获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的方法和装置

技术领域

本发明涉及地震勘探技术，尤其涉及获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的 方法和装置。

背景技术

转换波地震勘探开始于二十世纪八十年代，直到二十世纪九十年代中后期，随着 三分量数字检波器、万道地震仪器与海量数据存储技术的发展和采集技术的进步，转 换波地震数据的采集成本不断下降，转换波地震勘探技术得到越来越广泛的应用和发 展。转换波是下行的地震纵波在地下地层界面发生反射、由入射的下行地震纵波转换 成的出射的上行地震横波。基于纵波和转换波地震数据联合解释的纵横波地震数据解 释在岩性识别、流体检测、储层裂缝描述中也起到越来越重要的作用，而进行纵波和 转换波地震数据联合解释的前提是完成同一地质层位在纵波、转换波地震数据上的垂 直双程反射传播时间匹配工作。

纵波和转换波地震数据时间匹配是指将转换波双程反射传播时间转换为纵波双 程反射传播时间刻度，或者将纵波双程反射传播时间转换为转换波双程反射传播时间 刻度，便于纵波与转换波地震剖面的联合对比分析。一旦将目的层位的反射同相轴分 别在纵波和转换波剖面上拾取完成后，即可以压缩转换波剖面，使拾取的转换波同相 轴位于相应的纵波同相轴的时间刻度，时间匹配的精度取决于层位拾取的可靠性。时 间匹配精度的高低将决定着联合解释和联合反演的成败。

叠后转换波地震数据在层位匹配工作前，一般纵波的层位是已经标定过的，也就 是说对纵波的层位赋予了明确的地质含义。如果这时转换波数据的层位也完成了标 定，即赋予转换波的层位明确的地质含义，那么把拥有和纵波层位相同地质含义的转 换波层位时间与对应的纵波层位时间相互匹配，即获得纵波转换波地震数据的层位时 间匹配关系。

在油气田地震勘探中，同一地质层位在转换波地震数据与纵波地震数据上对应着 不同的垂直双程反射传播时间，如何找到同一地质层位分别表现在纵波与转换波地震 数据上各自的垂直双程反射传播时间之间的匹配关系，对于油气勘探中纵波、转换波 地震数据联合解释、联合反演具有重要意义。但现有层位匹配技术存在许多问题，表 现在相位对比困难、“波峰对应波峰”概念错误和层位追踪对比存在时间误差等方面； 尤其是在缺乏横波测井数据的情况下，纵横波地震数据时间匹配就更加困难。

发明内容

本发明就是鉴于现有技术中的上述问题而提出的。本发明提供了一种准确有效地 获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的方法。

本发明的通过利用转换波双参数方程对层状各向同性介质的纵波、转换波地震数 据进行双参数扫描速度分析，从转换波地震数据获得转换波叠加速度v_c2与纵波-转换 波叠加速度平方比γ_iso。然后根据纵波叠加速度v_p2、转换波叠加速度v_c2与纵波-转换 波叠加速度平方比γ_iso之间的关系，可以进一步计算得到纵波叠加速度v_p2。通过将从 转换波地震数据中计算得到的叠加速度v_p2与从纵波地震数据中得到的纵波叠加速度 v′_p2进行最小误差匹配分析（即基于使得v_p2和v′_p2差异最小的原则进行匹配），从而可得 到纵波、转换波地震数据之间的时间匹配关系，即纵波垂直双程反射传播时间和转换 波垂直双程反射传播时间之间的匹配关系。

在本发明的一个方面中，提出了一种获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的 方法，该方法包括以下步骤：

步骤A：获取研究区域的来自纵波地震数据的纵波叠加速度；

步骤B：根据所述纵波叠加速度确定转换波叠加速度的取值范围，根据所述研究 区域的目标地层的深度和所述纵波叠加速度确定转换波垂直双程反射传播时间的取 值范围，并根据所述纵波叠加速度和确定的转换波叠加速度的取值范围确定纵波叠加 速度和转换波叠加速度的平方比的取值范围；

步骤C：将所述转换波叠加速度的取值范围、所述纵波叠加速度和转换波叠加速 度的平方比的取值范围、以及所述转换波垂直双程反射传播时间的取值范围分别离散 采样为M个转换波叠加速度值、N个纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比值和 K个转换波垂直双程反射传播时间值，其中，M、N和K为自然数；

