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CN111650645B - 一种变偏移距vsp弯线校正处理方法和装置 - Google Patents

一种变偏移距vsp弯线校正处理方法和装置 Download PDF

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CN111650645B CN202010548726.4A CN202010548726A CN111650645B CN 111650645 B CN111650645 B CN 111650645B CN 202010548726 A CN202010548726 A CN 202010548726A CN 111650645 B CN111650645 B CN 111650645B
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Abstract

本发明公开了一种变偏移距VSP弯线校正处理方法和装置，所述方法包括以下步骤：S1.选取变偏移距VSP数据中的零偏移距VSP数据，拾取其初至，用其计算层速度；S2.利用步骤S1得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；S3.假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；S4.利用步骤S3得到的炮点新坐标、步骤S1得到的层速度，射线追踪计算双程时，并对步骤S2的变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。本发明能够快速的将VSP弯线数据处理成直线数据，便于后续叠加及偏移成像。

Description

一种变偏移距VSP弯线校正处理方法和装置
技术领域
本发明涉及地球物理勘探的井中地震数据处理方法，属于垂直地震处理技术范畴，特别是涉及一种变偏移距VSP弯线校正处理方法
背景技术
近年来井中地震技术发展迅速，变偏移距VSP(即Walkaway VSP)已实现工业化应用。在变偏移距VSP野外数据采集时，由于地形、建筑物的影响，部分炮点会偏离形成弯线。
就目前而言，地面地震，即炮点、检波点都在地表；地面地震弯线的处理方法是，划分地下成像网格为有一定宽度的弯线面元，做共中心点面元叠加；但是在对井中地震数据进行处理时，很难有效地对网线数据进行校正处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变偏移距VSP弯线校正处理方法和装置，能够快速的将VSP弯线数据处理成直线数据，便于后续叠加及偏移成像。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种变偏移距VSP弯线校正处理方法，包括以下步骤：
S1.选取变偏移距VSP数据中的零偏移距VSP数据，拾取其初至，用其计算层速度；
S2.利用步骤S1得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；
S3.假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；
S4.利用步骤S3得到的炮点新坐标、步骤S1得到的层速度，射线追踪计算双程时，并对步骤S2的变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。
进一步地，所述步骤S1中计算得到的层速度Vp为：
Vp＝{Vp,1,Vp,2,...,Vp,N}；
其中Vp,i为第i层的纵波速度，i＝1,2，…,N,且N为零偏移VSP数据的总层数，每层对应一个检波器；
计算Vp,i的方式如下：
Figure BDA0002541675700000011
Vp,i＝(Hi-Hi-1)/(tp,vi-tp,vi-1)；
其中，Hi是第i个检波器深度，tp,i是第i个纵波初至，Offset是零偏移距VSP炮点偏离井口的距离；tp,vi是第i个纵波垂直单程时，也就是第i个检波器的初至去除偏移距offset得到的时间；Hi-1是第i-1个检波器深度，Hi是第i个检波器深度，tp,vi-1是第i-1个检波器的纵波垂直单程时，tp,vi是第i个检波器的纵波垂直单程时，Vp,i是第i层的纵波速度。
进一步地，所述步骤S2包括以下子步骤：
S201.读取第i炮的炮点坐标Si(x,y)；
S202.读取第i炮第j检波点坐标Rj(x,y)；
S203.用步骤S1得到的层速度，射线追踪计算炮点i到检波点j的射线走时tray及其对应的双程时t2；
S204.将tray对应的采样点映射到t2，即实现了第i炮第j检波点的动校正；
S205.循环执行步骤S202～S204，实现第i炮所有检波点的动校正；
S206.循环执行步骤S201～S205，实现所有炮的动校正。
进一步地，所述步骤S3包括以下子步骤：
S301.给定直炮线方位角θ；
S302.计算炮点Si(x,y)相对于井口的方位角θi：
Figure BDA0002541675700000021
