技术领域
[0001] 本发明总体来说涉及地球物理勘探技术领域，更具体地讲，涉及一种盆地级工区的速度场构建方法。
相关背景技术
[0002] 目前，现有的地震资料解释中大多都采用常规变速成图，以适当反映出地下地层构造形态，尽管这种方法能够反映出地下地层构造的部分形态，但是，难以完全落实目的层构造形态、大小及构造高点的真实位置，特别是运用常规变速成图方法进行时深转换时，误差较大。
[0003] 在现有的地震资料解释中除常规变速成图方法之外，还存在平均速度场构建方法，但随着地震勘探领域和程度的不断扩大，地震勘探的工区也随之扩大，现有的构建速度场方法无法构建大工区(例如，四川盆地18×104km2)的速度场。
具体实施方式
[0021] 下面，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0022] 提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解，但这些细节仅被视为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对描述于此的示例性实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，省略对公知的功能和结构的描述。
[0023] 图1是示出根据本发明的示例性实施例的速度场构建方法的流程图。
[0024] 参照图1，在步骤S10中，确定目标工区，并获取所述目标工区的测井数据。作为示例，所述目标工区可为盆地级工区，这里，可利用现有的各种方法来获取该目标工区的测井数据。
[0025] 在步骤S20中，根据所述目标工区的测井数据获取所述目标工区内的多个散点的速度值。例如，可从所述目标工区内选取多个散点，然后在从该目标工区的测井数据中提取所述多个散点的速度值。
[0026] 在步骤S30中，将所述多个散点作为三角网的顶点来基于所述多个散点的速度值构建所述目标工区的三角网。这里，可利用现有的各种方法来基于多个散点的速度值构建目标工区的三角网，优选地，可利用Delaunay三角网剖分分治算法来基于多个散点的速度值构建目标工区的三角网。
[0027] 在步骤S40中，选取多个待插值点，基于构建的三角网来计算所述多个待插值点的速度值。这里，选取的多个待插值点可为目标工区内的任意点，基于构建的三角网可计算目标工区内的任意点的速度值。图2示出了构建的三角网与选取的多个待插值点的空间分布示意图。
[0028] 具体说来，针对所述多个待插值点中的每个待插值点，可通过以下步骤来计算每个待插值点的速度值：确定待插值点所在的剖面层，将构建的三角网的所有顶点投影到该剖面层上，根据三角网的所有顶点在该剖面层上对应的投影点的速度值来计算待插值点的速度值。
[0029] 应理解，待插值点所在的剖面层与目标工区的目的层不同，可根据经验来设定不同剖面层之间的距离。
[0030] 在步骤S50中，根据所述多个待插值点的速度值来构建所述目标工区的速度场。这里，可利用现有的各种方法根据多个待插值点的速度值构建速度场，本发明对此部分的内容不再赘述。
[0031] 采用本发明示例性实施例的速度场构建方法，基于Delaunay三角网进行空间速度构建，以求取目标工区内任意点的速度值，可有效提高速度场构建的效率和准确性。
[0032] 下面参照图3来详细描述步骤S40中基于构建的三角网来计算多个待插值点的速度值的步骤。
[0033] 图3示出根据本发明的示例性实施例的图1中的基于构建的三角网来计算多个待插值点的速度值的步骤的流程图。
[0034] 参照图3，在步骤S301中，从目标工区内选取多个待插值点，例如，可选取m个待插值点，m为大于零的自然数。
[0035] 在步骤S302中，确定m个待插值点中的第i个待插值点所在的剖面层。
[0036] 在步骤S303中，将构建的三角网中的所有顶点投影到所述剖面层上，得到各顶点在所述剖面层上对应的投影点。
[0037] 在步骤S304中，确定第i个待插值点是否在各投影点形成的三角网格的范围内。
[0038] 如果第i个待插值点不在各投影点形成的三角网格的范围内，则执行步骤S305：重新构建三角网，并返回执行步骤S303，将重新构建的三角网的各顶点投影到第i个待插值点所在的剖面层上。
[0039] 下面参照图4，并结合图5和图6所示的示例来详细描述重新构建三角网的步骤。
[0040] 如图5所示，假设选取的多个待插值点中的部分待插值点在一条测线上，在本示例中，该条测线上包括八个待插值点(例如，M1～M8)。假设第i个待插值点为待插值点M1，如图6所示，待插值点M1在各投影点形成的三角网格的范围之外(即，待插值点M1不在各投影点形成的三角网格的范围内)，此时可参照图4所示的步骤来重新构建三角网。
[0041] 参照图4，在步骤S401中，在第i个待插值点附近的预定范围内以预定步长为间隔构建矩形网络。这里，所述预定范围的大小可根据实际需要来确定，例如，所述预定范围越大，得到的第i个待插值点(即，M1点)的速度值的精度越高，所述预定范围越小，得到的第i个待插值点(即，M1点)的速度值的精度越低。如图6所示，图中所示的网格区域即为构建的矩形网络。
