基于叠后反演的深度偏移高精度速度建模技术
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其实现过程是利用约束井资料中的声波和密 度与地震反射系数褶积建立声波阻抗并在地质框 架模型的约束下内插计算出波阻抗模型，然后通 过波阻抗模型以及约束井曲线趋势来约束反演结 果，求取地下地层反射系数序列，最终得到高精 度阻抗体。由高精度阻抗体得到速度体更新量参 与到深度偏移速度建模过程中，提高速度建模的 精度，改善深度偏移的成像效果。
由于地震资料通常缺失10Hz以下的低频信 息，在叠后反演中，需要通过其它资料来补偿这 部分缺失信息。因此开展叠后反演之前，需要建 立初始的速度模型。通常可以通过处理层速度场 或测井资料插值来补偿地震资料缺失的低频成 分，从而提高叠后反演结果的频带宽度[5]。其中处 理层速度场可以较好的反映地质体空间横向变化 趋势，但由于其过于平滑且过于低频，对地质体 的细节刻画能力不足，在反演中其适用性不高； 测井资料频带较宽具有较高的纵向分辨率，测井 插值模型能够精细刻画井眼周围地层的纵向细
顺北探区位于塔里木盆地中西部顺托果勒低 隆北部，经历多期复杂构造运动，在奥陶系地层 形成大量受走滑断裂带控制的断控缝洞型碳酸盐 岩储集体，油气资源可观[1]。上覆地层广泛发育有 二叠系火成岩，对地震波的吸收衰减导致下伏地 层成像畸变，奥陶系内幕形成假断裂构造，中小 尺度断裂难以准确识别，加大了顺北探区断溶体 油气藏的勘探开发风险[2-3]。提高深度偏移速度模 型的准确性是提升地层成像质量的关键[4]，因此开 展火成岩速度体精准描述对优化深度偏移速度建 模提升下伏地层成像质量有着重要意义。
趋势，选用基于速度场约束建模方法构建模型， 结合叠后反演对二叠系火成岩速度体进行精准描 述，明确其空间展布特征，再将反演得到的火成 岩速度体应用于深度偏移速度建模，较好解决因 测井资料局限而无法开展火成岩速度体精准描述 的问题，提高深度偏移速度模型的精确度，深度 偏移成像构造准确。
1 基于速度场约束的初始速度建模方法
参考文献
[1] 李宗杰，杨子川，李海英，等 . 顺北沙漠区超 深断溶体油气藏三维地震勘探关键技术 [J]. 石油物 探，2020，59（2）：283-294.
[2] 王立歆，李海英，李弘，等 . 复杂地质条件下 超深层碳酸盐岩断控缝洞体成像及预测技术 [J]. 石 油物探，2022，61（5）：865-875.
图2 基于速度场约束的初始速度建模 （a）处理层速度场；（b）基于速度场约束初始速度模型
3.2 基于叠后反演的高精度速度建模
基于上述高精度初始速度模型，利用Gardner 公式转换成波阻抗模型，开展叠后反演得到高精 度阻抗体。将高精度阻抗体利用Gardner公式转换 成阻抗速度模型，作为速度更新量应用于深度偏 移速度建模中，得到高精度深度偏移速度体，改 善了深度偏移的速度建模精度，结果如图3所示。
2024年第4期
技术研究
基于叠后反演的深度偏移高精度速度建模技术
夏勇
中石化石油物探技术研究院有限公司 江苏 南京 211103 摘要：塔里木盆地顺北探区广泛发育有二叠系火成岩，火成岩引起的速度变化严重制约着下伏地层 成像，火成岩速度准确与否对提升下伏地层成像有着重要意义。为此，对二叠系火成岩测井岩石物理与 地震响应特征进行分析，发现速度场能够很好的反映火成岩沉积变化趋势，采用基于速度场约束建模方 法构建模型，得到高精度初始速度模型，结合叠后反演明确火成岩速度体空间展布特征，将火成岩速度 体应用于深度偏移速度建模，较好解决因测井资料局限而无法开展火成岩速度体精准描述的问题，提高 深度偏移速度模型的精确度，深度偏移成像构造准确。 关键词：塔里木盆地 火成岩 速度场 叠后反演 速度建模
目前在火成岩速度体描述研究中，在井网丰 富的情况下，可以通过井间插值外推进行火成岩 速度体精准描述，当井点较少，采用上述方法往 往会以偏概全。本次研究区位于顺北探区，二叠 系火成岩速度体纵横向变化大，研究区两口井均 位于火成岩发育区，仅通过井间插值外推无法进 行火成岩速度体精准描述。因此，本文通过分析 研究区二叠系火成岩测井岩石物理与地震响应特 征，发现速度场能够很好的反映火成岩沉积变化
Ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｄｅｐｔｈ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｓｔ ｓｔａｃｋ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｘｉａ Ｙｏｎｇ