其中，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，θi是第i炮的方位角，Six、Siy是炮点的横坐标、纵坐标；
S303.计算炮点Si(x,y)到方位角θ的投影坐标
Figure BDA0002541675700000022
Figure BDA0002541675700000023
其中，offset_Si是第i炮的偏移距，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，Six、Siy是炮点的横坐标、纵坐标；
Figure BDA0002541675700000024
Figure BDA0002541675700000031
其中，offset_Si是第i炮的偏移距，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，θi是第i炮的方位角，θ是直炮线方位角，
Figure BDA0002541675700000032
是投影坐标；
S304.循环步骤S202～S203，计算所有炮点的投影坐标。
进一步地，所述步骤S4包括以下子步骤：
S401.读取第i炮的炮点坐标
Figure BDA0002541675700000033
S402.读取第i炮第j检波点坐标Rj(x,y)；
S403.利用步骤S1得到的层速度，射线追踪计算炮点i到检波点j的射线走时
Figure BDA0002541675700000034
及其对应的双程时
Figure BDA0002541675700000035
S404.将
Figure BDA0002541675700000036
对应的采样点映射到
Figure BDA0002541675700000037
实现第i炮第j检波点的反动校正；
S405.循环执行步骤S402～S404，实现第i炮所有检波点的反动校正；
S406.循环执行步骤S401～S405，实现所有炮的反动校正，即得到弯线校正后的变偏移距VSP记录。
一种变偏移距VSP弯线校正处理装置，包括：
层速度计算单元，用于选取变偏移距VSP中零偏移距的VSP，拾取其初至，用其计算层速度；
共炮记录校正单元，用于根据计算得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；
坐标投影单元，用于假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；
反动校正单元，用于根据得到的炮点新坐标和层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。
本发明的有益效果是：本发明先将变偏移距VSP共炮点记录按零偏移距VSP速度做动校正，定义过井直炮线、计算炮点的投影坐标，将变偏移距VSP动校正记录按新的坐标做反动校正，这样就是得到了变偏移距VSP直线数据，便于后续叠加及偏移成像。
附图说明
图1为变偏移距VSP采集系统立体图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为层速度计算的原理示意图；
图4为实施例中零偏移距VSP计算的速度示意图；
图5校正前变偏移距VSP共炮记录示意图；
图6为变偏移距VSP共炮记录动校正示意图；
图7为校正前后炮点位置示意图；
图8为校正后变偏移距VSP共炮记录示意图；
图9为本发明的装置原理框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
在进行变偏移距VSP井中地震数据采集时，需要在地面布设一条由多个炮点所组成的炮线，在井中的多个不同深度的检波点设置检波器，在炮点人工激发地震数据的条件下，实现变偏移距VSP井中数据采集，采集系统立体图如图1所示；变偏移距VSP采集，其实就是在每一个炮点激发时，由各个检波点采集数据(初至波、反射波等)；其中，在离井口最近的炮点激发时，采集到的数据即为零偏移VSP数据；在实际进行变偏移距VSP野外数据采集时，由于地形、建筑物的影响，部分炮点会偏离形成弯线，而本申请正是基于变偏移距VSP数据以及采集系统(炮点、检波点、井口等)的相关参数，进行弯线校正，具体地：
如图2所示，一种变偏移距VSP弯线校正处理方法，包括以下步骤：
S1.选取变偏移距VSP数据中的零偏移距VSP数据，拾取其初至，用其计算层速度；
所述步骤S1中计算得到的层速度Vp为：
Vp＝{Vp,1,Vp,2,...,Vp,N}；
其中Vp,i为第i层的纵波速度，i＝1,2，…,N,且N为零偏移VSP数据的总层数，每层对应一个检波器；
如图3所示，计算Vp,i的方式如下：
Figure BDA0002541675700000041
Vp,i＝(Hi-Hi-1)/(tp,vi-tp,vi-1)；
其中，Hi是第i个检波器深度，tp,i是第i个纵波初至，Offset是零偏移距VSP炮点偏离井口的距离；tp,vi是第i个纵波垂直单程时，也就是第i个检波器的初至去除偏移距offset得到的时间；Hi-1是第i-1个检波器深度，Hi是第i个检波器深度，tp,vi-1是第i-1个检波器的纵波垂直单程时，tp,vi是第i个检波器的纵波垂直单程时，Vp,i是第i层的纵波速度。
