新疆地质XINJIANGGEOLOGY2013年12月Dec.2013第31卷增刊Vol.31Supplement文章编号：1000-8845(2013)增刊-056-05中图分类号:P618.130.2文献标识码:A约束速度反演技术在低信噪比地震资料叠前深度偏移建模中的应用李赋斌，胡鹏飞，费建博，陈松，周刚，闫艳琴(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐830011)摘要:阳霞工区位于南天山前缘斜坡，地表条件复杂，处理后的地震数据信噪比低，难以可靠解释层位，影响常规方法建立初始深度-速度模型准确性。
利用约束速度反演(Constrained Velocity Inversion 简称CVI)建立层速度模型，将其由时间域通过比例法转换到深度域建立初始深度-速度模型，得到的速度模型包含一定的地质属性，在此基础上迭代修正深度-速度模型，并进行叠前深度偏移以提高其精度和效率。
关键词:信噪比；约束速度反演；深度-速度模型；叠前深度偏移阳霞工区位于亚肯-阳霞区块东部，勘探程度低，为合理评价该地区有利目标，提出对该区做叠前深度偏移处理。
叠前深度偏移的成像质量依赖于深度-速度模型的准确性。
通常建立深度-速度模型时所用到的层速度由均方根速度通过DIX 公式转换得到，而DIX 公式基于水平层状介质、速度场无横向变化的假设，对复杂构造的层速度求取误差大[1]。
Lan-da E 、周巍等采用相干速度反演得到速度模型，相干速度反演需用到层位解释数据，在层位解释不准的情况下精度可能受到影响，并存在累积误差[2-3]；程谦、许自强等通过CVI 得到层速度模型，在层位解释基础上提取沿层层速度并建立初始深度-速度模型，这同样是基于层位解释数据而建立的初始深度-速度模型[4-5]。
本区地震资料信噪比较低，浅层难以进行准确层位解释，通过CVI 转换得到层速度，将层速度由时间域比例到深度域，建立初始深度-速度模型并进行叠前深度偏移，成像效果较好。
运用此技术建立的初始深度-速度模型精度较高，使后续深度-速度模型更新时迅速优化收敛，提高了建立深度-速度模型和叠前时间偏移的精度和效率。
1主要技术方法1.1技术原理CVI 理论是由Zvi Koren 和Igor Ravve 在2005年SEG 年会上提出的[6]。
CVI 可将横向或纵向上的不规则采样或稀疏采样的叠加速度函数转换为规则的由精细地质条件约束的层速度，亦适用于均方根速度函数转换为层速度。
产生的层速度受趋势速度的约束，符合地学的速度变化规律，允许局部异常存在，同时加快了速度的收敛和模型的建立。
CVI 主要包括建立一个全局的速度趋势模型，应用约束反演和优化速度成图3个阶段:首先，假设速度趋势为在每个横向节点上用3个参数定义的渐进指数边界函数，它一般通过参考基准面计算得出。
在每一节点上，初始速度趋势由对当前工区有影响的预定区域内的一系列垂直函数定义，将反演分别运用到每个均方根垂直函数上，并由整体趋势函数控制横向和纵向上的连续性，最后对瞬时速度进行平滑和成像，在空间和时间上产生规则的经优化的层速度网格。
CVI 可建立稳定并有地质意义的高精度速度模型。
一般用CVI 转换产生层速度，主要是为基于弯曲射线理论的叠前时间偏移建立最优化的速度模型，或为叠前深度偏移和基于网格的层析技术建立初始速度模型，主要适用于速度随深度增加而增加并在横向上有变化的致密沉积岩地区。
1.2地震精细预处理静校正问题是塔里木盆地地震资料处理中的关键问题之一，考虑到亚肯-阳霞区块复杂的地表和近地表环境[7]，在各种静校正方法的对比分析基础上，本次处理采用层析静校正。
本区地震资料预处理中一大突出问题是信噪比低。
在戈壁滩区，单炮记录收稿日期：2013-08-07;修订日期：2013-08-15;作者E-mail ：498098814@ 第一作者简介：李赋斌(1985-),男,新疆乌鲁木齐人，硕士，助理工程师，2011年毕业于中国矿业大学（北京）矿产普查与勘探专业，从事地震资料成像技术研究工作第31卷增刊李赋斌等：约束速度反演技术在低信噪比地震资料叠前深度偏移建模中的应用中面波、次声波及各种折射波较强，浅层反射同相轴不明显，深层由于反射能量强，可看到连续的同相轴。
在北部山体区，折射波和空气波干扰严重，几乎看不到有效反射。
针对以上情况，采用LIFT 组合去噪技术有效压制了面波干扰。
对于空气波和次声波，其能量较强，严重影响有效信号。
两者主频在15~20Hz ，与有效信号部分重合，且空间分布规律不明显，鉴于其强振幅特征，采用分频去噪方法对二者进行有效压制(图1)。