Sinopec Geophysical Research Institute Co. ，Ltd.，Nanjing 211103 Abstract：Permian igneous rocks are widely developed in Shunbei exploration area of Tarim Basin. The velocity change caused by igneous rocks seriously restricts the imaging of underlying strata. The accuracy of igneous rock velocity is of great significance for improving the imaging of underlying strata. To this end，an analysis was conducted on the physical and seismic response characteristics of the Permian igneous rock logging data，and it was found that the velocity field can well reflect the sedimentary trend of the igneous rock. A high-precision initial velocity model was constructed based on the velocity field constraint modeling method，and the spatial distribution characteristics of the igneous rock velocity volume were clarified through post stack inversion. The igneous rock velocity volume was applied to deep migration velocity modeling，Better solution to the problem of inability to accurately describe igneous rock velocity bodies due to limited logging data，improving the accuracy of depth migration velocity models，and accurately constructing depth migration imaging structures. Keywords：Tarim Basin；Igneous rock；Speed field；Post stack inversion；Velocity modeling
3 实际资料应用
3.1 基于速度场约束的初始速度建模
本次研究区二叠系火成岩速度体纵横向变化 大，直接基于处理速度场的深度偏移成像，如图1 所示，图中 4s ~ 4.5s范围内，由于火成岩速度体的 变化，造成了深度偏移速度场不准确，导致火成 岩及下伏地层深度偏移成像构造不准确，构造起 伏较大，地震波同相轴抖动问题严重。
[3] 穆洁，史飞洲，徐颖，等 . 塔河地区火成岩下 成像精细速度建模方法应用 [J]. 科学技术与工程， 2020，20（9）：3470-3475.
[4] 朱立华，马灵伟，白英哲，等 . 顺北超深断控 体地震多信息约束速度建模 [J]. 石油物探，2019，58 （6）：864-873.
[5] 马良涛，范廷恩，王宗俊，等 . 不同地质条件 下反演低频模型构建方法分析 [J]. 地球物理学进 展，2021，36（2）：0625-0635.
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2024年第4期
技术研究
图3 基于叠后反演的高精度速度建模
（a） 处理速度场；（b）火成岩速度体更新量
3.3 成像效果分析
基于上述高精度深度偏移速度体进行深度偏 移，偏移成像结果如图4所示。对比图1和图4的4s ~ 4.5s范围，火成岩及下伏地层深度偏移成像构造 准确，削弱了二叠系火成岩对火成岩之下地层产 状的影响，同相轴抖动问题得以改善，同时，受 火成岩影响的“假断裂”成像也得到一定程度的 削弱，成像质量显著提升。
