專利名稱：轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)靜校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地球物理勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)，是一種利用上行透射轉(zhuǎn)換波與縱波在風(fēng)化層引起的初至?xí)r差求取轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)，建立橫波近地表模型，計(jì)算橫波靜校正量的方法。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)換波地震勘探是一種特殊的勘探方法。它通過(guò)井中爆炸或地面可控震源激發(fā)縱波，縱波在地層中向下傳播，到達(dá)界面后，一部分能量轉(zhuǎn)換為橫波(SV波和SH波)。縱波、SV波和SH波三個(gè)分量分別向上傳播到達(dá)地表。地表用三分量檢波器進(jìn)行接收，以獲取完整的地震波場(chǎng)信息。
與縱波(P波)不同，橫波(S波)不受近地表潛水面起伏的影響。這主要是由于流體飽和的沉積物比干燥沉積物具有更大的脹縮力，剪切模量受水飽和的影響很小。上行S波進(jìn)入潛水層后，速度變化很小，繼續(xù)保持低速；而上行P波的低速層終止于潛水面。因此，P波和S波的近地表低速層厚度不一致，使得縱波和橫波的靜校正量之間幾乎沒(méi)有關(guān)系。用縱波靜校正量線性近似橫波靜校正量通常是不正確的。同一位置上的橫波靜校正量通常比縱波大2～10倍。
現(xiàn)有的《利用上行透射轉(zhuǎn)換波計(jì)算橫波靜校正的方法》發(fā)明專利假設(shè)上行縱波與橫波在低速層中為近垂直路徑傳播，因此利用轉(zhuǎn)換波初至與縱波初至的時(shí)差，加上縱波的靜校正量，作為轉(zhuǎn)換波的靜校正量，獲得了較好的效果。但實(shí)際上，上行波與垂直方向存在一定夾角，并且時(shí)差與轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)不同，直接利用相對(duì)時(shí)差作為相對(duì)的靜校正量，仍存在一定的靜校正量問(wèn)題。
另外，許多靜校正算子同時(shí)求解炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)靜校正量。但對(duì)于P-SV波而言，只需求解檢波點(diǎn)的靜校正量。這就要求抑制炮點(diǎn)靜校正量求解。因此，必須采用有針對(duì)性的靜校正方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差，提出轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)的概念。然后根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)建立橫波表層模型，從而計(jì)算橫波的基準(zhǔn)面靜校正量。
針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明根據(jù)縱波和轉(zhuǎn)換波射線路徑的關(guān)系，導(dǎo)出轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)、縱波和轉(zhuǎn)換波初至?xí)r差和縱波延遲時(shí)的關(guān)系。根據(jù)這一關(guān)系，首先求取轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)，再建立橫波近地表模型，最終求取橫波基準(zhǔn)面靜校正量。具體步驟如下1、計(jì)算轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)(圖1)對(duì)于兩層結(jié)構(gòu)，縱波速度分別為VP1和VP2，橫波速度為VS1，A和A′為激發(fā)點(diǎn)，D為接收點(diǎn)。
由A點(diǎn)激發(fā)，D點(diǎn)接收，縱波折射波路徑為ABCD，α為臨界角，AB段和CD段的傳播速度為VP1，BC段傳播速度為VP2；轉(zhuǎn)換波沿界面以VP2速度滑行，到達(dá)E點(diǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波，沿射線ED以速度VS1到達(dá)D點(diǎn)。
根據(jù)折射理論sinα=VP1VP2,sinβ=VS1VP2]]>由于VP1＞VS1，所以α＞β，轉(zhuǎn)換點(diǎn)E比C點(diǎn)更靠近D點(diǎn)，如圖1。