步骤D：提取所述研究区域的近炮检距和中炮检距的转换波地震数据，并抽取所 提取的转换波地震数据的所有渐近共转换点道集；

步骤E：对于提取的所有渐近共转换点道集中的每一个渐近共转换点道集执行以 下步骤：

步骤E1：利用所述M个转换波叠加速度值、所述N个纵波叠加速度和转 换波叠加速度的平方比值和所述K个转换波垂直双程反射传播时间值，计算该 渐近共转换点道集中的每一个地震道的转换波反射旅行时间，并将该渐近共转换 点道集中的每一个地震道的转换波反射旅行时间前后2L+1个采样点的数据采样 值叠加后求平方并累加求和，以得到该渐近共转换点道集的扫描计算能量数据；

步骤E2：对于转换波垂直双程反射传播时间的每个取值，确定所得到的扫 描计算能量数据中的极大值的位置，提取该极大值的位置处所对应的取值作为所 述转换波叠加速度以及所述纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比；

步骤F，基于提取的转换波叠加速度以及纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方 比计算对应转换波垂直双程反射传播时间处的纵波叠加速度；以及

步骤G，对计算出的纵波叠加速度与来自纵波地震数据的纵波叠加速度进行最小 误差匹配，获得转换波垂直双程反射传播时间与纵波垂直双程反射传播时间之间的匹 配关系。

在本发明的另一个方面中，提出了获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的装 置，该装置包括：

存储部，该存储部存储研究区域的来自纵波地震数据的纵波地震数据以及转换波 地震数据；

取值范围确定部，该取值范围确定部根据所述存储部中存储的所述纵波叠加速度 确定转换波叠加速度的取值范围，根据目标地层的深度和所述纵波叠加速度确定转换 波垂直双程反射传播时间的取值范围，并且确定纵波叠加速度和转换波叠加速度的平 方比的取值范围；

离散部，该离散部将由所述取值范围确定部确定的所述转换波叠加速度的取值范 围、所述纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比的取值范围、以及所述转换波垂直 双程反射传播时间的取值范围分别离散采样为M个转换波叠加速度值、N个纵波叠 加速度和转换波叠加速度的平方比值和K个转换波垂直双程反射传播时间值，其中， M、N和K为自然数；

渐近共转换点道集抽取部，该渐近共转换点道集抽取部从所述存储部中存储的研 究区域的转换波地震数据中提取近炮检距和中炮检距的转换波地震数据，并抽取所提 取的转换波地震数据的所有渐近共转换点（ACCP）道集；

扫描部，该扫描部利用所述M个转换波叠加速度值、所述N个纵波叠加速度和 转换波叠加速度的平方比值和所述K个转换波垂直双程反射传播时间值，计算由所 述渐近共转换点道集抽取部抽取的所有渐近共转换点道集中的每一个渐近共转换点 道集的各个地震道的转换波反射旅行时间，并将所述每一个渐近共转换点道集中的各 个地震道的转换波反射旅行时间前后2L+1个采样点的数据采样值叠加后求平方并累 加求和，以得到所述每一个渐近共转换点道集的扫描计算能量数据，其中，所述扫描 部对于转换波垂直双程反射传播时间的每个取值，确定所得到的扫描计算能量数据中 的极大值的位置，提取该极大值的位置处所对应的取值作为所述转换波叠加速度以及 所述纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比；

纵波叠加速度确定部，该纵波叠加速度确定部基于提取的转换波叠加速度以及纵 波叠加速度和转换波叠加速度的平方比计算对应转换波垂直双程反射传播时间处的 纵波叠加速度；以及

匹配关系确定部，该匹配关系确定部对计算出的纵波叠加速度与来自纵波地震数 据的的纵波叠加速度进行最小误差匹配，获得转换波垂直双程反射传播时间与纵波垂 直双程反射传播时间之间的匹配关系。

根据本发明，采用两个控制参数来描述层状各向同性介质中转换波反射旅行时间 以进行转换波叠加速度分析，同时考虑了非对称路径对转换波反射旅行时间的影响， 对近偏移距、中等偏移距转换波地震数据渐近共转换点（ACCP）道集进行双参数扫 描，对扫描结果进行分析能够得到准确的转换波叠加速度模型。并且，利用转换波叠 加速度模型估算出纵波叠加速度，根据实测的纵波叠加速度与估算的纵波叠加速度的 差异最小化匹配，实现了纵波、转换波的时间匹配，降低了纵波转换波匹配的难度， 提高了纵波转换波时间匹配的精度，因此对于油气勘探中转换波地震数据处理具有十 分重要的应用价值。

