一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法技术

本发明专利技术提供了一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，属于地震勘探领域。本方法包括：(1)输入VSP记录，进行预处理；(2)对经过预处理后的VSP记录进行波场分离，得到单一的上行P波VSP记录；(3)获得地层的初始速度；(4)用初始速度抽取所述上行P波VSP记录的CSP道集；(5)对所述CSP道集进行速度扫描，得到第一次扫描速度；(6)用第一次扫描速度作为初始速度，然后重复步骤(4)至步骤(6)进行迭代，直到迭代前后的速度不再有明显变化，即达到速度分析目的；(7)输出该扫描速度，即为最终的速度结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地震勘探领域，具体涉及一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，通过垂直接收阵列的地震记录形成一种能用于速度扫描的地震道集，用于解决地震勘探中井中垂直接收阵列速度分析的问题。
技术介绍
VSP等垂直接收阵列的地震勘探方式借助其特殊的接收方式，广泛应用于油气田等的勘探开发中，为油气田的增储增产发挥着重要作用。但垂直接收阵列的速度建模技术主要依赖于测井资料，初至速度反演，或者地面阵列等，这些手段一般得到的是一维速度模型，或者只能得到最深接收点以上的速度。由于其接收方式的不对称性，很难形成和地面接收阵列一样的有效的速度分析道集，因此也就不能很好的利用其本身携带的丰富的速度信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，为成像提供了更准确合理的速度模型。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，所述方法包括：(1)输入VSP记录，进行预处理；(2)对经过预处理后的VSP记录进行波场分离，得到单一的上行P波VSP记录；(3)获得地层的初始速度；(4)用初始速度抽取所述上行P波VSP记录的CSP道集；也就是将VSP记录映射形成一种共散射点(CSP)道集；(5)对所述CSP道集进行速度扫描，得到第一次扫描速度；(6)用第一次扫描速度作为初始速度，然后重复步骤(4)至步骤(6)进行迭代，直到迭代前后的速度不再有明显变化，即达到速度分析目的；(7)输出该扫描速度，即为最终的速度结果。所述步骤(4)包括：(41)确定一个输入道的最大扫描长度；最大扫描长度大于等于输入道的最大记录长度；(42)利用公式(4)和公式(5)计算每个t0对应的均方根速度vs，vr；vs=(t0ve2+ts0vs02t0+ts0)12---(4)]]>vr=(t0ve2+trvvrv2t0+trv)12---(5)]]>其中，t0是基准面到散射点的单程垂直旅行时，ts0是地表震源到基准面的单程垂直旅行时，vs0为地表震源处的近地表速度，trv为从井中接收点到基准面的虚拟垂直单程旅行时，vrv为井中接收点到基准面的均方根速度，ve是所述初始速度；(43)利用公式(1)计算每个t0对应的旅行时t；t=[(t0+ts0)2+(hsvs)2]12+[(t0-trv)2+(hrvr)2]12+trv---(1)]]>其中，hs和hr分别是地面震源和井中接收点到散射点的水平距离，vs和vr分别是地面震源和井中接收点到散射点的均方根速度；(44)利用公式(3)计算每个t0对应的等效偏移距he；he=ve(t24-t02)12---(3)]]>(45)将每个t0对应的有效t时刻的采样点映射到t0对应的he上：统计映射到每个等效偏移距上的时间t的范围，然后将每个范围内的样点连续地映射到对应的等效偏移距上。所述步骤(45)中将每个范围内的样点连续地映射到对应的等效偏移距上是这样实现的：将步骤(43)中由t0确定的输入道中一个样点(t0,t)，通过步骤(44)确定(to,t)这个样点在输出道上对应的偏移距he，然后将这个输入道上的样点叠加到等效偏移距为he的输出道上的t时刻。所述步骤(5)中是按照最大扫描长度进行速度扫描的。所述步骤(6)中迭代前后的速度不再有明显变化是这样判断的：迭代前后的速度的变化差引起的走时差小于采样率即为速度不再有明显变化，如下式：|1／v2-1/v1|<dt/d，其中v1，v2是迭代前后的速度值，d是深度，dt是采样率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.形成了垂直接收阵列地震记录的共散射点道集，共散射点道集集聚了所有可能来自同一散射点的地震波能量，它的偏移距范围大，覆盖次数高，且能提高信噪比，有利于速度分析；2.垂直接收阵列地震记录的共散射点道集速度与界面倾角无关，只与散射点位置有关，而且共散射点道集的速度是偏移速度，因此可以直接用来偏移成像。