一种地球物理勘探地震资料处理方法

摘要

本发明公开一种地球物理勘探地震资料处理方法，具体为二维地震资料连片处理中的速度拼接方法。该二维地震资料连片处理中的速度文件拼接方法包括地震资料获取、对每块地震数据进行叠前预处理、分块地震资料的速度分析及速度文件拼接处理、拼接后的速度文件能够用于不同工区二维连片地震资料的动校正处理、叠加处理和叠后偏移处理。使用该方法依据不同地震资料的拼接空间位置、不同面元均化前后的CMP距、拼接点所对应的CMP号等参数，可实现二维速度资料的连片拼接，拼接后的速度文件和前述的地震资料作为输入，可实现拼接地震资料的叠后偏移。该技术可大大缩短二维地震资料拼接处理的周期，可为地下宏观构造的整体认识和勘探部署提供技术支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探地震资料处理技术，是一种二维地震资料连片处理中的 速度文件拼接方法，可有效缩短地震资料处理周期，提高地震资料处理效率。

背景技术

为整体认识盆地或宏观构造的构造、沉积特征、勘探潜力，进而优选勘探部署方向，需 要对以往采集的二维地震资料进行拼接处理，进而进行构造解释、层位描述等研究工作。连 片拼接处理可节约巨大的耗资，避免重新进行地震资料的采集。二维地震资料连片处理中， 地震资料的拼接处理研究较多，在分块地震资料的预处理后，如静校正、噪音压制、振幅补 偿、反褶积、速度分析等，再进行子波整形和面元均化处理，即可实现叠加地震资料的连片 拼接，在进行偏移时，速度文件是必须的，传统方法是采用在叠前将地震资料进行拼接后重 新抽道集，进而形成整个拼接线的速度谱文件，在重新提取速度谱后，可将拾取的速度文件 作为偏移的速度输入，进而实现连片资料的叠后偏移成像处理。该类方法需要重新提取速度 谱，增加了很大工作量的同时，使资料处理周期加长，影响勘探部署和勘探节奏。地震资料 处理中的成像精度和处理效率是地球物理工作追求的两大目标，提高地震成像精度，是当前 地球物理研究者的重要研究目标，在保证成像精度的情况下，提高地震资料的处理效率，同 样具有重要意义。本发明可对二维地震资料中的各区域速度直接进行高效率拼接处理，无需 重新拾取速度谱，可有效缩短地震资料处理周期，本发明给出的速度拼接方法是当前二维地 震资料连片处理中的强有力工具之一。

发明内容

针对传统二维地震资料连片处理中的叠后偏移成像处理需要对连片后的地震数据重新 拾取速度的不足之处，本发明提供了一种二维地震资料连片处理中的速度文件拼接方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种地球物理勘探地震资料处理方法，具体为二维地震资料连片处理中的速度文件拼接 方法，其采用以下步骤：

1)地震资料获取，应用检波器记录人工震源激发的反射地震波，并记录到磁带上；同时 记录检波器和震源的空间大地坐标、地表高程、低速带和降速带厚度及速度参数，并记录到 文本文件上；

2)对每块地震数据，进行叠前预处理；对上面得到的检波器和震源的空间大地坐标、地 表高程、低速带和降速带厚度及速度参数的反射地震数据进行静校正、噪音压制、振幅补偿、 反褶积处理；在静校正处理中应用炮集折射波初至拾取方法得到的炮点和检波点静校正量， 实现静校正处理；根据研究区地震资料的特点确定具体噪音压制方法，振幅补偿采取地表一 致性振幅补偿方法，反褶积处理采用地表一致性反褶积方法；

3)分块地震资料的速度分析：

对上述叠前预处理后的地震数据，按CMP号自小到大进行数据重排，进而按CMP间隔 (10、20或40个)形成相干速度谱道集，按不同时刻能量最大值为依据，对每一个速度谱 道集按时间方向自上而下拾取时间速度对，对一条二维测线按CMP号自小而大拾取完成后， 按文本格式将时间-速度对的值输出，形成地震速度文件，完成二维地震资料的速度分析。

