 地震资料处理往往涉及的地质区域面积大，地表类型多样，近地表速度结构复杂多变，复杂 的地表条件给地震资料处理造成很大困难，使地震不能很好成像，不能准确的反映地下地 质构造的真实形态，因此，准确估算表层速度模型，消除复杂表层因素在地震资料上产生的 静校正问题，是复杂区域地震资料处理的技术难题。在地震资料处理过程中，静校正可以分 离出低频分量和高频分量两个部分，低频静校正量主要影响地震剖面的地下地质构造的形 态，高频静校正量影响反射同相轴的成像质量。地震资料处理的目的就是在成像的基础上，保证可靠的构造形态，这就需要求取 准确的静校正量。目前，成熟的静校正方法有模型静校正、初至波折射静校正和初至波层析 反演静校正等，这些技术都是针对某种特定近地表模型假设和野外采集数据特征，都有各 自的适用条件和使用范围，在包括多种地表类型的复杂区，实际研究中只能优选某一种静 校正方法，无法实现不同方法静校正优势的很好拟合，实际中在两种静校正的边界位置，会 出现地震剖面同相轴的错位或抖动，这样不能很好的解决复杂地表区的静校正难题。发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种基于变差函数拟合重构的高 精度三维静校正方法，本发明提供的方法能够实现不同静校正量的拟合和重构，很好的解 决复杂地表条件下不同静校正方法优势拟合的难题，有效提高复杂地表地形条件的三维地 震剖面的成像质量，保证构造形态的可靠性。本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下一种基于变差函数的三维静校正 拟合重构方法，其特征在于以层析反演静校正为基础静校正，折射或其它具有部分成像优 势的静校正为辅助静校正，其实现过程包括以下步骤1)地震采集工区的生产炮初至波资料；2)以准确拾取的初至波时间为基�。糜呕牟问胁阄龇囱菥残Ｕ考扑悖�3)利用初至拾取的折射时间，计算折射静校正量，与步骤2)计算得到的基础静校 正量进行叠加成像效果对比，选出折射静校正量成像具有优势的区域范围；或者利用近地表的信息获取的其它静校正量，与步骤2)计算得到的基础静校正 量进行叠加成像效果对比，选出其它静校正量成像具有优势的区域范围；4)根据野外采集施工的设计排列长度，根据地下构造的形态大小，确定低频平滑 半径，构造半径<低频平滑半径<设计排列长度的二分之一，在炮域和检波点域将层析静 校正量和折射或其它静校正量分别分解为低频分量和高频分量；分别用31\、31^、31\表示重构后的静校正量、层析静校正量、折射或其它静校正量， 根据给定的排列长度Len将层析静校正量、折射或其它静校正量分解为各自的高频分量和低频分量STc = STCL+STCHSTe = STel+STehSTCL和STCH分别是层析静校正量分解出的低频和高频静校正量；ST/和STKH分别 是折射或其它静校正量分解出的低频和高频静校正量；5)在叠加数据体上，利用定量信噪比分析方法，选出折射或其它静校正量成像效 果好于层析静校正量的区域；6)在步骤5)选定的区域，对炮点静校正高频量与检波点静校正高频量分别在两 个域进行拟合，用变差拟合函数ST/= (ST/*D1+STch*D2)/(D1+D2)对层析静校正高频量和 折射或其它静校正高频量过渡的边界进行处理，其中，Dl是过渡区域内某P点到外边界线B 的距离，D2是P点到内边界虚线的距离，D1+D2是过渡区域的宽度，要根据设计排列长度和 构造幅度的大小来确定，D1+D2 >设计排列长度，Dl和D2的值一般选择1/2至3/2倍的野 外施工设计排列长度；7)在炮点域、检波点域分别将层析静校正量的低频分量和经步骤6)变差函数 拟合得到的高频分量进行重构，那么，经过高低频分离与重构后的静校正量则为STA = stcl+stah。本发明的原理参见图1，图1是层析静校正的高频分量和折射或其它静校正的高 频分量拟合平面示意图。