地下界面照明分析，一种射线追踪和波动方程混合的方法

专利名称：地下界面照明分析，一种射线追踪和波动方程混合的方法
技术领域：
本发明涉及地震勘测、图像处理，更具体地，涉及地表面下地震地层的照明分析。
背景技术：
通常，通过在船体之后拖曳能量源(发射器)和地震接收器(检测器)来进行海洋地震勘测。所述能量源在水中发射向下传播到下层弹性地下的声波。由各种地下构造来反射所述声波，并将其向上传播到接收器。所述地震接收器(检测器)将诸如压力等声信号转换为电信号，之后，以各种格式来记录这些信号。使用计算机以便在船上实时地和/或在岸上的办公地点处分析这些数据。根据该分析，通常通过在分析的过程中将颜色施加到图像上以便区分地下构造和地层，来重构所述地表面下大地构造。地球物理学家和地质学家使用这些技术来定位特定的地下构造，以便更好地预测成功勘探井的位置和/或更好地开发现有油田和矿井。
在地震领域，已经在陆上和在近海上进行了相当大量的探测工作。随着探测和生产成本已经持续增长，找到精确预测工具的重要性也已经增加。当操作人员在更深的水中和更为恶劣的环境中钻孔时，生产成本成为阻碍。类似地，由于在更深的水中和更为恶劣的环境中执行该工作，因此近海地震工作已经变得越来越昂贵和困难。当前，现有技术状态由以下方面来表示假定脉冲峰值源，即具有拉平谱的源，则由等式(1)表示针对从源S发出、通过水传播且向下传播到地下、在反射器r处反射、传播回表面且记录在接收器G处的波的记录数据DD(S-＞G)＝W+(S-＞r)**R(r)**W-(r-＞G) 等式(1)
(**表示卷积运算。W+是将地震能量从所述源移动到反射表面的镜面反射点r的前向传播波函数。R(r)是在位置r处的反射率。W-是后向传播波函数。)F(r)＝W+(S-＞r)**W-(r-＞G) 等式(2)F(r)表示达到地表面下点r的下行波和上行波的组合传播效率，且通常被称为源和接收器之间的上覆层效应。
函数D(S-＞G)是由接收器接收到的数据。W+(S-＞r)和W-(r-＞G)是取决于下层地下模型的波函数。该地下模型由地表面下的地质构造的拓扑描述组成，即，其相对位置、形状和方向、以及这些构造内的声音速度。R(r)是与反射表面的任意侧的地表面下构造的本质属性的差异有关的函数。函数F(r)取决于源、地表面下地质体和接收器之间的几何关系、以及取决于地表面下地质体中的声音速度分布。根据数据函数D和上覆层效应函数F，可以确定作为地震勘测的目的的函数R。
通过计算函数W+(S-＞r)和W-(r-＞G)获得函数R(r)来求解波动方程需要非常强的和高代价的计算。一种计算W+(S-＞r)和W-(r-＞G)的粗略近似的高度简化的方法是使用射线追踪。通常将结果函数R(r)，即3D地质体的函数表示为垂直和/或水平图像的集合，因此可以按照二维方式更为方便地显示和分析3D物体。
尽管获得R(r)是任何地震试验的目的，但是函数F(r)也是相当重要和有用的。当通过在地震勘测中加入来自所有源和接收器对的作用来计算F(r)时，则其表示在给定正在被勘测的具体地震几何状况的情况下，已经使地下界面被照明的程度。在F(r)中所包含的照明信息有助于解释地表面下地震图像R(r)的一部分可能较弱、有干扰、不清楚等的原因。最通常使用的估计地下界面照明的方法涉及使用两点射线追踪。典型地，从每一个表面发射位置发射一束射线，该射线束通过预定的地下模型传播、撞击作为照明分析的对象的地层(地下界面)，且反射回表面，在表面上，根据其出现点与预定接收器位置的接近度，对其进行接受或拒绝。由该方法所产生的照明图是反射表面的每单位表面元的反射点(“击中点”)直接或加权和。
尽管上述方法在概念和计算上是直截了当的，但是其具有许多缺点。这些缺点可能会导致花费很多，却得不到所需结果。