4)速度文件拼接处理：

对不同区块的地震速度文件，按连片处理中地震资料大地坐标自小而大规则进行速度文 件中CMP号的修改，而同一空间位置的时间-速度对在修改前后的值保持不变；如不同区块 间存在CMP间距不同的情况，需要进行地震资料的面元均化处理，将参加拼接处理的所有地 震区块的资料的面元统一(即CMP距相同)；然后按照不同区块的拼接顺序，以第一区块的 文本格式的速度文件为标准，CMP号修改后的其它时间-速度对文本文件依次复制到第一区 块的文件中，形成一个新的文本文件，该文件就是拼接后的速度文件。

5)拼接后的速度文件能够用于不同工区二维连片地震资料的动校正处理、叠加处理和叠 后偏移处理，得到连片的拼接处理最终成果，为宏观区域构造解释和地质认识提供基础资料。

其中，对于噪音类型为面波的地震资料，所采取的相应的压制方法为自适应面波压制方 法；对于噪音类型为随机噪音的地震资料，所采取的相应的压制方法为中值滤波法压制随机 噪音方法；对于噪音类型为高能噪音的地震资料，所采取的相应的压制方法为区域异常滤波 法压制高能噪音方法。

优选地，步骤2)中噪音采用自适应面波衰减方法压制低频面波，压制的结果s_r(t)可表 示为：

s_r(t)＝s(t)·f(t)

其中s(t)为含面波的地震记录，f(t)为滤波函数；F(η)为一单 调递增函数，η＝|s(t_j)|-|A(t_j)|，s(t_j)为t_j时刻的振幅值，A(t_j)为动校正后的道集上后一半 偏移距的振幅的平均值。当η≤0时候，面波压制的滤波函数f(t)＝1.0。

步骤2)中采用中值滤波法压制随机干扰，中值滤波法的基本原理是在地震数据体中滤 波后的一个点可用其邻域的点来表示，设原来的函数用f(x，y)表示，滤波后的函数g(x，y)可 表述为：

W为滤波计算的区域。也就是说，滤波后的点是邻域里的中值。

优选地，振幅补偿采取地表一致性振幅补偿方法，反褶积处理采用地表一致性反褶积方法；

包括地表一致性振幅补偿方法和地表一致性反褶积方法的一致性处理是地震资料处理的 基础工作，设在i点激发、在j点接收的地震记录为x_ij(t)，该记录可分解为和炮点、检波点、 中心点和偏移距点的褶积；

$x_{\mathrm{ij}}\left(t\right)=s_i\left(t\right)*g_j\left(t\right)*e_{\left(\frac{i+j}{2}\right)}\left(t\right)*h_{|i-j|}\left(t\right)$

s_i(t)为激发因素对地震记录的影响，g_j(t)为接收因素对地震记录的影响，为中心 点反射系数有关的分量，k_|i-j|(t)为炮检距影响有关的分量；

上述褶积在频率域变为不同分量的乘积运算，通过解频率域的线性方程组实现一致性分 解，进而实现包括振幅补偿和反褶积的一致性的各种处理。

优选地，步骤4)的面元均化处理在连片的二维地震资料存在面元不均时应用，经过面元 均化处理后，可得到相同CMP距的地震资料。

另外地，步骤4)的速度拼接的具体公式可表示为：

${\mathrm{CDP}}_{\mathrm{num}}=({\mathrm{CDP}}_f-{\mathrm{CDP}}_{\mathrm{rel}})·\frac{d_1}{d_2}+{\mathrm{CDP}}_{\mathrm{re}2}$

