劉軍迎李錄明雍學(xué)善楊午陽(yáng)高建虎

1.成都理工大學(xué) 2.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院西北分院

基于共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集的二參數(shù)轉(zhuǎn)換波速度分析及動(dòng)校正方法

劉軍迎1,2李錄明1雍學(xué)善1楊午陽(yáng)1高建虎1

1.成都理工大學(xué) 2.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院西北分院

劉軍迎等.基于共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集的二參數(shù)轉(zhuǎn)換波速度分析及動(dòng)校正方法.天然氣工業(yè),2010,30(2):55-57.

在不引入介質(zhì)的各向異性參數(shù)并認(rèn)為共反射點(diǎn)處同時(shí)產(chǎn)生波場(chǎng)的反射與轉(zhuǎn)換的狀況下,推導(dǎo)P波與P—SV波之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系,進(jìn)而得到轉(zhuǎn)換波時(shí)—距曲線方程——轉(zhuǎn)換橫波疊加速度分析公式。借助地震全波場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù),進(jìn)行多波波場(chǎng)響應(yīng)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(jì)算機(jī)C語(yǔ)言編程技術(shù)和SU編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了該方法的軟件化。通過(guò)模擬數(shù)據(jù)和實(shí)際資料的驗(yàn)證與測(cè)試,結(jié)果表明所提出的轉(zhuǎn)換波二參數(shù)方程精度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效率高,解決了轉(zhuǎn)換波地震資料處理中疊加速度場(chǎng)建立和疊加成像的問(wèn)題,對(duì)多波用于油氣勘探具有指導(dǎo)作用。

地震勘探 轉(zhuǎn)換波 速度譜 速度分析 時(shí)距數(shù)據(jù) 動(dòng)校正 疊加(地震) 計(jì)算機(jī)軟件

0 引言

將地下介質(zhì)看作層狀介質(zhì),當(dāng)?shù)貙觾A斜程度不同,描述地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的時(shí)距方程也不同,其中以水平層狀介質(zhì)的時(shí)距方程最為簡(jiǎn)單,這正是從多次覆蓋技術(shù)誕生之日起直至今天仍在廣泛使用的常規(guī)速度譜分析技術(shù)的理論依據(jù)所在。雖然它依據(jù)的理論公式簡(jiǎn)單,但沒(méi)有中間環(huán)節(jié),可一步到位,減少了由于中間環(huán)節(jié)的增加而帶來(lái)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(shí)特征的方程來(lái)研制速度譜分析技術(shù),理論上看起來(lái)精確,但實(shí)際操作起來(lái)需要考慮和求取的參數(shù)已經(jīng)增加,這必然增加中間過(guò)渡環(huán)節(jié)才能最終達(dá)到分析速度的目的,這大大增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度和實(shí)際分析的工作量。同樣地,對(duì)以轉(zhuǎn)換波為主的多波勘探而言,也應(yīng)借鑒這一成熟的已工業(yè)化的P波勘探技術(shù)思路。

目前,許多研究者從不同角度出發(fā),以不同方式、不同參數(shù)給出了轉(zhuǎn)換波時(shí)距方程的表達(dá)式,如雙曲時(shí)距方程、雙平方根方程、高階非雙曲時(shí)距方程、高階時(shí)距方程、三參數(shù)時(shí)距方程等[1-7]。目前應(yīng)用較多的是雙曲時(shí)距方程、雙平方根方程和三參數(shù)時(shí)距方程,且與共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集抽取一起構(gòu)成一個(gè)迭代循環(huán)體來(lái)同時(shí)分析,其存在的缺點(diǎn)是:①轉(zhuǎn)換波與縱波時(shí)距曲線方程差別較大,用縱波時(shí)距曲線方程分析的方法來(lái)分析轉(zhuǎn)換波等效動(dòng)校速度,誤差較大;②分析速度比時(shí)需已知縱波速度(vp),分析各向異性值(g)時(shí)需知道 vp與速度比(g表示介質(zhì)垂向非均質(zhì)性[1]),輸入?yún)?shù)多,分析誤差大;③速度分析與共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集抽取是相互關(guān)聯(lián)、互為因果的,二者相互制約,誤差相互傳遞,形成一個(gè)自我封閉的誤差循環(huán)縮放系統(tǒng),無(wú)法通過(guò)反復(fù)迭代來(lái)最終消除。

為了克服以上常規(guī)分析方法的缺陷,筆者借鑒相應(yīng)的成熟P波速度分析技術(shù)思路,遵循轉(zhuǎn)換波時(shí)距方程為非雙曲線方程的原則[7],推導(dǎo)出了速度分析操作方法與P波類似的轉(zhuǎn)換波二參數(shù)時(shí)距方程,研制了相應(yīng)的軟件,通過(guò)了模型模擬數(shù)據(jù)的測(cè)試,進(jìn)一步經(jīng)實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)試,取得了較為滿意的效果。理論數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了本方法的正確性、可靠性及實(shí)用性。

