近地表等效速度建模方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本发明涉及地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种近地表等效速度建模方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.在存在地形起伏或近地表低降速带存在一定横向变化的情况下，地表接收的地震波场存在扭曲现象。为了消除地表高程或近地表构造对地震反射信号的影响，需要使用静校正技术对地震数据进行校正，将地震反射信号恢复水平地表情况下的时距关系，以便通过常规的时间域处理技术对数据进行相关的处理。但随着勘探活动向山地和存在复杂近地表构造地区推进，在存在剧烈地表起伏或复杂近地表构造的地区，基于垂直传播假设的静校正技术无法校正扭曲严重地震波场，因此基于浮动面和起伏地表的地震资料处理技术开始得到广泛应用。其中浮动面处理技术主要用于时间域的常规处理，基于起伏地表的处理技术主要是叠前时间和叠前深度域的成像处理。其中，随着计算机技术的发展，计算能里不断提高，叠前深度域地震成像处理由于能够直接得到地下构造反射界面的位置，得到越来越广泛的应用。
3.为了得到准确的叠前深度域成像结果，需要首先建立准确的地下速度模型，特别是对于基于双程波动方程的逆时偏移成像，准确的速度模型决定着成像结果的成败。其中，由于该方法模拟了地震波在构造模型中的传播过程，而近地表速度模型的准确性往往会影响到地震波场在中深层的传播，因此近地表建模在近年得到了广泛的关注，出现了很多为叠前深度域成像构建近地表模型的方法和技术，这些技术都是基于起伏地表进行的。
4.当前，起伏地表近地表速度建模主要分为两类，一种是基于替换速度的起伏地表，一种是基于初至层析反演得到的近地表速度模型的。对于第一类起伏地表建模，在应用静校正量的基础上，再次将地震数据校正到起伏地表面，起伏地表面和高速层顶界面之间填充替换速度。这种方法实现简单，但是由于将近地表低降速带替换成了较高的替换速度，t0时间的改变导致了拾取速度与实际速度之间存在较大误差，虽然有方法通过调整起伏地表面的高程来减少误差，对于实际地震资料有一定难度。第二类方法直接在初至波层析反演得到的速度模型上进行建模，这一类方法首先得到近地表速度模型，将该模型作为近地表速度模型的基础，再根据起伏地表在速度模型中的位置计算校正量，将地震数据校正到起伏地表的位置。使用这种方法得到的近地表模型最大限度地保证了近地表速度模型和真实地表的一致性。但由于局部异常的存在，当反演得到的速度存在误差时，会对地震波场的传播形成严重的影响，进而影响最终的成像效果。
5.直接使用计算静校正时利用反演方法得到的速度模型及炮、检点静校正结果进行建模。其近地表模型由上述反演得到的速度模型和偏移基准面构成，地震数据向偏移基准面校正的时间量由地表高程、偏移基准面、高速顶界面计算得到。其特点是近地表模型中的速度与反演的速度一致。其存在的问题，一是由于静校正算法本身的局限性，反演的速度模型与偏移使用的速度存在误差，直接用于偏移会影响成像精度；其次反演速度中存在局部
速度异常，在存在误差的情况下这些局部异常会影响波场传播。
6.包含近地表速度建模和中深层速度建模，其中的近地表建模与现有技术基本一致，都是直接使用了反演得到的速度模型，不同之处在于，对于近地表模型中地表高程和偏移基准面中出现空缺使得处理，前者使用差值，后者并没有明确给出解决的方法。存在的问题同样在于当近地表速度模型存在误差时，无法避免局部异常给波场传播带来的畸变。
7.因此，有必要开发一种近地表等效速度建模方法、装置、电子设备及介质。
8.公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

9.本发明提出了一种近地表等效速度建模方法、装置、电子设备及介质，其能够通过起伏地表等效速度建模，在保留近地表低速背景的同时，不含有局部速度异常，可提高叠前深度偏移的成像精度。
10.第一方面，本公开实施例提供了一种近地表等效速度建模方法，包括：
11.确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量；
12.计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量；
13.计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，获得近地表等效速度模型。
14.优选地，通过公式(1)计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度：
[0015][0016]
其中，v
equ
为等效速度，h1为起伏地表到高速顶界面的距离，h2为起伏地表到最终基准面的距离，v
rep
为替换速度，t
ref
为剩余静校正量。
[0017]
优选地，还包括：
[0018]
计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量；
[0019]
对地震数据按照所述校正量进行时移，获得与所述近地表等效速度模型匹配的地震数据。
[0020]
优选地，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量包括：
[0021]
计算炮点对应的校正量；
[0022]
计算检波点对应的校正量；
[0023]
计算该地震道对应的校正量。
[0024]
优选地，通过公式(2)计算炮点对应的校正量：
[0025]
ts'＝t
s-0.5*t
ref_cmp1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0026]
其中，ts为炮点静校正量，t
ref-cmp1
为距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0027]
优选地，通过公式(3)计算检波点对应的校正量：
[0028]
tg'＝t
g-0.5*t
ref_cmp2
ꢀꢀꢀ
(3)
[0029]
其中，tg为检波点静校正量，t
ref-cmp2
为距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校
正量。
[0030]
优选地，通过公式(4)计算该地震道对应的校正量：
[0031]
t＝ts' tg'
ꢀꢀꢀ
(4)
[0032]
其中，t为该地震道对应的校正量。
[0033]
作为本公开实施例的一种具体实现方式，
[0034]
第二方面，本公开实施例还提供了一种近地表等效速度建模装置，包括：
[0035]
静校正量确定模块，确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量；