其中，CDP_num为速度拼接后的新CMP号；CDP_f为分块速度拾取形成的速度文件中的 CMP号；d₁为面元均化前CMP距；d₂为面元均化后CMP距；CDP_re1为面元均化前参考CMP 位置；CDP_re2为面元均化后参考CMP位置。

优选地，步骤4)的面元均化处理前后的参考位置的确定方法如下：

面元均化处理前参考CMP位置(CDP_re1)和面元均化处理后参考CMP位置(CDP_re2) 的确定方法如下：对拼接的任意两个速度文件，两者在边界处出现重叠现象，按照空间坐标 的按自小到大的方向进行拼接处理，这时依据地震资料拼接时面元均化处理前后该空间位置 处所对应的CMP号分别记为CDP_re1和CDP_re2。

更优选地，对于任意地震资料，如果其面元大小相等，则CDP_re1等于CDP_re2。

速度文件的拼接是二维地震资料连片处理的一个重要环节，使用本发明的方法，形成了 拼接速度文件。在完成速度文件的CMP号修改后，将所有的速度文件按照其所对应的地震资 料的空间位置进行合并，即得到二维地震资料连片处理所需要的速度文件。使用本发明的方 法，拼接后的速度文件和前述的地震资料作为输入，可实现拼接地震资料的叠后偏移。该技 术的有效应用，可大大缩短二维地震资料拼接处理的周期，可为地下宏观构造的整体认识和 勘探部署提供技术支撑。

附图说明

附图1为某工区二维地震资料工区分布图。

附图2为包含速度拼接模块的二维地震资料连片处理流程图。

附图3为速度拼接前的原始速度文件。

附图4为速度转换后，用于拼接的速度文件。

附图5为速度拼接前的原始速度文件。

附图6为速度转换后，用于拼接的速度文件。

附图7为某工区实际资料拼接后的速度文件。

附图8为利用附图7拼接后的速度文件获得的叠后偏移成像结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

在本发明的地球物理勘探地震资料处理方法中，具体为二维地震资料连片处理中的速度 文件拼接方法，其采用以下步骤：

1)地震资料获取，应用检波器记录人工震源激发的反射地震波，并记录到磁带上；同时 记录检波器和震源的空间大地坐标、地表高程、低速带和降速带厚度及速度参数，并记录到 文本文件上；

2)对每块地震数据，进行叠前预处理；对上面得到的反射地震波数据以及检波器和震源 的空间大地坐标、地表高程、低速带和降速带厚度及速度参数的地震数据进行静校正、噪音 压制、振幅补偿、反褶积处理；在静校正处理中应用炮集折射波初至拾取方法得到的炮点和 检波点静校正量，实现静校正处理；根据研究区地震资料的特点确定具体噪音压制方法，振 幅补偿采取地表一致性振幅补偿方法，反褶积处理采用地表一致性反褶积方法；

3)分块地震资料的速度分析：

对上述叠前预处理后的地震数据，按CMP号自小到大进行数据重排，进而按CMP间隔 (10、20或40个)形成相干速度谱道集，按不同时刻能量最大值为依据，对每一个速度谱 道集按时间方向自上而下拾取时间速度对，对一条二维测线按CMP号自小而大拾取完成后， 按文本格式将时间-速度对的值输出，形成地震速度文件，完成二维地震资料的速度分析。

4)速度文件拼接处理：

对不同区块的地震速度文件，按连片处理中地震资料大地坐标自小而大规则进行速度文 件中CMP号的修改，而同一空间位置的时间-速度对在修改前后的值保持不变；如不同区块 间存在CMP间距不同的情况，需要进行地震资料的面元均化处理，将参加拼接处理的所有地 震区块的资料的面元统一(即CMP距相同)；然后按照不同区块的拼接顺序，以第一区块的 文本格式的速度文件为标准，CMP号修改后的其它时间-速度对文本文件依次复制到第一区 块的文件中，形成一个新的文本文件，该文件就是拼接后的速度文件。