射线追踪对于速率模型的高空间频率非常敏感，正如陡的、高速率对比边界的情况。例如，在存在盐的情况下，在盐沉积界面几何形状(即斜度)上的较小但并不连续的变化经常会造成“空”接收器。在这样的情况下，填充射线(infill rays)的反复发射用于确保针对每一发射，在接收器位置上捕获适当数量的射线。然而，经常地，填充射线不能够会聚，结果，大量接收器没有与其相关的射线。
为了克服缺少“捕获”射线的问题，被迫使用诸如Boxcar平滑算法等数学算法来平滑该模型，有时会处于不可接受的情形。
所述射线追踪方法通常只适用于每一个接收器收到单个到达的情况，但是在存在诸如盐等复杂地表面下物体时，情况通常并非如此。
使用每一个接收器接收一个到达暗含着由于相应的射线可能会属于扩展波前的不同分支，因此连续接收器的反射点可能会四处跳跃。
使用单一反射点作为产生照明图的一种方式通常是一种非常差的近似。实际上，反射能量能从界面中相对较大的区域(所谓的菲涅耳区)的反射波的相长干涉产生。除了主频率之外，所述菲涅耳区取决于碰撞波前曲率和局部反射表面曲率之间的3D几何关系。结果，其在空间上是高度可变的，通过使用反射点“击中”图的Boxcar平滑技术仅可以得到较差地近似。
“击中”图本身有价值，仅针对以下情况射线幅度(传输损耗、几何发散)的上覆层效应(overburden effects)大致为恒定的或者非常慢地发生变化，因此可以被忽略。在地下盐丘照明的情况下，除非考虑这些上覆层效应，否则“击中”图是毫无意义的。根据射线追踪来计算这样的效应在理论上是可行的，但是在实际上，极其难以按照任何可靠度来实现。
以上所概括的所有因素的组合效果是将当前正在实施的照明分析的用途限制为非常简单的模型。因此需要具有一种改善照明分析的用途的数学建模方法。

发明内容
本发明采用波动方程射线追踪混合方法来产生照明图像。在本发明的一个实施例中，所述光束为从表面到地表面下跟踪的单向光束；通过使用费马原理来找到反射点，并且通过波动函数来计算这些幅度。


当结合附图来考虑以下优选实施例的详细描述时，本发明能够得到更好地理解，其中图1示出了海洋地震勘测的一般配置。
图2示出了射线追踪和特定地下构造的更多细节。
图3示出了反射点周围的菲涅耳区。
图4示出了典型地震图像。
图5示出了图4中的相同地震区的照明图像，由现有技术的照明分析击中图方法来产生。
图6示出了与图5相同的图像，示出了由本发明的一个实施例的散射反射方法所产生的地表面下区域的改进照明图像。
图7示出了利用本发明的一个实施例的混合方法来产生另一改进照明图像。
图8示出了与图7相同的图像，具有菲涅耳区增强。
图9示出了与图4相同的地震图像，具有优选实施例之一的照明补偿。
具体实施例方式
图1示出了海洋地震勘测的一般配置。所述海上船舶10拖曳地震源20和具有多个地震传感器24的电缆22。所述源20产生声能。通过爆炸或压缩空气射击来产生声能。向下传播的声波30击中水和地表50的边界，越过边界通过地表50通过地下构造向下传播。所述声波可以由地表或地下物体54反射并向上传播到接收器24。传播到接收器24的上行波40将在接收器24处产生多个电子信号。这些信号将被传送到船体10并被记录在那里。可以将来自源20和接收器24的数据存储在与计算机设备关联使用的适当存储设备中，之后可以在海上船舶10上利用计算机对其进行分析，或者发送到远程位置以便进一步处理、分析和研究。
图2示出了由地下物体54促成的典型射线追踪的更多细节。所述地下物体54可以具有不同朝向上的各种表面，例如正面62、顶部64和背面66。来自源20的向下传播的声波30可以由表面62反射且变为指向接收器24之一的向上传播的声波40。来自源20的另一束声波32可以由表面64反射且变为指向接收器24的向上传播的声波42。由于表面66的方向，来自源20的所有声波34可以被反射且变为将不被接收器24中的任一个接收的声波44。在得到的照明图像中，由于强反射，在地震图像中与表面62相对应的区域表现得特别明亮，而由于没有检测到反射的能量，在地震图像中表示与表面66相对应的区域可能特别暗。