上述叠后反演方法假设地层波阻抗模型所对 应的反射系数序列模型是稀疏分布的，由起主导 作用的强反射系数序列与具有高斯背景的弱反射 系数序列叠加组成。可以建立反演目标函数为：
成。可以建立反演目标函数为：
J=
+ ( − ) + 2 ( − )2 （（1）1）
其中，J为反演后的地震道，i为参与反演的地 震道数，ri为反射系数序列，di为实际地震道，si为 合成地震记录道，λ是合成地震记录道与实际地震 道残差权重因子，ti为约束井声波阻抗变化趋势， zi为声波阻抗样点，a为趋势约束权重因子，p、q 为标准优化因子。
4 结束语
火成岩速度变化快，制约着下伏地层成像质 量，影响深度偏移成像精度。为此结合初始速度 模型，阻抗速度模型来改进深度偏移速度模型， 可以有效的提升深度偏移速度模型精度。
顺北探区实际资料应用结果表明，利用基于 速度场约束初始速度建模，建模精度高；结合叠 后反演得到高精度阻抗速度模型，作为速度更新 量应用于深度偏移速度建模中，可以提高深度偏 移速度建模精度，深度偏移成像构造准确，成像 效果提升显著。
图1 基于处理速度场的深度偏移成像
研究区内两口井均位于火成岩发育区，仅 通过井间插值外推无法进行火成岩速度体精准描 述。基于此，本文从研究区二叠系火成岩测井岩 石物理与地震响应特征出发，发现速度场能够很 好的反映火成岩沉积变化趋势，选用基于速度场 约束建模方法构建模型。首先对速度场展开质控 分析，进行奇异值校正与平滑处理，然后将处理 优化后的速度场利用迪克斯公式转成层速度场并 结合测井数据对层速度场进行校正处理。最后在 测井插值模型中引入层速度场横向变化趋势，构 建出可以反映火成岩纵横向空间变化趋势的高精 度初始速度模型，如图2所示。
2 基于叠后反演的高精度速度建模方法
通过基于速度场约束的初始速度建模方法， 可以获得能够反映火成岩纵向细节信息和横向空 间变化趋势的初始速度模型。在此基础上利用 Gardner公式转换成波阻抗模型开展叠后反演得到 高精度阻抗体，并将高精度阻抗体利用Gardner公 式转换成阻抗速度模型，作为速度更新量应用于 深度偏移速度建模中，可以极大的改善深度偏移 的速度建模精度，提升地层成像质量。
作者简介
夏勇（1993-），男，研究生学历，助理工程师，主 要从事地震反演与储层度偏移成像
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技术研究
2024年第4期
节，但其“一孔之见”的局限性无法真实反映火 成岩的纵横向空间变化趋势。
为此，本文结合以上两种方法的优势，在测 井插值模型纵向细节信息基础上，引入层速度场 的横向变化趋势，较好的解决了测井资料因“一 孔之见”的局限性而无法很好反映火成岩横向空 间变化趋势的问题，提高初始速度的建模精度。
由于地震资料通常缺失10Hz以下的低频信 息，在叠后反演中，需要通过其它资料来补偿这 部分缺失信息。因此开展叠后反演之前，需要建 立初始的速度模型。通常可以通过处理层速度场 或测井资料插值来补偿地震资料缺失的低频成 分，从而提高叠后反演结果的频带宽度[5]。其中处 理层速度场可以较好的反映地质体空间横向变化 趋势，但由于其过于平滑且过于低频，对地质体 的细节刻画能力不足，在反演中其适用性不高； 测井资料频带较宽具有较高的纵向分辨率，测井 插值模型能够精细刻画井眼周围地层的纵向细
顺北探区位于塔里木盆地中西部顺托果勒低 隆北部，经历多期复杂构造运动，在奥陶系地层 形成大量受走滑断裂带控制的断控缝洞型碳酸盐 岩储集体，油气资源可观[1]。上覆地层广泛发育有 二叠系火成岩，对地震波的吸收衰减导致下伏地 层成像畸变，奥陶系内幕形成假断裂构造，中小 尺度断裂难以准确识别，加大了顺北探区断溶体 油气藏的勘探开发风险[2-3]。提高深度偏移速度模 型的准确性是提升地层成像质量的关键[4]，因此开 展火成岩速度体精准描述对优化深度偏移速度建 模提升下伏地层成像质量有着重要意义。
趋势，选用基于速度场约束建模方法构建模型， 结合叠后反演对二叠系火成岩速度体进行精准描 述，明确其空间展布特征，再将反演得到的火成 岩速度体应用于深度偏移速度建模，较好解决因 测井资料局限而无法开展火成岩速度体精准描述 的问题，提高深度偏移速度模型的精确度，深度 偏移成像构造准确。
1 基于速度场约束的初始速度建模方法
参考文献
[1] 李宗杰，杨子川，李海英，等 . 顺北沙漠区超 深断溶体油气藏三维地震勘探关键技术 [J]. 石油物 探，2020，59（2）：283-294.