[0042] 在步骤S402中，确定在第i个待插值点所在的剖面层上，与第i个待插值点距离最近的投影点。在图6所示的示例中，与待插值点M1距离最近的投影点为B点。这里，可计算待插值点M1与该待插值点所在的剖面层上的各投影的距离，通过将计算得到的各距离进行比较找到与待插值点M1距离最小的投影点，然而，本发明不限于此，还可通过现有的各种方法来找到与待插值点距离最近的投影点。
[0043] 在步骤S403中，从矩形网络中任意选取一个网格节点。优选地，可从矩形网络中选取与上述确定的投影点距离最近的网格节点。如图6所示，可选取矩形网络中的网格节点G1。
[0044] 在步骤S404中，在第i个待插值点所在的剖面层上，确定与该选取的网格节点距离最近的预定个数投影点。如图6所示，假设预定个数为3个，与网格节点G1距离最近的三个投影点分别为A点、B点和C点。
[0045] 这里，可利用现有的各种方法来从剖面层上的各投影点中找到与该网格节点距离最近的预定个数投影点。例如，如图6所示，可以选取的网格节点为圆心，以设定阈值为半径画圆，逐渐扩大设定阈值，直至以设定阈值为半径的圆包括预定个数的投影点为止，此时该圆内包括的预定个数的投影点即为在该剖面层上与该网格节点距离最近的预定个数的投影点。在步骤S405中，计算所述预定个数的投影点的速度值。
[0046] 下面参照图7，并结合图8所示的示例来详细描述计算所述预定个数的投影点中的任一个投影点的速度值的步骤。
[0047] 图7示出根据本发明的示例性实施例的计算剖面层上的各投影点的速度值的步骤的流程图。在本示例中，假设预定个数为n，n为大于零的自然数。
[0048] 参照图7，在步骤S701中，确定n个投影点中的第j个投影点所在一道深度道集(CDP)。所述目标工区的范围内包含多条测线，每条测线包含多道深度道集数据(即，多道CDP)，每道CDP包含多个散点，并且任一投影点在所述多道CDP中的任一道CDP上，这里，一道CDP相当于是三角网组成的立体网格中X、Y坐标相同的一道网格线。
[0049] 在步骤S702中，确定该一道CDP上竖直向上方向上距离第j个投影点最近的第一散点。
[0050] 在步骤S703中，确定该一道CDP上竖直向下方向上距离第j个投影点最近的第二散点。
[0051] 在步骤S704中，根据第一散点的深度值和速度值，以及第二散点的深度值和速度值计算第j个投影点的速度值。例如，根据第一散点的深度值和速度值，以及第二散点的深度值和速度值利用线性插值法来计算第j个投影点的速度值。
[0052] 如图8所示，在本示例中，假设j点为第j个投影点，1点为第一散点，2点为第二散点。
[0053] 这里，在从目标工区内选取了多个散点后，可通过实际测量得到所述多个散点的深度值(即，Z轴(竖轴)坐标值)，相应地，在确定了投影点所在的剖面层后，该投影点的深度值也可知。
[0054] 在此情况下，可通过下面的公式来计算第j个投影点的速度值：
[0055]
[0056] 在公式(1)中，wj表示第j个投影点的速度值，w1表示第一散点的速度值，w2表示第二散点的速度值，且w1＞wj＞w2，zj表示第j个投影点的深度值，z1表示第一散点的深度值，z2表示第二散点的深度值，且z2＞zj＞z1。
[0057] 如图8所示，图中的1点和2点为所述多个散点中位于所述一道CDP上的两个散点，1点的深度值(即，1点的Z轴(竖轴)坐标值)和速度值、2点的深度值和速度值均为已知，图中的j点为第j个投影点，这里，在选取多个待插值点时，所述多个待插值点的深度值是已知的(例如，在确定了待插值点之后，可通过实际测量得出该待插值点的深度，即，该待插值点的Z轴坐标值)，而j点在第i个待插值点所在的剖面层上，则j点的深度值也是已知的，因此，可根据j点的深度值以及位于j点所在的所述一道CDP上的第一散点的深度值和速度值、第二散点的深度值和速度值来计算j点的速度值。应理解，这里计算得到的j点的速度值应为j点在Z轴(深度)方向上的平均速度。
[0058] 返回图7，在步骤S705中，判断j是否等于n。这里，1≤j≤n，j为大于零的自然数。
[0059] 如果j不等于n，则执行步骤S706：使得j＝j+1，并返回执行步骤S701。
[0060] 如果j等于n，则执行步骤S707：得到所有投影点的速度值。
[0061] 返回图4，在步骤S406中，根据所述预定个数的投影点的速度值计算所述网格节点的速度值。这里，可利用现有的各种方法来根据所述预定个数的投影点的速度值计算所述网格节点的速度值，例如，可利用距离反比加权方法来根据所述预定个数的投影点的速度值计算所述网格节点的速度值。
[0062] 在步骤S407中，根据所述网格节点的速度值计算构建的矩形网络中的所有网格节点的速度值。这里，由于矩形网络中各网格线间的间隔已知(为预定步长)，因此在得到该矩形网络中的一个网格节点的速度值后，可依据各网格线的间隔得到矩形网络中其他网格节点的速度值。然而，本发明不限于此，还可重复上述的步骤S403～步骤S406来计算所述其他网格节点的速度值。