为了实现前述和相关目的，本发明包括此后充分描述并且在权利要求中具体指出 的特征。以下描述和附图详细地阐述了本发明的特定示例性实施方式。然而，这些实 施方式仅仅表示可以使用本发明的原理各种方式中的几个。根据本发明的结合附图所 考虑的以下详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得清楚。

附图说明

图1示出了本发明第一实施方式的获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的方 法的流程图；

图2示出了从转换波地震数据获得转换波叠加速度以及纵波叠加速度和转换波 叠加速度的平方比的方法的流程图；

图3示出了理论合成五层水平层状介质的转换波道集；

图4示出了近炮检距和中炮检距范围的理论合成五层水平层状介质的转换波道 集；

图5示出了对第一层Tc0=800ms的转换波双参数扫描结果；

图6示出了对第二层Tc0=1426ms的转换波双参数扫描结果；

图7示出了对第三层Tc0=1954ms的转换波双参数扫描结果；

图8示出了对第四层Tc0=2431ms的转换波双参数扫描结果；

图9示出了对第五层Tc0=2875ms的转换波双参数扫描结果；

图10示出了纵波、转换波地震数据时间匹配关系；

图11示出了纵波、转换波地震数据时间匹配试验中(a)纵波剖面（b）匹配到纵波 垂直双程反射传播时间的转换波剖面；以及

图12示出了本发明第二实施方式的确定层状各向同性介质转换波叠加速度的装 置的框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实 施方式进行详细说明。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的一些特定实施方式， 来表示实施本发明的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的范围并不受此限制。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示 出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了本领域技术人员 所熟知的、与本发明关系不大的其他细节。

在本发明中，发明人通过包含（v_c2,γ_iso）的双参数模型来对层状各向同性介质 中转换波的反射旅行时间进行量化描述如下：

$t_c^2=t_{c0}^2+\frac{x^2}{v_{c2}^2}-\frac{({\gamma }_{\mathrm{iso}}-1)}{{\gamma }_{\mathrm{iso}}{v}_{c2}^2}\times \frac{{({\gamma }_{\mathrm{iso}}-1)x}^4}{4t_{c0}^2{v}_{c2}^2+({\gamma }_{\mathrm{iso}}-1)x^2}---\left(1\right)$

其中，t_c为转换波的从炮点到检波点处的传播时间，或称转换波反射旅行时间；t_c0为 转换波垂直双程反射传播时间；x为偏移距，即炮点到检波点位置的水平距离；v_c2为 转换波叠加速度；γ_iso为纵波叠加速度v_p2和转换波叠加速度v_c2的平方比，即：

${\gamma }_{\mathrm{iso}}=v_{p2}^2/v_{c2}^2---\left(2\right)$

当偏移距x小于等于反射深度的两倍时，或者说在满足足够高的精度要求的前提 下所能达到的最大炮检距与深度比为2.0（x/z≤2.0）时，式（1）成立，此时，转 换波传播时间由（v_c2,γ_iso）两个参数所控制。这两个参数（v_c2,γ_iso）也被称为转 换波叠加速度模型。

方程（2）表明如果双参数v_c2和γ_iso能可靠求解的话，则根据式（2）中纵波叠 加速度v_p2、转换波叠加速度v_c2与纵波叠加速度和转换波叠加速度平方比γ_iso之间的 关系，可独立地从转换波地震数据中计算得到t_c0处的v_p2，即假设独立地从纵波地震数据中得到的t_p0时间处的叠加速度为v’_p2，则通过最小化v’_p2和v_p2之间数值大小的差异，并对比v’_p2所对应的纵波垂直双程反射传播时间t_p0和v_p2所对应的转换波垂直双程反射传播时间t_c0，那么可得到纵波和转换波地震数据之间 的时间匹配关系。

因此，在本发明中，发明人利用包含（v_c2,γ_iso）的转换波双参数模型来对各向 同性层状介质中转换波叠前近偏移距数据进行双参数扫描速度分析，从转换波地震数 据获得转换波叠加速度v_c2与纵波叠加速度和转换波叠加速度平方比γ_iso。然后根据式 （2）估算得到纵波叠加速度v_p2。通过将从转换波地震数据中计算得到的纵波叠加速 度v_p2与从纵波地震数据中提取的纵波叠加速度v'_p2进行最小误差匹配分析（即基于使 得v_p2和v'_p2差异最小的原则进行匹配），来得到纵波、转换波地震数据的时间匹配关 系，即纵波垂直双程反射传播时间和转换波垂直双程反射传播时间之间的匹配关系。

