近地表表层的调查方法和装置

摘要

本发明提供了一种近地表表层的调查方法和装置，该方法包括：获取地震原始资料的大炮初至时间和未打穿风化层的微测井解释成果；建立极浅层速度模型；将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型；以地震原始资料的大炮初至时间为基础，对修改后的极浅层速度模型设置层析反演参数进行层析反演，确定层析反演结果；根据层析反演结果，确定风化层厚度；根据风化层厚度，确定风化层平均速度。本发明可以避免在微测井处重新开展微测井调查，降低了勘探成本，缩短了表层调查周期。

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种近地表表层的调查方法和装置。

背景技术

近地表表层调查工作是野外地震勘探采集的基础工作。首先，每一个表层调查控制点的解释精度都直接关系到后续的表层建模精度，而表层模型的精度直接影响激发井深的设计、检波器组合高差的设计以及野外静校正的精度，这些因素决定着原始资料的品质。其次，近地表表层调查能够为折射/层析反演提供较为准确的初始/约束条件，从而提高折射/层析反演的精度。最后，近地表表层调查能够为叠前深度偏移处理提供精度较高的近地表模型，进而能够改善剖面的成像效果。

近地表表层调查方法最常用的有两种——浅层折射法和微测井调查法。其中浅层折射法因应用原理的限制，适用条件较为苛刻，由于复杂地表区很难满足其适用条件，致使其解释精度较低，所以，近年来，地震勘探中主要采用微测井方法开展表层调查工作。

但是微测井表层调查需要钻成一口井，该井的深度要大于风化层的厚度，因此其生产成本较高。而且在实际施工过程中，尤其是在风化层较厚的区域，微测井调查往往会存在以下问题：①风化层的厚度超过了目前钻机的钻深能力；②钻井井深超过了风化层的厚度，但是在下药包的过程中，由于塌井的原因，导致药包不能到达设计的深度位置；③尽管药包能够到达设计深度位置，但是在施工过程中，由于误操作而导致最终高速层范围内没有观测数据；④设计的微测井井深小于风化层的厚度。上几种情况都会导致不能调查出地表至高速层顶界面之间的风化层厚度、速度。如果不采取针对性的技术措施，上述几种情况的微测井调查结果是无法用于后续的表层建模等工作的。

在地震勘探过程中，尤其是风化层较厚的近地表区，如何利用未打穿风化层的微测井解释成果，剖析表层结构的近地表表层的地表至高速层顶界面之间的风化层厚度、速度，是一个现实存在的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种近地表表层的调查方法，实现了在风化层较厚的近地表表层的调查，该方法包括：

获取地震原始资料的大炮初至时间和未打穿风化层的微测井解释成果；

以低降速带属性为基础，建立极浅层速度模型；

将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型；

以地震原始资料的大炮初至时间为基础，对修改后的极浅层速度模型设置层析反演参数进行层析反演，确定层析反演结果；

根据层析反演结果，确定风化层厚度；

根据风化层厚度，确定风化层平均速度。

本发明实施例还提供一种近地表表层的调查装置，包括：

数据获取模块，用于获取地震原始资料的大炮初至时间和未打穿风化层的微测井解释成果；

极浅层速度模型建立模块，用于以低降速带属性为基础，建立极浅层速度模型；

修改后的极浅层速度模型确定模块，用于将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型；

层析反演结果确定模块，用于以地震原始资料的大炮初至时间为基础，对修改后的极浅层速度模型设置层析反演参数进行层析反演，确定层析反演结果；

风化层厚度确定模块，用于根据层析反演结果，确定风化层厚度；

风化层平均速度确定模块，用于根据风化层厚度，确定风化层平均速度。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述近地表表层的调查方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行实现上述近地表表层的调查方法的计算机程序。

