共转换点道集抽取方法、存储介质及计算设备

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种共转换点道集抽取方法、存储介质及计算设备。

背景技术

转换波(P-SV波)技术是进一步提高地震勘探精度的重要工具。与单一纵波勘探相比，转换波数据能够提供更为丰富的岩石物性信息，这些信息可以在反演、裂缝参数提取和含气性检测等方面发挥重要作用。资料处理是转换波技术的重要内容之一，其中，转换波的共转换点(common converted point,CCP)道集抽取技术是转换波资料处理中的关键技术。

CCP道集的抽取需要已知转换点的准确位置，且受常规纵波资料处理思路的影响，常采用整体抽取的方法抽取CCP道集，即首先计算各道对应转换点的位置，然后抽取转换点在特定位置的所有地震道形成CCP道集。这种假设前提是转换点在地表投影位置相同，但与实际转换波传播规律不符，进而抽取的CCP道集并非真正意义上的道集。

此外，虽然真实的共反射点叠加需要在CCP道集上进行，然而实际抽取CCP道集需要进行拆道和合并处理，实际生产和商业软件上通常采用渐近转换点(asymptoteconverted point，ACP)道集来替代。相比于求取真实的转换点而言，渐近转换点的求取比较简单，通过纵横波速度比r和偏移距x，则渐近转换点可表示为xr/(1+r)，这样可以抽取ACP道集。当然，这种方法仅仅是对CCP道集的一种近似替代，其计算精度较低，且对地下介质要求为水平层状介质，否则无法计算渐近转换点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种共转换点道集抽取方法，其遵循实际的转换波传播规律，抽取的CCP道集是真正意义上的道集，精度更高，且能更好地为后续转换波处理解释提供数据基础。

根据本发明的一个方面，提供了一种共转换点道集抽取方法，该方法包括以下步骤：

S1：通过时变速变动态速度分析，确定纵横波速度比；

S2：根据所述纵横波速度比绘制速度谱；

S3：根据所述速度谱对各个地震道进行转换波动校正；

S4：对于动校正后的各个地震道，根据预定的偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集；

S5：分别对所述多个共偏移距道集进行叠加处理，得到多个叠加剖面；以及

S6：将所述多个叠加剖面进行分选，以得到动校正后的共转换点道集。

优选地，步骤S1包括：

步骤S11：给定初始扫描速度比和转换点；

步骤S12：根据转换波时距曲线，利用该扫描速度比对转换点范围中包含该转换点的地震道做动校正处理；

步骤S13：计算该扫描速度比下各地震道中每个采样点所对应的转换点位置，并记录转换点位置落在该转换点上的地震数据；

步骤S14：保持所述地震数据的时间关系不变，将所述地震数据移动到该转换点处；

步骤S15：保持所述地震数据的时间和位置不变，按照偏移距对所述地震数据进行重排，形成动校正后的初始共转换点道集；

步骤S16：根据初始共转换点道集计算相似系数曲线；

步骤S17：改变扫描速度比，重复步骤S12至步骤S16，直至扫描速度比达到最大值时结束；以及

步骤S18：通过对比各扫描速度比对应的相似系数曲线，确定出纵横波速度比。

优选地，在步骤S2中，绘制的所述速度谱中包括纵波速度和横波速度。

优选地，在步骤S3中，

保持每个地震道中的各个采样点的空间位置不变，根据所述速度谱并按照转换波的运动学特征对每个地震道进行转换波动校正，使得每个地震道中的各个采样点对应的时间转换为自激自收时间。

优选地，在步骤S4中，

给定一个偏移距面元间隔，按照该偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集；

其中，在抽取时将偏移距落在同一间隔内的地震道作为一个共偏移距道集。

优选地，在步骤S5中，

按照转换波的叠加方式对所述多个共偏移距道集进行叠加处理，得到多个叠加剖面。

优选地，按照转换波的叠加方式对所述多个共偏移距道集进行叠加处理，得到多个叠加剖面，包括：

利用炮点坐标、检波点坐标、纵横波速度和转换波初至时刻分别计算共偏移距道集中的各个采样点对应的转换点位置；

保持各个采样点的转换波初至时刻不变，将各个采样点移动到对应的转换点位置处，并分别记录每个转换点位置处的各个采样点的叠加次数；

利用各个采样点值除以其对应的叠加次数，得到叠加剖面。

优选地，在步骤S6中，

将所述多个叠加剖面按照共中心点进行分选，以得到动校正后的共转换点道集。

根据本发明的另一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有可执行代码，所述可执行代码在被处理器执行时实现上述的共转换点道集抽取方法。