图3示出了在表面62上的反射点70周围的菲涅耳区。对于源20和接收器24的特定组合，可以存在能够将声波30从源20反射到接收器24作为声波40的、表面62上的点70。在照明分析的传统射线追踪计算中，在接收器24处仅考虑来自反射点70的反射。实际上，由于针对给定频率的地震波的相长干涉，在菲涅耳区72内的反射点70周围的所有位置将对接收器24处的声波能量产生作用。具有不同频率的波将具有不同尺寸的菲涅耳区。
图4-9示出了使用现有技术的照明方法的图像和本发明所描述的改进。本发明便于解译图像中的“暗孔”以确定其是否是由于地表面下地质构造的本质属性(例如盐丘、贮油处、硬岩石)或构造的外在几何状况，例如物体的形状、表面方向等形成。
图4示出了垂直地表面下横截面的典型地震图像。在盐丘54的上方存在平层82。在盐丘的下方，存在看似一些地球物理构造的区域84和所述层并不非常清楚且具有间断的区域86。
图5是使用现有技术“击中图”的照明图像。清楚地，在盐丘54上方，存在许多照明处、或从源返回到接收器的大量声能。盐丘54下方的照明处较差。
图6和7是使用本发明的两个简化实施例的照明图像。清楚地，与现有技术“击中图”相比，在盐丘54下方存在具有变化的照明强度的区域。所述照明差别很可能是由盐丘的表面结构引起的。图4中的区域86很可能是由于缺少照明处造成的，而非由于特定地球物理构造。
图8是使用本发明实施例的照明图像。清楚地，在盐丘54的下方的不同区域具有不同的照明强度。当盐丘54的阻碍效果消失时，所述照明再次变得更为均匀。
图9是针对与如图4所示相同区域的地震图像。在照明补偿之后，由于已经放大了弱信号区来补偿照明上的不均匀，因此的地下盐丘图像变得更为连续。
使用本发明测量到的地下界面照明的不均匀可以用来将输入地震数据的差分幅度平衡导入产生反射率R(r)的地表面下图像处理，或在根据图像处理计算出R(r)之后，修改反射率R(r)自身，从而产生更好和更可解释的表面图像。利用照明图像来修改反射率R(r)被称为照明补偿。
应用本发明的实施例，首先需要具有所关心的3D地质体的3D地表面下模型，例如，如图1所示的区域52。这样的模型是地表面下的拓扑表示，其中不同分隔例如层、断层石块、盐体等具有预定的声音传播速度。可以使用来自在先地震勘测的已知信息或对所关心的区域的估计来建立该模型。一旦确定了源位置20和接收器位置24，则可以计算在所关心的区域中的波函数W。可以选择区域52内的特定表面62、64、66，用于更为特定的照明分析。在该实施例中，采用以下步骤1、使用3D地表面下媒介模型来计算从表面发射点20到媒介中的任意点的传播时间，诸如通常在现有技术方法中所实现的那样。所使用的现有技术方法的一个示例是PrimusTM、来自本发明的受让人GX技术公司的Kirchhoff叠前深度偏移(PreSDM)的商业产品。每一个传播时间立方体表示声音直接从表面处的源传播到媒介中的所有点所需的时间。类似地，可以通过将源替代为接收器来计算从水面上的接收器到媒介中的点的传播时间。然后，该替代允许假定从媒介中的点到接收器的传播时间与从接收器到媒介中的相同点的传播时间相同。因此，可以计算出通过媒介中的点从所述源到接收器的总传播时间，该总传播时间为从所述源到所述点和从所述接收器到所述点的传播时间的总和。计算总传播时间的上述方法是本发明的射线追踪方案。必须记住，当应用Kirchhoff成像时，不存在有关反射事件的方向的假定，并且在这样的方向上的仅有限制涉及到在射线追踪期间的光束的最大传播角度和立方体的大小(偏移孔径)。
