專利名稱：二維高斯射線束疊前偏移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，屬于地震資料疊前偏移處理技術(shù)范疇，是一種實(shí) 現(xiàn)反射界面空間歸位，恢復(fù)反射波場(chǎng)特征，提高地震水平分辨率和地震信號(hào)保真度的一種 二維高斯射線束疊前偏移方法。
背景技術(shù)：
在地球物理勘探地震資料疊前偏移處理技術(shù)范疇中，目前業(yè)界廣泛使用的偏移處 理方法可以分為基于波動(dòng)方程積分解的Kirchhoff射線法和波動(dòng)方程直接解法兩大類。其 中KirchhofT射線法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算速度快，能適用于任意傾角的反射界面，對(duì)復(fù)雜觀測(cè)系 統(tǒng)有很強(qiáng)的適應(yīng)能力；缺點(diǎn)是由于采用了高頻近似，KirchhofT法對(duì)復(fù)雜構(gòu)造的處理能力 較弱，尤其是在多值走時(shí)的處理上存在困難，因而在橫、縱向速度變化大以及構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜 等條件下成像質(zhì)量不夠理想。波動(dòng)方程的直接解法提高了偏移成像精度，克服了 Kirchhoff 射線法對(duì)復(fù)雜構(gòu)造成像能力弱的缺點(diǎn)，但是由于直接求解波動(dòng)方程工作量巨大，這類方法 的計(jì)算效率大大低于Kirchhoff方法。對(duì)比Kirchhoff和波動(dòng)方程方法，Kirchhoff法計(jì)算效率上有優(yōu)勢(shì)而波動(dòng)方程直 接解法在效果上更勝一籌，但在計(jì)算效率和精度上沒有一個(gè)更加合理的平衡，使實(shí)際偏移 處理總有缺憾。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種計(jì)算效率高而便于復(fù)雜成像的二維高斯射線束疊前偏移 方法。本發(fā)明具體步驟包括1)激發(fā)地震并記錄地震波，取得疊前單炮地震數(shù)據(jù)；2)對(duì)炮集內(nèi)各道地震數(shù)據(jù)f進(jìn)行積分變換，得到處理后的道數(shù)據(jù)b及其Hilbert 變換數(shù)據(jù)6 ；其中b由疊前單道記錄f的傅立葉頻譜F(co)通過下面的積分變換公式得到
權(quán)利要求
1.一種二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是具體步驟包括1)激發(fā)地震并記錄地震波，取得疊前單炮地震數(shù)據(jù)；2)對(duì)炮集內(nèi)各道地震數(shù)據(jù)f進(jìn)行積分變換，得到處理后的道數(shù)據(jù)b及其Hilbert變換數(shù)據(jù)其中b由疊前單道記錄f的傅立葉頻譜F(co)通過下面的積分變換公式得到 B(ω, Ti) = exp( ω | \)Ρ(ω)KTr=eXP(-WO，Ti)( 1 )式中 ；和Ti分別代表高斯射線束復(fù)值旅行時(shí)的實(shí)部和虛部，對(duì) ；和Ti進(jìn)行離散化，取 ATr =地震記錄采樣間隔/4，Δ2； = +，計(jì)算得到關(guān)于b和的離散樣板表；3)確定炮點(diǎn)處射線角度范圍Y1至Yn，和射線角度間隔ΔY ；4)對(duì)于給定的炮點(diǎn)處射線角度Y，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程按一定時(shí)間間隔At進(jìn)行射線追 蹤，計(jì)算炮點(diǎn)射線路徑和旅行時(shí)；5)根據(jù)炮點(diǎn)射線路徑和旅行時(shí)，利用高斯射線束動(dòng)力學(xué)方程，沿射線路徑進(jìn)行動(dòng)力學(xué) 射線追蹤，計(jì)算炮點(diǎn)高斯射線束動(dòng)力學(xué)參數(shù)；6)利用炮點(diǎn)高斯射線束動(dòng)力學(xué)參數(shù)，計(jì)算射線束在各成像網(wǎng)格點(diǎn)上的復(fù)值振幅和旅行 時(shí) AS、TS;7)對(duì)于炮集中的地震道，取出與之對(duì)應(yīng)的處理后道數(shù)據(jù)b和^的樣板表，設(shè)定檢波點(diǎn)處 射線角度范圍至ρη，和射線角度間隔Δρ;8)對(duì)于給定的檢波點(diǎn)處射線角度P，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程按一定時(shí)間間隔At進(jìn)行射線追 蹤，利用步驟4)方法計(jì)算檢波點(diǎn)射線路徑和旅行時(shí)；9)根據(jù)檢波點(diǎn)射線路徑和旅行時(shí)，利用高斯射線束動(dòng)力學(xué)方程，沿射線路徑進(jìn)行動(dòng)力 學(xué)射線追蹤，利用步驟幻方法計(jì)算檢波點(diǎn)高斯射線束動(dòng)力學(xué)參數(shù)；10)利用檢波點(diǎn)高斯射線束動(dòng)力學(xué)參數(shù)，利用步驟6)方法計(jì)算射線束在各成像網(wǎng)格點(diǎn) 上的復(fù)值振幅和旅行時(shí)Ad、Td;11)根據(jù)炮點(diǎn)高斯射線束和檢波點(diǎn)射線束在各成像網(wǎng)格點(diǎn)上的復(fù)值旅行時(shí)和振幅As、 Ts、Ad、Td,按照高斯射線束偏移成像公式計(jì)算偏移結(jié)果并疊加；12)從識(shí)!