根据本发明的又一个方面，提供了一种计算设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，所述可执行代码在被所述处理器执行时实现上述的共转换点道集抽取方法。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本发明实施例提供的共转换点道集抽取方法、存储介质及计算设备，在共转换点道集抽取时考虑了不同的扫描速度比和不同的反射界面深度对共转换点道集的影响，考虑了转换点位置随反射层埋深的变化，并在时间和空间上对地震数据进行了重构排序，使得所有的采样点对应的转换点在地表投影位置相同，其抽取的共转换点道集是真正意义上的CCP道集，能更好地为后续转换波处理解释提供数据基础。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为共转换点道集传播路径的示意图。

图2为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法的流程图。

图3为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法的步骤S1的流程图。

图4a为根据本发明实施例使用的纵波速度模型，图4b为根据本发明实施例使用的横波速度模型。

图5示出了根据本发明实施例获得的第25个炮集。

图6a为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法得到的CCP道集叠加的结果，图6b为渐近转换点道集抽取方法得到的ACP道集叠加的结果。

图7a为图6a所示的CCP道集叠加的结果中洼陷处的局部放大结果，图7b为图6b所示的ACP道集叠加的结果中洼陷处的局部放大结果。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

经研究发现：由于转换波射线路径不对称，转换点向接收点方向偏移，所以对于共炮点记录的反射纵波和反射转换波来说，转换波的反射点覆盖范围比反射纵波的反射点覆盖范围要大。因此，抽取共转换点道集，首先要考虑反射数据的一致性问题，即如何抽取道集，使得界面上转换波的反射和纵波的反射来自同一界面段。

抽取共转换点道集时应该同时考虑纵横波速度比和反射界面深度这两个因素。共转换点道集应当是某一特定纵横波速度比下的共转换点道集，如果纵横波速度比发生了变化，则共转换点道集也应做相应的变化。

图1为共转换点道集传播路径的示意图。如图1所示，共转换点在地下不对称，随着深度变化发生了变化。而现有的整体抽取法并未完全符合实际转换波传播规律，所以抽取的共转换点道集只是某一特点深度的共转换点道集，但该共转换点道集不能用于其他深度。

此外，共转换点道集的检波点分布是不均匀的，但是在实际的野外工作中，检波器是等间距分布在测线上的。因此，抽取共转换点道集时抽取的是共反射面元上的共转换点道集。

经上述理论分析，可知在纵横波速度比固定的情况下，确保CCP道集中所有采样点对应的转换点位置都位于同一网格点处是抽取CCP道集的关键。

为了解决现有技术中整体抽取共转换点道集的方法抽取的共转换点道集与实际转换波传播规律不符，以及渐近转换点道集抽取方法计算精度较低，且对地下介质要求为水平层状介质，否则无法计算渐近转换点的技术问题，本发明实施例提供了一种共转换点道集抽取方法、存储介质及计算设备。

本发明实施例提供了一种共转换点道集抽取方法，图2为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤S1：通过时变速变动态速度分析，确定纵横波速度比；

步骤S2：根据所述纵横波速度比绘制速度谱；

步骤S3：根据所述速度谱对各个地震道进行转换波动校正；

步骤S4：对于动校正后的各个地震道，根据预定的偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集；

步骤S5：分别对所述多个共偏移距道集进行叠加处理，得到多个叠加剖面；以及

步骤S6：将所述多个叠加剖面进行分选，以得到动校正后的共转换点道集。

首先，在步骤S1中，进行纵波和转换波速度分析，利用时变速变动态速度分析得到纵横波速度比。时变速变动态速度分析是指：在速度分析过程中，根据需要动态调整速度，得到纵横波速度比。

图3为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法的步骤S1的流程图。如图3所示，步骤S1具体过程如下：

步骤S11：给定初始扫描速度比和转换点；

步骤S12：根据转换波时距曲线，利用该扫描速度比对转换点范围中包含该转换点的地震道做动校正处理；

步骤S13：计算该扫描速度比下各地震道中每个采样点所对应的转换点位置，并记录转换点位置落在该转换点上的地震数据；

步骤S14：保持所述地震数据的时间关系不变，将所述地震数据移动到该转换点处；

步骤S15：保持所述地震数据的时间和位置不变，按照偏移距对所述地震数据进行重排，形成动校正后的初始共转换点道集；

步骤S16：根据初始共转换点道集计算相似系数曲线；

步骤S17：改变扫描速度比，重复步骤S12至步骤S16，直至扫描速度比达到最大值时结束；以及

步骤S18：通过对比各扫描速度比对应的相似系数曲线，确定出纵横波速度比。

在步骤S11中，给定一个初始扫描速度比，并且给定一个转换点。

在步骤S12中，首先，根据各个地震道的转换点范围，抽取出所有转换点位置可能落在该转换点(步骤S11中给定的转换点)的地震道，形成大道集。接下来，根据转换波时距曲线并利用该扫描速度比对大道集中的所有地震道做动校正。

