井中地震偏移成像方法

技术领域

本发明涉及勘探地震技术领域，特别是涉及到一种井中地震偏移成像方法。

背景技术

地震勘探技术作为寻找油气藏的重要手段，已经广泛应用于生产实际中。但随着地震勘探的需求不断提高，构造简单、易于探测的油气藏逐步减少，取而代之的是一些深层特殊地质体下的复杂、精细构造油气藏，勘探目标日趋复杂。复杂构造油气藏具有储层薄、分布广、赋存状态隐蔽等特点，对储层内部小构造的高精度成像有重大需求，这对地面地震勘探技术提出了挑战。井中地震勘探技术是在传统的地面地震勘探和VSP勘探的基础上发展起来的一门新技术。不同于地面地震技术和VSP技术，井中地震采用井中激发地面接收的方式进行观测。震源位置靠近目的层，且波场减少了一次经过浅层降速带，采集信号信噪比高，对储层识别能力强，可以对井周构造进行高精度成像，弥补了常规地面地震在深层复杂油气藏勘探及井周小构造成像效果不理想的现象，是一种新型物探方法。因此，发展井中地震对当前深层复杂油气藏勘探开发至关重要。

井中地震技术具有独特的观测方式，其震源和检波器的布置与地面地震不同，这使得地震波的传播路径与地面地震存在较大差异，因此对于井中地震，不能直接套用相对成熟的地面地震成像流程。此外，井中激发地震波需要考虑实际情况，为保护井壁，震源能量较小，使得信号能量弱。地层的粘滞效应造成地震信号的高频成分被严重吸收，相比于地面地震，井中地震吸收衰减的影响更为严重，有效信号更加微弱，因此对于井中地震应需研究新的针对性成像方法。井中地震技术主要目的是对深层复杂构造进行井周区域精细成像。地震资料逆时偏移成像技术基于双程波动理论，不受倾角和横向变速的限制，克服了传统射线类偏移和单程波偏移方法的局限性，在复杂构造油气藏成像方面具有显著优势。鉴于上述原因，需要发展一种针对性的井中地震偏移成像方法。

在申请号：CN201610701979.4的中国专利申请中，涉及到一种地震偏移成像方法及装置，所述方法包括：获取地震数据，根据所述地震数据确定成像速度场数据和品质因子场数据；根据所述品质因子场数据，计算射线路径补偿旅行时间；获取所述地震数据对应的走时表、补偿旅行时间表和叠前地震道数据；根据所述走时表和补偿旅行时间表，对所述叠前地震道数据进行补偿；根据所述补偿后的叠前地震道数据，生成成像结果。该申请实施例提供的地震偏移成像方法及装置，可以提高偏移成像结果的准确性。

在申请号：CN201110029735.3的中国专利申请中，涉及到提升波动方程叠前深度偏移成像效果的方法，应用于地震勘探中反射地震资料处理，改善波动方程叠前深度偏移应用效果。通过建立深度-角度域剩余动校正关系和层速度反演方法，直接基于角道集的剩余动校量更新波动方程叠前深度偏移的偏移速度模型，以此提升波动方程叠前深度偏移的成像效果。利用深度-角度域剩余动校正关系，该方法实现了波动方程叠前深度偏移的偏移道集的剩余动校正和噪音及拉伸切除，改善了偏移叠加剖面的信噪比和分辨率；改进了应用于叠前反演的角道集的质量，能更好地实现直接识别地下构造的含油、气或水；能应用于反射地震资料的二维和三维波动方程叠前深度偏移，对油气、矿产资源勘探有重要应用价值。

在申请号：CN201110112909.2的中国专利申请中，涉及到一种地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，属于勘探地球物理学领域，特征是通过直接利用多分量地震资料作为输入，在对输入数据不进行波场分离的情况下，基于弹性波方程进行正向和逆时外推，联合多分量共同构建地下弹性矢量地震波场，应用照明补偿的弹性波互相关成像条件得到物理意义明确的纵波、横波、转换纵波和转换横波等四种弹性波成像结果，并进行低通角度域滤波压制弹性逆时偏移中的低波数噪音，得到最终的弹性波偏移成像结果。该发明通过直接输入多分量地震资料，联合使用多分量共同构建地下弹性矢量地震波场，用于复杂地球介质准确成像。

以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的井中地震偏移成像方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可高效获取高质量井中地震资料叠前深度偏移剖面的井中地震偏移成像方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：井中地震偏移成像方法，该井中地震偏移成像方法包括：