[0063] 在步骤S408中，根据矩形网络中的所有网格节点的速度值和三角网的各顶点的速度值来重新构建三角网。这里，三角网的各顶点即为从目标工区内选取的多个散点。
[0064] 这里，可利用现有的各种方法来基于所有网格节点的速度值和三角网的各顶点的速度值构建目标工区的三角网，优选地，可利用Delaunay三角网剖分分治算法来基于所有网格节点的速度值和三角网的各顶点的速度值构建目标工区的三角网，本发明对此部分内容不做详细说明。
[0065] 返回图3，如果第i个待插值点在各投影点形成的三角网格的范围内，则执行步骤S306：确定在第i个待插值点所在的剖面层上各投影点形成的三角网格中包围第i个待插值点的最小三角形。
[0066] 下面结合图9所示的示例来详细介绍当第i个待插值点在各投影点形成的三角网格的范围内时，计算第i个待插值点的速度值的步骤。
[0067] 如图9所示，假设第i个待插值点为图5中的M4点(也可叫P0点)，由投影点P1、P2、P3形成的三角形为M4点所在的剖面层上包围M4点的最小三角形，d1表示投影点P1到M4点的距离，d2表示投影点P2到M4点的距离，d3表示投影点P3到M4点的距离。
[0068] 例如，可利用下面的公式来计算距离d1、d2、d3：
[0069]
[0070] 在公式(2)中，xP0、yP0为M4点的x坐标值和y坐标值，xP1、yP1为投影点P1的x坐标值和y坐标值，xP2、yP2为投影点P2的x坐标值和y坐标值，xP3、yP3为投影点P3的x坐标值和y坐标值。这里，当待插值点和三角网的各顶点(即，选取的多个散点)确定后，可通过实际测量得到待插值点和三角网的各顶点的x、y、z坐标值。
[0071] 在步骤S307中，计算该最小三角形的各顶点的速度值。这里，该最小三角形的各顶点即为在第i个待插值点所在的剖面层上的投影点，作为示例，可利用步骤S405中所示的方法来计算该最小三角形的各顶点的速度值，本发明对此部分内容不再赘述。
[0072] 在步骤S308中，根据该最小三角形的各顶点的速度值计算第i个待插值点的速度值。优选地，可根据该最小三角形的各顶点的速度值以及该最小三角形的各顶点到第i个待插值点的距离来计算第i个待插值点的速度值。
[0073] 例如，可利用下面的公式来计算M4点的速度值：
[0074]
[0075] 在公式(3)中，WP0为M4点的速度值，WPi为Pi点的速度值(即，投影点P1、P2、P3的速度值)，k为反比加权系数，di为Pi点到M4点的距离，i为投影点的个数，1≤i≤n，n为大于零的自然数。
[0076] 优选地，可在利用所述最小三角形的各顶点的速度值计算第i个待插值点的速度值之前，将所述最小三角形的各顶点的速度值相互之间进行比较，如果其中一个顶点与其他两个顶点的速度值之差的值大于预设值(例如，WP1-WP2的差和WP1-WP3的差均大于预设值)，则表明该一个顶点可能处于某种特殊地形中(例如，投影点P1对应的三角网的顶点可能处于某种特殊地形中)，此时如果仍以该最小三角形的各顶点的速度值计算第i个待插值点的速度值，导致得到的第i个待插值点的速度值不准确，会引起待插值点的速度值的突变。
[0077] 在此情况下，可在该最小三角形的各顶点之外确定至少一个补充顶点，以削弱该特殊地形中的顶点对该待插值点的影响，从而使待插值点的速度值不会突变。有时为了进一步的削弱特殊地形中顶点的影响，可增加选取的补充顶点的数量，使得求得的该待插值点的速度值更为准确。这里，应理解，本领域技术人员可根据实际情况来自行确定补充顶点的数量，本发明对此不做限定。例如，以图5中所示的M6点为例，可确定一个补充顶点，从而基于四个投影点的速度值来计算M6点的速度值。
[0078] 这里，在确定了补充顶点之后，可仍利用上述的公式(2)和公式(3)来根据四个或更多个投影点的速度值计算第i个待插值点的速度值，本发明对此部分的内容不再赘述。
[0079] 在步骤S309中，判断i是否等于m。这里，1≤i≤m，i为大于零的自然数。
[0080] 如果i不等于m，则执行步骤S310：使得i＝i+1，并返回执行步骤S302。
[0081] 如果i等于m，则执行步骤S311：得到目标工区内的全部待插值点的速度值。
[0082] 采用本发明示例性实施例的速度场构建方法，基于Delaunay三角网进行空间速度构建，并利用距离反比加权方法来准确求取三角网中任一点的速度值，有效提高了速度场构建的效率和准确性。
[0083] 采用本发明示例性实施例的速度场构建方法能够准确反映出地下地层的构造形态，较好的满足了对复杂地下地质情况勘探的需求。此外，上述基于Delaunay三角网的速度场构建方法极大的提高了运算效率，面对越来越复杂的大数据运算，增强了实用性，具有非常重要的意义。
[0084] 尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