在步骤S13中，计算该扫描速度比下各地震道中每个采样点所对应的转换点位置，并记录所有转换点位置落在该转换点上的地震数据。

在步骤S14中，保持这些地震数据的时间关系不变，将这些地震数据移动到该转换点处。此时，在该速度比下，这些数据的转换点均在该转换点上。

在步骤S15中，保持这些地震数据的时间和位置不变，按照偏移距对这些地震数据进行重排，形成动校正后的初始共转换点道集。

在步骤S16中，根据初始共转换点道集计算出各时刻的相似系数曲线。

在步骤S17中，改变扫描速度比，重复步骤S12至步骤S16，直至扫描速度比达到最大值时结束。

在步骤S18中，通过对比各扫描速度比对应的相似系数曲线，找出最符合的相似系数曲线，并将该相似系数曲线对应的扫描速度比作为纵横波速度比。

接下来，执行步骤S2：根据纵横波速度比绘制速度谱。该速度谱全称为转换波速度谱，具体绘制过程可采用现有技术中的常规做法，本发明不再赘述。

在步骤S3中，根据速度谱给定正确的参数，能保证动校正的过程准确，从而实现转换波的准确归位。具体地，保持每个地震道中的各个采样点的空间位置不变，根据速度谱给出的速度谱参数并按照转换波的运动学特征对每个地震道进行转换波动校正，使得每个地震道中的各个采样点对应的时间转换为自激自收时间。

其中，自激自收是指地震波经过动校正之后，震源激发点和检波器接收点在同一个点，此时没有偏移距的信息。自激自收时间是指某点震源激发后，经地下界面反射回传到该点所用的时间。

经过步骤S3，此时各个采样点对应的时间均为自激自收时间，但同一地震道中各个采样点对应的转换点位置不同，因此后续过程中还要将各个采样点移动到与其对应的转换点位置处。

在步骤S4中，按预定的偏移距面元间隔抽取共偏移距道集。具体地，对于三维资料，其偏移距分布不一定均匀，所以为了保证每个共偏移距道集中都有足够多的道集参与处理，本发明实施例预先给定一个偏移距面元间隔，将偏移距落在该面元范围内的所有地震道的综合看作一个共偏移距道集。亦即，在抽取时将偏移距落在同一间隔内的地震道作为一个共偏移距道集。

在步骤S4中，根据预定的偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集。本发明实施例假定共抽取到N个共偏移距道集。

在步骤S5中，按照转换波的叠加方式对这N个共偏移距道集进行叠加处理，得到N个叠加剖面。对于每个共偏移距道集，具体叠加处理方式为：

利用炮点坐标、检波点坐标、纵横波速度和转换波初至时刻分别计算共偏移距道集中的各个采样点对应的转换点位置；

保持各个采样点的转换波初至时刻不变，将各个采样点移动到对应的转换点位置处，并分别记录每个转换点位置处的各个采样点的叠加次数；

利用各个采样点值除以其对应的叠加次数，得到叠加剖面。

在步骤S6中，将这N个叠加剖面进行分选，得到动校正后的共转换点道集。具体地，上述N个叠加剖面可看做是N个偏移距的地震数据的动校正结果，因此将这N个叠加剖面按共中心点分选就可以得到动校正后的共转换点道集，以此完成共转换点道集的抽取。

综上所述，本发明实施例提供了一种共转换点道集抽取方法，在共转换点道集抽取时考虑了不同的扫描速度比和不同的反射界面深度对共转换点道集的影响，考虑了转换点位置随反射层埋深的变化，并在时间和空间上对地震数据进行了重构排序，使得所有的采样点对应的转换点在地表投影位置相同，其抽取的共转换点道集是真正意义上的CCP道集，能更好地为后续转换波处理解释提供数据基础。

