專利名稱：一種復雜地區地震勘探資料處理的方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種復雜地區和復雜油氣藏油氣勘探時，地震勘探資料靜校 正和疊前偏移成像一體化處理的方法及系統。
背景技術：
隨著勘探程度的提高，復雜地區和復雜油氣藏的油氣勘探，已成為地球 物理勘探的主要目標。復雜地區主要指復雜的地表條件。但是地表復雜往往 地下也異常復雜，例如陡峭的山地往往與地下逆掩推覆帶伴生。復雜地區和 復雜油氣藏的油氣勘探是一項非常復雜的系統工程。必須是多工種的協同作 戰。地震勘探數據處理是最為重要的環節之一，偏移成像又是數據處理之中 最為重要的一步，直接關系到最后的成果。在老油田由于復雜構造沒能搞清
楚，致使大約70%的剩余油無法有效的開采出來。
做為尋找石油工業油氣藏的一種最主要手段，地震勘探的重要性更加明 顯。由于在地震資料處理技術中采用如下的幾個假設條件(l)均勻介質；(2) 水平層狀介質；(3)平緩地表假設及各向同性；(4)時間方向上，靜校正量 與時間無關。使得現階段地震資料處理普遍存在的問題
(1) 靜校正假設條件在實際情況下難以滿足。
(2) 連續的射線由于靜校正被斷開，必然帶來誤差。
(3) —個數據道只有一個靜校正值顯然不合實際。
(4) 速度分析與靜校正分開進行處理必然相互矛盾。 在實際情況下，假設條件很難滿足時，靜校正存在很大誤差，但它仍然
是地震數據處理質量的關鍵，不管是資料的信噪比、分辨率等，靜校正和剩 余靜校正都舉足輕重。更重要的是，現在幾乎所有的靜校正方法在每一道上只有一個靜校正值，這在地形起伏大，地下構造復雜，斷層發育地區是肯定 不準確的，地震射線到達不同的反射點和返回到檢波器所經過的路徑不同， 因此，每一道對不同的反射點應該有不同的靜校正值。
地震射線自激發至接收，始終為一連續函數，而靜校正和偏移的兩個過 程，必然將地震射線不合理的人為斷開，并進行各個方向的位移，這些必然 導致理論上和實際上的偏差，最終導致成果嚴重損壞，難以提供真實、準確 的構造成像和巖性信息。
當前油氣勘探正向廣度和深度發展。前者的目標是要發現新的遠景勘探領 域，常常面臨復雜的地表條件和復雜構造等問題；后者要求尋找那些埋藏深 度大和復雜程度高的油氣藏，要求解決精細構造和儲層參數精細描述等問題。 對此，靜校正作為地震數據處理的關鍵步驟，已成為最終地震數據質量的一 個關鍵點，而現有的靜校正方法，常常難以解決問題，而對這些問題和新的 情況，國內外地球物理學家認識到，發展靜校正和疊前偏移一體化技術是解 決復雜構造地區地震勘探數據處理的必由之路。
發明內容
本發明的目的是開發出一套適合復雜山地及構造的地震資料靜校正和疊 前偏移一體化的成像方法及數據處理系統，并總結出如何層速度建模，賜S速 度建模流程，為實際生產提供服務和指導，靜校正和疊前偏移一體化數據處 理系統將提供共反射點(CRP)道集，為巖性反演和AVO服務，探索出在復雜 地區進行速度建模及偏移成像符合實際生產的工作參數及流程。 技術方案
本發明專利的技術方案如下
(1)從地表進行疊前時間偏移，從格林函數推出疊前時間偏移的精確時 間公式，地震波的傳播時間計算包括了地表起伏的影響，從這些共
成像道集(Common Imaging Gathers)中獲得精確的速度模型，而這 個速度模型還包括了淺地表不均勻體的平均影響；(2) 多次偏移速度掃描獲得精確的偏移速度模型 其過程如下
① 、通過道集拉平建立一個固定速度模型，這個模型是用靜校正和 偏移一體化所建；
② 、在固定速度模型基礎上將所有速度統一從80%到120%，用5 %的增量進行9次控制剖面偏移；
③ 、輸出不同百分比速度的控制剖面進行檢查，搜索合理的偏移局
部；
、將所有合理的局部合成，最終形成速度模型； 、使用最終速度模型進行疊前偏移和靜校正一體化，形成最終偏 移剖面；
這是一個偏移和速度分析的疊代過程，也是一個綜合分析過程，多 次速度掃瞄可以獲得合理的地震偏移結果；
(3) CRP道集剩余靜校正提高信噪比并可精確成像
CRP道集剩余靜校正的思路和方法
