基于共轉換點道集的二參數轉換波速度分析及動校正方法

劉軍迎李錄明雍學善楊午陽高建虎

1.成都理工大學 2.中國石油勘探開發研究院西北分院

基于共轉換點道集的二參數轉換波速度分析及動校正方法

劉軍迎1,2李錄明1雍學善1楊午陽1高建虎1

1.成都理工大學 2.中國石油勘探開發研究院西北分院

劉軍迎等.基于共轉換點道集的二參數轉換波速度分析及動校正方法.天然氣工業,2010,30(2):55-57.

在不引入介質的各向異性參數并認為共反射點處同時產生波場的反射與轉換的狀況下,推導P波與P—SV波之間的運動學關系,進而得到轉換波時—距曲線方程——轉換橫波疊加速度分析公式。借助地震全波場數值模擬技術,進行多波波場響應特征的分析研究及多波多分量地震模擬記錄的生成,使用計算機C語言編程技術和SU編程技術實現了該方法的軟件化。通過模擬數據和實際資料的驗證與測試,結果表明所提出的轉換波二參數方程精度高、經濟實用、效率高,解決了轉換波地震資料處理中疊加速度場建立和疊加成像的問題,對多波用于油氣勘探具有指導作用。

地震勘探 轉換波 速度譜 速度分析 時距數據 動校正 疊加(地震) 計算機軟件

0 引言

將地下介質看作層狀介質,當地層傾斜程度不同,描述地震波運動學規律的時距方程也不同,其中以水平層狀介質的時距方程最為簡單,這正是從多次覆蓋技術誕生之日起直至今天仍在廣泛使用的常規速度譜分析技術的理論依據所在。雖然它依據的理論公式簡單,但沒有中間環節,可一步到位,減少了由于中間環節的增加而帶來的累積誤差,提高了速度分析精度;若采用較精確描述波走時特征的方程來研制速度譜分析技術,理論上看起來精確,但實際操作起來需要考慮和求取的參數已經增加,這必然增加中間過渡環節才能最終達到分析速度的目的,這大大增加了軟件實現的難度和實際分析的工作量。同樣地,對以轉換波為主的多波勘探而言,也應借鑒這一成熟的已工業化的P波勘探技術思路。

目前,許多研究者從不同角度出發,以不同方式、不同參數給出了轉換波時距方程的表達式,如雙曲時距方程、雙平方根方程、高階非雙曲時距方程、高階時距方程、三參數時距方程等[1-7]。目前應用較多的是雙曲時距方程、雙平方根方程和三參數時距方程,且與共轉換點道集抽取一起構成一個迭代循環體來同時分析,其存在的缺點是:①轉換波與縱波時距曲線方程差別較大,用縱波時距曲線方程分析的方法來分析轉換波等效動校速度,誤差較大;②分析速度比時需已知縱波速度(vp),分析各向異性值(g)時需知道 vp與速度比(g表示介質垂向非均質性[1]),輸入參數多,分析誤差大;③速度分析與共轉換點道集抽取是相互關聯、互為因果的,二者相互制約,誤差相互傳遞,形成一個自我封閉的誤差循環縮放系統,無法通過反復迭代來最終消除。

為了克服以上常規分析方法的缺陷,筆者借鑒相應的成熟P波速度分析技術思路,遵循轉換波時距方程為非雙曲線方程的原則[7],推導出了速度分析操作方法與P波類似的轉換波二參數時距方程,研制了相應的軟件,通過了模型模擬數據的測試,進一步經實際數據測試,取得了較為滿意的效果。理論數據和模型數據測試結果驗證了本方法的正確性、可靠性及實用性。

1 轉換波二參數時距方程

波場的反射與轉換是同時發生的,于共反射點處有一組不同偏移距縱波產生時相應有一組共轉換橫波與之相伴而生。縱波和轉換橫波同時向上傳播,到達地面后被儀器記錄下來。圖1為波的傳播路徑示意圖 ,界面深度為h,S為震源,由震源產生的下行P波遇到界面后,產生反射P波(P—P波)的同時,又轉換形成反射SV波(P—SV波),然后上行傳播到地面(圖1)。其中,R0是P—P波地面接收點,R1是P—SV波地面接收點,D是界面反射點位置,M是地面共中心點位置。

