一種基于小道距層析反演的表層結構調查方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于小道距層析反演的表層結構調查方法，所述方法包括以下步驟：利用已有的表層結構調查資料確定待調查區域的近地表低降速層的厚度；根據所述待調查區域的近地表低降速層的厚度設計測線，其中，控制測線的最大偏移距為所述待調查區域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道距和10?20次的覆蓋次數；在炮點采用淺井小藥量激發并在測線上的各檢波點采用單個檢波器接收，獲取地震數據；從所述地震數據中采集新的表層結構調查數據，利用層析反演方法對所述新的表層結構調查數據進行處理和解釋，得到高精度的近地‘表結構速度模型。
【專利說明】一種基于小道距層析反演的表層結構調查方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及地球物理勘探的表層結構調查【技術領域】，更具體地講，涉及一種基于 小道距層析反演的表層結構調查方法。
【背景技術】
[0002] 靜校正問題影響著地震波成像和構造解釋的精度，復雜的近地表結構是影響地震 勘探靜校正量的重要因素。為此，建立高精度的近地表結構速度模型、巖性結構模型、品質 衰減模型，是地震勘探中的重要環節之一。
[0003] 表層結構速度模型的建立方法主要有：微測井、小折射、大炮初至層析技術等，它 們都有各自的優缺點。
[0004] 微測井的優點在于在有微測井的局部位置的模型精度高，缺點在于模型深度有限 (一般小于50米）、成本高、模型需要內插值等，并且由于其采集點密度較稀疏，因此導致所 建模型的整體精度不高。小折射的優點在于成本低，并且調查的表層深度較深，一般可以達 到百米左右，而缺點在于其基于層狀介質假設，故要求要有穩定的折射面，很多地區因難以 滿足該條件而無法建立連續的模。大炮初至層析技術也就是利用常規二維地震勘探獲得的 地震單炮初至波信息進行層析反演的方法，其優點在于模型深度可以達到幾百米，并可以 建立連續的模型，其缺點在于受道距大（一般20米以上）和檢波器組合的接收影響，成果 精度的誤差較大。
【發明內容】
[0005] 為了解決以往表層結構調查方法控制范圍低、精度不高等缺點，本發明的目的在 于提供一種能夠提高近地表建模精度、提供準確的靜校正數據并提高地震勘探的精度的基 于小道距層析反演的表層結構調查方法。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供了一種基于小道距層析反演的表層結構調查方 法，所述方法包括以下步驟：利用已有的表層結構調查資料確定待調查區域的近地表低降 速層的厚度；根據所述待調查區域的近地表低降速層的厚度設計測線，其中，控制測線的最 大偏移距為所述待調查區域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道距 和10?20次的覆蓋次數；在炮點采用淺井小藥量激發并在測線上的各檢波點采用單個檢 波器接收，獲取地震數據；從所述地震數據中采集新的表層結構調查數據，利用層析反演方 法對所述新的表層結構調查數據進行處理和解釋，得到高精度的近地表結構速度模型。
[0007] 根據本發明的基于小道距層析反演的表層結構調查方法的一個實施例，采用表層 結構調查數據系統采集所述新的表層結構調查數據，采用層析反演處理解釋軟件對所述新 的表層結構調查數據進行處理和解釋。
[0008] 根據本發明的基于小道距層析反演的表層結構調查方法的一個實施例，所述新的 表層結構調查數據至少包括基于各檢波器記錄的初至波拾取的初至時間。
[0009] 根據本發明的基于小道距層析反演的表層結構調查方法的一個實施例，將所述高 精度的近地表結構速度模型用于計算靜校正量。
[0010] 本發明采用小道距層析測線進行層析反演的表層結構調查，反演的近地表速度結 構模型更精細，進而可改善靜校正的效果。并且，本發明創新地綜合了微測井的縱向分辨率 高和地震資料大炮層析的橫向可靠性高的優點，有效地解決了結構調查精度低的難題。
【具體實施方式】
[0011] 以下，將詳細說明本發明的實施例。
[0012] 可通過計算機軟件模塊實現本發明的基于小道距層析反演的表層結構調查方法。 在本發明中描述的各個步驟不限制為上述步驟，其中的一些步驟可被進一步拆分為更多的 步驟，并且一些步驟可合并為較少的步驟。
[0013] 層析反演是利用地震波射線的走時和路徑，反演介質速度結構的一種高精度反演 方法，通過層析反演研究地表低降速帶的變化，可以取得較好的應用效果。層析反演靜校正 則是在層析反演的基礎上，對表層結構進行速度模型反演以求取基準面靜校正量的方法。 層析反演方法和層析反演靜校正方法均為本領域比較常規的方法。
[0014] 在常規的層析反演方法中，進行地震波射線追蹤時需考慮速度模型的連續性并在 速度塊結點上設置旅行時結點，考慮射線路徑的彎曲性并在速度塊邊界上設置旅行時結 點。常規的層析反演通常利用地震勘探獲得的大炮初至進行，而往往地震勘探中采用的道 距較大（通常在20m以上），采用較大道距獲得的大炮初至反演近地表結構會因為淺層信息 的采樣間距過大導致建立的近地表模型精度無法得到保證。本發明則綜合了上述兩方面的 優點，采用小道距獲得的初至波信息進行分析，使得相鄰初至波射線間的夾角較小、射線均 勻且追蹤的旅行時精度更高；還可以在構建的反演目標函數中，摒棄絕對旅行時差反演，增 加平均慢度和視慢度項，加入表層調查等精度更高的淺層信息，增強穩定性并提高反演速 度模型的分辨率和精度。