步骤1，获取用于偏移成像的井中地震共炮点道集、初始速度模型、初始品质因子模型；

步骤2，确定偏移所用的横向网格间隔和共炮点道集的有效频带范围及主频；

步骤3，确定偏移速度模型v

步骤4，获取每个共炮点道集对应的观测参数，确定偏移孔径及有效成像范围；

步骤5，基于数值算法求解波动方程，获取该炮的成像时间及相应的震源波场；

步骤6，利用成像条件实现对该共炮点道集的偏移成像；

步骤7，将所有炮的单炮偏移剖面进行叠加，获得最终的偏移剖面。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，依据探测目标及探区地质条件，获取以SEGY或SGY格式存储的用于偏移成像的井中地震共炮点道集D(x

在步骤2中，基于本探区目标面元尺寸，确定偏移所用的横向网格间隔dx和dy。

在步骤2中，对共炮点道集D(x

在步骤3中，扫描所述共炮点道集所涉及的大地坐标，建立工区观测系统，确定偏移速度模型和偏移品质因子模型。

在步骤3中，对于所述的井中地震共炮点道集D(x

在步骤3中，横向空间网格点数Nx和Ny具体为：

和

在步骤3中，依据初始速度模型v和初始品质因子模型Q的大地坐标位置及所建立的工区观测系统，将初始速度模型v、初始品质因子模型Q投影至所建立的工区观测系统，确定用于偏移的偏移速度模型v

在步骤3中，将工区观测系统覆盖到的初始速度模型v和初始品质因子模型Q提取出来，以所建立的工区观测系统为坐标系统，形成规则的速度模型和品质因子模型，即为所述的偏移速度模型v

在步骤4中，获取每个共炮点道集对应的观测参数，包括炮点空间位置和检波点空间位置，提取该共炮点道集对应的局部偏移速度模型及局部偏移品质因子模型，确定偏移孔径及有效成像范围。

在步骤4中，针对每一炮，读取该炮的共炮点道集的道头参数，获取该炮的炮点深度selev，炮点空间位置sx和sy，每一道对应的检波点深度gelev以及检波点空间位置gx和gy；对该炮所有道的所述四个道头关键字sx，sy，gx，gy分别进行大小比较，获取一下四个参数：min

在步骤4中，确定nx和ny的公式为：

和

在步骤4中，基于所建立的工区观测系统，确定该炮共炮点道集在所建立的工区观测系统的覆盖范围，获取该炮的横向起始空间网格坐标(nx

和

在步骤4中，基于所获得的横向起始空间网格坐标(nx

基于所述的该炮的炮点深度selev，获取该炮的深度z处的有效成像范围Dist(z)，具体为：

在步骤5中，针对每一炮，搜索该炮的局部偏移速度模型

所述式子(9)中，critia表征稳定性条件因子，通常取0.4；min{·}表征取最小值函数。

在步骤6中，以井中地震共炮点道集为边值条件，基于数值算法逆时求解波动方程，并基于该炮的成像时间及相应的震源波场，利用成像条件实现对该共炮点道集的偏移成像。

在步骤6中，针对每一炮，计算该炮在所建立的工区观测系统中的局部炮点网格坐标(nx

在步骤6中，所述的地震波动方程为：

所述式子(10)中，u

其中，标量β具体为：

所述式子(10)中，τ具体为：

利用偏微分方程数值解法求解式子(10)，获得该炮每个时刻t空间任意位置x处的介质振动情况，即地震波场u

所述的获得该炮在每一个空间位置x＝(x,y,z)处的成像时间T(x；x

为该炮共炮点道集所对应的局部偏移速度模型；

用计算所得的参考成像时间T

所述的该炮在每一个空间位置x＝(x,y,z)处的成像时间T(x；x

在步骤7中，针对每一炮，以所得的井中地震共炮点道集D(x

所述的利用成像条件实现对该共炮点道集的偏移成像，具体为：

Dist表示有效偏移孔径范围；

所述的将所有炮的所述单炮偏移成像剖面进行叠加，获得最终的偏移剖面I(x)，具体为：

本发明中的井中地震偏移成像方法，涉及地震资料偏移成像处理，其具有以下优点：1)本发明方法为一种井中地震偏移成像方法，与常规地面地震偏移成像方法相比，本发明可以获得高精度、高分辨率、高信噪比的地下复杂构造偏移成像剖面；2)本发明方法不同于常规的地面地震偏移成像方法，该方法无需存储地震波场，对计算机硬件依赖性弱，具有较高的计算效率；3)本发明方法针对井中地震这种特殊的观测方式，对深部陡倾角构造，甚至垂直构造有更好的成像效果，同时由于衰减补偿的引入，成像剖面的振幅更加保真，所得偏移剖面可直接应用到地震属性反演中，提高储层预测及流体识别的精度。