本发明实施例提供的一种近地表表层的调查方法和装置，充分地利用了未打穿风化层的微测井解释成果可以替代极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间的特点，建立极浅层速度模型进行层析反演，进而确定风化层平均速度，避免了在该微测井处重新开展微测井调查的现象，降低了勘探成本，缩短了表层调查周期。本发明实施例能够满足勘探精度的需求，为保证后续表层模型、野外静校正精度提供了有力的数据支撑，进而能够有效改善剖面的成像效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例一种近地表表层的调查方法示意图。

图2为本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的微测井、激发点及接收点分布位置示意图。

图3为本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的极浅层速度模型示意图。

图4为本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的未打穿风化层的微测井解释成果的时间-深度曲线示意图。

图5为本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的修改后的极浅层速度模型示意图。

图6为本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的层析反演后的时间-深度曲线示意图。

图7为本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的速度-深度曲线示意图。

图8为本发明实施例一种近地表表层的调查装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1发明实施例本发明实施例一种近地表表层的调查方法示意图所示，本发明实施例提供一种近地表表层的调查方法，实现了在风化层较厚的近地表表层的调查，该方法包括：

步骤101：获取地震原始资料的大炮初至时间和未打穿风化层的微测井解释成果；

步骤102：以低降速带属性为基础，建立极浅层速度模型；

步骤103：将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型；

步骤104：以地震原始资料的大炮初至时间为基础，对修改后的极浅层速度模型设置层析反演参数进行层析反演，确定层析反演结果；

步骤105：根据层析反演结果，确定风化层厚度；

步骤106：根据风化层厚度，确定风化层平均速度。

本发明实施例提供的一种近地表表层的调查方法，充分地利用了未打穿风化层的微测井解释成果可以替代极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间的特点，建立极浅层速度模型进行层析反演，进而确定风化层平均速度，避免了在该微测井处重新开展微测井调查的现象，降低了勘探成本，缩短了表层调查周期。本发明实施例能够满足勘探精度的需求，为保证后续表层模型、野外静校正精度提供了有力的数据支撑，进而能够有效改善剖面的成像效果。

在具体实施本发明实施例的一种近地表表层的调查方法时，可以包括：

获取地震原始资料的大炮初至时间和未打穿风化层的微测井解释成果；以低降速带属性为基础，建立极浅层速度模型；将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型；以地震原始资料的大炮初至时间为基础，对修改后的极浅层速度模型设置层析反演参数进行层析反演，确定层析反演结果；根据层析反演结果，确定风化层厚度；根据风化层厚度，确定风化层平均速度。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，获取地震原始资料的大炮初至时间，可以包括：

按照设定的初至拾取偏移距离范围，对地震原始资料中距离微测井最近的一炮实施大炮初至时间拾取。

在本发明实施例的一个实例中，所述的对地震原始资料的地震数据实施大炮初至时间的精确拾取是指对位于微测井附近的1～10炮地震原始资料的初至开展初至拾取工作，在上述的对位于微测井附近的1～10炮地震原始资料中，选取距离微测井最近的一炮，将距离微测井最近的一炮的大炮初至时间进行拾取；初至拾取的偏移距范围为500～4000m，同时保证初至拾取的准确性。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，低降速带属性包括：低降速带厚度和低降速带速度；实施例中，低降速带属性，包括从地表至高速顶(次高速底)界面之间的地层属性。

前述的以低降速带属性为基础，建立极浅层速度模型，可以包括：

以低降速带厚度和低降速带速度为基础，按照设定地表初始速度和设定梯度因子，建立极浅层速度模型。

在本发明实施例的一个实例中，所述的建立层析反演的极浅层速度模型是指：以低降速带厚度和低降速带速度为基础，给定500～1500m/s为地表初始速度，然后以3～5s-1的梯度因子建立用于层析反演的极浅层速度模型。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，未打穿风化层的微测井解释成果，包括：地表至次高速顶界面之间的表层调查结果；