2、然后，使用相同的地表面下速率模型，按照与用于成像的传播时间立方体相同的方式，计算在表面处的发射20的网格的幅度立方体。如果PreSDM的商业产品将平滑函数应用于速率模型，则其可能更有利于在该步骤中禁用这样的平滑函数。针对每一个单独的发射，计算出针对典型地位于5-30Hz之间的谱中的所有频率的向下传播波场的地表面下幅度。之后，利用波动方程叠前深度偏移方法(WE PreSDM)(例如Optimus，来自本发明的受让人GX技术公司的WE PreSDM的商业产品)来创建中心位于围住所述发射的表面处的3D幅度数据体。应该针对表面网格上的发射数量，典型为200×200米，对前述两个步骤进行重复。典型地，在100×100×100米网格上对媒介体(medium volume)中的每一单独的立方体进行采样。针对媒介中的所有网格点的结果、幅度和传播时间将用于基于每一个发射的照明计算。将针对所有源和接收器的所有组合来计算所述幅度和传播时间。在本发明的以下步骤中，这些幅度和传播时间将被重复使用。
3、定义了其上要进行照明分析的表面，例如地下界面62，H(x，y)。还定义了获取几何状况，即，实际现场地震试验的源和接收器的准确位置，或者理想发射几何状态。对于利用源坐标S(x，y)和接收器坐标G(x，y)的单独跟踪，可以将对表面H(x，y)的照明作用计算如下a)对由PreSDM预先计算出的射线追踪表面传播时间立方体(如步骤1)进行内插以获得从源S(x1，y1)和接收器G(x2，y2)的准确表面位置分别到地表面下点立方体Vs(x，y，z)和Vg(x，y，z)的传播时间。在这些立方体中的(x，y，z)变量在相同的网格上被离散，但是典型地，在不同区域上对其进行采样。
b)在其重叠区域上对所得到的立方体Vs(x，y，z)和Vg(x，y，z)进行求和以计算从源S(x1，y1)到地表面下Vsg(x3，y3，z3)且回到接收器G(x2，y2)的双向传播时间。
c)确定所得到的传播时间立方体Vsg(x3，y3，z3)和表面H(x，y)之间的插入点以沿着所述表面提取出求和后的传播时间，即针对表面H(x，y)上的每一个点，计算从源S(x1，y1)到表面点H(x，y)且回到接收器G(x2，y2)的总传播时间。
d)沿着该表面定位传播时间的全局和局部最小值。如由费马原理所示，对于S(x1，y1)处的源和位于G(x2，y2)处的接收器，这些传播时间将对应于远离H(x，y)表面的一个或多个反射点，这有效地提供了表面上的反射点是传播时间最小的点。尽管Snell定律和费马原理对于反射而言是等效的，但是使用费马原理来定位反射点更易于利用计算机仿真技术来实现。因此，可以避免基于Snell定律的、与射线追踪关联的不会聚问题。
e)计算在其上传播时间以主周期的四分之一增加的最小值附近的区域。这些区域为每一个反射事件指定了菲涅耳区。由菲涅耳区内的点所反射的所有光束将对接收器处的信号产生作用。尽管每一个频率具有应该单独考虑的不同菲涅耳区，但是使用与数据中的主频率相对应的单一菲涅耳区已经证明是针对许多类型的地质构造的一种可接受的折衷。
f)由波动方程PreSDM来内插预先计算出的波幅度以获得从源S(x1，y1)和接收器G(x2，y2)的准确表面位置分别到地表面下点立方体Vs(x，y，z)和Vg(x，y，z)的波的幅度。这完全类似于上述子步骤a)。在图3所示的示例中，计算针对来自源20(Vs(x，y，z))的波和去往接收器122(Vg(x，y，z))的波的菲涅耳区内的所有点处的波幅度。
g)在其重叠区域上对所得到的幅度立方体Vs(x，y，z)和Vg(x，y，z)进行相乘以计算出从源S(x1，y1)到地表面下Vsg(x3，y3，z3)且回到接收器G(x2，y2)的传播的总的上覆层效应。
h)确定所得到的幅度立方体Vsg(x3，y3，z3)和表面H(x，y)之间的插入点，并沿着所关心的表面来提取合成幅度。
i)使在步骤e)中所定义的菲涅耳区外的所有幅度变为零，这是由于对于S(x1，y1)处的源和G(x2，y2)处的接收器，其并不对远离表面H(x，y)的任意反射产生作用。