在本申请的实施例中，零偏移距VSP计算的速度如图4，横坐标为速度(单位：m/s)；纵坐标为深度(单位：m)。
S2.利用步骤S1得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；
S201.读取第i炮的炮点坐标Si(x,y)；
S202.读取第i炮第j检波点坐标Rj(x,y)；
S203.用步骤S1得到的层速度，射线追踪计算炮点i到检波点j的射线走时tray及其对应的双程时t2；
S204.将tray对应的采样点映射到t2，即实现了第i炮第j检波点的动校正；
S205.循环执行步骤S202～S204，实现第i炮所有检波点的动校正；
S206.循环执行步骤S201～S205，实现所有炮的动校正。
在本申请的实施例中，校正前的变偏移距VSP共炮记录如图5所示，横坐标为道号；纵坐标为时间(单位：ms)；动校正结果如图6所示，横坐标为道号；纵坐标为时间(单位：ms)。
S3.假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；
S301.给定直炮线方位角θ；
S302.计算炮点Si(x,y)相对于井口的方位角θi：
Figure BDA0002541675700000051
其中，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，θi是第i炮的方位角，Six、Siy是炮点的横坐标、纵坐标；
S303.计算炮点Si(x,y)到方位角θ的投影坐标
Figure BDA0002541675700000061
Figure BDA0002541675700000062
其中，offset_Si是第i炮的偏移距，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，Six、Siy是炮点的横坐标、纵坐标；
Figure BDA0002541675700000063
Figure BDA0002541675700000064
其中，offset_Si是第i炮的偏移距，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，θi是第i炮的方位角，θ是直炮线方位角，
Figure BDA0002541675700000065
是投影坐标；
S304.循环步骤S202～S203，计算所有炮点的投影坐标。
在本申请的实施例中，校正前后炮点位置如图7所示，横坐标为东西(单位：m)；纵坐标为南北(单位：m)；
S4.利用步骤S3得到的炮点新坐标、步骤S1得到的层速度，射线追踪计算双程时，并对步骤S2的变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。
S401.读取第i炮的炮点坐标
Figure BDA0002541675700000066
S402.读取第i炮第j检波点坐标Rj(x,y)；
S403.利用步骤S1得到的层速度，射线追踪计算炮点i到检波点j的射线走时
Figure BDA0002541675700000067
及其对应的双程时
Figure BDA0002541675700000068
S404.将
Figure BDA0002541675700000069
对应的采样点映射到
Figure BDA00025416757000000610
实现第i炮第j检波点的反动校正；
S405.循环执行步骤S402～S404，实现第i炮所有检波点的反动校正；
S406.循环执行步骤S401～S405，实现所有炮的反动校正，即得到弯线校正后的变偏移距VSP记录；在本申请的实施例中，最终得到的校正结果如图8所示，横坐标为道号；纵坐标为时间(单位：ms)；
如图9所示，一种变偏移距VSP弯线校正处理装置，包括：
层速度计算单元，用于选取变偏移距VSP中零偏移距的VSP，拾取其初至，用其计算层速度；
共炮记录校正单元，用于根据计算得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；
坐标投影单元，用于假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；
反动校正单元，用于根据得到的炮点新坐标和层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。
综上，本发明先将变偏移距VSP共炮点记录按零偏移距VSP速度做动校正，定义过井直炮线、计算炮点的投影坐标，将变偏移距VSP动校正记录按新的坐标做反动校正，这样就是得到了变偏移距VSP直线数据，便于后续叠加及偏移成像。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种变偏移距VSP弯线校正处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1.选取变偏移距VSP数据中的零偏移距VSP数据，拾取其初至，用其计算层速度；