[2] 王立歆，李海英，李弘，等 . 复杂地质条件下 超深层碳酸盐岩断控缝洞体成像及预测技术 [J]. 石 油物探，2022，61（5）：865-875.
图2 基于速度场约束的初始速度建模 （a）处理层速度场；（b）基于速度场约束初始速度模型
3.2 基于叠后反演的高精度速度建模
基于上述高精度初始速度模型，利用Gardner 公式转换成波阻抗模型，开展叠后反演得到高精 度阻抗体。将高精度阻抗体利用Gardner公式转换 成阻抗速度模型，作为速度更新量应用于深度偏 移速度建模中，得到高精度深度偏移速度体，改 善了深度偏移的速度建模精度，结果如图3所示。
2024年第4期
技术研究
基于叠后反演的深度偏移高精度速度建模技术
夏勇
中石化石油物探技术研究院有限公司 江苏 南京 211103 摘要：塔里木盆地顺北探区广泛发育有二叠系火成岩，火成岩引起的速度变化严重制约着下伏地层 成像，火成岩速度准确与否对提升下伏地层成像有着重要意义。为此，对二叠系火成岩测井岩石物理与 地震响应特征进行分析，发现速度场能够很好的反映火成岩沉积变化趋势，采用基于速度场约束建模方 法构建模型，得到高精度初始速度模型，结合叠后反演明确火成岩速度体空间展布特征，将火成岩速度 体应用于深度偏移速度建模，较好解决因测井资料局限而无法开展火成岩速度体精准描述的问题，提高 深度偏移速度模型的精确度，深度偏移成像构造准确。 关键词：塔里木盆地 火成岩 速度场 叠后反演 速度建模
目前在火成岩速度体描述研究中，在井网丰 富的情况下，可以通过井间插值外推进行火成岩 速度体精准描述，当井点较少，采用上述方法往 往会以偏概全。本次研究区位于顺北探区，二叠 系火成岩速度体纵横向变化大，研究区两口井均 位于火成岩发育区，仅通过井间插值外推无法进 行火成岩速度体精准描述。因此，本文通过分析 研究区二叠系火成岩测井岩石物理与地震响应特 征，发现速度场能够很好的反映火成岩沉积变化
Ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｄｅｐｔｈ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｓｔ ｓｔａｃｋ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｘｉａ Ｙｏｎｇ
Sinopec Geophysical Research Institute Co. ，Ltd.，Nanjing 211103 Abstract：Permian igneous rocks are widely developed in Shunbei exploration area of Tarim Basin. The velocity change caused by igneous rocks seriously restricts the imaging of underlying strata. The accuracy of igneous rock velocity is of great significance for improving the imaging of underlying strata. To this end，an analysis was conducted on the physical and seismic response characteristics of the Permian igneous rock logging data，and it was found that the velocity field can well reflect the sedimentary trend of the igneous rock. A high-precision initial velocity model was constructed based on the velocity field constraint modeling method，and the spatial distribution characteristics of the igneous rock velocity volume were clarified through post stack inversion. The igneous rock velocity volume was applied to deep migration velocity modeling，Better solution to the problem of inability to accurately describe igneous rock velocity bodies due to limited logging data，improving the accuracy of depth migration velocity models，and accurately constructing depth migration imaging structures. Keywords：Tarim Basin；Igneous rock；Speed field；Post stack inversion；Velocity modeling
3 实际资料应用
3.1 基于速度场约束的初始速度建模
本次研究区二叠系火成岩速度体纵横向变化 大，直接基于处理速度场的深度偏移成像，如图1 所示，图中 4s ~ 4.5s范围内，由于火成岩速度体的 变化，造成了深度偏移速度场不准确，导致火成 岩及下伏地层深度偏移成像构造不准确，构造起 伏较大，地震波同相轴抖动问题严重。
[3] 穆洁，史飞洲，徐颖，等 . 塔河地区火成岩下 成像精细速度建模方法应用 [J]. 科学技术与工程， 2020，20（9）：3470-3475.