图1中B是根据叠加剖面成像效果确定出的边界，在B边界的里面，层析静校正量 的叠加剖面信噪比低于折射或其它静校正量，为了保证低频分量的可靠和叠加成像效果， 全区的低频分量取自层析静校正量ST。L，在B边界的外面，高频分量ST/取层析静校正量的 高频分量ST。H，图中虚线至B边界是过渡区，在虚线的里面，高频分量ST/取折射或其它静 校正量的高频分量ST/，P是过渡区内的点，其高频静校正量则按下式计算。ST/= (STkh*D1+STch*D2)/(D1+D2)上式就是三维静校正的变差拟合函数，其中，Dl是P点到外边界线B的距离，D2是 P点到内边界虚线的距离，D1+D2要根据排列长度和构造幅度的大小来确定，Dl和D2的值 一般选择1/2至3/2倍的野外施工设计排列长度。这样，在重叠区域，层析静校正的高频分 量和折射或其它静校正的高频分量自然过渡，不会形成校正量的异�：秃奂�。那么，经过高低频分离与重构后的静校正量则为STa = STcl+STah相对于层析静校正量，重构后的静校正量对应的叠加剖面其构造形态没有改变，而剖面成像质量得到提高。本发明实质上是将层析反演静校正与折射反演静校正或模型静校正等不同方法 静校正的优势拟合与重构。本发明的方法以准确低频静校正的非线性层析成像静校正为基�。冉芯残Ｕ� 的高、低频分离，对于局部信噪比低的成像部分，按照成像的质量，选取有成像优势的其它 静校正方法的高频静校正，如折射静校正、模型静校正等，在两种高频静校正的边界，用变 差函数进行拟合，并与分离的低频静校正重构，得到了一套新的静校正量。本发明方法实现不同静校正量的拟合和重构，很好的解决了复杂地表条件下不同静校正方法优势拟合的难题，有效提高了复杂地表地形条件的三维地震剖面的成像质量， 保证了构造形态的可靠性。
图1是层析静校正的高频分量和折射或其它静校正的高频分量拟合平面示意图，图2、红柳泉工区地表高程图，图3a是层析静校正量平面图，
图3b是折射静校正量平面图，图3c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量平面图，图4a是层析静校正的叠加剖面，图4b是折射静校正的叠加剖面，图4c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量的叠加剖面，图5a是层析静校正量平面图，图5b是模型静校正量平面图，图5c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量平面图，图6a是层析静校正的叠加剖面，图6b是模型静校正的叠加剖面，图6c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量的叠加剖面。
具体实施方式
应用实例1柴达木盆地红柳泉地区地势较为平坦，相对高差较�。辈亢投辈课程� 区，南部为沼泽及盐碱草滩，地表地震条件较好。低降速带厚度在4米-40米的范围变化， 总的变化趋势为由西南向东北逐渐变厚。该区东北部和东部浅层广泛分布着砾石层，导致 激发、接收条件较差，红柳泉工区地表高程图见图2。由于复杂的地表地形特征和低速带的 变化导致该区静校正问题严重，经过多次反复试验，发现采用单一的静校正技术无法解决 该区的静校正问题。我们利用本发明的变差拟合重构三维静校正方法在红柳泉地区作了两种静校正 即层析和折射静校正处理1)将野外采集的地震炮记录进行地震道编辑，为初至波拾取准备高质量的炮集；2)在单炮记录上拾取初至波时间，用相邻炮初至曲线、炮点与检波点互换差曲线 检查拾取的初至时间，保证初至时间拾取准确；3)利用拾取的初至波时间，用层析反演静校正方法计算全区的基础静校正量，并 进行参数优化，使该方法的静校正成像效果达到最佳；图3a是层析静校正量平面图，其中标注A区域为层析静校正方法成像较好的区 域，4)利用初至拾取的折射波时间，计算折射波静校正量，与步骤3)计算的基础静校 正量进行叠加成像效果对比，选出折射波静校正量成像具有优势的区域范围；图3b是折射静校正量平面图，其中标注B区域为该静校正方法成像较好的区域，5)根据野外采集施工的设计排列长度，根据地下构造的形态大�。