一种提高地震勘探中层析反演精度的方法

摘要

本发明涉及一种提高地震勘探中层析反演精度的方法，属于地震勘探采集与处理技术领域。本发明利用层析反演原理，通过在采集阶段增加附加段炮点的方法，不仅增加了边界浅层信息，而且使生产炮在附加段的信息也能够得到充分利用，处理时根据所增加的炮点信息进行适当的参数调整，与生产炮一起进行层析反演，从而提高表层反演模型精度，为后续物探工作提供更加准确的资料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高地震勘探中层析反演精度的方法，属于地震勘探采集与 处理技术领域。

背景技术

复杂探区的近地表问题是一个涉及到野外采集、室内处理和解释各个环节的 系统工程，其中静校正的处理是最为突出问题。

以我国西部黄土塬地区进行地震勘探为例，由于地表高程、浅层速度、厚度 变化剧烈，野外一次静校正及目前成熟的各类折射静校正方法解决类似地区的静 校正问题均不理想，层析静校正方法是此类地表建模时的首选方法。层析静校正 方法是利用大量炮点与检波点的初至时间导出近地表模型。在处理过程中，地下 介质被分割为面元，层析的目标是采用特定的算法（如有限差分法、最短路径法 和惠更斯波前射线追踪法）求解每个面元的速度。在这一过程中，任一震源点S 到任意一个接收点R的旅行时（初至时间）t（S,R）为已知，有如下关系式：

t(S,R)＝∫_Ls(x,y,z)dl

其中，l为地震波传播路径，s(x,y,z)为介质慢度分布。

层析方法首先给定工区一个初始速度、厚度模型，由上式，根据不同偏移 距在相同地下反射点（段）的旅行时反复修改介质慢度分布。在这一过程中需要 不同炮、检点在相同偏移距内的信息进行迭代计算。但在工区边界、特别是附加 段部分，由于缺少不同炮、检点在相同偏移距内的信息，只能参考高程或邻近满 覆盖处的速度、厚度，向满覆盖以外的边界段进行外推，其准确性大大降低，造 成所谓的边界效应问题，在边界满覆盖处的地表模型精度也会受到一定影响，从 而影响最终成果的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高地震勘探中层析反演精度的方法，以解决目 前地震勘探中工区边界缺少炮、检间的信息而采用外推法所导致的边界效应， 从而造成整个层析反演精度降低的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种提高地震勘探中层析反演精度的方 法，该方法包括以下步骤：

1）根据生产观测系统，在工区边界附加段处炮排方向上每束线设置炮点， 测线方向上向边界拉大炮点间距设置附加炮点；

2）在不规则形状三维观测系统的转角或连接处设置适量的附加炮，补充浅 层信息；

3）将附加炮记录和生产炮记录数据以及所需的SPS信息一起加载，拾取包括 附加炮记录在内的初至，进行综合分析与层析反演计算。

所述步骤2）中附加炮的设置以控制长波长校正量为依据，以尽量多接收浅 层信息为准则。

对于三维观测系统，在每束线的附加段设置附加炮点，炮点从满覆盖点向边 界延伸时附加炮间距较生产炮拉大。

在二维施工时，所述炮点的布设由满覆盖点到排列端点的间距逐步加大。

在三维滚动施工时，所述附加炮的接收线数和道数根据滚动排列数改变。

所述步骤3）在反演过程中，偏移距参数应大于或等于附加炮点最大间距。

本发明的有益效果是:本发明利用层析反演原理，通过在采集阶段增加附加 段炮点的方法，不仅增加了边界浅层信息，而且使生产炮在附加段的信息也能够 得到充分利用，处理时根据所增加的泡点信息进行适当的参数调整，与生产炮一 起进行层析反演，从而提高表层反演模型精度，为后续物探工作提供更加准确的 资料。