通过地表一致性反褶积减少子波横向变化，增强子波横向稳定性，预测反褶积可对子波进行较好压缩，有效拓宽频带，提高纵向分辨率，使反褶积后的剖面层次清晰、波形自然。
1.3初始速度模型的建立建模方式1建立初始深度-速度模型的常规方式是基于层位解释:先在叠加数据中做层位解释，然后将叠前时间偏移中的均方根速度通过DIX 公式转换为层速度，并在层速度数据上沿解释的层位提取沿层层速度，进而用沿层层速度对前面解释的时间域层位进行射线偏移或图偏移得到深度域层位，再将基于深度域层位建立的构造模型和基于层速度建立的层速度模型结合，产生初始深度-速度模型。
建模方式2因本工区地震资料品质差，在叠前时间偏移剖面中，浅层信噪比低，同相轴不连续，波组特征不明显，通过层位解释得到的层位数据准确度低（图2）。
若无合理层位数据，在此基础上提取图1强干扰压制前后的对比Fig.1Demonstration of attenuation of strong interferencesa ——压制前炮集;b ——压制后炮集图2常规方式和CVI 建立的初始深度-速度模型的对比Fig.2Comparison of initial depth interval velocity models respectively by conventional method and CVIa ——常规方式建立的初始深度-速度模型;b ——CVI 建立的初始深度-速度模型57新疆地质2013年的沿层层速度及后续建立的初始深度-速度模型精度低，那么得到的叠前深度偏移成像效果差，使下一步深度-速度模型的迭代修改难以收敛，将影响叠前深度偏移的精度和效率。
为避免层位解释不准的影响，采用CVI 技术建立层速度模型:在叠前时间偏移时，利用CVI 技术得到精细时间域层速度模型。
通过比例法将此层速度模型由时间域转换到深度域，并结合地质认识进行一定的平滑，建立初始深度-速度模型(图2)。
在常规方式建立的初始深度-速度模型中，层速度在同一层位来回波动，跳跃性大，甚至上下相邻层位出现速度倒转现象，不符合地质认识。
经CVI 建立的初始深度-速度模型中，层速度平缓自然，整体由浅至深逐渐变大，更符合地质规律。
利用初始深度-速度模型进行克希霍夫叠前深度偏移(图3)，可见，CVI 建立的初始深度-速度模型精度更高。
建立好初始深度-速度模型后，需迭代优化模型。
初始深度-速度模型与实际模型差异越小，模型迭代收敛速度越快，则迭代次数越少。
建立接近于地下实际情况的初始模型，提高了叠前深度偏移精度和效率[8-9]。
1.4深度-速度模型的迭代修正深度-速度模型是否合理，一方面要结合地质认识来分析是否合乎实际地质情况，另一方面要分析偏移得到的CRP 道集是否拉平。
准确的速度深度模型能使CRP 道集拉平，若速度偏大，则CRP 道集向下弯，速度偏小，则CRP 道集向上弯[10]。
在叠前深度偏移的深度域剖面上进行层位解释，再沿层提取层速度，建立深度-速度模型。
通过层析反演法迭代修正深度-速度模型，直至剩余速度相关谱中能量收敛于0，得到最终的深度-速度模型(图4)。
图4最终的深度-速度模型Fig.4The Final depth interval velocity model图3不同建模方法的初步叠前深度偏移效果的对比Fig.3Comparison of pre-stack depth migrations by different modeling methods常规方式建模的偏移效果;b ——CVI建模的偏移效果58第31卷增刊李赋斌等：约束速度反演技术在低信噪比地震资料叠前深度偏移建模中的应用2成像效果分析叠前深度偏移得到了准确的深度域成像，恢复了地下真实构造，更能反映实际构造及储层情况。
为便于与叠前时间偏移进行细节上的对比，将前期处理的叠前时间偏移剖面与本次的叠前深度偏移剖面做对比（图5）。
由图可知，本次叠前深度偏移地震资料的信噪比有所提高，波组特征自然，同相轴连续性增强，断点收敛效果较好。
3结论叠前深度偏移的成像质量很大程度上依赖于深度-速度模型的合理性。
对于本区低信噪比地震资料，通过常规方法建立的初始深度-速度模型精度低，本文利用CVI 转换产生高精度层速度模型，将之由时间域比例到深度域从而建立初始深度-速度模型，速度模型精度较高，初步偏移的地震剖面中同相轴波组特征自然、结构清晰，使后续深度-速度模型的迭代修正快速收敛，减少了模型迭代修正次数，提高了叠前深度偏移精度和效率。