范ǖ推灯交� 半径，构造半径<低频平滑半径<设计排列长度的二分之一，在炮域和检波点域将层析静校正量和折射或其它静校正量分别分解为低频分量和高频分量；分别用31\、31^、31^表示重构后的静校正量、层析静校正量、折射静校正量，根据给 定的排列长度Len将层析静校正量、折射静校正量分解为各自的高频分量和低频分量STc = STCL+STCHSTe = STel+STehSTCL和ST。H分别是层析静校正量分解出的低频和高频静校正量；ST/和STKH分别 是折射静校正量分解出的低频和高频静校正量；6)在叠加数据体上，利用定量信噪比分析方法，选出折射静校正量成像效果好于 层析静校正量的区域；图4a是层析静校正的叠加剖面，其中标注A区域为该静校正方法成 像较好的区域，图4b是折射静校正的叠加剖面，其中标注B区域为该静校正方法成像较好 的区域，7)在步骤6)选定的区域，对炮点静校正高频量与检波点静校正高频量分别在两 个域进行拟合，两种静校正高频量过渡的边界，用变差拟合函数STah = (STkh*D1+ST。h*D2)/ (D1+D2)进行处理，其中，Dl是过渡区域内某P点到外边界线B的距离，D2是P点到内边 界虚线的距离，D1+D2是过渡区域的宽度，要根据设计排列长度和构造幅度的大小来确定， D1+D2 >设计排列长度，Dl和D2的值是1/2的野外施工设计排列长度；8)在炮点域、检波点域分别将层析静校正量的低频分量和经步骤6)变差函数拟 合得到的高频分量进行重构，经过高低频分离与重构后的静校正量则为STA = ST。l+STah。图3c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量平面图，从图3c明显看出标注A 区域静校正量几乎没有改变，B区域是将图3b中成像较好部分的静校正量重构出的新量，图4a、图4b与图4c的剖面抽取位置均是在图3c所示M线处抽取。图4c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量的叠加剖面，其中A区域成像与图 4a的相应区域相当，B区域成像与图4b的相应区域相当，因此是两种静校正方法成像的优 势集合，变差拟合重构得到的静校正叠加剖面构造形态没有发生改变，同时剖面反射同相 轴成像质量得到明显改善，连续性更好，取得了比较好的静校正应用效果，证明了利用基于 变差函数拟合重构的静校正处理技术的优势。应用实例2东柴山区块位于东柴山构造，工区平均海拔为3250-3300米左右。整个工区地表 皆以虚沙为主，残月状沙丘、流沙梁子等广泛分布，并且伴有少量的戈壁。总地势呈南高北 低、东高西低。南部为连绵起伏的沙丘，中部为老地层(N1)出露区，北部为砾石沙滩区。工区 潜水面较深，激发、接收条件相对较差。根据工区以往表层调查成果，工区低降速带较厚，低 降速带厚度变化剧烈，工区南部沙丘区高速层埋深为80-110米，老地层出露区为3-15米， 砾石区为40-60米，总的变化趋势是由北向南逐渐变厚。表层岩性干燥，表层速度差异大； 由于虚沙的存在，使地震波能量迅速衰减，反射波能量较弱。同时，该区面波、折射波、侧面 波比较发育，且复杂的地形限制了组合的有效实施，造成背景干扰强，记录信噪比低。总之， 该区表层激发、接收条件较差。由于复杂的地表地形特征和低速带的变化导致该区静校正 问题极其严重，经过多次试验，采用单一的静校正技术解决同样无法该区的静校正问题。利用本发明的变差拟合重构三维静校正技术在东柴山工区作了层析静校正和模 型静校正的处理，图5a是层析静校正量平面图，其中标注C区域为层析静校正方法成像较好的区域，图5b是模型静校正量平面图，其中标注D区域为模型静校正方法成像较好的区 域，图5c是利用本发明基于变差函数拟合重构的静校正量平面图，其中标注C区域静校正 量几乎没有改变，D区域是将图5b中成像较好部分的模型静校正量重构出的新量，图6a、图6b与图6c的剖面抽取位置均是在图5c所示N线处抽�。