专利名称：三维保幅叠前时间偏移方法
技术领域：
本发明属于油气田地震勘探中反射地震资料处理技术领域，尤其涉及地震资料处 理过程中的叠前偏移成像技术范畴，是三维地震资料偏移成像的三维保幅叠前时间偏移方 法。
背景技术：
地震勘探中反射地震资料处理过程中，叠前偏移成像是关键的环节，而叠前时间 偏移方法是叠前偏移成像中的一种重要方法。叠前时间偏移方法可对一类断层较为复杂但 速度横向变化不是很剧烈的地质构造较好成像。与叠前深度偏移方法相比，除具有较高的 计算效率外，其主要的优点是只需使用叠加(均方根)速度；这样可简单地通过速度扫描等 方式得到恰当的偏移速度模型，回避了使用叠前深度偏移方法面临的一个主要困难速度 建模。因此，叠前时间偏移方法已成为地震勘探领域广泛应用的关键技术。影响叠前时间偏移成像效果的因素包括偏移速度、地震波走时计算方法、偏移计 算的偏移孔径、计算偏移幅值时的权系数、偏移算法实现流程。走时计算与偏移速度共同决 定了反射波能否正确归位，偏移孔径及其应用方式决定了偏移噪音和偏移算法的计算量， 权系数决定了成像幅值能否正确反应地下实际界面的物性参数变化，偏移算法实现流程对 偏移的计算效率和存储需求有重要影响。对偏移方法而言，成像效果、计算效率和存储需求 是评价偏移方法的重要指标。偏移孔径对叠前时间偏移是重要的，较好的偏移孔径对压制偏移噪音和降低偏移 计算量有更重要作用。小的偏移孔径可减少偏移计算量，但存在着不能对陡倾角构造正确 成像的风险；过大的孔径又带来了偏移噪音和较大的计算量。对三维叠前时间偏移方法而 言，由于采集数据在沿测线和垂直测线方向有不同的空间采样率，偏移孔径的选取较二维 偏移更加复杂。现行的叠前时间偏移方法是以双平方根方程为基础的，其成像条件实际上使用了 叠前深度偏移的相关成像条件，因此成像时没有补偿地震波传播的几何扩散效应。为获得 保幅的共反射点(CRP)道集，以服务于叠前反演等利用叠前信息进行油气和流体检测，需 发展保幅，即幅值能正确反应地下界面物性参数变化的叠前时间偏移方法。三维观测已成为海上和陆上地震勘探的主要观测方式，三维观测和三维偏移可对 陡倾角构造正确成像，避免了二维观测和偏移时侧反射难以正确归位的问题。随着采集和 计算设备的发展，三维采集和偏移处理已变的更容易实现，因此必须发展相应的三维叠前 时间偏移技术。
发明内容
针对现有情况，本发明的目的是提供一种三维保幅叠前时间偏移方法，通过改进 偏移孔径、给出保幅的权系数、在成像过程中压制偏移噪音，实现高效、高信噪比、保幅偏移 成像。这一方法可获得保幅的共反射点(CRP)道集，从而更好地服务于叠前反演等利用叠前信息进行油气和流体检测等技术。本发明采取以下技术方案 (1)用多条拖缆或多条测线记录人工震源激发的反射地震信号，记录到磁带上；(2)从磁带上读取地震资料，对叠前地震资料进行常规的压制噪音处理，针对几个 共中心点位置，抽取共中心点道集，对这些道集作常规的动校正(NMO)速度拾取，对所得结 果做横向平均，作为初始的、横向均勻的偏移速度场，将叠前地震资料按偏移距排序、分组， 将不同组地震资料放置在集群计算机的不同计算节点上；(3)根据地震资料的偏移距、方位角的变化范围和地下构造的最大倾角以及初始 的、横向均勻的偏移速度场，构建时变的三维偏移孔径的偏移孔径表；(4)根据偏移孔径表确定对应的压制偏移噪音的衰减系数表；(5)采用基于单程波方程和深度偏移的反褶积成像条件得到的权系数进行偏移幅 值计算；(6)在每个计算节点，对全部地震道循环，对每一地震道，由偏移孔径表确定有效 