① 、從地表進行疊前時間偏移，使地震波的傳播時間計算包括地表 起伏的影響，從這些共成像道集中獲得精確的層速度模型；
② 、共成像道集剩余靜校正，如果用直徑10公里的偏移孔徑，一 個輸入道將把自身能量偏移到大約78平方公里的輸出道，如果面元為 25X25，將大約有125663個點參與偏移運算，如果采樣點為1500個， 理論上這一輸入道將有1500 X 125663個靜校正值，大約為2個億， 為一個輸入道求出這些剩余靜校正值，然后在疊前偏移過程中完成剩余 靜校正；
③ 、沿時間方向，分布多個時間窗口，窗口之間相互重疊，強求取 每個窗口的剩余靜校正量；這樣，剩余靜校正量也是動態的。
(4) 波場延拓解決復雜地表問題 波動方程基準面校正指的是地震時間數據向上或向下延拓，去重新定義炮點和檢波點所在的參考面；
波動方程的層替換是這樣發生的數據以上覆巖層或水層的速度向
下延拓至一個新的基準面，然后再以基底速度或替換速度向上延拓到原 始基準面或另一個基準面上，舊的和新的基準面的形狀都可以是任意
的；
真地表疊前偏移旅行時計算公式-
如果進行深度疊前偏移，必須在炮檢點進行射線追蹤，獲得傳播時間
此方法適用于具有不規則地表和速度變化劇烈的地質界面和水體資料。
地震資料靜校正和疊前時間偏移一體化的方法及數據處理系統，對復 雜山地及構造地區地震數據成像產生明顯效果
(1) 構造成像的主頻在復雜山地及構造地區可大約提高5-10赫茲。
(2) 構造成像的信噪比在復雜山地及構造地區也得到了很大的提高。
(3) 使用靜校正和疊前時間偏移一體化的數據處理系統處理數據使 共反射點(CRP)道集更精確，這使巖性反演和AVO技術也更可靠。
(4) 在國內外首先提出了一原始道具有大約一點八億個剩余靜校正 量的新理論，并在理論和實際上做出了證明。
圖1一種復雜地區地震勘探資料處理系統流程圖
技術效果
具體實施例方式
下面根據附圖對本發明所述的一種復雜地區地震勘探資料處理系統進行詳 細的敘述。 (1)地震數據載體
輸入的地震數據為石油工業普遍采用的SEGY格式，SEGY格式是使用最廣 泛的地震數據格式，SEGY的磁帶巻標識頭包含3600字節，分別描述炮點線的 信息(3200字節)和該巻地震數據的公共信息(400字節)；地震數據記錄中 的每道數據包含固定的240字節標識頭(簡稱SEGY道頭)，接著是地震數據。 簡稱SEGY道頭主要包含如下地震信息在線中的道號，在磁帶巻中的道序號， 炮號或疊加道號，野外記錄號，在炮中的道號，炮點號--用于相同上午有效 地面位置出現多個記錄情況，CDP號在CDP中的道號，道標識，垂直疊加道數 目，CDP覆蓋，數據用途，炮點到檢波點的距離，檢波器組高程，海平面(深 度為負)，炮點高程，震源低于地面的深度(正數！)，檢波器組基準面高程， 震源基準面高程，震源水深，檢波器組水深，震源坐標，檢波器坐標，坐標 單位，風化層或水速度，風化層地面速度，震源井口時間，檢波器組井口時 間，震源靜校正，檢波器組靜校正，總靜校正，延遲時間，深水延遲，切除 開始時間，毫秒，本道樣點數目，不包括道頭，本道采樣間隔，微秒，記錄 時間，道加權系數。
輸入的數據可以是炮點集合、檢波點集合或疊加數據。
(2) 預處理單元
預處理是把野外地震數據格式轉換成適合計算機處理的格式并對數據做 相應編輯和校正，它包括數據解編、格式轉換、編輯、幾何擴散校正、建立 野外觀測系統和野外靜校正，在石油工業中，地震數據的預處理是一件既普 通又很重要的處理流程，主要包括去噪、振幅補償、反褶積方法，為后續的 處理流程做準備。
(3) 初始速度模型單元
在對地震數據做偏移處理時，必須事先輸入待分析工區的初始速度模型，獲取該初始速度模型的方式可以是多種多樣的既可以根據本工區的先驗的 地質資料獲得，也可以根據前人的地球物理信息(如測井、重磁等數據)得 到，還可以根據地震勘探開工前的實驗資料來獲得，初始速度模型通常包含 有地層速度和深度等信息。
(4) 均方根速度分析單元 做地震資料的疊前時間偏移處理需要的是工區的均方根速度，這時，利
用深度和速度的關系，結合初始速度模型，可以得到工區的均方根速度數據， 這種均方根速度數據是原始的、不精確的，需要后續的處理來對它進行優化。