3.垂直接收阵列地震记录的共散射点道集速度分析除了得到速度纵向变化，还可以得到速度的横向变化，为成像提供了更准确合理的速度模型；4.通过速度扫描的办法对共散射点道集进行速度分析，提供了一种方便可交互的垂直接收阵列的地震记录的速度分析手段。附图说明图1是VSP的等效偏移距定义示意图。图2是VSP记录的CSP道集映射流程图。图3是VSP记录的CSP道集和速度谱。图4是VSP记录的CSP道集映速度分析步骤框图。图5是VSP水平界面模型示意图。图6是VSP水平界面模型的部分单炮记录。图7是VSP水平界面模型的部分CSP道集。图8-1是VSP水平界面模型的CSP31的道集速度谱。图8-2是VSP水平界面模型的CSP41的道集速度谱。图8-3是VSP水平界面模型的CSP51的道集速度谱。图9是VSP水平界面模型CSP道集速度场。图10是某油田某井VSP波场分离后的上行波场记录。图11是某油田某井VSP记录的部分CSP道集。图12-1是某油田某井VSP资料的CSP60的道集速度谱。图12-2是某油田某井VSP资料的CSP80的道集速度谱。图12-3是某油田某井VSP资料的CSP100的道集速度谱。图13是某油田某井VSP记录的CSP道集速度场。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术通过形成一种垂直接收阵列地震记录的速度分析道集，这种道集有偏移距范围大，覆盖次数高，信噪比高的特点。因此通过速度扫描的办法对这种道集进行速度分析，能有效的解决垂直接收阵列地震勘探的速度建模问题。垂直接收阵列的观测方式变化较多，这里以垂直地震剖面(VSP)为例来对本专利技术的方法原理进行说明，对于其他垂直接收阵列的观测方式，利用本专利技术针对VSP的这种方法原理可以在做简单的修改之后很容易推广到其他方式的垂直接收阵列。本专利技术以散射点为中心，以等效偏移距为单元，将垂直接收阵列地震记录映射形成一种共散射点(CSP)道集，然后利用共散射点(CSP)道集进行速度扫描。(1)VSP记录的共散射点道集根据散射波理论，假设地下是由无数的散射点构成，任意散射点的时距公式可以表示为从震源到散射点的旅行时与散射点到接收点的旅行时之和。考虑到VSP的特殊性，如图1所示，引入一个从井中接收点到基准面的虚拟垂直单程旅行时trv，将地表震源处到散射点再到井中接收点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，其特征在于：所述方法包括：(1)输入VSP记录，进行预处理；(2)对经过预处理后的VSP记录进行波场分离，得到单一的上行P波VSP记录；(3)获得地层的初始速度；(4)用初始速度抽取所述上行P波VSP记录的CSP道集；(5)对所述CSP道集进行速度扫描，得到第一次扫描速度；(6)用第一次扫描速度作为初始速度，然后重复步骤(4)至步骤(6)进行迭代，直到迭代前后的速度不再有明显变化，即达到速度分析目的；(7)输出该扫描速度，即为最终的速度结果。

【技术特征摘要】
1.一种垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)输入VSP记录，进行预处理；
(2)对经过预处理后的VSP记录进行波场分离，得到单一的上行P波VSP
记录；
(3)获得地层的初始速度；
(4)用初始速度抽取所述上行P波VSP记录的CSP道集；
(5)对所述CSP道集进行速度扫描，得到第一次扫描速度；
(6)用第一次扫描速度作为初始速度，然后重复步骤(4)至步骤(6)进
行迭代，直到迭代前后的速度不再有明显变化，即达到速度分析目的；
(7)输出该扫描速度，即为最终的速度结果。
2.根据权利要求1所述的垂直接收阵列地震记录的速度分析方法，其特征在于：
所述步骤(4)包括：
(41)确定一个输入道的最大扫描长度；最大扫描长度大于等于输入道的
最大记录长度；
(42)利用公式(4)和公式(5)计算每个t0对应的均方根速度vs，vr；
vs=(t0ve2+ts0vs02t0+ts0)12---(4)]]>vr=(t0ve2+trvvrv2t0+trv)12---(5)]]>其中，t0是基准面到散射点的单程垂直旅行时，ts0是地表震源到基准面的
单程垂直旅行时，vs0为地表震源处的近地表速度，trv为从井中接收点到基准面
的虚拟垂直单程旅行时，vrv为井中接收点到基准面的均方根速度，ve是所述初
始速度；
(43)利用公式(1)计算每个t0对应的旅行时t；
t=[(t0+ts0)2+(hsvs)2]12+[(t0-...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈占国，陈林，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11