基于百分比速度扫描的叠前深度偏移速度模型建立方法

摘要

本发明提供了一种基于百分比速度扫描的叠前深度偏移速度模型建立方法，其包括：对初始深度域速度模型，进行百分比速度扫描，得不同百分比的速度模型；对不同百分比速度模型进行叠前深度偏移；在不同百分比速度模型叠前深度偏移成像剖面上，拾取两个以上成像质量好的CIP点速度；选取该CIP点及其附近的N个点的速度，进行插值，形成更加合理的深度域速度模型。本发明的方法能够更加符合叠前深度偏移方法的特性，使得深度域速度模型的合理性有了良好的提升，并且本发明所建立的速度模型对叠前深度偏移成像效果有明显改进。

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，具体来讲，涉及地震资料叠前深度偏移速度模型的建模方法，更具体地讲，涉及提出一种基于百分比速度扫描的叠前深度偏移速度模型建立方法，从而能够对深度域速度模型进行构建。

背景技术

在地震资料处理中，需要进行叠前深度偏移，而叠前深度偏移成像质量的好坏取决于深度域速度模型效果。深度域速度模型对成像结果起决定性作用。深度域速度模型需要确定两个方面：一方面是深度，另一方面是该深度上对应的速度。速度模型如何建立，使之能有效的建立更接近真实地下构造的速度场，是叠前深度偏移面临的最大困难。

现有的基于百分比速度扫描速度模型建立通常包括如下情形：

1、通过不同的方法，获取得到一个初始的深度域速度模型。

2、针对该速度模型，每个深度上的速度点乘以一个百分比系数，得到一个新的百分比深度域速度模型。

3、对于不同的百分比深度域速度模型，进行叠前深度偏移，得到不同的百分比叠前深度偏移成像剖面。

4、在不同的百分比叠前深度偏移成像剖面上，不同的共成像点(简称CIP点)成像质量不同。在不同的百分比中，选取成像质量好的CIP点的速度值。

5、把不同百分比剖面上选出的CIP点的速度值，插值生成一个新的深度域速度模型，该速度模型就是百分比速度扫描得到的叠前深度偏移速度模型。

然而，发明人发现上述的现有方法常常存在模型合理性不够高、效果不够好的不足。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足中的至少一项。

为了改善现有技术存在的上述不足，发明人经过研究发现：对于百分比速度扫描的建模方法而言，上述不足的产生原因包括其仅仅选取成像质量好的当前CIP点的速度值；然而，在某一个CIP点上，叠前深度偏移成像质量受周围CIP点速度的影响，在选取不同百分比速度模型中的速度时，如果只选取当前点的速度值，忽视附近点的影响，则会使速度模型的建立达不到预期的效果。

基于上述发现，本发明提供了一种基于百分比速度扫描的叠前深度偏移速度模型建立方法，所述方法包括：形成初始的深度域速度模型；在选定百分比范围内确定两个以上的百分比系数，以所述两个以上的百分比系数中的一个百分比系数分别乘以初始深度域速度模型中每个深度上的速度点，得到一个新的百分比深度域速度模型，同样以所述两个以上的百分比系数中的其余百分比系数得到其余新的百分比深度速度模型；对所有新的百分比深度域速度模型进行叠前深度偏移，相应得到两个以上叠前深度偏移成像剖面；通过方式(1)或(2)形成CIP点第一集合，其中，方式(1)为：在所述两个以上叠前深度偏移成像剖面中，分别选取两个以上且不处于同一叠前深度偏移成像剖面上的成像质量好的CIP点；方式(2)为：在所述两个以上叠前深度偏移成像剖面的每个叠前深度偏移成像剖面上，均选取成像质量最好的至少一个CIP点；对所述CIP点第一集合中的每个CIP点，均选取该CIP点附近的N个点，N为自然数，并将所述CIP点第一集合及其对应速度值、以及所有选取的附近点及其对应速度值构成CIP点第二集合，并对所述CIP点第二集合进行插值处理，形成叠前深度偏移速度模型。

在本发明的一个优选示例性实施例中，所述构成共成像点第二集合的步骤中还可以包括：在所述共成像点第二集合中存在一个或多个重合的附近点的情况下，以式(1)确定所述一个或多个重合的附近点的速度值的步骤，

