一種基于模型和全局尋優(yōu)的速度譜自動解釋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模型和全局尋 優(yōu)的速度譜自動解釋方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣勘探地震資料的處理中，疊加速度分析既是基礎(chǔ)性也是非常重要的地震數(shù) 據(jù)處理內(nèi)容，它是實現(xiàn)地震勘探多次覆蓋共CMP道集疊加的依據(jù)，也是支撐高精度地震成 像速度建模的基礎(chǔ)。
[0003] 疊加速度分析是基于速度譜的實現(xiàn)形式，是根據(jù)地震信號的激發(fā)與接收之間存在 的正常時差原理，采用預先給定的一系列速度曲線進行掃描，依次計算出CMP道集中各道 的正常時差，繼而進行動校和迭加，得到時間-速度-疊加能量矩陣。
[0004] 疊加速度譜的解釋是基于同相疊加能量最大原理，就是當掃描速度正確時能夠正 確計算出各道的正常時差和正常時差校正，實現(xiàn)CMP道集中各道數(shù)據(jù)的同相迭加，此時的 疊加能量最大，因此，疊加速度譜的解釋是沿時間軸分析并棟選速度譜上相對可靠和疊加 能量較大的能量團。
[0005] 事實上，在實際的地震資料處理中影響疊加速度譜計算和解釋精度的因素很多， 比如地震記錄中的隨機噪音、信噪比、復雜構(gòu)造、波的干涉、地層傾角等等，送些影響因素不 可能通過數(shù)學模型進行全面的描述和通過數(shù)據(jù)處理全面消除。因此，實際的反射波時距曲 線已不是理想意義上的雙曲線形態(tài)，疊加速度譜通常會表現(xiàn)出能量團不聚焦，在時間軸上 速度的變化趨勢不唯一、速度變化大或速度倒轉(zhuǎn)等等。
[0006] 由于疊加速度分析的精度受制于地震勘探的條件和觀測資料的信噪比，在速度譜 上表現(xiàn)出多解性和模糊性，因此，速度譜的解釋基本是采用人機交互模式，送也是目前常規(guī) 地震資料處理中人工操作量最大的一個環(huán)節(jié)。因此，速度自動解釋方法也不斷推出，送些方 法一般都是基于全局優(yōu)化算法。例如基于蒙特卡洛方法等。送類方法具有算法易于設(shè)計， 對目標函數(shù)要求不高從而應用廣泛。但效率低，不能保證產(chǎn)生優(yōu)化問題的最優(yōu)解，并且結(jié)論 常常帶有隨機性。另外一些是基于局部尋優(yōu)的方法包括；牛頓法，共扼梯度法，神經(jīng)網(wǎng)絡方 法等。送類方法雖然有較高的計算效率，但算法復雜。往往需要利用導數(shù)為尋找極值點提 供有效信息。直接方法對函數(shù)的分析性質(zhì)沒有要求，而且根據(jù)一定的數(shù)學原理，用盡量少的 計算量，通過直接比較函數(shù)值的大小來確定極值點的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于模型和全局尋 優(yōu)的速度譜自動解釋方法，基于對速度譜計算的方法原理、數(shù)據(jù)特征、地震速度的分布規(guī) 律、速度譜解釋判別準則的分析，進行規(guī)律性總結(jié)和理論抽象，構(gòu)建模型約束條件下的最優(yōu) 化速度譜自動解釋方法，從而將地震資料處理員從繁重的人機交互式速度譜拾取工作中解 脫出來，減少手工工作量，并可W縮短地震資料處理周期。
[0008] 本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0009] -種基于模型和全局尋優(yōu)的速度譜自動解釋方法，包括：
[0010] (1)對原始地震數(shù)據(jù)即共炮道集進行預處理；
[0011] (2)將第一步得到的CMP道集作為輸入數(shù)據(jù)，同時任意給定一個參考速度作為初 始參考速度，并用該初始參考速度對當前CMP道集進行NM0校正；
[0012] (3)對某一時間t，利用參考速度作為種子點產(chǎn)生隨機數(shù)，并將該隨機數(shù)作為疊加 速度VrmsO,然后對VrmsO進行求解得到最佳VrmsO,然后進行下一時刻的VrmsO的求解，直 到該CMP道集上所有t時刻的VrmsO都得到求解；
[001引 （4)輸入下一個CMP道集，重復似、（3)步，直到所有的輸入CMP點上的VrmsO都 得到求解。
[0014] 所述步驟（1)的預處理包括：
[0015] 置道頭、去噪、振幅補償、靜校正、反權(quán)積、分選得到CMP道集。
[0016] 所述步驟（3)中是利用蒙特卡洛算法對VrmsO進行求解得到最佳VrmsO。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是；利用本發(fā)明能夠?qū)⒌卣鹳Y料處理員從繁 重的人機交互式速度譜拾取工作中解脫出來，減少手工工作量，并可W縮短地震資料處理 周期。
【附圖說明】
[0018] 圖1現(xiàn)有疊加速度分析的步驟框圖。
[0019] 圖2本發(fā)明方法的步驟框圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述：
[0021] 一般情況下，自動速度分析在數(shù)學表現(xiàn)形式上是求解如下形式的極值問題：
[0022]
…
[0023] 其中S表示速度譜，t表示時間樣點，Vrms表示疊加速度。
[0024] 步驟如圖1所示，通常最后一步是人工拾取。
[00巧]在求解上述極值問題時使用的算法通常是全局優(yōu)化算法。
[0026] 在直接應用全局優(yōu)化算法解上述極值問題時不能保證產(chǎn)生優(yōu)化問題的最優(yōu)解，并 且結(jié)果常常帶有隨機性，因此在本發(fā)明中引入了模型約束，即使用參考速度來引導自動解 釋的速度向正確的速度趨勢發(fā)展，并且送樣做也加快了收斂速度。具體如下：