從折射路徑可以看出，對(duì)于任何一個(gè)激發(fā)點(diǎn)A或A′，縱波與轉(zhuǎn)換波到接收點(diǎn)D的時(shí)間差Δt相同。根據(jù)射線路徑可以得到Δt＝[TAB+TBE+TED]-[TAB+TBC+TCD]＝[TA′B′+TB′E+TED]-[TA′B′+TB′C+TCD] (1)＝TCE+TED-TCD轉(zhuǎn)換波與縱波時(shí)差Δt可轉(zhuǎn)化為如下的形式Δt＝TCE+TED-TCD＝TED-TEF+TEF+TCE-TCD＝(TED-TEF)-(TCD-TCF) (2)
令dP＝TCD-TCF，dS＝TED-TEF由此得到轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)的兩個(gè)部分組成轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差和縱波延遲時(shí)，兩者的和即為轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)dS＝Δt+dP(3)其中，ds定義為轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)，dp為縱波延遲時(shí)，Δt為轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差。
2、建立橫波近地表模型，確定厚度h或表層橫波速度VS1根據(jù)表層調(diào)查可以獲得表層橫波速度，內(nèi)插后得到全區(qū)的表層橫波速度；或者根據(jù)縱波速度縱橫比參數(shù)，間接得到表層橫波速度。根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)、表層橫波速度和縱波折射波速度，可計(jì)算表層的厚度，公式如下h=VS1dS1-(VS1VP2)2---(4)]]>反之，由于縱波和轉(zhuǎn)換波發(fā)生在同一界面，因此可以從縱波數(shù)據(jù)計(jì)算橫波近地表模型的厚度，然后根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)等參數(shù)計(jì)算近地表模型的表層橫波速度，公式如下VS1=hVP2h2+VP22ds2---(5)]]>3、計(jì)算橫波靜校正量根據(jù)近地表模型，計(jì)算橫波基準(zhǔn)面靜校正量。計(jì)算公式如下T=-(Σi=0nhiVi-Hd-HgVs)+τ---(6)]]>其中，hi為近地表模型各層的厚度，Vi為各層的橫波速度，Hd為基準(zhǔn)面高程，Hg為最深層界面高程，Vs為橫波替換速度，τ為炮點(diǎn)地震波從井底到地面的垂直傳播時(shí)間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明是一種轉(zhuǎn)換波地震勘探的完整的轉(zhuǎn)換波靜校正方法。它根據(jù)縱波延遲時(shí)和初至?xí)r差計(jì)算轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)建立橫波近地表模型，最終計(jì)算橫波靜校正量。該方法提供的靜校正量是校正到基準(zhǔn)面的精確結(jié)果。
圖2是轉(zhuǎn)換波地震數(shù)據(jù)靜校正前后的疊加剖面對(duì)比?？梢钥闯鰴M波靜校正問(wèn)題得到較好解決，同相軸連續(xù)性明顯提高，扭曲的同相軸變得光滑和連續(xù)，尤其對(duì)于靜校正問(wèn)題比較突出的左半部，效果顯著。


圖1縱波折射波與轉(zhuǎn)換波折射波射線路徑示意2靜校正前和靜校正后檢波點(diǎn)疊加剖面對(duì)比3Z分量與X分量互相關(guān)疊加剖面圖4橫波近地表模型具體實(shí)施方案實(shí)施例1由于共檢波點(diǎn)道集上轉(zhuǎn)換波與縱波初至?xí)r差為常數(shù)，通過(guò)檢波點(diǎn)X分量與Z分量(X分量初至是上行透射轉(zhuǎn)換橫波的能量，Z分量初至是上行縱波折射的能量)在給定時(shí)窗范圍內(nèi)進(jìn)行互相關(guān)，并把檢波點(diǎn)互相關(guān)結(jié)果疊加得到互相關(guān)疊加剖面，根據(jù)能量峰值確定轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差Δt(圖3)。由Δt與對(duì)應(yīng)檢波點(diǎn)縱波延遲時(shí)dp之和計(jì)算該檢波點(diǎn)的轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)ds。
根據(jù)橫波表層調(diào)查已知表層橫波速度時(shí)，根據(jù)(4)式計(jì)算低速帶厚度，建立橫波近地表模型(圖4)。然后根據(jù)(6)式計(jì)算橫波的基準(zhǔn)面靜校正量。