到識(shí)n變化檢波點(diǎn)射線角度識(shí)，重復(fù)步驟8)-11)，計(jì)算并疊加偏移結(jié)果；13)選取炮集中的下一個(gè)地震道，重復(fù)步驟7)-11)計(jì)算并疊加偏移結(jié)果；14)從Y1到Y(jié)n變化炮點(diǎn)射線角度Y，重復(fù)步驟4)-12)，計(jì)算并疊加單炮記錄的偏移 結(jié)果；15)重復(fù)步驟1)-13)，計(jì)算并疊加所有單炮的偏移結(jié)果，并顯示為地層剖面圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是步驟2所述的 ；的取值范圍為O-原始記錄最大采樣時(shí)間，Ti的取值范圍為☆，其中Q1為地震數(shù)據(jù)有效頻帶的低端，取值為60弧/秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是步驟4所述的運(yùn)動(dòng)學(xué)射線追蹤通過求解如下的射線路徑方程進(jìn)行dx .—=vsincrdtdz= (2)da dvdv .-=--coscTH--sin σdt dxdz式中V為介質(zhì)速度，O為射線角度，(X，ζ)為射線坐標(biāo)，給定射線初始位置( ，Z0)和 角度Otl,選定時(shí)間間隔At，利用常微分方程數(shù)值解法(如常用的四階隆格庫塔方法)求 解上面的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組，獲得中心射線路徑以及沿中心射線路徑的旅行時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是上述常微分方程數(shù) 值解法是四階隆格庫塔方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是步驟幻所述的高斯射線 束動(dòng)力學(xué)方程組如下dq(s)—Γ~ = VP(S)asdp(s) 2 d2v ,、⑶dsdnd2v式中V為介質(zhì)速度，S為射線弧長(zhǎng)，]:表示速度在垂直于射線方向上的二階偏導(dǎo)數(shù)。dn2
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是上述方程組利用常 微分?jǐn)?shù)值四階隆格庫塔方法對(duì)P、q的實(shí)部和虛部分別求解得到沿射線變化的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是步驟6所述的高斯射線 束式為U(CO) =A θχρ( ωΤ)(4)式中u表示波場(chǎng)振幅分布，ω為角頻率，i為虛數(shù)符號(hào)，A =V(5)為高斯射線束復(fù)值]/Φ)振幅，Γ +為高斯射線束復(fù)值旅行時(shí)，S和η分別表示射線長(zhǎng)度和到中心射線2 q(s)的距離，t (S)為S處中心射線旅行時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5的二維高斯射線束疊前偏移方法，其特征是步驟11)所述的疊 前地震記錄二維高斯射線束偏移的成像公式為Is (x, 2) = ￡ dr ￡ φ[ΑχΤΓ ,Ti)- Ab(JrJi)](5)式中Is(x，z)表示地下成像點(diǎn)(x，z)處的偏移成像結(jié)果，Y為炮點(diǎn)處射線角度，爐為檢 波點(diǎn)處射線角度，b和^由前面步驟幻計(jì)算得到；Χ、 表示高斯射線束復(fù)值振幅和旅行時(shí)， 下標(biāo)r和i則表示其實(shí)部和虛部，X和7f由炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)高斯射線束的振幅和旅行時(shí)共同 決定
全文摘要
本發(fā)明涉及地球物理勘探，是二維高斯射線束疊前偏移技術(shù)，對(duì)炮集內(nèi)各道地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的道數(shù)據(jù)及其Hilbert變換數(shù)據(jù)，由積分變換得到離散樣板表，對(duì)給定的炮點(diǎn)處射線角度，計(jì)算炮點(diǎn)射線路徑和旅行時(shí)，根據(jù)旅行時(shí)利用高斯射線束動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算炮點(diǎn)高斯射線束動(dòng)力學(xué)參數(shù)，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程按時(shí)間間隔進(jìn)行射線追蹤，計(jì)算檢波點(diǎn)射線路徑和旅行時(shí)及檢波點(diǎn)高斯射線束動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并疊加偏移結(jié)果并顯示為地層剖面圖像。本發(fā)明用高斯射線束替代Kirchhoff射線進(jìn)行偏移，解決了射線的盲區(qū)、焦散區(qū)和多值走時(shí)問題，提高了成像效果，同時(shí)保持了射線法靈活高效的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK102103216SQ20091024273
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者劉超穎, 鄧飛 申請(qǐng)人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司