CN101963674A - 共转换点抽道集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共转换点抽道集方法，该方法包括：根据炮点与检波点连线与CCP面元的交点计算转换点深度；根据转换点深度的深度域速度谱获得转换点的速度比；根据转换点的速度比计算输入道转换波的反射时间段，将反射时间段内接收的地震数据映射到CCP面元中，其中，在映射过程中将非双曲时距关系校正成双曲时距关系；生成双曲精确速度比CCP道集。通过本发明，能够提高处理效率和精度。

Description

共转换点抽道集方法 

技术领域

本发明涉及多分量转换波地震数据的成像领域，尤其涉及一种共转换点(CCP，Common Converted Point profile)抽道集方法。 

背景技术

在多分量转换波地震数据的成像技术领域，主要研究的技术方法有以下三大方面：转换波的CCP叠加成像、转换波叠前(后)时间、转换波叠前(后)深度偏移。 

其中，转换波的CCP叠加成像主要难题是：转换波的上、下行波的不对称性，使得常规的基于共中心点(CMP)道集的速度分析、动校正和水平叠加技术不能适用于转换波，转换波成像必须研究新的技术。目前，在这方面技术方法的研究已有一定程度的发展，主要体现在以下几点： 

1、转换波转换点的计算精度提高。 

由于转换波上下行波传播路径的非对称性，转换点的位置偏向于接收点一侧，而且随着深度、偏移距以及速度变化而变化。基于共转换点(CCP)道集成像的关键是求取转换点坐标。当地下介质为水平层状时，一种现有技术(Tessmer G，Behle A.Common reflection point data-stacking technique for converted wave.Geophysical prospecting，1988，36(7)：671～688)提出一个等效的单一均匀水平层模型导出的一个四次解析表达式很好地近似转换点的坐标。另一现有技术(周竹生，王卫华.一种快速、高精度的共转换点轨迹计算方法.石油地球物理勘探，1993，28(1)：37～45)提出了计算转换点坐标的迭代法。再一现有技术(许士勇，马在田.快速有效的转换波共转换点叠加技术.地球物理学报，2002，45(4)：557～568)给出了四次方程的近似表达式，使其复杂程度和计算量都大大减小。再一现有技术(姚陈，于光明，蔡明刚.倾角CDP和倾角CCP叠加.第21届中国地球物理年会，2005)给 出了三维倾角转换波共转换点的解析表达式，使得抽取共转换点道集的精度提高了一个台阶。 

2、ACP道集到CCP道集的进步。 

传统的转换波抽道集的方法是通过一个工区的固定速度比，计算转换点的渐近线，然后将整个工区的转换波数据抽取到渐近线道集中，即ACP道集，这种方法能一定程度上能够满足深部地层的成像要求，但是浅层的成像效果较差。目前国际上发展了以精确速度比计算得到的CCP道集，使得转换波的共转换点道集(CCP道集)从浅到深都能聚焦成像。 

3、速度分析精度的提高。 

传统的速度分析方法是必须先获得纵波速度谱，然后利用转换波的CCP道集获得速度比谱，然后利用新的速度比迭代一次，重抽CCP道集，在进行速度分析来提高精度，这种方法的缺点是效率地下。现在常用的方法是通过转换波CCP道集直接分析等效C波(转换波)速度，然后利用新的速度谱重抽道集，这种方法将抽道集与速度分析的步骤分离开。 

对于三维三分量地震勘探，常规转换波CCP抽道集技术都要首先求解转换点的位置，然后根据转换点的位置和纵横波速度比来确定接收点的位置，再根据双平方根方程将炮集转换波反射时间段的地震数据映射到CCP道集中，最后基于纵波速度谱，采用速度比谱扫描的方式确定精确速度比范围，用精确速度比重新抽道集。但是，这种方式导致CCP叠加成像方法速度慢、且精度差。 

发明内容

有鉴于现有技术中的CCP叠加成像方法速度慢、且精度差的问题而做出本发明，为此本发明的主要目的在于提供一种CCP抽道集方法，其中： 

根据本发明实施例的共转换点CCP抽道集方法包括：根据炮点与检波点连线与CCP面元的交点计算转换点深度；根据转换点深度的深度域速度谱获得转换点的速度比；根据转换点的速度比计算输入道转换波的反射时间段，将反射时间段内接收的地震数据映射到CCP面元中，其中，在映射过 程中将非双曲时距关系校正成双曲时距关系；生成双曲精确速度比CCP道集。 