式(1)为A_o＝w₁A₁+w₂A₂，

其中，A_o为重合的附近点的速度值，A₁为构成重合的两个附近点中的一个的速度值，A₂为构成重合的两个附近点中的另一个的速度值，w₁∈[0,1]、w₂∈[0,1]且w₁+w₂＝1。

在本发明的一个优选示例性实施例中，所述共成像点第一集合中每个共成像点对应的所有附近点不等于且不超出所述共成像点第一集合中与该共成像点彼此相邻的共成像点。

在本发明的一个优选示例性实施例中，所述选定百分比范围可以为20％～300％。

在本发明的一个优选示例性实施例中，所述方式(2)中所选取的成像质量最好的共成像点的数量可以为2～4。

在本发明的一个优选示例性实施例中，所述N可以在3～45的范围内选择。

与现有技术相比，本发明的方法能够获得合理性更加良好的深度域速度模型，从而使得深度域速度模型更加接近地下构造的真实情况。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的基于百分比速度扫描的叠前深度偏移速度模型建立方法。

在本发明的一个示例性实施例中，基于百分比速度扫描的叠前深度偏移速度模型建立方法可包括以下步骤：

(1)形成初始的深度域速度模型。可通过各种常规方法来针对确定地区的地震资料形成初始的深度域速度模型。

(2)在给定百分比范围内确定两个以上的百分比系数(例如，可确定6～30个百分比系数)，用一个百分比系数分别乘以初始深度域速度模型中每个深度上的速度点，得到一个新的百分比深度域速度模型，同样地，用其余百分比系数中的每一个都去乘以初始深度域速度模型中每个深度上的速度点，最终得到与百分比系数数量相同的新百分比深度速度模型。这里，给定的百分比范围可以为a％～b％，其中，a和b是大于0的正数，且a<b；优选地，给定的百分比范围可以为20％～300％，更加优选地，可以为50％～200％。关于百分比的范围，当需要进行粗范围扫描时，可以把a％～b％之间的区间设置较大些(例如，50％～200％)，当需要进行精细范围扫描时，可以把a％～b％之间的区间设置较小些(例如，90％～110％)。所确定的百分比系数的个数(可称为m)可以根据实际情况确定，例如，m可以为大于或等于2的自然数。

(3)对步骤(2)中形成的所有的新的百分比深度域速度模型进行叠前深度偏移，相应得到与新百分比深度域速度模型数量相同的叠前深度偏移成像剖面。

(4)形成共成像点第一集合(即，CIP点第一集合)，本步骤可通过以下方式①或②中的一种来实现：

方式①：在步骤(3)形成的所有叠前深度偏移成像剖面中，分别选取两个以上且不处于同一的叠前深度偏移成像剖面的成像质量好的CIP点，以形成CIP点第一集合。也就是说，所选取的成像质量好的CIP点的数量至少应为两个以上，且这些CIP点至少是从两个(或者甚至三个以上)的叠前深度偏移成像剖面中选取的，而不能全部的这些CIP点都从同一叠前深度偏移成像剖面中选取。本领域普通技术人员可以根据常规方法在叠前深度偏移成像剖面中确定质量好的CIP点。概括来讲，方式①适合于至少有两个叠前深度偏移成像剖面上分别具有成像质量好的CIP点的情况。当然，方式①尤其能更好的适用于叠前深度偏移成像剖面数量较多(例如，5个以上、甚至10个以上)的情况。

方式②：在所有叠前深度偏移成像剖面中的每个叠前深度偏移成像剖面上，均选取成像质量最好的至少一个CIP点(例如，可以为1个或者2～4个、甚至更多的CIP点)，形成CIP点第一集合。概括来讲，方式②能够解决在步骤(3)所形成的所有叠前深度偏移成像剖面中，仅有一个或没有成像质量好的CIP点，或者两个以上成像质量好的CIP点均位于同一叠前深度偏移成像剖面的情况。当然，方式②尤其适用于叠前深度偏移成像剖面数量较少(例如，2～4个)的情况。