为了从转换波地震数据中计算得到纵波叠加速度v_p2，首先需要从转换波地震数 据获得转换波叠加速度v_c2与纵波叠加速度和转换波叠加速度平方比γ_iso。转换波叠加 速度模型包含了两个参数（v_c2,γ_iso），本发明中通过对转换波地震数据叠前渐近共 转换点（ACCP:Asymptotic Common Convert Point）道集进行双参数扫描分析，来估 算出转换波叠加速度模型（v_c2,γ_iso），然后计算出相应的纵波叠加速度v_p2，从而获 得纵波、转换波时间匹配关系。

图1示出了本发明第一实施方式的获得纵波、转换波时间匹配关系的方法的流程 图，如图1所示，该方法包括以下步骤S01-S03：

步骤S01，从转换波地震数据获得层状各向同性介质在各个ACCP点处的转换波 叠加速度v_c2以及纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso。

具体地，如图2所示，本步骤S01包括如下步骤：

步骤S10：确定研究区域的目标地层的深度z。该深度z是已知的目的层位的大 致深度值。

步骤S20：获取来自研究区域的纵波地震数据的纵波叠加速度v’_p2。

获取的纵波叠加速度v'_p2可以是已经收集到的来自研究区域的纵波地震数据的纵 波叠加速度资料v′_p2。所收集的纵波叠加速度v′_p2例如可以是通过纵波地震数据速度分 析方法从收集的该研究区域的纵波地震数据中预先提取出的。

步骤S30：确定转换波叠加速度v_c2的取值范围、转换波垂直双程反射传播时间t_c0的取值范围、纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso的取值范围。

具体地，可以根据提取的纵波叠加速度v'_p2计算转换波叠加速度v_c2的取值范围， 转换波叠加速度v_c2的取值范围例如可被确定为(v′_p2/3)≤v_c2≤v’_p2。当然，基于不同 的精度要求，可以合理地改变v_c2的取值范围。

可以根据要分析的目标地层的深度z将目标地层的转换波垂直双程反射传播时 间t_c0的取值范围确定为已知地震记录时间长度范围，也可以根据纵波叠加速度v_p2、 转换波叠加速度v_c2和目标地层深度z计算t_c0的取值范围，例如，转换波垂直双程反 射传播时间t_c0的取值范围可被确定为当然，基于不同的精度要求， 可以合理地改变t_c0的取值范围。

在确定了转换波叠加速度v_c2的取值范围之后，根据以上式（2）可以确定纵波叠 加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso的取值范围，纵波叠加速度和转换波叠加速度 的平方比γ_iso的取值范围例如可被确定为1≤γ_iso≤4。

步骤S40：将所确定的转换波叠加速度v_c2的取值范围离散采样为M个转换波叠 加速度值，将所确定的纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso的取值范围离散 采样为N个纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比值，并且将转换波垂直双程反 射传播时间t_c0的取值范围离散采样为K个转换波垂直双程反射传播时间值。其中， M、N和K为自然数。

步骤S50：从研究区域的转换波地震数据中提取近炮检距和中炮检距范围内的转 换波地震数据，并抽取所提取的转换波地震数据的所有ACCP道集。

具体地，提取转换波地震数据中的近炮检距和中炮检距范围内的数据，即，提取 x/z≤2.0范围的数据。根据下式抽取转换波地震数据的所有ACCP道集：

$X_{\mathrm{accp}}=\frac{{\gamma }^0}{1+{\gamma }^0}x---\left(3\right)$

其中，X_accp为ACCP点距离炮点的水平距离，γ⁰为研究区域实测的目标层位的 纵波速度与横波速度的比值，并且在式（3）中，γ⁰的取值例如为

参照图3，示出了理论合成的五层水平层状介质的转换波道集。

此外，参照图4，图4示出了所提取的近炮检距和中炮检距范围（x/z≤2.0） 的理论合成五层水平层状介质的转换波道集。

在图3和图4中，虚线表示根据式（1）计算得到的转换波传播时间的位置。图 3和4中虚线与理论合成的转换波地震数据的一致性可以证明当偏移距小于两倍反射 深度时，方程（1）是准确有效的。