为了便于本发明的理解和说明，本发明实施例二结合共转换点道集抽取现场实例对实施例一提供的共转换点道集抽取方法作出进一步说明。

在本发明实施例中，震源与检波器均匀分布于地表，检波器间距10m，共200个，震源间距20m，共100个，第一个震源位于x＝10m处。

图4a为根据本发明实施例使用的纵波速度模型，图4b为根据本发明实施例使用的横波速度模型。如图4a和图4b所示，在横波速度模型的浅部存在低速异常体。

图5示出了根据本发明实施例获得的第25个炮集。如图5所示，在炮集中加入了高斯随机噪音(SNR＝3)，可以明显看出浅部横波低速异常体对同相轴的影响，造成了其同相轴向下弯曲。

接下来，对图5所示的一系列炮集进行共转换点道集的抽取。具体地，速度模型使用图4a和图4b所示的已知的纵波、横波模型为参考，抽取方式按照如下共转换点道集抽取方法进行抽取。

图2为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤S1：通过时变速变动态速度分析，确定纵横波速度比；

步骤S2：根据所述纵横波速度比绘制速度谱；

步骤S3：根据所述速度谱对各个地震道进行转换波动校正；

步骤S4：对于动校正后的各个地震道，根据预定的偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集；

步骤S5：分别对所述多个共偏移距道集进行叠加处理，得到多个叠加剖面；以及

步骤S6：将所述多个叠加剖面进行分选，以得到动校正后的共转换点道集。

首先，在步骤S1中，进行纵波和转换波速度分析，利用时变速变动态速度分析得到纵横波速度比。时变速变动态速度分析是指：在速度分析过程中，根据需要动态调整速度，得到纵横波速度比。

图3为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法的步骤S1的流程图。如图3所示，步骤S1具体过程如下：

步骤S11：给定初始扫描速度比和转换点；

步骤S12：根据转换波时距曲线，利用该扫描速度比对转换点范围中包含该转换点的地震道做动校正处理；

步骤S13：计算该扫描速度比下各地震道中每个采样点所对应的转换点位置，并记录转换点位置落在该转换点上的地震数据；

步骤S14：保持所述地震数据的时间关系不变，将所述地震数据移动到该转换点处；

步骤S15：保持所述地震数据的时间和位置不变，按照偏移距对所述地震数据进行重排，形成动校正后的初始共转换点道集；

步骤S16：根据初始共转换点道集计算相似系数曲线；

步骤S17：改变扫描速度比，重复步骤S12至步骤S16，直至扫描速度比达到最大值时结束；以及

步骤S18：通过对比各扫描速度比对应的相似系数曲线，确定出纵横波速度比。

在步骤S11中，给定一个初始扫描速度比，并且给定一个转换点。

在步骤S12中，首先，根据各个地震道的转换点范围，抽取出所有转换点位置可能落在该转换点(步骤S11中给定的转换点)的地震道，形成大道集。接下来，根据转换波时距曲线并利用该扫描速度比对大道集中的所有地震道做动校正。

在步骤S13中，计算该扫描速度比下各地震道中每个采样点所对应的转换点位置，并记录所有转换点位置落在该转换点上的地震数据。

在步骤S14中，保持这些地震数据的时间关系不变，将这些地震数据移动到该转换点处。此时，在该速度比下，这些数据的转换点均在该转换点上。

在步骤S15中，保持这些地震数据的时间和位置不变，按照偏移距对这些地震数据进行重排，形成动校正后的初始共转换点道集。

在步骤S16中，根据初始共转换点道集计算出各时刻的相似系数曲线。

在步骤S17中，改变扫描速度比，重复步骤S12至步骤S16，直至扫描速度比达到最大值时结束。

在步骤S18中，通过对比各扫描速度比对应的相似系数曲线，找出最符合的相似系数曲线，并将该相似系数曲线对应的扫描速度比作为纵横波速度比。

接下来，执行步骤S2：根据纵横波速度比绘制速度谱。该速度谱全称为转换波速度谱，具体绘制过程可采用现有技术中的常规做法，本发明不再赘述。

在步骤S3中，根据速度谱给定正确的参数，能保证动校正的过程准确，从而实现转换波的准确归位。具体地，保持每个地震道中的各个采样点的空间位置不变，根据速度谱给出的速度谱参数并按照转换波的运动学特征对每个地震道进行转换波动校正，使得每个地震道中的各个采样点对应的时间转换为自激自收时间。

其中，自激自收是指地震波经过动校正之后，震源激发点和检波器接收点在同一个点，此时没有偏移距的信息。自激自收时间是指某点震源激发后，经地下界面反射回传到该点所用的时间。