實(shí)施例2由于共檢波點(diǎn)道集上轉(zhuǎn)換波與縱波初至?xí)r差為常數(shù)，通過(guò)檢波點(diǎn)X分量與Z分量在給定時(shí)窗范圍內(nèi)進(jìn)行互相關(guān)，并把檢波點(diǎn)互相關(guān)結(jié)果疊加得到互相關(guān)疊加剖面，根據(jù)能量峰值確定轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差Δt。由Δt與對(duì)應(yīng)檢波點(diǎn)縱波延遲時(shí)dp之和計(jì)算該檢波點(diǎn)的轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)ds。
由縱波數(shù)據(jù)計(jì)算近地表模型厚度，根據(jù)(5)式計(jì)算表層橫波速度，建立橫波近地表模型。然后根據(jù)(6)式計(jì)算橫波的基準(zhǔn)面靜校正量。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)靜校正方法，它是地震勘探中利用上行透射轉(zhuǎn)換波計(jì)算橫波靜校正量的方法，其特征在于根據(jù)轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差(Δt)和縱波延遲時(shí)(dp)的和計(jì)算轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)(ds)dS＝Δt+dP，然后根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)建立橫波表層模型，最后計(jì)算橫波基準(zhǔn)面靜校正量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)靜校正方法，其特征在于利用共檢波點(diǎn)道集上行透射轉(zhuǎn)換橫波的初至(X分量)和上行縱波折射的初至(Z分量)，在給定時(shí)窗范圍內(nèi)進(jìn)行互相關(guān)，并把檢波點(diǎn)互相關(guān)結(jié)果疊加得到互相關(guān)疊加剖面，根據(jù)能量峰值確定轉(zhuǎn)換波與縱波的初至?xí)r差Δt。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)靜校正方法，其特征在于所述的橫波表層模型中，根據(jù)表層調(diào)查可以獲得表層橫波速度VS1，內(nèi)插后得到全區(qū)的表層橫波速度；或者根據(jù)縱波速度縱橫比參數(shù)，間接得到表層橫波速度；然后根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)ds、表層橫波速度VS1和縱波折射波速度VP2，計(jì)算近地表模型的厚度h，計(jì)算公式如下h=VS1dS1-(VS1VP2)2]]>
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)靜校正方法，其特征在于所述的橫波表層模型中，根據(jù)縱波數(shù)據(jù)計(jì)算橫波近地表模型的厚度h，然后根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)ds和縱波折射波速度VP2，計(jì)算近地表模型的表層橫波速度VS1，計(jì)算公式如下VS1=hVP2h2+VP22Ds2]]>
5.如權(quán)利要求1-4所述的一種轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)靜校正方法，其特征在于所述的橫波基準(zhǔn)面靜校正量計(jì)算公式如下T=-(Σi=0nhiVi-Hd-HgVS)+τ]]>其中，hi為近地表模型各層的厚度，Vi為各層的橫波速度，Hd為基準(zhǔn)面高程，Hg為最深層界面高程，Vs為橫波替換速度，τ為炮點(diǎn)地震波從井底到地面的垂直傳播時(shí)間。
全文摘要
轉(zhuǎn)換波靜校正方法發(fā)明是一套完整的轉(zhuǎn)換波靜校正方法。它采用縱波激發(fā)三分量接收，對(duì)Z分量和X分量對(duì)應(yīng)的檢波點(diǎn)進(jìn)行互相關(guān)，并把檢波點(diǎn)互相關(guān)結(jié)果疊加得到互相關(guān)疊加剖面。根據(jù)該剖面的峰值位置確定兩分量的初至差，由兩分量的初至差計(jì)算轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)。然后根據(jù)轉(zhuǎn)換波延遲時(shí)建立橫波近地表模型，最終求取精確的檢波點(diǎn)橫波基準(zhǔn)面靜校正量。獲得的靜校正量是校正到基準(zhǔn)面的結(jié)果。
文檔編號(hào)G01V1/28GK1773310SQ20041008856
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者楊海申, 李彥鵬, 任艷永, 郭敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司