的成像区域和区域中各离散点偏移计算的起始成像时间，从起始成像时间开始计算各成像 点的偏移幅值，对处于三维偏移孔径的边缘区中的成像点，查衰减系数表拾取衰减系数并 乘以偏移幅值得到最终的幅值，将幅值累加到存放偏移结果的数组中对应的偏移距上；(7)收集各计算节点的偏移计算结果，对成像区域的每一水平位置把偏移计算结 果按时间深度、偏移距排序，形成各水平位置处的共反射点道集；(8)依据共反射点道集中的同相轴是否平直，在偏移过程中确定偏移速度场；(9)利用偏移过程中确定的偏移速度场做偏移计算，对形成的全部共反射点道集 做剩余动校正，将出现明显拉伸和噪音部分的对应数值置为零(即切除)，将不同偏移距的 数值叠加，形成偏移叠加剖面；(10)通过显示软件将偏移叠加剖面数据转换为地下反射构造的剖面图像，剖面图 像将指示地下构造的形态、断点、断距大小以及界面对地震波的反射强度。所述的根据地震资料的偏移距、方位角的变化范围和地下构造的最大倾角，以及 初始的横向均勻的偏移速度场、构建时变的三维偏移孔径的偏移孔径表是这样实现的用 一组数据(Xi，Yi^Ti) (i = 1，k)描述三维偏移孔径，其中k是有效成像区域(成像空间在 水平面的投影)中总的离散点数，(Xi^yi)是成像区域中某离散点与地震道中心点的两个水 平坐标差，而Ti则是该点偏移计算的起始成像时间(单程旅行时)；令地震道的炮点坐标是 (xs，ys)，检波点坐标是(\，y》，引入时变的偏移孔径，就是在该地震道的偏移计算中，对成 像区域中水平坐标为(Xi+0.5(XS+Xr), yi+0.5(ys+yr))的点(i = 1，k)，从T = Ti开始进行 偏移计算。由构造沿测线和垂直测线方向的两个最大倾角，ey，构建如下不等式方程 组
权利要求
一种三维保幅叠前时间偏移方法，其特征在于采用以下步骤1)用多条拖缆或多条测线记录人工震源激发的反射地震信号，记录到磁带上；2)从磁带上读取地震资料，对叠前地震资料进行常规的压制噪音处理，针对几个共中心点位置，抽取共中心点道集，对这些道集作常规的动校正速度拾取，对所得结果做横向平均，作为初始的、横向均匀的偏移速度场，将叠前地震资料按偏移距排序、分组，将不同组地震资料放置在集群计算机的不同计算节点上；3)根据地震资料的偏移距、方位角的变化范围和地下构造的最大倾角以及初始的、横向均匀的偏移速度场，构建时变的三维偏移孔径的偏移孔径表；4)根据偏移孔径表确定对应的压制偏移噪音的衰减系数表；5)采用基于单程波方程和深度偏移的反褶积成像条件得到的权系数进行偏移幅值计算；6)在每个计算节点，对全部地震道循环，对每一地震道，由偏移孔径表确定有效的成像区域和区域中各离散点偏移计算的起始成像时间，从起始成像时间开始计算各成像点的偏移幅值，对处于三维偏移孔径的边缘区中的成像点，查衰减系数表拾取衰减系数并乘以偏移幅值得到最终的幅值，将幅值累加到存放偏移结果的数组中对应的偏移距上；7)收集各计算节点的偏移计算结果，对成像区域的每一水平位置把偏移计算结果按时间深度、偏移距排序，形成各水平位置的共反射点道集；8)依据共反射点道集中的同相轴是否平直，在偏移过程中确定偏移速度场；9)利用偏移过程中确定的偏移速度场做偏移计算，对形成的全部共反射点道集做剩余动校正，将出现明显拉伸和噪音部分的对应数值置为零(即切除)，将不同偏移距的数值叠加，形成偏移叠加剖面；10)通过显示软件将偏移叠加剖面数据转换为地下反射构造的剖面图像，剖面图像将指示地下构造的形态、断点、断距大小以及界面对地震波的反射强度。