[0036]
剩余静校正量计算模块，计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量；
[0037]
等效速度计算模块，计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，获得近地表等效速度模型。
[0038]
优选地，通过公式(1)计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度：
[0039][0040]
其中，v
equ
为等效速度，h1为起伏地表到高速顶界面的距离，h2为起伏地表到最终基准面的距离，v
rep
为替换速度，t
ref
为剩余静校正量。
[0041]
优选地，还包括：
[0042]
校正量计算模块，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量；
[0043]
校正模块，对地震数据按照所述校正量进行时移，获得与所述近地表等效速度模型匹配的地震数据。
[0044]
优选地，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量包括：
[0045]
计算炮点对应的校正量；
[0046]
计算检波点对应的校正量；
[0047]
计算该地震道对应的校正量。
[0048]
优选地，通过公式(2)计算炮点对应的校正量：
[0049]
ts'＝t
s-0.5*t
ref_cmp1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0050]
其中，ts为炮点静校正量，t
ref-cmp1
为距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0051]
优选地，通过公式(3)计算检波点对应的校正量：
[0052]
tg'＝t
g-0.5*t
ref_cmp2
ꢀꢀꢀ
(3)
[0053]
其中，tg为检波点静校正量，t
ref-cmp2
为距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0054]
优选地，通过公式(4)计算该地震道对应的校正量：
[0055]
t＝ts' tg'
ꢀꢀꢀ
(4)
[0056]
其中，t为该地震道对应的校正量。
[0057]
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0058]
存储器，存储有可执行指令；
[0059]
处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的近地表
等效速度建模方法。
[0060]
第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的近地表等效速度建模方法。
[0061]
其有益效果在于：较好地解决地表存在较大高程差、存在复杂近地表地质构造情况下的近地表建模问题，为起伏地表叠前深度偏移提供较为可靠的近地表速度模型，在保留低速背景速度的同时，消除由高程突变和局部速度异常引起的成像问题，可有效提高偏移成像的精度。
[0062]
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
[0063]
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0064]
图1示出了根据本发明的近地表等效速度建模方法的步骤的流程图。
[0065]
图2示出了根据本发明的一个实施例的近地表等效速度模型的示意图。
[0066]
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种近地表等效速度建模方法的框图。
[0067]
附图标记说明：
[0068]
201、静校正量确定模块；202、剩余静校正量计算模块；203、等效速度计算模块。
具体实施方式
[0069]
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
[0070]
本发明提供一种近地表等效速度建模方法，包括：
[0071]
确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量。
[0072]
计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量。
[0073]
具体地，在每个cmp道集中，计算一定偏移距范围内所有炮点和检波点的平均高程，该偏移距范围定义了平滑半径，偏移距越大，平滑半径越大，越远离原始地表；偏移距越小，平滑半径越小，越接近原始地表，其中，偏移距的范围根据地表起伏确定，如果地表平坦，偏移距范围可大些，如果地表起伏较大，偏移距的范围可定义小一些，以使起伏地表面接近真实地表。将平均高程作为进行叠前深度偏移的起伏地表基准面，该面与浮动基准面的高程面对应。
[0074]
再根据常规浮动面计算中使用的平均静校正量法，计算每个cmp道集内所有地震道对应的炮点和检波点的平均静校正量，记为t
ref
，可以称之为剩余静校正量，将其作为进行浮动基准面上cmp道集内进行高频静校正的参考。
[0075]
计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，获得近地表等效速度模型；在一个示例中，通过公式(1)计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度：
[0076][0077]
其中，v
equ
为等效速度，h1为起伏地表到高速顶界面的距离，h2为起伏地表到最终基准面的距离，v
rep
为替换速度，t
ref
为剩余静校正量。
[0078]
具体地，根据速度模型中的高速顶界面和上述起伏地表面的厚度、平均静校正量、起伏地表面到最终基准面的高度，利用公式(1)反算出高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，即得到本发明所希望得到的近地表速度模型。
[0079]
计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量；在一个示例中，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量包括：计算炮点对应的校正量；计算检波点对应的校正量；计算该地震道对应的校正量。
[0080]
在一个示例中，通过公式(2)计算炮点对应的校正量：
[0081]
ts'＝t
s-0.5*t