其中，在根据炮点与检波点连线与CCP面元的交点计算转换点深度之前，该方法进一步包括：计算炮点与检波点连线与CCP面元的交点。 

优选地，在映射过程中通过以下公式将非双曲时距关系校正成双曲时距关系： 

$t_c=\sqrt{t_0^2+\frac{{\left(2h\right)}^2}{v_c^2}},$

其中，t_c为输入道转换波的反射时间，t_0i为自激自收时间，2h为炮检距、Vc为转换点的纵波速度。 

其中，在生成双曲精确速度比CCP道集之前，该方法进一步包括：使用纵波速度分析方法分析转换波的等效均方根速度。 

并且，在使用纵波速度分析方法分析转换波的等效均方根速度之后，该方法进一步包括：获取深度域均方根纵波、横波速度比谱。 

与现有技术相比，根据本发明实施例的CCP抽道集方法，通过根据面元交点计算转换点深度，无需迭代计算转换点的位置，提高了处理效率和精度。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是根据本发明实施例的CCP抽道集方法的流程图； 

图2是根据本发明实施例的观测***示意图； 

图3是根据本发明实施例的三维***的CCP点示意图； 

具体实施方式

本发明的核心思想在于，首先计算根据炮检点连线与CCP面元的交点，并根据该交点映射反射点深度，并根据深度域速度谱获得深度点的速度比，从而用双平方根方程获得输入道的反射时间段，直接将一段数据映射到CCP面元中，映射过程中将非双曲时距关系校正成双曲时距关系，则后续的速度分析可用纵波速度分析方法直接分析转换波的等效均方根速度；利用深度域的纵波与转换波的均方根速度换算成均方根速度比，再用精确速度比抽CCP道集，校正非双曲，最终精确成像。 

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。 

根据本发明的实施例，提供了一种CCP抽道集方法。 

图1是根据本发明实施例的CCP抽道集方法的流程图，如图1所示，该方法包括： 

步骤102，根据炮点与检波点连线与CCP面元的交点计算转换点深度； 

步骤104，根据转换点深度的深度域速度谱获得转换点的速度比； 

步骤106，根据转换点的速度比计算输入道转换波的反射时间段，将反射时间段内接收的地震数据映射到CCP面元中，其中，在映射过程中将非双曲时距关系校正成双曲时距关系； 

步骤108，生成双曲精确速度比CCP道集。 

下面结合图2、图3详细描述上述处理。上述的处理可以具体包括以下7个步骤，具体地： 

步骤1：输入一道数据。 

如图2所示，炮点(source)、检波点(receiver)的坐标分别为S(x_s，y_s)、R(x_r，y_r)，它们的中心点为CMP点，转换波的转换点为CP点，其地面投影为C点，炮检距为2h，炮点与转换点距离为Xc，检波点与转换点距离为Xr，CMP点与C点距离为D。根据 

求取转换点渐近线与炮点、检波点连线的交点C距炮点S的距离其中： 

为炮检距，r＝V_s/V_p为横波、纵波速度比。根据S(x_s，y_s)、R(x_r，y_r)、2h、X_c求取 C点坐标为：C(x_c，y_c) 

$\left\{\begin{array}{c}{x}_c=\frac{X_C}{2h}(x_r-x_s)+x_s\\ y_c=\frac{X_C}{2h}(y_r-y_s)+y_s\end{array}\right..$

步骤2：求取炮检连线与成像面元的交点。 

(1)如图3所示，求取炮检连线占据的Inline、Crossline矩形区域； 

x_max＝max(x_c，x_r)，x_min＝min(x_c，x_r)，y_max＝max(y_c，y_r)，y_min＝min(y_c，y_r) 

Inline方向的范围： 

x_is＝x_min-x_min％Δx                ％Inline方向起始位置 

x_ie＝x_max-x_max％Δx+Δx 

若x_max％Δx＝0，x_ie＝x_ie-Δx       ％Inline方向终止位置 

Crossline方向的范围： 

y_cs＝y_min-y_min％Δy                ％Crossline方向起始位置 

y_ce＝y_max-y_max％Δy+Δy 

若y_max％Δy＝0，y_ce＝y_ce-Δy       ％Crossline方向终止位置 

其中Δx、Δy分别为Inline线和Crossline线的间距。 

(2)计算C、S连线占据的Inline线、Crossline线的交点坐标， 

与Inline线的交点： 

与Inline线共有j-1个交点，交点坐标为： 

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i=x_{\mathrm{is}}+\mathrm{i\Δx},1\≤i\≤j-1\\ y_i=y\left(x_i\right)\end{array}\right.$

$y=\frac{x-x_c}{x_r-x_c}(y_r-y_c)+y_c$

其中，m＝j-1用于统计交点数。 

与Crossline线的交点： 

与Crossline线共有k-1个交点，交点坐标为： 

$\left\{\begin{array}{c}{y}_i=y_{\mathrm{cs}}+\mathrm{i\Δy},1\≤i\≤k-1\\ x_i=x\left(y_i\right)\end{array}\right.$