步骤S2.利用步骤S1得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；
步骤S3.假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；
所述步骤S3包括以下子步骤：
S301.给定直炮线方位角θ；
S302.计算炮点Si(x,y)相对于井口的方位角θi：
Figure FDA0003583743400000011
其中，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，θi是第i炮的方位角，Six、Siy是炮点的横坐标、纵坐标；
S303.计算炮点Si(x,y)到方位角θ的投影坐标
Figure FDA0003583743400000012
Figure FDA0003583743400000013
其中，offset_Si是第i炮的偏移距，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，Six、Siy是炮点的横坐标、纵坐标；
Figure FDA0003583743400000014
Figure FDA0003583743400000015
其中，offset_Si是第i炮的偏移距，wx、wy是井口的横坐标、纵坐标，θi是第i炮的方位角，θ是直炮线方位角，
Figure FDA0003583743400000016
是投影坐标；
S304.循环步骤S202～S203，计算所有炮点的投影坐标；
步骤S4.利用步骤S3得到的炮点新坐标、步骤S1得到的层速度，射线追踪计算双程时，并对步骤S2的变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。
2.根据权利要求1所述的一种变偏移距VSP弯线校正处理方法，其特征在于：所述步骤S1中计算得到的层速度Vp为：
Vp＝{Vp,1,Vp,2,...,Vp,N}；
其中Vp,i为第i层的纵波速度，i＝1,2，…,N,且N为零偏移距VSP数据的总层数，每层对应一个检波器；
计算Vp,i的方式如下：
Figure FDA0003583743400000021
Vp,i＝(Hi-Hi-1)/(tp,vi-tp,vi-1)；
其中，Hi是第i个检波器深度，tp,i是第i个纵波初至，Offset是零偏移距VSP炮点偏离井口的距离；Hi-1是第i-1个检波器深度，Hi是第i个检波器深度，tp,vi-1是第i-1个检波器的纵波垂直单程时，tp,vi是第i个检波器的纵波垂直单程时，Vp,i是第i层的纵波速度。
3.根据权利要求1所述的一种变偏移距VSP弯线校正处理方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下子步骤：
S201.读取第i炮的炮点坐标Si(x,y)；
S202.读取第i炮第j检波点坐标Rj(x,y)；
S203.用步骤S1得到的层速度，射线追踪计算炮点i到检波点j的射线走时tray及其对应的双程时t2；
S204.将tray对应的采样点映射到t2，即实现了第i炮第j检波点的动校正；
S205.循环执行步骤S202～S204，实现第i炮所有检波点的动校正；
S206.循环执行步骤S201～S205，实现所有炮的动校正。
4.根据权利要求1所述的一种变偏移距VSP弯线校正处理方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下子步骤：
S401.读取第i炮的炮点坐标
Figure FDA0003583743400000022
S402.读取第i炮第j检波点坐标Rj(x,y)；
S403.利用步骤S1得到的层速度，射线追踪计算炮点i到检波点j的射线走时
Figure FDA0003583743400000023
及其对应的双程时
Figure FDA0003583743400000024
S404.将
Figure FDA0003583743400000031
对应的采样点映射到
Figure FDA0003583743400000032
实现第i炮第j检波点的反动校正；
S405.循环执行步骤S402～S404，实现第i炮所有检波点的反动校正；
S406.循环执行步骤S401～S405，实现所有炮的反动校正，即得到弯线校正后的变偏移距VSP记录。
5.一种变偏移距VSP弯线校正处理装置，采用权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于：包括
层速度计算单元，用于选取变偏移距VSP中零偏移距的VSP，拾取其初至，用其计算层速度；
共炮记录校正单元，用于根据计算得到层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮记录做动校正；
坐标投影单元，用于假定一条过井口的直线，计算炮点到该直线的投影坐标，将投影坐标定义为炮点的新坐标；
反动校正单元，用于根据得到的炮点新坐标和层速度，射线追踪计算双程时，并对变偏移距VSP共炮动校正记录做反动校正。
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