[4] 朱立华，马灵伟，白英哲，等 . 顺北超深断控 体地震多信息约束速度建模 [J]. 石油物探，2019，58 （6）：864-873.
[5] 马良涛，范廷恩，王宗俊，等 . 不同地质条件 下反演低频模型构建方法分析 [J]. 地球物理学进 展，2021，36（2）：0625-0635.
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2024年第4期
技术研究
图3 基于叠后反演的高精度速度建模
（a） 处理速度场；（b）火成岩速度体更新量
3.3 成像效果分析
基于上述高精度深度偏移速度体进行深度偏 移，偏移成像结果如图4所示。对比图1和图4的4s ~ 4.5s范围，火成岩及下伏地层深度偏移成像构造 准确，削弱了二叠系火成岩对火成岩之下地层产 状的影响，同相轴抖动问题得以改善，同时，受 火成岩影响的“假断裂”成像也得到一定程度的 削弱，成像质量显著提升。
上述叠后反演方法假设地层波阻抗模型所对 应的反射系数序列模型是稀疏分布的，由起主导 作用的强反射系数序列与具有高斯背景的弱反射 系数序列叠加组成。可以建立反演目标函数为：
成。可以建立反演目标函数为：
J=
+ ( − ) + 2 ( − )2 （（1）1）
其中，J为反演后的地震道，i为参与反演的地 震道数，ri为反射系数序列，di为实际地震道，si为 合成地震记录道，λ是合成地震记录道与实际地震 道残差权重因子，ti为约束井声波阻抗变化趋势， zi为声波阻抗样点，a为趋势约束权重因子，p、q 为标准优化因子。
4 结束语
火成岩速度变化快，制约着下伏地层成像质 量，影响深度偏移成像精度。为此结合初始速度 模型，阻抗速度模型来改进深度偏移速度模型， 可以有效的提升深度偏移速度模型精度。
顺北探区实际资料应用结果表明，利用基于 速度场约束初始速度建模，建模精度高；结合叠 后反演得到高精度阻抗速度模型，作为速度更新 量应用于深度偏移速度建模中，可以提高深度偏 移速度建模精度，深度偏移成像构造准确，成像 效果提升显著。
图1 基于处理速度场的深度偏移成像
研究区内两口井均位于火成岩发育区，仅 通过井间插值外推无法进行火成岩速度体精准描 述。基于此，本文从研究区二叠系火成岩测井岩 石物理与地震响应特征出发，发现速度场能够很 好的反映火成岩沉积变化趋势，选用基于速度场 约束建模方法构建模型。首先对速度场展开质控 分析，进行奇异值校正与平滑处理，然后将处理 优化后的速度场利用迪克斯公式转成层速度场并 结合测井数据对层速度场进行校正处理。最后在 测井插值模型中引入层速度场横向变化趋势，构 建出可以反映火成岩纵横向空间变化趋势的高精 度初始速度模型，如图2所示。
2 基于叠后反演的高精度速度建模方法
通过基于速度场约束的初始速度建模方法， 可以获得能够反映火成岩纵向细节信息和横向空 间变化趋势的初始速度模型。在此基础上利用 Gardner公式转换成波阻抗模型开展叠后反演得到 高精度阻抗体，并将高精度阻抗体利用Gardner公 式转换成阻抗速度模型，作为速度更新量应用于 深度偏移速度建模中，可以极大的改善深度偏移 的速度建模精度，提升地层成像质量。
作者简介
夏勇（1993-），男，研究生学历，助理工程师，主 要从事地震反演与储层度偏移成像
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技术研究
2024年第4期
节，但其“一孔之见”的局限性无法真实反映火 成岩的纵横向空间变化趋势。
为此，本文结合以上两种方法的优势，在测 井插值模型纵向细节信息基础上，引入层速度场 的横向变化趋势，较好的解决了测井资料因“一 孔之见”的局限性而无法很好反映火成岩横向空 间变化趋势的问题，提高初始速度的建模精度。