煌�6a是层析静校正的叠加剖面，其中标注C区域为该静校正方法成像较好的区 域；图6b是模型静校正的叠加剖面，其中标注D区域为该静校正方法成像较好的区域；图 6c是利用基于变差函数拟合重构的静校正量的叠加剖面，其中C区域成像与图6a的相应区 域相当、D区域成像与图6b的相应区域相当，从图6c明显看出变差拟合重构得到的静校正 叠加剖面构造形态没有发生改变，同时剖面反射同相轴成像质量得到明显改善，连续性更 好，取得了比较好的静校正应用效果。体现出本发明是层析静校正和模型静校正方法成像 的优势集合， 同样说明了利用基于变差函数拟合重构的静校正处理技术的优势。
权利要求
一种基于变差函数的三维静校正拟合重构方法，其特征在于以层析反演静校正为基础静校正，折射或其它具有部分成像优势的静校正为辅助静校正，其实现过程包括以下步骤1)地震采集工区的生产炮初至波资料；2)以准确拾取的初至波时间为基�。糜呕牟问胁阄龇囱菥残Ｕ考扑悖�3)利用初至拾取的折射时间，计算折射静校正量，与步骤2)计算得到的基础静校正量进行叠加成像效果对比，选出折射静校正量成像具有优势的区域范围；或者利用近地表的信息获取的其它静校正量，与步骤2)计算得到的基础静校正量进行叠加成像效果对比，选出其它静校正量成像具有优势的区域范围；4)根据野外采集施工的设计排列长度，根据地下构造的形态大�。范ǖ推灯交刖叮乖彀刖丁艿推灯交刖丁苌杓婆帕谐ざ鹊亩种唬谂谟蚝图觳ǖ阌蚪阄鼍残Ｕ亢驼凵浠蚱渌残Ｕ糠直鸱纸馕推捣至亢透咂捣至浚环直鹩肧TA、STC、STR表示重构后的静校正量、层析静校正量、折射或其它静校正量，根据给定的排列长度Len将层析静校正量、折射或其它静校正量分解为各自的高频分量和低频分量STC＝STCL+STCHSTR＝STRL+STRHSTCL和STCH分别是层析静校正量分解出的低频和高频静校正量；STRL和STRH分别是折射或其它静校正量分解出的低频和高频静校正量；5)在叠加数据体上，利用定量信噪比分析方法，选出折射或其它静校正量成像效果好于层析静校正量的区域；6)在步骤5)选定的区域，对炮点静校正高频量与检波点静校正高频量分别在两个域进行拟合，用变差拟合函数STAH＝(STRH*D1+STCH*D2)/(D1+D2)对层析静校正高频量和折射或其它静校正高频量过渡的边界进行处理，其中，D1是过渡区域内某P点到外边界线B的距离，D2是P点到内边界虚线的距离，D1+D2是过渡区域的宽度，要根据设计排列长度和构造幅度的大小来确定，D1+D2≥设计排列长度，D1和D2的值一般选择1/2至3/2倍的野外施工设计排列长度；7)在炮点域、检波点域分别将层析静校正量的低频分量和经步骤6)变差函数拟合得到的高频分量进行重构，那么，经过高低频分离与重构后的静校正量则为STA＝STCL+STAH。
全文摘要
基于变差函数的三维静校正拟合重构方法，以层析反演静校正为基础静校正，折射或其它具有部分成像优势的静校正为辅助静校正，包括以下步骤利用初至计算折射静校正量；在炮域和检波点域将层析静校正量和折射或其它静校正量分别分解为低频分量和高频分量；选出折射或其它静校正量成像效果好于层析静校正量的区域；对炮点静校正高频量与检波点静校正高频量分别在两个域进行拟合，用变差拟合函数对两种静校正高频量过渡的边界进行处理，将将层析静校正量的低频分量和变差函数拟合得到的高频分量进行重构它实现不同静校正量的拟合和重构，解决了复杂地表条件下不同静校正方法优势拟合的难题，保证了构造形态的可靠性。
文档编号G01V1/36GK101819279SQ20101015454
公开日2010年9月1日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者冯心远, 吴杰, 李斐, 王孝, 王宇超, 王小卫, 王述江, 雍学善 申请人:中国石油集团西北地质研究所
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