将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型，包括：

将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果的地表至次高速顶界面之间的表层调查结果，次高速顶界面之下的部分采用极浅层速度模型的原有部分，确定修改后的极浅层速度模型。实施例中，修改后的极浅层速度模型以次高速顶界面为分界面，在次高速顶界面以上直至地表的区间为未打穿风化层的微测井解释成果的地表至次高速顶界面之间的表层调查结果；在次高速顶界面以下的区间为原有建立的极浅层速度模型；在一个实例中，次高速顶界面以下至高速顶界面之间的区间为次高速层；高速顶界面至高速低界面之间为高速层。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，所述层析反演参数，至少包括：层析反演的网格尺寸在沿排列方向上的道距，层析反演的网格尺寸在纵向上的距离，初至拾取偏移距离范围，层析反演迭代次数，反演的速度范围，反演深度。在本发明实施例的一个实例中，层析反演的网格尺寸在沿排列方向上的道距为0.5-4倍道距，层析反演的网格尺寸在纵向上的距离为2-10m，初至拾取偏移距离范围500-4000m，层析反演迭代次数为8-10次，反演的速度范围为340-4000m/s，反演深度为50-500m。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，根据层析反演结果，确定风化层厚度，包括：

根据层析反演结果，确定时间-深度曲线；

将时间-深度曲线转化为速度-深度曲线；

将速度-深度曲线的速度拐点对应的深度值，确定为风化层厚度。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，根据风化层厚度，确定风化层平均速度，包括：

根据风化层厚度，确定次高速顶界面至高速顶界面之间的厚度；

根据次高速顶界面至高速顶界面之间的厚度，确定地表至高速顶界面之间的表层细分的层数、每一分层的厚度和每一分层的速度；

根据地表至高速顶界面之间的表层细分的层数、每一分层的厚度和每一分层的速度，确定风化层平均速度。

在具体实施前述的近地表表层的调查方法时，在一个实施例中，按如下方式，确定风化层平均速度：

其中，v为风化层平均速度，h

本发明实施例还提供一应用近地表表层的调查方法的实例：

在该实例中，如图2本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的微测井、激发点及接收点分布位置示意图所示，对微测井附近的地震原始资料实施大炮初至时间的精确拾取是指对位于微测井附近的4炮地震原始资料数据初至开展初至拾取工作，然后选取距离微测井最近的一炮的初至时间；初至拾取的偏移距范围为2000m，同时保证初至拾取的准确性。

在该实例中，如图3本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的极浅层速度模型示意图所示，建立层析反演的极浅层速度模型是指以低降速带厚度和低降速带速度为基础，给定1000m/s为地表初始速度，然后以4s-1的梯度因子建立用于层析反演的极浅层速度模型。

在该实例中，如图4本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的未打穿风化层的微测井解释成果的时间-深度曲线示意图所示，根据未打穿风化层的微测井解释成果修用于改层析反演的极浅层速度模型，是指将微测井调查获得的地表至次高速顶界面之间的表层调查成果，替代极浅层速度模型地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，本实施例中，地表至次高速之间的表层调查结果为h

以地震原始资料的大炮初至时间为基础，选定合适层析反演参数开展层析反演是指以地震原始资料的大炮初至时间为基础，层析反演的网格尺寸在沿排列方向上选择1倍道距、纵向上为3m；初至的偏移距范围选择2000m；层析反演迭代次数在10次之间；反演的速度范围为400～3000m/s，反演深度为200m。然后采用上述设置好层析反演参数的层析反演极浅层速度模型进行层析反演。所述层析反演为收敛迭代的过程。

如图6本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的层析反演后的时间-深度曲线示意图和图7本发明实施例一种近地表表层的调查方法的实例的速度-深度曲线示意图所示，根据层析反演速度场能够获得时间-深度曲线，进而可以转化为速度-深度曲线；通过读取速度拐点(2190m/s)对应的深度值就得到了风化层的总厚度为160m；

根据上述获得的风化层的总厚度为160m；

可以计算出次高速顶界面至高速顶界面之间的厚度为160-12.5-27.6-51.0＝68.9(m)，这样，就获得了地表至高速顶界面之间的表层每一细小分层的厚度、速度数据对，根据公式(1)即可求取风化层的平均速度。