附图说明

图1是层析反演中炮、检点的互换原理示意图；

图2是附加段高程与岩性变化示意图；

图3是附加段附加炮点位置示意图；

图4是无边界炮附加段浅层地表反演结果示意图；

图5是有边界炮附加段浅层地表反演结果示意图；

图6是无边界炮附加段剖面处理效果图；

图7是有边界炮附加段剖面处理效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明利用的层析反演原理如图1所示，在激发点S分布区域，S与接收点 R之间的传播路径是可以互换的，不同激发记录的相同传播路径通过计算可以得 到地下不同深度面元的速度，从而确立浅层地表模型。S-R路径的多少也决定了 模型的准确度，也是工区边界浅层地表模型不确定的根本原因，特别是在激发点 S以外的附加段区域，由于缺少S-R互换路径，常规的补偿措施采用模型的外推， 但是采用这种方式会造成模型在边界处及以外的地方的不准确。通过在生产激发 点外的附加段增设炮点，虽然增加的是有限的S-R路径，但在反演时能够得到确 定的约束，从而使边界区域模型的准确性获得较大的提升，这也是本发明的理论 基础。

附加段炮点点位的布设需要考虑附加段地表高程与激发岩性和潜水面的变 化，布设附加炮点时要使上述变化处于相邻附加炮、附加炮与相邻的生产炮炮点 距之内，保证各增设的炮点包含并简单重复偏移距内浅层速度和厚度变化信息， 从而控制反演长波长静校正量。本发明的附加段炮点布设根据观测系统的形状， 在测线附加段增设附加炮点，本发明提高地震勘探中层析反演精度的方法具体包 括以下步骤：

1）根据生产观测系统设置炮点

边界附加炮的设置在于补充工区边界浅层信息，从成本、效率的角度出发， 附加炮的设置在满足上述要求的前提下应尽量减少，附加炮点的布设是生产观测 系统炮排距与炮点距的延续，施工时根据生产观测系统，炮排方向上每束线设置 若干炮点，测线方向上向边界拉大炮点间距扩展；在不规则形状三维观测系统的 转角或连接处设置适量的附加炮，补充浅层信息。

2）附加段偏移距信息分析

附加炮点的设置应以控制长波长校正量为依据（同时短波长校正量也能得到 兼顾），炮点设置时调查附加段高程与激发岩性的变化，保证各增设炮点包含并 简单重复偏移距内浅层速度、厚度变化信息，使附加段模型能够反映长波长静校 正量的总体变化趋势。

3）附加炮点布设

对于三维规则观测系统，每束线在排列边界附加段增设炮点，炮点从满覆盖 点向边界延伸时附加炮间距较生产炮拉大；三维滚动施工时，根据滚动排列数改 变附加炮点观测系统（接收线数、道数），并可适当改变每束线设置附加炮为多 束线设置附加炮。二维施工时，由满覆盖点到排列端点加大间距布设炮点。附加 炮观测系统应以尽量多接收浅层信息为准则（如三维滚动施工时附加炮点的接收 排列可包含不同束线的接收线），不必与生产炮接收排列相同。

4）综合层析反演

层析反演方法中炮、检点可以互换的偏移距内其静校正模型是相对准确的。 在附加段增设了炮点后，包括附加段在内的数据全部参与模型的反演，由于附加 炮的存在，反演中满覆盖数据外的偏移距信息可以得到充分利用。初至拾取过程 中，附加炮与生产炮在附加段内的初至都必须认真拾取与检查；在反演过程中， 偏移距参数应大于或等于附加炮点最大间距（相邻附加炮的最大间距），以保证 边界部分信息的完整。

图4是测线方向无边界炮附加段浅层地表反演结果，由于在附加段区域采用 了高程外推模型，浅层速度、厚度变化平缓，但难以反映野外真实浅层模型变化 情况；图5是图4相同位置有边界炮附加段浅层地表模型反演结果，虽然仅仅增 加几个附加炮点，但已明显体现浅层速度与厚度的变化趋势，模型的不确定性大 大降低。

图6是无边界炮附加段剖面处理效果，在边界区域，由于模型影响，地震波 反射轴明显下垂，长波长静校正问题突出，同时资料信噪比低；图7为图6有边 界炮时附加段剖面处理效果，从剖面上难以看到明显的长波长静校正不准的影 响，同时由于短波长静校正量同步得到改善，剖面信噪比得到提升。

因此，通过本发明所述的在采集阶段增加附加段炮点的方法，不仅增加了边 界浅层信息，而且使生产炮在附加段的信息也能够得到充分利用，处理时根据所 增加的炮点信息进行适当的参数调整，与生产炮一起进行层析反演，从而提高地 震勘探中层析反演精度。