每个叠前深度偏移成像剖面上选取的CIP点都有其唯一对应的速度值(单位：m/s)。

(5)对CIP点第一集合中的每个CIP点，均选取该CIP点附近的N个CIP点(可称为附近点，N可以为自然数，例如，10～40个)，并将CIP点第一集合及其中每个CIP点对应的速度值、以及所有选取的附近点及每个附近点对应的速度值一起构成CIP点第二集合，并对CIP点第二集合进行插值处理，差值处理的结果即为叠前深度偏移速度模型。这里，第一集合中的每个CIP点对应的所有附近点毫无疑问肯定在工区范围之内，而且第一集合中每个CIP点对应的所有附近点应当不等于且不超出第一集合中与该CIP点相邻的CIP点。例如，CIP点第一集合为(1050，1090，1160)，则CIP1090的附近点可以在1051～1159的范围内选择。第一集合中没有位于CIP 1050左侧的CIP点，则CIP 1050的附近点的选取范围的右侧可以为1089，其左侧自然以不低于工区最小的CIP点为限。同样地，第一集合中没有位于CIP 1160左侧的CIP点，则CIP 1160的附近点的选取范围的左侧可以为1091，其右侧自然以不超出工区最大的CIP点为限。

这里，在第一集合中的每个CIP点对应的N个附近点可位于该CIP点同侧(左侧或右侧)，优选地，分别位于对应的CIP点的两侧(当然，此时N为2个以上)。优选地，针对CIP点第一集合中的每个CIP点所选取的N个附近点分别位于该CIP点两侧。

另外，在步骤(5)中所有选取的附近点中若存在重合的情况(当然，这一情况并不必然出现)，则可在重合的附近点所对应的两个附近点的速度值中选择一个作为该重合的附近点的速度值，或者对重合的两个附近点及其各自的速度值进行加权处理，以确定该重合附近点的速度值。对重合的两个附近点及其各自的速度值进行加权处理，能够进一步提高最终叠前深度偏移速度模型的合理性。

具体来讲，对于重合的附近点进行加权处理以确定其速度值的方式，可通过下面的式(1)来实现：

A_o＝w₁A₁+w₂A₂>

其中，A_o为重合的附近点的速度值，A₁为构成重合的两个附近点中的一个的速度值，A₂为构成重合的两个附近点中的另一个的速度值，w₁∈[0,1]、w₂∈[0,1]且w₁+w₂＝1。当w1或w2为零时，即为在重合的附近点所对应的两个附近点的速度值中选择一个作为该重合的附近点的速度值。

以下将结合具体示例来详细描述本发明的示例性实施例。

通过常规方法(例如Dix方法，对一个时间域的均方根速度，通过Dix公式，转换得到一个沿层层速度，得到层速度体)，通过时深转换，得到深度域的层速度体。这个深度域的层速度体作为初始的深度域速度模型。该速度模型是一个均匀采样数据。如果是二维地震工区，它是一个Tx*Tz的均匀数据，其中，Tx表示沿地面测线方向上的CIP点个数，Tz表示沿深度方向上的深度点个数。如果是三维地震工区，它是一个Ti*Tx*Tz的均匀数据，其中，Ti表示沿地面测线垂向方向上的测线个数，Tx表示沿地面测线方向上的CIP点个数，Tz表示沿深度方向上的深度点个数。

针对初始的深度域速度模型，每个深度上的速度点乘以一个百分比系数(例如90％、110％)，得到一个新的百分比深度域速度模型。例如，在需要扫描的速度百分比范围为80％～120％的情况下，若每隔5％的速度扫描一次，那么需要扫描80％，85％，90％，95％，100％，105％，110％，115％和120％共计九个百分比深度域速度模型。

对于不同的百分比深度域速度模型，进行叠前深度偏移，得到叠前深度偏移成像剖面(可称为百分比成像剖面)。例如，在需要扫描的速度百分比范围是80％～120％，每隔5％的速度扫描一次的情况下，即可得到9个不同的叠前深度偏移成像剖面。这9个叠前深度偏移成像剖面的成像存在差异。