ref_cmp1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0082]
其中，ts为炮点静校正量，t
ref-cmp1
为距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0083]
在一个示例中，通过公式(3)计算检波点对应的校正量：
[0084]
tg'＝t
g-0.5*t
ref_cmp2
ꢀꢀꢀ
(3)
[0085]
其中，tg为检波点静校正量，t
ref-cmp2
为距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0086]
在一个示例中，通过公式(4)计算该地震道对应的校正量：
[0087]
t＝ts' tg'
ꢀꢀꢀ
(4)
[0088]
其中，t为该地震道对应的校正量。
[0089]
具体地，对于每一个地震道的校正均进行以下步骤：
[0090]
第一步，计算炮点对应的校正量。如果炮点静校正量为ts，距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量为t
ref-cmp1
，则该道对应的炮点静校正量为公式(2)。
[0091]
第二步，计算检波点对应的校正量，如果检波点静校正量为tg，距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量为t
ref-cmp2
，则该道对应的检波点静校正量为公式(3)。
[0092]
第三步，通过公式(4)计算该地震道总共需要的校正量t。
[0093]
对地震数据按照校正量进行时移，获得与近地表等效速度模型匹配的地震数据。
[0094]
具体地，当所有地震道上的静校正量计算完成后，对地震数据按照新的校正量进行时移，得到与该近地表模型匹配的地震数据。
[0095]
地震数据经过静校正处理，落在起伏地表面，可使用近地表等效速度进行后续成像处理。
[0096]
本发明还提供一种近地表等效速度建模装置，包括：
[0097]
静校正量确定模块，确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量。
[0098]
剩余静校正量计算模块，计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量。
[0099]
具体地，在每个cmp道集中，计算一定偏移距范围内所有炮点和检波点的平均高程，该偏移距范围定义了平滑半径，偏移距越大，平滑半径越大，越远离原始地表；偏移距越
小，平滑半径越小，越接近原始地表，其中，偏移距的范围根据地表起伏确定，如果地表平坦，偏移距范围可大些，如果地表起伏较大，偏移距的范围可定义小一些，以使起伏地表面接近真实地表。将平均高程作为进行叠前深度偏移的起伏地表基准面，该面与浮动基准面的高程面对应。
[0100]
再根据常规浮动面计算中使用的平均静校正量法，计算每个cmp道集内所有地震道对应的炮点和检波点的平均静校正量，记为t
ref
，可以称之为剩余静校正量，将其作为进行浮动基准面上cmp道集内进行高频静校正的参考。
[0101]
等效速度计算模块，计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，获得近地表等效速度模型；在一个示例中，通过公式(1)计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度：
[0102][0103]
其中，v
equ
为等效速度，h1为起伏地表到高速顶界面的距离，h2为起伏地表到最终基准面的距离，v
rep
为替换速度，t
ref
为剩余静校正量。
[0104]
具体地，根据速度模型中的高速顶界面和上述起伏地表面的厚度、平均静校正量、起伏地表面到最终基准面的高度，利用公式(1)反算出高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，即得到本发明所希望得到的近地表速度模型。
[0105]
校正量计算模块，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量；在一个示例中，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量包括：计算炮点对应的校正量；计算检波点对应的校正量；计算该地震道对应的校正量。
[0106]
在一个示例中，通过公式(2)计算炮点对应的校正量：
[0107]
ts'＝t
s-0.5*t
ref_cmp1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0108]
其中，ts为炮点静校正量，t
ref-cmp1
为距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0109]
在一个示例中，通过公式(3)计算检波点对应的校正量：
[0110]
tg'＝t
g-0.5*t
ref_cmp2
ꢀꢀꢀ
(3)
[0111]
其中，tg为检波点静校正量，t
ref-cmp2
为距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0112]
在一个示例中，通过公式(4)计算该地震道对应的校正量：
[0113]
t＝ts' tg'
ꢀꢀꢀ
(4)
[0114]
其中，t为该地震道对应的校正量。
[0115]
具体地，对于每一个地震道的校正均进行以下步骤：
[0116]
第一步，计算炮点对应的校正量。如果炮点静校正量为ts，距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量为t
ref-cmp1
，则该道对应的炮点静校正量为公式(2)。
[0117]
第二步，计算检波点对应的校正量，如果检波点静校正量为tg，距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量为t
ref-cmp2
，则该道对应的检波点静校正量为公式(3)。
[0118]
第三步，通过公式(4)计算该地震道总共需要的校正量t。
[0119]
校正模块，对地震数据按照校正量进行时移，获得与近地表等效速度模型匹配的
地震数据。
[0120]
具体地，当所有地震道上的静校正量计算完成后，对地震数据按照新的校正量进行时移，得到与该近地表模型匹配的地震数据。
[0121]
本发明还提供一种电子设备，电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述的近地表等效速度建模方法。
[0122]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的近地表等效速度建模方法。