j)重复针对在表面H(x，y)上反射的来自相同源S(x1，y1)和接收器G(x2，y2)的、具有不同频率的波的计算。之后，对由于源S(x1，y1)和接收器G(x2，y2)产生的、针对表面H(x，y)上的所有波频率的幅度进行求和。为了获得更多细节，需要单独计算针对每一个频率的菲涅耳区。
根据以上步骤可以确定与S(x1，y1)处的一个源和一个接收器G(x2，y2)相对应的、表面H(x，y)上的菲涅耳区内的照明。
4、对来自所有单个追踪的照明作用进行求和以计算出针对表面H(x，y)的照明图，包括所有源和所有接收器。
因此，获得了在所关心的整个区上的照明。如果需要在3D地质体52内的任何所关心的其他区域，则只要最少的计算就可以重复该过程。本领域的技术人员可以意识到，按照特定的次序列出了步骤3中所概况的、用于从单个追踪中获得照明图的计算步骤仅仅是为了表述清楚起见。另外，本领域的技术人员还可以意识到，可以对以上所概括的步骤的次序和组合进行改变和修改以使计算效率最大。
在本发明的另一实施例中，通过仅执行在本发明的上述实施例的上述步骤3中所述的子步骤f)、g)和h)，能够以较少的计算强度来获得较好的结果。在该实施例中，假定传播波场的频率为零，因此菲涅耳区扩展为无限大。在该实施例中，与第一实施例所描述的相比，所得到的照明可以具有更低的分辨率和更少的准确性。
通过仅使用在本发明的第一实施例的上述步骤3中所述的子步骤f)、g)，可以获得本发明的第三实施例。可以在散射点而非反射表面的情况下描述所获得的针对地质体中的每一点的照明。即，所获得的照明不会提供关于所述点从中照明的方向的信息。当在通过其可以具有任意倾斜方向和幅度的表面的情况下观察所述点时，所述照明方向非常重要。甚至对过载F(r)的初始估计也比现有技术的“击中图”好得多。本发明的最后两个实施例本质上是相同的。仅有的差别在于在第三实施例中，分析3D地质体中的所有点，而在第二实施例中，仅分析3D地质体内的表面上的点。在这两个实施例中，都没有获得方向信息。
如上所示，可以省略各种步骤来以更低的计算成本获得满意的结果。所采用的步骤越多，则照明图像的质量越好而成本越高。
这里描述的本发明的混合方法提供了仅在一个方向(即从源和接收器到地震物体的反射表面)上有效使用射线追踪的技术和方法。按照该方式，可以避免与没有到特定接收器的射线会聚相关的问题、以及与没有由于关联非地质相关的照明孔造成射线会聚相关的问题。
本发明的另一优点在于在单向射线追踪中所使用的光束与深度偏移中的相同，由此，在Kirchhoff深度偏移和照明分析之间存在一致性。此外，利用费马原理而非Snell定律并由此引起更为简单(和更快)的计算分析，来找到反射点。本发明允许对位于菲涅耳区内的多次到达和所有点进行计算。通过使用波动方程，能够容易地计算出幅度。
在一些现有技术照明分析中，所述照明分析基于被透射的能量而非被反射的能量。最近已经提出了基于前者的照明分析(“Practical，accurate，full-azimuth 3-D prestack finite difference depthmigration”，由Z.Zhou等人所写，SEG/San Antonio 2001扩展摘要)，作为替代基于射线的方法的波动方程。基于透射能量的照明方法使用来自所有源的下行波场的组合地表面下幅度强度，而忽略了针对每一个源的接收器分布。为了适当的照明分析，必须计算到达地表面下的目标的、来自源的能量幅度、以及返回到所述表面且由所述接收器记录的能量幅度。
在本发明中，同时使用所述源和接收器波场。从计算的观点来看，一旦已经计算出了步骤1和2中概括的基本元素，则可以实现针对任意地层的地下界面照明，而几乎没有附加成本。