圖1 波傳播示意圖

對于水平反射層,轉換波的時距方程可寫為:

式中:tps為 PS波的旅行時;vp為 P波傳播速度;vs為橫波傳播速度。

由斯奈爾定律知:

又

所以

因為

所以

式中:γ1為橫波與縱波速度比值,分別為縱波速度和橫波速度;t0p、t0ps分別為P波、PS波時距曲線與零偏移距道時間軸的交點。

將式(2)、(3)代入式(1)后得:

此外,令γ=1/γ1,則

式(6)即為推導得到的轉換波二參數時距方程,這兩個參數分別為vp和γ。

2 速度分析與動校正方法

分析出縱橫波速度比后,采用式(7)計算動校正量

tps,即可實現轉換波的動校正。

3 應用與分析

對某工區實際轉換波資料進行了處理,其目的層約為2.7s,實際共轉換點道集如圖2所示。

圖3是計算出來的速度比譜。圖4-a是老方法處理的預疊加剖面,圖4-b是本方法處理的預疊加剖面。可以看出:從淺到深,用本方法處理的剖面成像質量都高于老方法,剖面成像質量得到了較大改善,進一步說明了本方法的正確性、可靠性和實用性;同時,使用本方法時所需要的前提輸入參數少,減少了誤差的積累,提高了分析精度,使本方法具有一定的優越性。

圖2 某工區轉換波共轉換點道集圖

圖3 速度比譜圖

4 結論

轉換波資料處理中,采用雙曲時距方程分析轉換波速度最低,因而,依此為基礎輸入參數來分析或計算其他中間過渡參數,由于誤差的連續傳遞、累積與放大,使得最終分析結果誤差比較大,最終疊加成像效果比較差。

為了減少分析環節、減少轉換波速度分析初始速度比值人為給定的盲目性,提高其準確性和減少誤差的積累,從而提高整體轉換波速度分析精度,筆者推導了只有一個輸入參數的轉換波二參數時距方程,發展了相應的轉換波速度分析和動校正方法,它基于共轉換點道集來分析。理論模型和實際資料處理結果表明本方法具有分析步驟少、累積誤差小、分析精度高。

圖4 轉換波疊加成像效果對比圖

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(修改回稿日期 2009-11-20 編輯 韓曉渝)

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.02.012

Liu Junying,senior engineer,was born in1966.He is engaged in seismic processing and interpretation software programming.

Add:No.557,Yanerwan Rd.,Chengguan District,Lanzhou,Gansu730020,P.R.China

Tel:+86-931-8686050 E-mail:liujunying@petrochina.com.cn

Dual-parameter converted w ave velocity analysis and dynamic correction based on common-conversion point gather

Liu Junying1,2,Li Luming1,Yong Xueshan1,Yang Wuyang1,Gao Jianhu1
(1.Chengdu University ofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;2.Northwest B ranch,PetroChina Petroleum Ex ploration and Development Research Institute,L anzhou,Gansu730020,China)

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE2,pp.55-57,2/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)

Assuming that no anisotropy parameters of media are introduced and both reflection and conversion of wave field occur at common reflection points,we deduced the kinematic relation between P-wave and P-SV wave and established the time-distance curve equation of converted wave,i.e.a formula for converted S-wave stack velocity analysis.The full-wave numerical simulation tech-nique was used to analyze the wave field responses of multiwave and to synthesize multiwave multicomponent seismogram.Corresponding software is programmed for this method with C-programming technique and SU-programming technique.Comparison between simulation data and real data shows that the proposed converted wave dual-parameter equation is characterized by high accuracy,practicability and high efficiency.It can solve the problem of stack velocity field building and stack imaging during converted wave seismic processing,and guide the application of multiwave in petroleum exploration.

seismic exploration,converted wave,velocity spectrum,velocity analysis,time-distance curve,dynamic correction, stack(seismic),computer software

book=55,ebook=36

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.02.012

劉軍迎,1966年生,高級工程師,碩士;從事地震資料處理、解釋軟件研制工作。地址:(730020)甘肅省蘭州市城關區雁兒灣路557號。電話:(0931)8686050。E-mail:liujunying@petrochina.com.cn