附图说明

图1为本发明的井中地震偏移成像方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中提供的典型二维薄互储层模型的示意图；

图3为本发明的一具体实施例中图2所示典型二维薄互储层模型的叠加偏移剖面图；

图4为本发明的一具体实施例中提供的典型三维薄互储层模型的示意图；

图5为本发明的一具体实施例中图4所示典型三维薄互储层模型的叠加偏移剖面图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

本发明涉及一种井中地震偏移成像方法，本发明包括：获取用于偏移成像的井中地震共炮点道集、初始速度模型、初始品质因子模型；确定偏移所用的横向网格间隔；确定共炮点道集的有效频带范围及主频；扫描所述共炮点道集所涉及的大地坐标，建立工区观测系统，确定偏移速度模型和偏移品质因子模型；获取每个共炮点道集对应的观测参数，包括炮点空间位置和检波点空间位置，提取该共炮点道集对应的局部偏移速度模型及局部偏移品质因子模型，确定偏移孔径及有效成像范围；基于数值算法求解波动方程，获取该炮的成像时间及相应的震源波场；以井中地震共炮点道集为边值条件，基于数值算法逆时求解波动方程，并基于该炮的成像时间及相应的震源波场，利用成像条件实现对该共炮点道集的偏移成像；将所有炮的所述单炮偏移剖面进行叠加，获得最终的偏移剖面。本发明计算效率高、存储量小，成像剖面分辨率和信噪比高，可直接应用到地震属性反演中。

以下为应用本发明的几个具体实施例

实施例1

在应用本发明的一具体实施例1中，请参阅图1，为本发明提供的井中地震偏移成像方法流程示意图。本发明实施例的井中地震偏移成像方法包括以下步骤：

步骤S100，依据探测目标及探区地质条件，获取以SEGY或SGY格式存储的用于偏移成像的井中地震共炮点道集D(x

步骤S200，基于本探区目标面元尺寸，确定偏移所用的横向网格间隔dx和dy；

步骤S300，对共炮点道集D(x

步骤S400，对于所述的井中地震共炮点道集D(x

和

依据初始速度模型v和初始品质因子模型Q的大地坐标位置及所建立的工区观测系统，将初始速度模型v、初始品质因子模型Q投影至所建立的工区观测系统，确定用于偏移的偏移速度模型v

步骤S500，针对每一炮，读取该炮的共炮点道集的道头参数，获取该炮的炮点深度selev，炮点空间位置sx和sy，每一道对应的检波点深度gelev以及检波点空间位置gx和gy；对该炮所有道的所述四个道头关键字sx，sy，gx，gy分别进行大小比较，获取一下四个参数：min

和

基于所建立的工区观测系统，确定该炮共炮点道集在所建立的工区观测系统的覆盖范围，获取该炮的横向起始空间网格坐标(nx

和

基于所获得的横向起始空间网格坐标(nx

基于所述的该炮的炮点深度selev，获取该炮的深度z处的有效成像范围Dist(z)，具体为：

步骤S600，针对每一炮，搜索该炮的局部偏移速度模型

所述式子(9)中，critia表征稳定性条件因子，通常取0.4；min{·}表征取最小值函数；

步骤S700，针对每一炮，计算该炮在所建立的工区观测系统中的局部炮点网格坐标(nx

所述的地震波动方程为：

所述式子(10)中，u

其中，标量β具体为：

所述式子(10)中，τ具体为：

利用偏微分方程数值解法求解式子(10)，获得该炮每个时刻t空间任意位置x处的介质振动情况，即地震波场u

所述的获得该炮在每一个空间位置x＝(x,y,z)处的成像时间T(x；x

利用计算所得的参考成像时间T

所述的该炮在每一个空间位置x＝(x,y,z)处的成像时间T(x；x

步骤S800，针对每一炮，以所得的井中地震共炮点道集D(x

所述的利用成像条件实现对该共炮点道集的偏移成像，具体为：

所述的将所有炮的所述单炮偏移成像剖面进行叠加，获得最终的偏移剖面I(x)，具体为：

实施例2

在应用本发明的一具体实施例2中，图2是本发明提供的典型二维薄互储层模型，其中，(a)偏移速度模型v

实施例3

在应用本发明的一具体实施例3中，图4是本发明提供的典型三维薄互储层模型，其中，(a)偏移速度模型v

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。