步骤S60：对于所提取的所有ACCP道集中的每一个ACCP道集执行双参数（v_c2, γ_iso）扫描，计算每一个地震道的转换波反射旅行时间，并获得ACCP道集的扫描计 算能量数据，确定扫描计算能量数据中极大值的位置，得到该极大值的位置对应的转 换波叠加速度v_c2以及纵波叠加速度-转换波叠加速度的平方比γ_iso，具体地包括以下 步骤：

步骤S601：利用M个转换波叠加速度值、N个纵波叠加速度和转换波叠加速度 的平方比值和K个转换波垂直双程反射传播时间值，通过以上式（1）计算转换波反 射旅行时间t_c。

此外，在计算出了该ACCP道集中的每一个地震道的转换波反射旅行时间t_c之 后，将该ACCP道集中的每一个地震道的对应转换波反射旅行时间前后2L+1个采样 点的数据采样值叠加后求平方并累加求和，以得到该转换波ACCP道集的扫描计算能 量数据：

$E_{m,n,k}=\frac{1}{J}\underset{l=-L}{\overset{L}{\Sigma }}{\left(\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{s}_j\left({\tau }_l\right)\right)}^2---\left(4\right)$

其中，E_m，n，k表示v_c2取第m个值、γ_iso取第n个值、t_c0取第k个值时的ACCP道 集的扫描计算能量值，m=1,2,…,M，n=1,2,…,N，k=1,2,…,K；J为该ACCP道集 中的所有地震道的个数；s_j(τ_l)表示该ACCP道集中的第j道的第τ_l离散时间处的转 换波地震数据的离散采样值；τ_l是与(t_c+l×dt)的值最接近的离散采样时间；l为 整数，取值范围为l∈[-L,L]。

可以根据研究区域的已知地震子波延续时间长度T_wavwlet与地震采集记录的离散 采样时间间隔dt，通过下式计算L的值：

L=(0.5×T_wavwlet)/dt（5）

图5示出了对第一层Tc0=800ms的转换波双参数扫描结果，图6示出了对第二 层Tc0=1426ms的转换波双参数扫描结果，图7示出了对第三层Tc0=1954ms的转换 波双参数扫描结果，图8示出了对第四层Tc0=2431ms的转换波双参数扫描结果，图 9示出了对第五层Tc0=2875ms的转换波双参数扫描结果。

步骤S602：确定所得到的转换波地震数据的该ACCP道集的双参数扫描计算结 果（即t_c0取第k个值时的扫描计算能量数据{E_m，n，k},_{m＝1…M，n＝1…N}）中的极大值所在的位 置，提取该极大值的位置处所对应的v_c2和γ_iso的取值作为转换波叠加速度v_c2以及纵 波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso，即，研究区域在该ACCP点处的转换波 双参数叠加速度模型$\{t_{{c0}_k},v_{{c2}_k},{\gamma }_{{\mathrm{iso}}_k}\},$k=1，2,…K。

通过对所有转换波地震数据的ACCP道集重复步骤S60，可以得到研究区域的所 有ACCP点处的转换波双参数叠加速度模型k=1，2,…K。

以下表1示出了五层水平模型的理论值与根据本发明第一实施方式获得的实际 计算值的比较分析。

表1

表1中的Tc0表示五层水平模型中的每一层的转换波垂直双程反射传播时间；γ_iso与v_c2是模型设计的理论值；γ^*_iso与v^*_c2是根据理论合成的转换波地震数据使用本发明 第一实施方式的方法进行双参数扫描分析得到的值。

如表1所示，步骤S01的确定层状各向同性介质转换波叠加速度的方法采用两个 控制参数来描述层状各向同性介质中转换波反射旅行时间以进行转换波叠加速度分 析，同时考虑了非对称路径对转换波反射旅行时间的影响，对近偏移距、中等偏移距 转换波地震数据ACCP道集进行双参数扫描，对扫描结果进行分析能够得到准确的转 换波叠加速度模型。

在步骤S02，基于步骤S01确定出的各个ACCP点处的转换波叠加速度v_c2以及 纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso，计算各个ACCP点处的纵波叠加速度。

在基于上述步骤S01（包括步骤S10-S60）确定了各个ACCP点处的转换波叠加 速度v_c2以及纵波叠加速度-转换波叠加速度的平方比γ_iso之后，就可以在步骤S02根 据公式（2）计算出各个ACCP点处的对应转换波垂直双程反射传播时间值处的纵波 叠加速度v_p2。