经过步骤S3，此时各个采样点对应的时间均为自激自收时间，但同一地震道中各个采样点对应的转换点位置不同，因此后续过程中还要将各个采样点移动到与其对应的转换点位置处。

在步骤S4中，按预定的偏移距面元间隔抽取共偏移距道集。具体地，对于三维资料，其偏移距分布不一定均匀，所以为了保证每个共偏移距道集中都有足够多的道集参与处理，本发明实施例预先给定一个偏移距面元间隔，将偏移距落在该面元范围内的所有地震道的综合看作一个共偏移距道集。亦即，在抽取时将偏移距落在同一间隔内的地震道作为一个共偏移距道集。

在步骤S4中，根据预定的偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集。本发明实施例假定共抽取到N个共偏移距道集。

在步骤S5中，按照转换波的叠加方式对这N个共偏移距道集进行叠加处理，得到N个叠加剖面。对于每个共偏移距道集，具体叠加处理方式为：

利用炮点坐标、检波点坐标、纵横波速度和转换波初至时刻分别计算共偏移距道集中的各个采样点对应的转换点位置；

保持各个采样点的转换波初至时刻不变，将各个采样点移动到对应的转换点位置处，并分别记录每个转换点位置处的各个采样点的叠加次数；

利用各个采样点值除以其对应的叠加次数，得到叠加剖面。

在步骤S6中，将这N个叠加剖面进行分选，得到动校正后的共转换点道集。具体地，上述N个叠加剖面可看做是N个偏移距的地震数据的动校正结果，因此将这N个叠加剖面按共中心点分选就可以得到动校正后的共转换点道集，以此完成共转换点道集的抽取。

图6a为根据本发明实施例的共转换点道集抽取方法得到的CCP道集叠加的结果，图6b为渐近转换点道集抽取方法得到的ACP道集叠加的结果。

如图6a和图6b所示，两种方法大体上得到的同相轴都是水平的，说明得到的CCP道集或ACP道集叠加的结果是正确的，两种方法过程中所采取的速度值也是较为准确的。

图7a为图6a所示的CCP道集叠加的结果中洼陷处的局部放大结果，图7b为图6b所示的ACP道集叠加的结果中洼陷处的局部放大结果。

如图7a和图7b所示，使用本发明实施例的共转换点道集抽取方法得到的CCP道集叠加的结果，其同相轴在弯曲的洼陷处更为连续。而使用ACP叠加的结果其同相轴在洼陷处有些不连续。两者对比说明，本发明实施例的共转换点道集抽取方法使用的速度更加精确，能够对应真正的速度模型，能够更为精确的反映地层的变化在地震叠加剖面的影响，可为后续的转换波资料的处理解释提供更为精确的数据基础。

综上所述，本发明实施例提供了一种共转换点道集抽取方法，在共转换点道集抽取时考虑了不同的扫描速度比和不同的反射界面深度对共转换点道集的影响，考虑了转换点位置随反射层埋深的变化，并在时间和空间上对地震数据进行了重构排序，使得所有的采样点对应的转换点在地表投影位置相同，其抽取的共转换点道集是真正意义上的CCP道集，能更好地为后续转换波处理解释提供数据基础。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现如下方法步骤：

S1：通过时变速变动态速度分析，确定纵横波速度比；

S2：根据所述纵横波速度比绘制速度谱；

S3：根据所述速度谱对各个地震道进行转换波动校正；

S4：对于动校正后的各个地震道，根据预定的偏移距面元间隔抽取出多个共偏移距道集；

S5：分别对所述多个共偏移距道集进行叠加处理，得到多个叠加剖面；以及

S6：将所述多个叠加剖面进行分选，以得到动校正后的共转换点道集。

上述方法步骤的具体实施例过程可参见实施例一，本实施例在此不再重复赘述。

相应地，本发明实施例还提供一种计算设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，所述可执行代码在被所述处理器执行时实现上述实施例一或实施例二提供的的共转换点道集抽取方法。

综上所述，本发明实施例提供了一种共转换点道集抽取方法、存储介质及计算设备，在共转换点道集抽取时考虑了不同的扫描速度比和不同的反射界面深度对共转换点道集的影响，考虑了转换点位置随反射层埋深的变化，并在时间和空间上对地震数据进行了重构排序，使得所有的采样点对应的转换点在地表投影位置相同，其抽取的共转换点道集是真正意义上的CCP道集，能更好地为后续转换波处理解释提供数据基础。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。