参考文献[1]冯全雄，黄兆林，葛勇.模型研究指导层速度解释方法探索及应用[J].中国海上油气，2005，17(3):171-178.[2]周巍，方伍宝，王华忠.相干速度反演方法研究[J].中国地球物理，2009，32(8):69-74.[3]Landa E ，Thore P ，Sorin V ，et al.Interpretation of velocity esti-mates from coherency inversion[J].Geophysics ，1991，56:1377-1383.[4]程谦.速度-深度模型建立方法及其在叠前深度偏移中应用研究[D].成都:成都理工大学，2010.[5]许自强，方中于，万欢，等.叠前深度偏移在深水崎岖海底地震资料的应用[J].工程地球物理学报，2011，8(5):572-578.[6]Zvi Koren ，Igor Ravve.Constrained Velocity Inversion ，2005[C].SEG/Houson 2005Annual Meeting:2289-2292.[7]张涛.层析成像静校正在新疆垭肯-阳霞资料处理中的应用[J].石油地质与工程，2011，25(6):36-41.[8]张敏，李振春.偏移速度分析与建模方法综述[J].勘探地球物理进展，2007，30(6):421-427.[9]胡英，张研，陈立康，等.速度建模的影响因素与技术对策[J].石油物探，2006，45(5):503-507.[10]渥-伊尔马滋著.地震资料分析——地震资料处理、反演和解释[M].刘怀山，曹孟起.张进等译.北京:石油工业出版社，2006.图5前期叠前时间偏移与本次叠前深度偏移的对比Fig.5Comparison of previous pre-stack time migration and this pre-stack depth migrationa ——局部剖面对比;b ——同相轴连续性对比;c ——基底断点收敛效果对比59新疆地质2013年60Application of Constrained Velocity Inversion Technology in Pre-stack Depth Migration Modeling of Low SNR Seismic DataLi Fubin，Hu Pengfei，Fei Jianbo，Chen Song，Zhou Gang，Yan Yanqin(Research Institute of Petroleum Exploration＆Production，SINOPEC Northwest Company，Urumqi，Xinjiang,830011，China)Abstract:Yang Xia area is in the south of Tian Shan foreslope of which the surface condition is very complex.With var-ious of interference waves，the signal to noise ratio of seismic data processed is very low，so it is hard to interpret hori-zon reliably.It’s difficult to establish accurate depth interval velocity model by convenient methods.This paper has pre-sented using Constrained Velocity Inversion(CVI)to build the interval velocity model which is transformed from time domain to depth domain with scaling method to establish the initial depth interval velocity model that keeps some geo-logical attributes，and refining the depth interval velocity model iteratively for pre-stack depth migration，which enhanc-es the accuracy and efficiency of pre-stack depth migration.Key words:SNR；Constrained Velocity Inversion(CVI)；Depth interval velocity model；Pre-stack depth migration。