5)拼接后的速度文件能够用于不同工区二维连片地震资料的动校正处理、叠加处理和叠 后偏移处理，得到连片的拼接处理最终成果，为宏观区域构造解释和地质认识提供基础资料。

其中，对于噪音类型为面波的地震资料，所采取的相应的压制方法为自适应面波压制方 法；对于噪音类型为随机噪音的地震资料，所采取的相应的压制方法为中值滤波法压制随机 噪音方法；对于噪音类型为高能噪音的地震资料，所采取的相应的压制方法为区域异常滤波 法压制高能噪音方法。

步骤2)中噪音采用自适应面波衰减方法压制低频面波，压制的结果s_r(t)可表示为：

s_r(t)＝s(t)·f(t)

其中s(t)为含面波的地震记录，f(t)为滤波函数；F(η)为一单 调递增函数，η＝|s(t_j)|-|A(t_j)|，s(t_j)为t_j时刻的振幅值，A(t_j)为动校正后的道集上后一半 偏移距的振幅的平均值。当η≤0时候，面波压制的滤波函数f(t)＝1.0。

步骤2)中采用中值滤波法压制随机干扰，中值滤波法的基本原理是在地震数据体中滤 波后的一个点可用其邻域的点来表示，设原来的函数用f(x，y)表示，滤波后的函数g(x，y)可 表述为：

W为滤波计算的区域。也就是说，滤波后的点是邻域里的中值。

在本发明的方法中，振幅补偿采取地表一致性振幅补偿方法，反褶积处理采用地表一致性 反褶积方法；

包括地表一致性振幅补偿方法和地表一致性反褶积方法的一致性处理是地震资料处理的 基础工作，设在i点激发、在j点接收的地震记录为x_ij(t)，该记录可分解为和炮点、检波点、 中心点和偏移距点的褶积；

$x_{\mathrm{ij}}\left(t\right)=s_i\left(t\right)*g_j\left(t\right)*e_{\left(\frac{i+j}{2}\right)}\left(t\right)*h_{|i-j|}\left(t\right)$

s_j(t)为激发因素对地震记录的影响，g_j(t)为接收因素对地震记录的影响，为中心 点反射系数有关的分量，h_|i-j|(t)为炮检距影响有关的分量；

上述褶积在频率域变为不同分量的乘积运算，通过解频率域的线性方程组实现一致性分 解，进而实现包括振幅补偿和反褶积的一致性的各种处理。

步骤4)的面元均化处理在连片的二维地震资料存在面元不均时应用，经过面元均化处理 后，可得到相同CDP距的地震资料。

另外地，步骤4)的速度拼接的具体公式可表示为：

${\mathrm{CDP}}_{\mathrm{num}}=({\mathrm{CDP}}_f-{\mathrm{CDP}}_{\mathrm{rel}})·\frac{d_1}{d_2}+{\mathrm{CDP}}_{\mathrm{re}2}$

其中，CDP_num为速度拼接后的新CMP号；CDP_f为分块速度拾取形成的速度文件中的 CMP号；d₁为面元均化前CMP距；d₂为面元均化后CMP距；CDP_re1为面元均化前参考CMP 位置；CDP_re2为面元均化后参考CMP位置。

步骤4)的面元均化处理前后的参考位置的确定方法如下：

面元均化处理前参考CMP位置(CDP_re1)和面元均化处理后参考CMP位置(CDP_re2) 的确定方法如下：对拼接的任意两个速度文件，两者在边界处出现重叠现象，按照空间坐标 的按自小到大的方向进行拼接处理，这时依据地震资料拼接时面元均化处理前后该空间位置 处所对应的CMP号分别记为CDP_re1和CDP_re2。