2.根据权力要求1所述的三维保幅叠前时间偏移方法，其特征在于所述的根据地震 资料的偏移距、方位角的变化范围和地下构造的最大倾角以及初始的、横向均勻的偏移速 度场，构建时变的三维偏移孔径的偏移孔径表是这样实现的用一组数据(Xi，Yi^Ti) (i = 1，k)描述三维偏移孔径，其中k是有效成像区域(成像空间在水平面的投影)中总的离 散点数，(Xi^yi)是成像区域中某离散点与地震道中心点的两个水平坐标差，而Ti是则是该 点偏移计算的起始成像时间(单程旅行时)；令地震道的炮点坐标是(xs，ys)，检波点坐标 是(\，，引入时变的偏移孔径，就是在该地震道的偏移计算中，对成像区域中水平坐标为 (xi+0.5(xs+xr)，yi+0.5(ys+yr))的点(i = 1，k)，从T = Ti开始进行偏移计算，由构造沿测 线和垂直测线方向的两个最大倾角，θ y，构建如下不等式方程组(sin θχ cos φ)2 (sin θχ sin φ)2 ~(sin α)2~ + ~(sin/ )2~~(sin。sin … (sin cos ρ)2 (sin af(sin β)2 _式中识是地震道的方位角，满足上两式的最小角度α和β，就是保证最大倾角为 θ ,的构造得以正确成像时，沿方位角方向和垂直方位角方向的两个最大成像角度；对不同时间深度Τ，成像区域看作以方位角方向为长轴方向、垂直方位角方向为短轴方 向、中心在地震道的中心点上的椭圆面，由α、β和初始的、横向均勻的偏移速度场巧Λ (Γ)， 可求得其长、短半轴分别为
3.根据权力要求1所述的三维保幅叠前时间偏移方法，其特征在于所述的根据偏移 孔径表确定对应的压制偏移噪音的衰减系数表是这样实现的每一偏移孔径对应的衰减系 数数组由如下步骤得到1)定义三维矩阵(x，y，T)，依据从偏移孔径得到的(Xi，yi)点的起始成像时间Tb，计算 τ-T π\系数Cl=0.8sin —+0.2 (Γ<Γ6+ηΔ:Γ)，并将其存入对应(Xi，yi，T)位置中，式中η Iv nAT 2)是人为定义的边缘区包含的点数，ΔΤ是单程旅行时时间深度方向成像的采样间距，对偏移 孔径中全部k个点循环；2)对每个时间深度T，由下式计算a和b:
4.根据权力要求1所述的三维保幅叠前时间偏移方法，其特征在于所述的采用基于 单程波方程和深度偏移的反褶积成像条件得到的权系数进行偏移幅值计算是这样实现的 定义
全文摘要
三维保幅叠前时间偏移方法，应用于地震勘探中反射地震资料处理，是针对三维采集地震数据的叠前偏移成像方法。采取的技术方案包括三方面一是采用基于单程波方程和深度偏移的反褶积成像条件得到的权系数进行偏移幅值计算；二是根据地下构造的最大倾角确定时变的三维偏移孔径；三是通过对偏移孔径边缘引入带状衰减，自动压制偏移噪音。本发明通过改进偏移孔径、给出保幅的权系数、在成像过程中压制偏移噪音，实现了高效、高信噪比、保幅偏移成像。本发明生成的保幅共反射点道集可更好地服务于叠前反演等油气和流体检测技术。本发明对油气、矿产资源勘探有重要应用价值。
文档编号G01V1/28GK101957455SQ20101028843
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者井涌泉, 张云鹏, 张剑锋, 张 浩, 朱振宇, 王小六, 董春晖, 薛东川, 赵伟, 郝振江 申请人:中国海洋石油总公司;中海石油研究中心;中国科学院地质与地球物理研究所