$x=\frac{y-y_c}{y_r-y_c}(x_r-x_c)+x_c$

验证交点是否与Inline交点重合，即判断x_i％Δx是否为0，若不等时m++。 

(3)交点重新排列，确定所处面元位置。 

炮检连线与Inline线、Crossline线的交点共计m个。加上C、S点，共计m+2个点，按Inline方向排序。 

x：x₀，x₁，x₂，x₃，…，x_m，x_m+1

x₀＝x_min，x_m+1＝x_max

在x_is-x_ie范围内检索，若x_i≥x&&x_i+1≤x+Δx，0≤i≤m则第i，i+1两点连线位于Inline方向x，x+Δx范围内。 

取y_h＝max(y_i，y_i+1)，y_l＝min(y_i，y_i+1)若y_l≥y&&y_h≤y+Δy，0≤i≤m则第i，i+1两点连线位于Crossline方向y，y+Δy范围内。 

(x_i，y_i)、(x_i+1，y_i+1)点连线位于x，x+Δx、y，y+Δy确定的面元内。 

步骤3：根据炮检连线与成像面元的交点计算转换点深度。 

根据坐标位置可以求取各点与炮点的距离记为X_ci，记对应的转换点的深度为Z_ci，则有： 

若求得Z_ci深度以上的地层纵波平均速度 

可由： 

求取自激自收时间t_0i。 

接着，将t_0i-t_0(i+1)的接收的地震信号置于(x_i，y_i)、(x_i+1，y_i+1)所在的面元炮检距为2h的位置处。 

将地层纵波平均速度 

代入上式，获得转换点深度。 

步骤4：初始双曲CCP道集映射。 

在上述的步骤中，获得了以下参数：转换点与炮点的距离Xc、炮检距2h、转换点深度Zc，另外输入深度域的纵波速度谱获得转换点处的纵波均方根速度Vp与常速度比r，则输入道的转换波的反射时间为 

$t_c=\frac{\sqrt{X_c^2+Z_c^2}}{V_p}+\frac{\sqrt{{(2h-X_c)}^2+z_c^2}}{V_s},$

然后计算出所有面元交点的反射时间，将同一面元的反射时间段的地震数据映射到该反射面元的CCP道集中，在映射过程中，通过下式将非双曲的时间校正为双曲时间： 

$t_c=\sqrt{t_0^2+\frac{{\left(2h\right)}^2}{v_c^2}}.$

需要说明，在计算输入道的转换波反射时间时还可以采用转换波的高阶时距方程，该高阶时距方程是双平方根时距方程的高阶近似。 

步骤5：用常规纵波数据处理软件(如Foucs、CGG等)分析等效C波均方根速度。 

步骤6：深度域速度比谱换算。 

将纵波、等效C波均方根速度谱换算至深度域，两者相除，得到深度域均方根纵、横波速度比谱。 

步骤7：双曲精确速度比CCP道集生成。 

迭代步骤1-6，但是在步骤4时采用精确深度域速度比谱替代固定速度比，完成全部双曲精确速度比CCP道集的生成。 

综上所示，根据本发明实施例，通过根据面元交点计算转换点深度，无需迭代计算转换点的位置，提高了处理效率和精度；并且，校正转换波的“非双曲”以后获得的道集可用常规纵波的速度分析方法进行速度分析，比速度比谱分析方法更加精确与快速。 

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域 的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。 

Claims (5)

1.一种共转换点CCP抽道集方法，其特征在于，包括：

根据炮点与检波点连线与CCP面元的交点计算转换点深度；

根据所述转换点深度的深度域速度谱获得所述转换点的速度比；

根据所述转换点的速度比计算输入道转换波的反射时间段，将所述反射时间段内接收的地震数据映射到CCP面元中，其中，在映射过程中将非双曲时距关系校正成双曲时距关系；

生成双曲精确速度比CCP道集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据炮点与检波点连线与CCP面元的交点计算转换点深度之前，所述方法进一步包括：

计算炮点与检波点连线与CCP面元的交点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在映射过程中通过以下公式将非双曲时距关系校正成双曲时距关系：

$t_c=\sqrt{t_0^2+\frac{{\left(2h\right)}^2}{v_c^2}},$

其中，t_c为输入道转换波的反射时间，t_0i为自激自收时间，2h为炮检距、Vc为转换点的纵波速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在生成双曲精确速度比CCP道集之前，所述方法进一步包括：

使用纵波速度分析方法分析转换波的等效均方根速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在使用纵波速度分析方法分析转换波的等效均方根速度之后，所述方法进一步包括：

获取深度域均方根纵波、横波速度比谱。

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