(5) 均方根速度場單元 由于在地震數據處理中所分析的對象是二維(一條測線)或三維的，因
此，同樣需要建立與待處理數據體相對應的地下地質體速度模型，亦即地下 地質體的速度場。
(6) CRP道集靜校正單元
靜校正的目的是把所有炮點和接收點位置均校正到一個公共基準面上， 以消除高程、低降速帶和井深對旅行時的影響。
現在幾乎所有的靜校正方法在每一道上只有一個靜校正值，這在地形起 伏大、地下構造復雜、斷層發育地區是肯定不準確的；由于地震射線到達不 同的反射點和返回到檢波器所經過的路徑不同，因此，在本發明專利中對每 一道不同的反射點做不同的靜校正值分析與計算，也就是說，(剩余)靜校正 量是動態的。該方法效果良好，意義重大，這是本專利的一個亮點。 (7 )真地表疊前時間偏移
常規的疊前時間偏移理論，都是基于水平地表這一假設。本發明專利研 究的是從真地表(亦即野外觀測的實際地表面)出發進行地震數據的疊前時 間偏移處理；這樣，地震波的傳播時間計算就包括了地表起伏的影響，從這 些共成像道集中我們可以獲得精確的速度模型，這個速度模型包括了淺地表 不均勻體的平均影響。
同時，根據我們提出的新的疊前偏移旅行時計算公式計算精度大為提高。
(8) 判斷準則CRP道集是否拉平 地震數據的疊前時間偏移處理是一個迭代過程。為了得到一個滿意的結
果，需對同一數據體做多次處理，目的是修改速度模型，以便輸出一個理想 的處理結果。當然，這種迭代也不能是無限的，這就需要我們在合適的時候 對這種迭代過程予以終止，通常的做法是'判斷共反射點道集(CRP道集) 是否拉平，若沒拉平，進入第9步，繼續修改速度模型；若已拉平，停止迭 代過程，進入第10步。
(9) 速度掃描法剩余速度分析
在構造復雜地區，反射道集拉平還難以解決速度建模問題，因此我們提
出了多次偏移的速度掃描方法，其過程如下
① 通過道集拉平建立一個固定速度模型。這個模型是用靜校正和偏移一體 化所建。
② 在固定速度模型基礎上將所有速度統一從80X到120%，用5%的增量 進行9次控制剖面偏移，不可否認9次偏移工作量較大，但我們已證明它的 傳播時間是速度百分比的一個線性函數，因此不需重新計算傳播時間，工作 量大減。
③ 輸出不同百分比速度的控制剖面進行檢査，搜索合理的偏移局部。
④ 將所有合理的局部合成，最終形成速度模型。
⑤ 使用最終速度模型進行疊前偏移和靜校正一體化，形成最終偏移剖面。 這個過程符合實際，而且可由地質解釋人員直接參與處理過程。
然后回到第5步進行下一輪的迭代處理過程。
(10) 疊加、輸出時間偏移剖面 做完上述的地震數據疊前時間偏移之后，整個處理過程基本結束。此時只需要對已處理好的地震資料做疊加計算，便得到我們的最終成果疊前時 間偏移剖面。
權利要求
1.一種復雜地區地震勘探資料處理的方法，其特征在于(1)從地表進行疊前時間偏移，從格林函數推出疊前時間偏移的精確時間公式，地震波的傳播時間計算包括地表起伏的影響，從這些共成像道集中獲得精確的速度模型，這個速度模型包括了淺地表不均勻體的平均影響；(2)多次偏移速度掃描獲得精確的偏移速度模型其步驟如下①、通過道集拉平建立一個固定速度模型，這個模型是用靜校正和偏移一體化所建；②、在固定速度模型基礎上將所有速度統一從80％到120％，用5％的增量進行9次控制剖面偏移；③、輸出不同百分比速度的控制剖面進行檢查，搜索合理的偏移局部；④、將所有合理的局部合成，最終形成速度模型；⑤、使用最終速度模型進行疊前偏移和靜校正一體化，形成最終偏移剖面；(3)CRP道集剩余靜校正提高信噪比并可精確成像其步驟如下①、從地表進行疊前時間偏移，使地震波的傳播時間計算包括地表起伏的影響，從這些共成像道集中獲得精確的層速度模型；②、共成像道集剩余靜校正，將理論上一輸入道有1500×125663個靜校正值，為一個輸入道求出這些剩余靜校正值，然后在疊前偏移過程中完成剩余靜校正；③、沿時間方向，分布多個時間窗口，窗口之間相互重疊，強求取每個窗口的剩余靜校正量；(4)波場延拓解決復雜地表問題波動方程的層替換是這樣發生的數據以上覆巖層或水層的速度向下延拓至一個新的基準面，然后再以基底速度或替換速度向上延拓到原始基準面或另一個基準面上，舊的