1 轉(zhuǎn)換波二參數(shù)時(shí)距方程

波場(chǎng)的反射與轉(zhuǎn)換是同時(shí)發(fā)生的,于共反射點(diǎn)處有一組不同偏移距縱波產(chǎn)生時(shí)相應(yīng)有一組共轉(zhuǎn)換橫波與之相伴而生?？v波和轉(zhuǎn)換橫波同時(shí)向上傳播,到達(dá)地面后被儀器記錄下來(lái)。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(chǎn)生的下行P波遇到界面后,產(chǎn)生反射P波(P—P波)的同時(shí),又轉(zhuǎn)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(diǎn),R1是P—SV波地面接收點(diǎn),D是界面反射點(diǎn)位置,M是地面共中心點(diǎn)位置。

圖1 波傳播示意圖

對(duì)于水平反射層,轉(zhuǎn)換波的時(shí)距方程可寫為:

式中:tps為 PS波的旅行時(shí);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?yàn)?/p>

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(shí)距曲線與零偏移距道時(shí)間軸的交點(diǎn)。

將式(2)、(3)代入式(1)后得:

此外,令γ=1/γ1,則

式(6)即為推導(dǎo)得到的轉(zhuǎn)換波二參數(shù)時(shí)距方程,這兩個(gè)參數(shù)分別為vp和γ。

2 速度分析與動(dòng)校正方法

分析出縱橫波速度比后,采用式(7)計(jì)算動(dòng)校正量

tps,即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換波的動(dòng)校正。

3 應(yīng)用與分析

對(duì)某工區(qū)實(shí)際轉(zhuǎn)換波資料進(jìn)行了處理,其目的層約為2.7s,實(shí)際共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集如圖2所示。

圖3是計(jì)算出來(lái)的速度比譜。圖4-a是老方法處理的預(yù)疊加剖面,圖4-b是本方法處理的預(yù)疊加剖面?？梢钥闯?從淺到深,用本方法處理的剖面成像質(zhì)量都高于老方法,剖面成像質(zhì)量得到了較大改善,進(jìn)一步說(shuō)明了本方法的正確性、可靠性和實(shí)用性;同時(shí),使用本方法時(shí)所需要的前提輸入?yún)?shù)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(yōu)越性。

圖2 某工區(qū)轉(zhuǎn)換波共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集圖

圖3 速度比譜圖

4 結(jié)論

轉(zhuǎn)換波資料處理中,采用雙曲時(shí)距方程分析轉(zhuǎn)換波速度最低,因而,依此為基礎(chǔ)輸入?yún)?shù)來(lái)分析或計(jì)算其他中間過(guò)渡參數(shù),由于誤差的連續(xù)傳遞、累積與放大,使得最終分析結(jié)果誤差比較大,最終疊加成像效果比較差。

為了減少分析環(huán)節(jié)、減少轉(zhuǎn)換波速度分析初始速度比值人為給定的盲目性,提高其準(zhǔn)確性和減少誤差的積累,從而提高整體轉(zhuǎn)換波速度分析精度,筆者推導(dǎo)了只有一個(gè)輸入?yún)?shù)的轉(zhuǎn)換波二參數(shù)時(shí)距方程,發(fā)展了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換波速度分析和動(dòng)校正方法,它基于共轉(zhuǎn)換點(diǎn)道集來(lái)分析。理論模型和實(shí)際資料處理結(jié)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(zhuǎn)換波疊加成像效果對(duì)比圖

[1]劉洋,魏修成.轉(zhuǎn)換波三參數(shù)速度分析及動(dòng)校正方法[J].石油地球物理勘探,2005,40(5):504-509.

[2]陸基孟.地震勘探原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1982.

[3]李錄明,羅省賢.P—SV波轉(zhuǎn)換波速度分析及解釋方法[J].石油地球物理勘探,1995,30(1):66-74.

[4]魏修成,劉洋.高精度轉(zhuǎn)換波速度分析[J].石油勘探與開發(fā),2000,27(2):57-59.

[5]毛小平,姚姚.轉(zhuǎn)換橫波迭代法快速速度分析[J].中國(guó)海上油氣:地質(zhì),1999,13(5):363-365.

[6]馬昭軍,唐建明,楊振武,等.三維轉(zhuǎn)換波處理方法研究與應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2007,27(增刊A):212-215.

[7]劉洋,魏修成.轉(zhuǎn)換波地震勘探的若干問(wèn)題與對(duì)策[J].勘探地球物理進(jìn)展,2003,26(4):247-251.

[8]劉文卿,王宇超,王西文,等.三維轉(zhuǎn)換波疊前時(shí)間偏移方法研究與應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2007,27(增刊A):189-191.

(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(jí)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(guān)區(qū)雁兒灣路557號(hào)。電話:(0931)8686050。E-mail:liujunying@petrochina.com.cn