[0027] 與直接將（1)式作為目標函數(shù)不同，本發(fā)明中使用如下函數(shù)：
[0028] (2)
[002引其中AU即為參考速度，它來源于初始模型，X表示偏移距，τ則表示利用Vuf進 行NM0校正W后的剩余校正量。由于真實值是無法得知的，因此，剩余校正量也無法度量， 所W在實際實現(xiàn)時對剩余校正量是用譜來進行度量的。送樣就可W用蒙特卡洛算法對目標 函數(shù)（2)進行求解。在此過程中，略有不同或者說蒙特卡洛算法在本發(fā)明的具體應用時， 是利用Vw作為種子點來產(chǎn)生隨機數(shù)作為初始值，并且根據(jù)具體地質(zhì)情況，預先設(shè)置解的區(qū) 間，送樣即可W對解加W約束，又可W保證得到最優(yōu)解。
[0030] 本發(fā)明方法如圖2所示，包括：
[0031] (1)是對原始地震數(shù)據(jù)即共炮道集進行預處理；置道頭、去噪、振幅補償、靜校正、 反權(quán)積、分選得到CMP道集，送與傳統(tǒng)的人機交互手工速度譜拾取前的處理過程是一致的；
[0032] (2)將第一步得到的CMP道集作為輸入數(shù)據(jù)，同時任意給定一個參考速度作為初 始參考速度，并用該初始參考速度對當前CMP道集進行NM0校正；
[0033] (3)對某一時間t，利用參考速度作為種子點產(chǎn)生隨機數(shù)，并將該隨機數(shù)作為疊加 速度VrmsO,然后利用蒙特卡洛算法對VrmsO進行求解得到最佳VrmsO,然后進行下一時刻 的VrmsO的求解，直到該CMP道集上所有t時刻的VrmsO都得到求解；
[0034] (4)輸入下一個CMP道集，重復似、（3)步，直到所有的輸入CMP點上的VrmsO都 得到求解。
[0035] 本發(fā)明提供了一種基于模型和多重約束條件指導下的速度譜自動解釋方法，屬于 地球物理科學中的油氣勘探地震數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域。所述方法是基于對速度譜計算的方法原 理、數(shù)據(jù)特征、地震速度的分布規(guī)律、速度譜解釋判別準則的分析，進行規(guī)律性總結(jié)和理論 抽象，構(gòu)建了基于模型和多重約束條件指導下的最優(yōu)化速度譜自動解釋算法。
[0036]圖1是自動速度譜拾取的效果顯示。其中最左邊是一個CMP道集，中間是自動拾 取結(jié)果，右邊是由拾取結(jié)果得到的疊加剖面W及當前CMP點在疊加剖面上的位置，在實際 應用時，右邊的剖面也可W替換成當前CMP道集由拾取結(jié)果進行NM0校正后的剖面。
[0037] 上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本 發(fā)明公開了應用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本 發(fā)明上述【具體實施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是優(yōu)選的，而并不具有限制 性的意義。
【主權(quán)項】
1. 一種基于模型和全局尋優(yōu)的速度譜自動解釋方法，其特征在于：所述方法包括： (1) 對原始地震數(shù)據(jù)即共炮道集進行預處理； (2) 將第一步得到的CMP道集作為輸入數(shù)據(jù)，同時任意給定一個參考速度作為初始參 考速度，并用該初始參考速度對當前CMP道集進行NMO校正； (3) 對某一時間t，利用參考速度作為種子點產(chǎn)生隨機數(shù)，并將該隨機數(shù)作為疊加速度 VrmsO,然后對VrmsO進行求解得到最佳VrmsO,然后進行下一時刻的VrmsO的求解，直到該 CMP道集上所有t時刻的VrmsO都得到求解； (4) 輸入下一個CMP道集，重復（2)、（3)步，直到所有的輸入CMP點上的VrmsO都得到 求解。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型和全局尋優(yōu)的速度譜自動解釋方法，其特征在于： 所述步驟（1)的預處理包括： 置道頭、去噪、振幅補償、靜校正、反褶積、分選得到CMP道集。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型和全局尋優(yōu)的速度譜自動解釋方法，其特征在于： 所述步驟（3)中是利用蒙特卡洛算法對VrmsO進行求解得到最佳VrmsO。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于模型和全局尋優(yōu)的速度譜自動解釋方法，屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發(fā)領(lǐng)域。本方法包括：(1)對原始地震數(shù)據(jù)即共炮道集進行預處理；(2)將第一步得到的CMP道集作為輸入數(shù)據(jù)，同時任意給定一個參考速度作為初始參考速度，并用該初始參考速度對當前CMP道集進行NMO校正；(3)對某一時間t，利用參考速度作為種子點產(chǎn)生隨機數(shù)，并將該隨機數(shù)作為疊加速度VrmsO，然后對VrmsO進行求解得到最佳VrmsO，然后進行下一時刻的VrmsO的求解，直到該CMP道集上所有t時刻的VrmsO都得到求解；(4)輸入下一個CMP道集，重復(2)、(3)步，直到所有的輸入CMP點上的VrmsO都得到求解。
【IPC分類】G01V1/28
【公開號】CN105445788
【申請?zhí)枴緾N201410428881
【發(fā)明人】劉百紅, 孫成龍, 許自龍
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年8月27日