[發(fā)明專利]基于地震波資料對地表中淺層進行建模的方法及裝置

有效

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• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103913768A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 胡光輝;王立歆;孫晶梅;王杰;何劍波;賈春梅;沈忠秋;尹力;王振宇
• 申請（專利權）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石油物探技術研究院
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發(fā)明涉及地震勘探技術，具體說，涉及一種在地震勘探中基于地震波資料對地表中淺層進行建模的方法及裝置。

背景技術

地震勘探是利用地下介質彈性和密度的差異，通過觀測和分析大地對人工激發(fā)地震波的響應，推斷地下巖層的性質和形態(tài)的地球物理勘探方法。地震勘探是鉆探前勘測石油、天然氣資源、固體資源地質找礦的重要手段，在煤田和工程地質勘查、區(qū)域地質研究和地殼研究等方面得到廣泛應用。

在地表以人工方法激發(fā)地震波，在向地下傳播時，遇有介質性質不同的巖層分界面。地震波將發(fā)生反射與折射，在地表或井中用檢波器接收這種地震波。收到的地震波信號與震源特性、檢波點的位置、地震波經過的地下巖層的性質和結構有關。通過對地震波記錄進行處理和解釋，可以推斷地下巖層的性質和形態(tài)。地震勘探在分層的詳細程度和勘查的精度上，都優(yōu)于其他地球物理勘探方法。

然而，在地震勘探中，對地表淺層進行建模的技術一直是速度建模的難點。目前，較為常用的是基于射線類的初至走時層析反演的方法。這類方法計算簡單，不要求準確的背景速度場，適用于復雜地表情況，是近年來解決近地表及淺層速度建模的常用方法。但是，這種方法基于高頻假設的最短路徑原理，在低速體發(fā)育的情況下，該技術存在建模的“盲區(qū)”。此外，射線類方法對射線密度敏感。當速度變化劇烈，即使是高速異常體，由于全反射現象的發(fā)生，將嚴重影響射線的密度，繼而降低反演的精度。

此外，在實際資料應用中，初至波資料的拾取工作量巨大，人工拾取存在誤差，且當地表復雜的情況下很難準確地拾取到所有的初至波資料。

雖然，現有技術中還存在通過全波形反演（Full?Waveform?Inversion，FWI）方法來進行建模的技術。但這一新方法的實現還有很多的限制，如需要針對資料具有大偏移距、低頻信息等的特點，才能使用。

因此，需要提供一種對原始資料要求不那么嚴格并且又能準確反映實際地表結構的建模方法和技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術的不足，提出了一種基于地震波資料對地表淺層進行建模的方法，其包括以下步驟：

S101、對地震波原始資料進行預處理，并得到第一模型，基于該第一模型和感興趣深度來確定早至波的傳播時間t_s和偏移距；

S102、根據所述傳播時間t_s和偏移距來從原始資料中提取關于早至波的觀測數據d_obs；

S103、采用波動方程方法在所述第一模型基礎上根據確定的傳播時間t_s和偏移距來產生關于早至波的計算數據d_cal；

S104、基于反演算法對所述觀測數據d_obs和所述計算數據d_cal進行數據域擬合，以得到梯度，從而進一步得到速度更新模型；

S105、將所述第一模型與速度更新模型進行疊加得到第二模型，將所述第二模型作為第一模型并反復執(zhí)行步驟S103和步驟S104，直到求取的速度更新模型達到一預設值時，將最后這次得到的第二模型作為反映真實地層結構的最終速度模型進行輸出。

在本發(fā)明中，早至波為到達檢波器的所有在第一層基巖傳播的波。

根據本發(fā)明的一個實施例，在步驟S101中，傳播時間t_s選取為小于零炮距反射波到達的時間。

根據本發(fā)明的一個實施例，在步驟S101中，結合近地表實際情況來確定偏移距。

根據本發(fā)明的一個實施例，在步驟S104中，所述反演算法的目標函數為誤差函數C（m）：

C(m)=12<dcal-dobs|dcal-dobs>]]>