式中：v为风化层的平均速度，h

则风化层的平均速度为v＝160÷(12.5/818+27.6/1090+51.0/1330+68.9/1669)＝1330.8(m/s)

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述近地表表层的调查方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行实现上述近地表表层的调查方法的计算机程序。

本发明实施例中还提供了一种近地表表层的调查装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与一种近地表表层的调查方法相似，因此该装置的实施可以参见一种近地表表层的调查方法的实施，重复之处不再赘述。

如图8本发明实施例一种近地表表层的调查装置示意图所示，本发明实施例还提供一种近地表表层的调查装置，包括：

数据获取模块801，用于获取地震原始资料的大炮初至时间和未打穿风化层的微测井解释成果；

极浅层速度模型建立模块802，用于以低降速带属性为基础，建立极浅层速度模型；

修改后的极浅层速度模型确定模块803，用于将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果，确定修改后的极浅层速度模型；

层析反演结果确定模块804，用于以地震原始资料的大炮初至时间为基础，对修改后的极浅层速度模型设置层析反演参数进行层析反演，确定层析反演结果；

风化层厚度确定模块805，用于根据层析反演结果，确定风化层厚度；

风化层平均速度确定模块806，用于根据风化层厚度，确定风化层平均速度。

在一个实施例中，数据获取模块，具体用于：

按照设定的初至拾取偏移距离范围，对地震原始资料中距离微测井最近的一炮实施大炮初至时间拾取。

在一个实施例中，低降速带属性包括：低降速带厚度和低降速带速度；

极浅层速度模型建立模块，具体用于：

以低降速带厚度和低降速带速度为基础，按照设定地表初始速度和设定梯度因子，建立极浅层速度模型。

在一个实施例中，未打穿风化层的微测井解释成果，包括：地表至次高速顶界面之间的表层调查结果；

修改后的极浅层速度模型确定模块，具体用于：

将极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间，替换为未打穿风化层的微测井解释成果的地表至次高速顶界面之间的表层调查结果，次高速顶界面之下的部分采用极浅层速度模型的原有部分，确定修改后的极浅层速度模型。

在一个实施例中，所述层析反演参数，至少包括：层析反演的网格尺寸在沿排列方向上的道距，层析反演的网格尺寸在纵向上的距离，初至拾取偏移距离范围，层析反演迭代次数，反演的速度范围，反演深度。

在一个实施例中，风化层厚度确定模块，具体用于：

根据层析反演结果，确定时间-深度曲线；

将时间-深度曲线转化为速度-深度曲线；

将速度-深度曲线的速度拐点对应的深度值，确定为风化层厚度。

在一个实施例中，风化层平均速度确定模块，具体用于：

根据风化层厚度，确定次高速顶界面至高速顶界面之间的厚度；

根据次高速顶界面至高速顶界面之间的厚度，确定地表至高速顶界面之间的表层细分的层数、每一分层的厚度和每一分层的速度；

根据地表至高速顶界面之间的表层细分的层数、每一分层的厚度和每一分层的速度，确定风化层平均速度。

在一个实施例中，风化层平均速度确定模块，用于按如下方式，确定风化层平均速度：

其中，v为风化层平均速度，h

综上，本发明实施例提供的一种近地表表层的调查方法和装置，本发明充分地利用了未打穿风化层的微测井解释成果可以替代极浅层速度模型中地表至次高速顶界面之间的极浅层速度模型区间的特点，建立极浅层速度模型进行层析反演，进而确定风化层平均速度，避免了在该微测井处重新开展微测井调查的现象，降低了勘探成本，缩短了表层调查周期。本发明实施例能够满足勘探精度的需求，为保证后续表层模型、野外静校正精度提供了有力的数据支撑，进而能够有效改善剖面的成像效果。同时，本发明实施例能够科学地剖析近地表结构，提高表层模型的精度，进而提高静校正的精度，最终达到改善剖面成像效果的目的。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。