利用本发明针对地震媒介内的所关心的表面获得的照明图具有许多用途。这些用途的示例为a)确定所识别的可钻孔目标的特征是否正确表示含有碳氢化合物的、或者这样的特征是否是假的且纯粹是不均匀照明的结果的有用工具；b)确定在特定区域中的地震数据中所观察到的较差图像质量是否是较差地下界面照明的结果、以及因而新地震勘测是否需要的有用工具；c)确定获得新地震数据以使特定目标最佳照明的最佳方式的有用工具；d)就实时地进行该照明分析而言，在针对填充发射的新地震获取期间，本发明可以是对现场人员的有用指导，以改善目标的照明；e)作为确定使用昂贵的叠前深度偏移是否能够提高地震图像质量的前导；以及f)作为识别到目前为止已经识别为所关心的信号而非仅是伪返回(例如噪声)的、较差照明的地震图像中所观察到的地震事件的有用工具。
本发明可以用来产生照明图或照明地质体(illuminationvolumes)以补偿地震图像或从地震图像中获得的属性图像，其中在地震成像期间不执行适当的补偿。前述补偿可以按照多种方式来实现，包括a)由相应的照明图F(r)对试图表示反射率函数R(r)的强度的地表面下地层幅度图进行归一化；b)可以在地质体的意义上实现如a)中所述的相同操作。在这种情况下，通过在本发明中忽略射线追踪和菲涅耳区计算，即假定所述地表面下由一系列散射点而非反射表面构成，来获得照明地质体。
来自各个发射的踪迹的照明地质体(或其他任何整体踪迹)还可以用来在自身成像过程期间补偿地震图像。利用本发明，在对来自所有发射的地震地质体(seismic volumes)进行求和以构成最终合成图像之前，对由相应照明地质体所收集的每一个单独发射所产生的地震地质体进行归一化，来实现上述一点。
上述说明性实施例主要涉及海洋地震勘测，但是其同样适合于任意地震勘测，例如陆地地震勘测。
尽管已经提出和描述了本发明的说明性实施例，但是将会意识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。
权利要求
1.一种获得所关心的区域的改进地震照明图像的方法，所述方法包括步骤a)具有所关心的区域的模型，其中将所关心的区域划分为多个立方体；b)具有一个或多个地震源；c)具有一个或多个地震接收器；d)从频率谱中选择所关心的频率；e)计算与地震源关联的立方体中的波函数幅度；f)计算与地震接收器关联的立方体中的波函数幅度；g)通过将源幅度与接收器幅度相乘，来计算与所述源和所述接收器关联的立方体中的照明；h)针对谱中的所有频率，重复立方体中的照明的计算；以及i)对与谱中所有频率关联的立方体中的照明进行求和；j)对与所有源和接收器关联的立方体中的照明进行求和；k)针对地震媒介中的每一个立方体重复照明计算以获得所关心的区域的照明图像。
2.一种获得所关心的区域的改进地震照明图像的方法，所述方法包括步骤a)具有包含地震表面的所关心的区域的模型，其中将媒介划分为立方体；b)具有一个或多个源；c)具有一个或多个接收器；d)确定其中将来自源的具有一频率的波反射到接收器的地震表面上的反射点；e)针对来自源和接收器的一个所选的频率，计算在地震表面上的反射点处的照明；针对所有频率重复上述步骤d)和e)；f)对在所述表面的所有点处的、针对所有频率和针对所有源和接收器对的所有照明进行求和。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤d)找到其中将来自源的具有一频率的波反射到接收器的表面上的所有反射点包括步骤a)具有针对频率的射线追踪函数，用于计算在媒介内从一个点到另一点的传播时间；b)利用射线追踪函数，计算从所述源到地震表面上的立方体的传播时间和从接收器到所述立方体的传播时间；c)将地表面下的源和接收器立方体的传播时间在其重叠区域中相加以确定从所述源到所述立方体中的点且回到所述接收器的传播时间；d)提取在所述立方体与所述反射表面的交叉点处的传播时间；e)确定总传播时间的最小值，其中具有最小总传播时间的立方体包含其中将来自所述源的具有一频率的波反射到所述接收器的所述表面上的反射点。