在不同的百分比成像剖面上，选取成像质量好的CIP点及其速度值，在确定的百分比成像剖面上选取的CIP点与其速度值是对应的。选出的CIP点可用于后续的加权和/或插值使用。例如，对测线中地震点的编号从1001开始，到3500结束。若从90％开始，到110％结束，每隔5％进行速度扫描，共有5个百分比速度模型和5个叠前深度偏移剖面。若90％的叠前深度偏移地震剖面上有CIP 1530，1890成像质量最好，在95％的叠前深度偏移地震剖面上有CIP 1100，2800成像质量最好，在100％的叠前深度偏移地震剖面上有CIP 2700，3450成像质量好，在105％的叠前深度偏移地震剖面上有CIP 1200，2200，2300成像质量好，在110％的叠前深度偏移地震剖面上有CIP 1300，1600，3060成像质量好，则选取的CIP点为1100，1200，1300，1530，1600，1890，2200，2300，2700，2800，3060，3450，分别属于95％，105％，110％，90％，110％，90％，105％，105％，100％，95％，110％，100％的速度模型。

如果某个百分比叠前深度偏移成像剖面上没有成像质量好的CIP点，则该百分比叠前深度偏移成像剖面上可不选取CIP点。

对于不同百分比剖面上选出的不同的CIP点，取不同CIP点附近的N(N1，N2，……，Nn)个点(N1，N2，……，Nn可以相同，也可以不相同)的速度值，进行插值处理。形成新的深度域速度模型。如果相邻的两个CIP点之间的Ni和N(i+1)之间有重叠，则在重叠部分进行加权处理。例如，选取95％百分比速度模型中CIP 1100左侧N1(例如，10)个CIP点的速度，CIP1100右侧N2(例如，20)个CIP点的速度；选取105％百分比速度模型中，CIP1200左侧N3(例如，20)个CIP点的速度，CIP 1200右侧N4(例如，15)个CIP点的速度；以此类推，……，选取100％百分比速度模型中，选取CIP 3450左侧N(n-1)(例如，30)个CIP点的速度，CIP 3450右侧Nn(例如，10)个CIP点的速度。从而选取的CIP点(附近点)是1090，1091，……，1120；1180，1181，……，1215；……；3420，3421，……，3459，3460。

对上述成像质量好的所有CIP点及其对应速度值、以及的所有选出的CIP点(附近点)及其速度值，进行插值，生成一个新的深度域速度模型，该速度模型即为百分比速度扫描得到的叠前深度偏移速度模型。例如，对选取的分属于不同百分比速度模型中的CIP点1090，1091，……，1120；1180，1181，……，1215；……，3420，3421，……，3459，3460的速度进行插值，形成新的速度模型，该速度模型就是本发明所需要的速度模型。

在本发明的另一个具体示例中，如果CIP点M1，左侧选出的是N1，右侧选出的是N2，CIP点M2，左侧选出的是N3，右侧选出的是N4，若M2>M1且(M2-M1)<(N2+N3)，也就是说，CIP点M1右侧和M2左侧选出的CIP点有交叉(即，CIP点M1右侧的附近点与CIP点M2左侧的附近点存在一组或多组重合)，那么可就交叉部分采用加权的方式进行处理，根据CIP点M1和CIP点M2所在的百分比速度的成像质量，进行加权处理，加权处理后，得到CIP点M1和M2之间的所有点的速度。例如，对于重叠部分的CIP点，在选取M1百分比剖面上速度值为A₁，在选取M2百分比剖面上速度值为A₂，则在第二集合中该重叠部分的CIP点的速度值(A_O)可以为A_o＝w₁A₁+w₂A₂，w₁∈[0,1]、w₂∈[0,1]且w₁+w₂＝1。

综上所述，本发明的叠前深度偏移速度模型建立方法，针对一个初始的深度域速度模型，进行百分比速度扫描，得到不同百分比的速度模型；对不同的百分比速度模型进行叠前深度偏移；在不同的百分比速度模型叠前深度偏移成像剖面上，拾取两个以上成像质量好的CIP点及其速度；选取CIP点及其附近的N个点及其速度值，然后进行插值，形成更加合理的深度域速度模型。本发明考虑了邻近点对于叠前深度偏移的影响，选取CIP的速度时，同时选取了该CIP附近的N个点的速度，从而有效地引入邻近点，建立的速度模型对叠前深度偏移成像效果有明显改进。进一步来讲，如果彼此相邻的CIP点所选取的附近点有重叠的话，则进行加权处理，从而能够进一步提高最终叠前深度偏移速度模型的合理性。也就是说，本发明的深度域速度模型建立方法，更加符合叠前深度偏移方法的特性，使得深度域速度模型的合理性有了良好的提升。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。