[0015] 根據本發明的示例性實施例，上述基于小道距層析反演的表層結構調查方法可以 包括以下步驟：
[0016] 首先，利用已有的表層結構調查資料確定待調查區域的近地表低降速層的厚度。 其中，已有的表層結構調查資料是以往對待調查區域進行表層調查所獲得的資料，如微測 井、小折射解釋成果資料等，能夠獲得近地表結構信息并對待調查區域的表層情況有一定 的認識。近地表低降速層是地表巖層由于風化剝蝕等作用形成的一層明顯低于巖層速度的 近地表地層，是一個相對的概念。通過確定待調查區域的近地表低降速層的厚度，能夠繼而 對層析測線進行合理的設計并獲得符合要求的資料。
[0017] 然后，根據所述待調查區域的近地表低降速層的厚度設計測線。其中，控制測線的 最大偏移距為所述待調查區域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道 距和10?20次的覆蓋次數。由于近地表低降速層的厚度的2?8倍范圍內是淺層折射波 的最佳接收區域，故需將測線的最大偏移距設置在上述范圍內以確保檢波點的排列能夠位 于上述最佳接收區域內。并且，設置較小的道距和上述合適的覆蓋次數是為了獲得更為連 續、采樣更充分的的淺層折射初至信息，提高最終的層析反演精度及近地表模型的準確性。
[0018] 之后，在炮點采用淺井小藥量激發并在各檢波點采用單個檢波器接收，獲取地震 數據。采取淺井小藥量激發的目的是提高施工效率，降低安全風險，采用單個檢波器接收則 是為了避免組合檢波器的影響而造成的初至信息精度誤差。
[0019] 再從所述地震數據中采集新的表層結構調查數據，利用層析反演方法對所述新的 表層結構調查數據進行處理和解釋，得到高精度的近地表結構速度模型。其中，可以對所述 地震數據進行各種預處理，本發明并不對此進行限制。由于初至時間是層析反演的原始初 至數據，故至少應該對地震數據進行共炮點道集的抽取，并從所得的共炮點道集上拾取初 至波并獲取初至時間。因此，所獲取的新的表層結構調查數據應至少包括基于各檢波器記 錄的初至波拾取的初至時間。采集新的表層結構調查數據以及利用層析反演方法對所得數 據進行處理和解釋均可以采用本領域常規或已知的步驟進行，根據本發明的一個實施例， 可以采用市售或已有的表層結構調查數據系統采集所述新的表層結構調查數據，也可以采 用市售或已有的層析反演處理解釋軟件對所述新的表層結構調查數據進行處理和解釋，本 發明不限于此。
[0020] 在獲得高精度的近地表結構速度模型之后，可以將其應用于計算靜校正量，從而 改善靜校正的效果。
[0021] 綜上所述，本發明的基于小道距層析反演的表層結構調查方法適用于近地表結構 復雜且靜校正問題突出的地區，可廣泛地應用于近地表復雜的高精度地震勘探區域。以往 的表層調查方法是基于微測井或大炮初至，微測井由于布設的點位密度太低導致單點成果 可靠性較高，點與點之間的模型刻畫通常采用線性插值的方法，因而無法精確刻畫連續的 近地表信息；而大炮初至在地震施工階段采用的道距較大，淺層的連續采樣率過低，故只能 大致地刻畫近地表結構，無法準確描述近地表結構的淺層變化情況，本發明解決了以往表 層結構調查方法控制范圍低、精度不高的現狀，有利于提高近地表建模精度、提供準確的靜 校正數據，進而提高地震勘探的精度。
[0022] 盡管上面已經通過結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域技術人員應該清 楚，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本發明的示例性實施例進行各 種修改和改變。
【權利要求】
1. 一種基于小道距層析反演的表層結構調查方法，其特征在于，所述方法包括以下步 驟： 利用已有的表層結構調查資料確定待調查區域的近地表低降速層的厚度； 根據所述待調查區域的近地表低降速層的厚度設計測線，其中，控制測線的最大偏移 距為所述待調查區域的近地表低降速層的厚度的2?8倍，并采用5?10米的道距和10? 20次的覆蓋次數； 在炮點采用淺井小藥量激發并在測線上的各檢波點采用單個檢波器接收，獲取地震數 據； 從所述地震數據中采集新的表層結構調查數據，利用層析反演方法對所述新的表層結 構調查數據進行處理和解釋，得到高精度的近地表結構速度模型。
2. 根據權利要求1所述的基于小道距層析反演的表層結構調查方法，其特征在于，采 用表層結構調查數據系統采集所述新的表層結構調查數據，采用層析反演處理解釋軟件對 所述新的表層結構調查數據進行處理和解釋。
3. 根據權利要求1所述的基于小道距層析反演的表層結構調查方法，其特征在于，所 述新的表層結構調查數據至少包括基于各檢波器記錄的初至波拾取的初至時間。
4. 根據權利要求1所述的基于小道距層析反演的表層結構調查方法，其特征在于，將 所述高精度的近地表結構速度模型用于計算靜校正量。
【文檔編號】G01V1/48GK104216018SQ201410441223
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】劉維, 張孟, 文中平, 李正佳, 周曉冀, 管敏, 李成毅, 王扶國, 李敏 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司
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