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于e)针对来自源和接收器的一个所选的频率，计算在地震表面上的反射点处的照明包括以下步骤a)具有对波动方程的解，以便针对任何特定的频率，计算在媒介内从一个点到另一点的波动函数；b)计算从所述源到地表面下立方体的波函数幅度；c)计算从接收器到所述表面立方体的波函数幅度；d)通过将源幅度与接收器幅度相乘，计算所述源和所述接收器立方体之间的重叠区域中的照明；e)提取在所述立方体与所述反射表面的交叉点处的幅度；f)针对所有反射点，重复步骤a)到d)。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括步骤a)确定具有与源和接收器组相对应的确定反射点的关联菲涅耳区；b)在针对来自所述源和所述接收器的一个所选频率的地震表面上的反射点处，计算菲涅耳区内的所有点处的照明。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述步骤a)确定具有确定反射点的关联菲涅耳区包括以下步骤a)确定反射点周围的边界，其中具有一个所选频率的波通过所述边界上的点从源到接收器的总传播时间等于通过反射点从源到接收器的总传播时间加上所述波的时间周期的四分之一；b)计算由于源和接收器所产生的边界内的所有立方体处的照明。
7.一种利用照明补偿来改进地震图像的方法，所述方法包括步骤a)具有地震图像；b)具有针对地震媒介的地震模型；c)获得针对地震媒介的照明图像；d)以照明图像对地震图像进行归一化；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤c)从地震媒介获得照明图像还包括以下步骤a)选择媒介中的表面；b)具有源和接收器；c)确定其中将来自源的具有一个所选频率的波反射到接收器的表面上的所有反射点；d)针对来自源和接收器的频率，计算地震表面上的反射点处的照明；e)针对所有频率重复步骤c)；f)针对表面上的全部点，根据上述计算，对所述点处的所有照明进行求和；g)针对媒介中的所有表面进行重复。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于步骤c)确定其中将来自源的具有一个所选频率的波反射到接收器的表面上的所有反射点还包括以下步骤a)具有针对所述频率的射线追踪函数，用于计算媒介内从一个点到另一点的传播时间；b)利用射线追踪函数，计算从所述源到地震表面上的立方体的传播时间和从接收器到所述立方体的传播时间；c)将从所述源到所述立方体的传播时间与从所述接收器到所述立方体的传播时间相加以获得总传播时间，作为通过表面上的立方体从所述源到所述接收器的传播时间；d)针对表面上的所有立方体，计算总传播时间；e)确定总传播时间的最小值，其中具有最小总传播时间的立方体包含其中将来自所述源的具有一频率的波反射到所述反射器的表面上的反射点。
10.一种其中具有用于执行根据权利要求1-9任一个所述的方法的计算机可执行程序的计算机可读介质。
11.一种具有处理器、存储器和操作系统的计算机系统，其中所述计算机系统可操作用于执行权利要求1到9任一个所述的方法。
全文摘要
一种改进地震数据的照明分析的方法，具有以下步骤选择媒介、源和接收器、反射表面的模型；利用射线追踪，根据费马原理来找到反射点和关联菲涅耳区；利用波动方程计算菲涅耳区中的照明；针对所有频率，重复对反射表面上的所有点和所有源和接收器对的计算。所得到的照明图像可以用来评估相同媒介的地震图像的质量或改善该地震图像。
文档编号G01V1/00GK1682234SQ03821743
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月12日 优先权日2002年9月13日
发明者尼古劳斯·伯尼特萨斯 申请人:Gx技术公司