和新的基準面的形狀都可以是任意的；真地表疊前偏移旅行時計算公式<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>T</mi><mo>=</mo><msqrt> <mfrac><msup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>0</mn></msub><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mrow> <msubsup><mi>c</mi><mi>A</mi><mn>2</mn> </msubsup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>0</mn></msub><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac><mrow> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>x</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>x</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>y</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>y</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup></mrow><mrow> <msubsup><mi>c</mi><mi>rms</mi><mn>2</mn> </msubsup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>0</mn></msub><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mfrac></msqrt> </mrow>]]></math></maths><maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mo>+</mo><msqrt> <mfrac><msup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msubsup> <mi>z</mi> <mn>0</mn> <mo>′</mo></msubsup><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><mrow> <msubsup><mi>c</mi><mi>A</mi><mn>2</mn> </msubsup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msubsup> <mi>z</mi> <mn>0</mn> <mo>′</mo></msubsup><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac><mrow> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>x</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msubsup><mi>x</mi><mn>0</mn><mo>′</mo> </msubsup> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>y</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>y</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup></mrow><mrow> <msubsup><mi>c</mi><mi>rms</mi><mn>2</mn> </msubsup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>z</mi> <mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msubsup> <mi>z</mi> <mn>0</mn> <mo>′</mo></msubsup><mo>)</mo> </mrow></mrow> </mfrac></msqrt> </mrow>]]></math></maths>如果進行深度疊前偏移，必須在炮檢點進行射線追蹤，獲得傳播時間表。
2. —種復雜地區地震勘探資料處理的系統，它是由地震數據載體和計算 機構成，其特征在于它包括的(1)地震數據載體是記錄野外地震數據的SEGY磁帶巻，輸入的數據 是炮點集合、檢波點集合或/和疊加數據，為預處理單元提供野外地震原始數 據；它還包括(2) 預處理單元是把野外地震數據格式轉換成適合計算機處理的格式并對數據做相應編輯和校正，它包括數據解編、格式轉換、編輯、幾何擴散校正、 建立野外觀測系統和野外靜校正，處理流程，包括去噪、振幅補償、反褶積，為后續的處理流程做準備；(3) 初始速度模型單元根據本工區先驗的地質資料、或根據前人的地球物 理信息或根據地震勘探幵工前的實驗資料獲得包含有地層速度和深度信息的 待分析工區的初始速度模型，在對地震數據做疊前時間偏移處理時，事先輸 入待分析工區的初始速度模型；(4) 均方根速度分析單元利用深度和速度的關系，結合初始速度模型，得 到做地震資料的疊前時間偏移處理需要的原始的、不精確的，需要后續的處 理對它進行優化的工區均方根速度；(5) 均方根速度場單元建立與待處理數據體相對應的地下地質體均方根速 度場；(6) CRP道集靜校正單元對每一道不同的反射點做不同的靜校正值分析與計算，把所有炮點和接收點位置均校正到一個公共基準面上，以消除高程、低降速帶和井深對旅行時的影響； (7 )真地表疊前時間偏移處理單元從野外觀測的實際地表面出發進行地震數據的疊前時間偏移處理，地震波的傳播時間計算包括地表起伏的影響， 從這些共成像道集中獲得精確的速度模型，這個速度模型包括淺地表不均勻體的平均影響；疊前偏移旅行時計算公式(8) 判斷單元在此單元判斷共反射點道集是否拉平若沒拉平，進入第(9) 步，繼續修改速度模型；若己拉平，停止迭代過程，進入第(10)步；(9) 剩余速度分析單元提供多次偏移的速度掃描，其過程如下① 通過道集拉平建立一個固定速度模型，這個模型是用靜校正和偏移一體 化所建；② 在固定速度模型基礎上將所有速度統一從80X到120%，用5。％的增量 進行9次控制剖面偏移；③輸出不同百分比速度的控制剖面進行檢査，搜索合理的偏移局部；④ 將所有合理的局部合成，最終形成速度模型；⑤ 使用最終速度模型進行疊前偏移和靜校正一體化，形成最終偏移剖面;(10) 疊加、輸出時間偏移剖面單元對已處理好的地震資料做疊加計算， 最終得到疊前時間偏移剖面。
全文摘要
本發明涉及一種復雜地區和復雜油氣藏油氣勘探時，地震勘探資料靜校正和疊前偏移成像一體化處理的方法及系統，包括從地表進行疊前時間偏移，從格林函數推出疊前時間偏移的精確時間公式；多次偏移速度掃描獲得精確的偏移速度模型；CRP道集剩余靜校正提高信噪比并精確成像；波場延拓解決復雜地表問題；用于復雜山地及構造地區地震數據構造成像，主頻大約提高5-10Hz；信噪比也得到了很大的提高；使用靜校正和疊前時間偏移一體化的數據處理系統處理數據使共反射點(CRP)道集更精確，使巖性反演和AVO技術也更可靠；在國內外首先提出了一原始道具有大約一點八億個剩余靜校正量的新理論，并在理論和實際上做出了證明。
文檔編號G01V1/16GK101315427SQ20071009969
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者孫傳文, 王尚旭 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油大學(北京)