进一步地，对于任意地震资料，如果其面元大小相等，则CDP_re1等于CDP_re2。

下面结合附图，说明对松辽盆地西坡地区的二维地震资料进行叠前拼接处理的具体实施 方法：附图1为某工区二维地震资料工区分布图。

附图2为包含速度拼接模块的二维地震资料连片处理流程图。附图3为速度拼接前的原 始速度文件。附图4为速度转换后，用于拼接的速度文件。附图3、4显示的是第二个速度文 件的拼接的CMP号修改过程。由附图3和4可以观察到，速度本身并未发生变化，变化的是 CDP号，由于拼接后的地震资料的CMP距是拼接前的二分之一，所以速度文件的间距拼接 后就变为拼接前的二倍。

附图5为速度拼接前的原始速度文件。附图6为速度转换后，用于拼接的速度文件。

附图5、6显示的是第四个速度文件拼接的CMP号修改过程。由附图5和6可以观察到， 修改前后两个速度点的CMP号间距变化，这是由于地震资料拼接前后，CMP距发生了变化 (拼接前CMP距为12.5米，拼接后变为20米)，所以相应的速度文件中的CMP号也要随之 发生改变。

附图7为某工区实际资料拼接后的速度文件。附图8为利用附图7拼接后的速度文件获 得的叠后偏移成像结果。

1)应用多条地震测线进行地震资料的采集，并记录到磁带上。同时记录检波器和震源的 空间大地坐标、地表高程、低速带和降速带厚度及速度等参数，并记录到文本文件上。图1 为松辽盆地西坡地区的二维地震资料分布图，地震资料是在不同年度分片采集，根据地质任 务要求，需要连片处理的地震资料的测线号标注于图中(1，2，....10号线)，选取测线1为 例，该测线由4个工区连片而成。

2)对测线1的4个工区进行分块叠前预处理。预处理的主要内容包括静校正、噪音压制、 补偿、反褶积等处理工作，其处理流程如图2所示。该步骤可完成分块速度拾取前的所有处 理工作。

3)对上述预处理后的地震数据，按CMP号自小到大抽CMP道集，进而按20个CMP 道集的间隔形成相干速度谱道集，依不同时刻能量最大值为依据，对每一个速度谱道集按时 间方向自上而下拾取时间速度对，完成测线1的4块二维地震资料的速度拾取后，按文本格 式将时间-速度对的值输出，形成速度文件。图3即为测线1的第二段的文本速度文件的部分 显示。

4)应用拾取的地震速度，对上述预处理后的各工区数据进行叠加处理，获得各工区的叠 加剖面；对分块的叠加地震数据进行子波整形和面元均化处理，然后对叠后地震资料完成拼 接处理。

5)测线1的4个速度文件，按连片处理中地震资料大地坐标自小而大规则进行速度文件 中CMP号的修改，而同一空间位置的时间-速度对在修改前后的值保持不变。图3显示的第 二段速度文件，修改CMP号后的文件如图4所示，由于拼接后的地震资料的CMP距是拼接 前的二分之一，所以速度文件的间距拼接后就变为拼接前的二倍。该文件即可用于速度的拼 接。同理，图5显示的第4段的初始文本速度文件，图6显示的修改后的可用于拼接的文本 速度文件，该工区的资料，CMP距拼接前CMP为12.5米，拼接后变为20米，所以相应的 速度文件中的CMP号按照CMP间距的比例变化。

6)拼接速度文件形成。在完成速度文件的CMP号修改后，将所有的速度文件按照其所 对应的地震资料的空间位置进行合并，即得到二维地震资料连片处理所需要的速度文件，图 7为测线1合并成的整体速度文件，该速度也具有很好的连续性，可用于后续的叠后偏移处 理，图8为依据图7的速度文件进行叠后偏移的成像剖面，从盆地中央到盆地边缘的斜坡状 构造特征明显，地震资料成像清晰，便于进行构造解释和勘探潜力分析。该数据体可为宏观 区域构造解释和地质认识提供基础资料。

显然上述实施例仅为清楚的说明本发明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所 属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上，还可以做出其他不同形式的变化或变动， 这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。由此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发 明创造的保护范围之中。