[0123]
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出四个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
[0124]
实施例1
[0125]
图1示出了根据本发明的近地表等效速度建模方法的步骤的流程图。
[0126]
如图1所示，该近地表等效速度建模方法包括：步骤101，确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量；步骤102，计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量；步骤103，计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，获得近地表等效速度模型。
[0127]
确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量。
[0128]
计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量；根据常规浮动面计算中使用的平均静校正量法，计算每个cmp道集内所有地震道对应的炮点和检波点的平均静校正量，记为t
ref
，称之为剩余静校正量，将其作为进行浮动基准面上cmp道集内进行高频静校正的参考。
[0129]
图2示出了根据本发明的一个实施例的近地表等效速度模型的示意图。
[0130]
根据速度模型中的高速顶界面和上述起伏地表面的厚度、平均静校正量、起伏地表面到最终基准面的高度，利用公式(1)反算出高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，即得到本发明所希望得到的近地表速度模型，如图2所示。
[0131]
对于每一个地震道的校正均进行以下步骤：
[0132]
第一步，计算炮点对应的校正量。如果炮点静校正量为ts，距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量为t
ref-cmp1
，则该道对应的炮点静校正量为公式(2)。
[0133]
第二步，计算检波点对应的校正量，如果检波点静校正量为tg，距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量为t
ref-cmp2
，则该道对应的检波点静校正量为公式(3)。
[0134]
第三步，通过公式(4)计算该地震道总共需要的校正量t。
[0135]
当所有地震道上的静校正量计算完成后，对地震数据按照新的校正量进行时移，得到与该近地表模型匹配的地震数据。
[0136]
实施例2
[0137]
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种近地表等效速度建模装置的框图。
[0138]
如图3所示，该近地表等效速度建模装置，包括：
[0139]
静校正量确定模块201，确定cmp道集数据和各炮、检点对应的静校正量；
[0140]
剩余静校正量计算模块202，计算起伏地表面以及向该面校正地震数据所需的剩余静校正量；
[0141]
等效速度计算模块203，计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度，获得近地
表等效速度模型。
[0142]
作为可选方案，通过公式(1)计算高速顶界面和起伏地表面之间的等效速度：
[0143][0144]
其中，v
equ
为等效速度，h1为起伏地表到高速顶界面的距离，h2为起伏地表到最终基准面的距离，v
rep
为替换速度，t
ref
为剩余静校正量。
[0145]
作为可选方案，计算将地震数据从地表校正到起伏地表的校正量包括：
[0146]
计算炮点对应的校正量；
[0147]
计算检波点对应的校正量；
[0148]
计算该地震道对应的校正量。
[0149]
作为可选方案，通过公式(2)计算炮点对应的校正量：
[0150]
ts'＝t
s-0.5*t
ref_cmp1
ꢀꢀꢀ
(2)
[0151]
其中，ts为炮点静校正量，t
ref-cmp1
为距离该炮点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0152]
作为可选方案，通过公式(3)计算检波点对应的校正量：
[0153]
tg'＝t
g-0.5*t
ref_cmp2
ꢀꢀꢀ
(3)
[0154]
其中，tg为检波点静校正量，t
ref-cmp2
为距离该检波点最近的cmp位置上的平均静校正量。
[0155]
作为可选方案，通过公式(4)计算该地震道对应的校正量：
[0156]
t＝ts' tg'
ꢀꢀꢀ
(4)
[0157]
其中，t为该地震道对应的校正量。
[0158]
实施例3
[0159]
本公开提供一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述近地表等效速度建模方法。
[0160]
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
[0161]
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。
[0162]
该处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
[0163]
本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
[0164]
有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。
[0165]
实施例4
[0166]
本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的近地表等效速度建模方法。
[0167]
根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。
[0168]
上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：cd－rom和dvd)、磁光存储介质(例如：mo)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置rom的媒体(例如：rom盒)。
[0169]
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
[0170]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。