而通过对所有转换波地震数据的ACCP道集重复步骤S02，就最终得到研究区域 所有ACCP点处的转换波双参数（v_c2,γ_iso）和纵波叠加速度v_p2。

在步骤S03，对来自研究区域的纵波地震数据的纵波叠加速度v’_p2和根据研究区 域的转换波地震数据计算得到的纵波叠加速度v_p2进行最小误差匹配，获得相匹配的 纵波叠加速度v_p2和v’_p2各自对应的垂直双程反射传播时间t_c0和t_p0之间的匹配关系， 即纵波、转换波之间的时间匹配关系。

比较各个ACCP点的从转换波地震数据计算得到的t_c0处的v_p2和从纵波地震数据 提取的t_p0处的v’_p2，将差异最小化的v_p2和v’_p2相匹配，从而获得相匹配的v_p2和v’_p2所 对应的t_c0和t_p0之间的匹配关系，以及转换波和纵波之间的时间匹配关系。

下面的表2示出了各向同性层状介质模型参数表。

表2.各向同性层状介质模型参数表

在如表2中，z_k是理论合成模型第k层各向同性介质的厚度，k=1,2，….,5；v_pk和v_sk是理论合成模型第k层各向同性介质的纵波速度和横波速度；t_p0是根据理论合 成模型参数计算的纵波垂直双程反射传播时间；t_c0是根据理论合成模型参数计算的 转换波垂直双程反射传播时间；v_c2是根据理论合成模型参数计算得到的转换波叠加 速度；γ_iso由方程（2）定义，是由理论合成模型参数计算得到的；v’_p2是根据根据已 知理论合成模型参数计算t_p0处的纵波叠加速度；v_p2是根据理论合成模型从转换波数 据计算得到的t_c0处的纵波叠加速度。

图10示出了根据表2中的数据得到的纵波、转换波地震数据时间匹配关系。

参照图10，十字叉表示纵波垂直双程反射传播时间t_p0处的速度v’_p2；圆点是转换 波垂直双程反射传播时间t_c0处的速度v_p2。（t_p0，v’_p2）、（t_c0，v_p2）的值在表2中 列出。做记号的匹配点表明t_c0处的v_p2和t_p0处的v’_p2值的差异是最小的，由此得到了 纵波和转换波地震数据之间的时间匹配关系。链接圆点与十字的线表示t_c0与t_p0之间 的时间匹配关系。

图11示出了纵波、转换波地震数据时间匹配试验中(a)纵波剖面和（b）匹配到纵 波垂直双程反射传播时间的转换波剖面。从图11可见，基于同一地质层位在纵波和 转换波地震数据上的垂直双程反射传播时间的匹配工作，能够利用纵波和转换波地震 数据的联合解释，更有效地进行岩性识别、流体检测和储层裂缝描述。

本发明实施方式的获得纵波、转换波时间匹配关系的方法利用转换波双参数方程 对层状各向同性介质的纵波、转换波地震数据进行计算分析，并通过对独立地从纵波 地震数据和转换波地震数据中获得的两个纵波叠加速度值进行最小误差匹配分析，从 而获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系。

利用转换波双参数方程来实现纵波、转换波时间匹配，降低了纵波转换波匹配的 难度，提高了纵波转换波时间匹配的精度。

图12示出了本发明第二实施方式的获得纵波、转换波时间匹配关系的装置的框 图。

如图12所示，根据本发明第二实施方式的获得纵波、转换波的地震数据时间匹 配关系的装置包括存储部10、取值范围确定部20、离散部30、ACCP道集抽取部40、 扫描部50、纵波叠加速度确定部60以及匹配关系确定部。

存储部10存储来自研究区域的纵波地震数据的纵波叠加速度v′_p2以及转换波地 震数据。该纵波叠加速度v′_p2例如可以是预先收集的来自纵波地震数据的纵波叠加速 度。

取值范围确定部20根据存储部10中存储的来自纵波地震数据的纵波叠加速度 v′_p2计算转换波叠加速度v_c2的取值范围，根据纵波叠加速度v’_p2、转换波叠加速度v_c2和 研究区域的目标地层的深度z计算目标地层的转换波垂直双程反射传播时间t_c0的取 值范围，根据以上式（2）确定纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso的取值范 围。

转换波叠加速度v_c2的取值范围可被确定为(v′_p2/3)≤v_c2≤v’_p2，转换波垂直双程反 射传播时间t_c0的取值范围可被确定为纵波叠加速度和转换波叠加速度 的平方比γ_iso的取值范围可被确定为1≤γ_iso≤4。当然，基于不同的精度要求，可以合 理地改变v_c2、t_c0、γ_iso的取值范围。

离散部30将由取值范围确定部20确定的转换波叠加速度v_c2的取值范围、纵波 叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso的取值范围、转换波垂直双程反射传播时间 t_c0的取值范围分别离散采样为M个转换波叠加速度值、N个纵波叠加速度和转换波 叠加速度的平方比值以及K个转换波垂直双程反射传播时间值，其中，M、N和K 为自然数。

可以根据研究区域的已知地震子波延续时间长度T_wavwlet与地震采集记录的离散 采样时间间隔dt，通过以上式（5）计算L的值。

ACCP道集抽取部40从存储部10所存储的研究区域的转换波地震数据中提取近 炮检距和中炮检距范围的转换波地震数据，并抽取所提取的转换波地震数据的ACCP 道集。

具体地，提取转换波地震数据中的近炮检距和中炮检距范围的数据，即，提取 x/z≤2.0范围的数据。根据以上式（3）抽取转换波地震数据的所有ACCP道集。

参照图3，示出了理论合成五层水平层状介质的转换波道集。

此外，参照图4，图4示出了由ACCP道集抽取部40提取的近炮检距和中炮检 距范围（x/z≤2.0）的理论合成五层水平层状介质的转换波道集。

在图3和图4中，虚线表示根据式（1）计算得到的转换波传播时间的位置。

扫描部50针对由ACCP道集抽取部40提取的所有ACCP道集中的每一个ACCP 道集，利用由离散部30离散采样的M个转换波叠加速度值、N个纵波叠加速度和转 换波叠加速度的平方比值和K个转换波垂直双程反射传播时间值，通过以上式（1） 和式（2）计算转换波反射旅行时间t_c。

此外，在确定了该ACCP道集中的每一个地震道的转换波反射旅行时间t_c之后， 扫描部50根据以上式（4）将该ACCP道集中的每一个地震道的对应转换波反射旅行 时间前后2L+1个采样点的数据采样值叠加后求平方并累加求和，以得到该转换波 ACCP道集的扫描计算能量数据。

图5示出了对第一层Tc0=800ms的转换波双参数扫描结果，图6示出了对第二 层Tc0=1426ms的转换波双参数扫描结果，图7示出了对第三层Tc0=1954ms的转换 波双参数扫描结果，图8示出了对第四层Tc0=2431ms的转换波双参数扫描结果，图 9示出了对第五层Tc0=2875ms的转换波双参数扫描结果。

在得到该转换波ACCP道集的扫描计算能量数据之后，扫描部50确定所得到的 转换波地震数据的该ACCP道集的t_c0取第k个值时的扫描计算能量数据 {E_m，n，k},_{m＝1…M，n＝1…N}中的极大值所在的位置，提取该极大值的位置处所对应的取值作为 转换波叠加速度v_c2以及纵波叠加速度和转换波叠加速度的平方比γ_iso，即，该ACCP 点处的转换波双参数叠加速度模型k=1,2,…K。

纵波叠加速度确定部60基于扫描部50提取的转换波叠加速度以及纵波叠加速度 和转换波叠加速度的平方比，根据公式（2）计算出纵波叠加速度。

匹配关系确定部70对计算出的纵波叠加速度与来自纵波地震数据的纵波叠加速 度进行最小误差匹配，获得转换波垂直双程反射传播时间t_c0与纵波垂直双程反射传 播时间t_p0之间的匹配关系。

本发明实施方式的获得纵波、转换波地震数据时间匹配关系的装置利用转换波双 参数方程对层状各向同性介质的纵波、转换波地震数据进行计算分析，并通过对独立 地从纵波地震数据和转换波地震数据中获得的两个纵波叠加速度值进行最小误差匹 配分析，从而获得纵波、转换波地震数据之间的时间匹配关系。

利用转换波双参数方程来实现纵波、转换波地震数据之间的时间匹配，降低了纵 波转换波地震数据时间匹配的难度，提高了纵波转换波地震数据时间匹配的精度。

应当理解，可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现本发明实施例的多个 部分。

以上所述的具体实施方式是用于帮助理解本发明的目的、技术方案和有益效果， 应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。