具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法与流程

本发明涉及油气勘探地震数据处理领域，具体是具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法。

背景技术：

随着地震勘探采集手段的发展，大偏移距和宽方位角地震采集数据成为目前地震勘探的主流，常规基于各向同性介质假设的地震处理技术远远不能满足成像要求，会造成偏移建模不准确、反射波不能正确归位、绕射波收敛效果不好等现象，影响最终的成像结果。常规的处理技术，不考虑各向异性的影响，一般会反复调整偏移速度以使成像道集同相轴拉平，往往造成偏移深度高于真实深度数百米，或者偏移速度无论怎么调整都不会使成像道集同相轴拉平。此外，即使偏移速度是准确的，采用常规的各向同性介质深度偏移技术，得到的成像结果也差强人意。目前广受关注的各向异性介质为横向各向同性介质，包括具有垂直对称轴的横向各向同性介质和具有倾斜同相轴的横向各向同性介质，而后者只需在前者基础上加入角度信息即可。因此发展一种具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震叠前深度偏移方法研究具有重要意义。

技术实现要素：

考虑到目前大偏移距和宽方位角地震数据以及地下构造中本身存在的各向异性对偏移成像和速度建模造成的不利影响，本发明提供了了一种适用于垂直对称轴的横向各向同性介质叠前深度偏移方法，用于改进和完善现有的各向同性地震数据处理流程(主要是速度建模)，以获得准确度更高的深度偏移剖面，为后续地震和地质解释提供可靠的处理成果。

本发明采用的技术方案如下。

具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法,包括如下步骤：

步骤1：准备好地震共中心点道集、速度模型以及各向异性参数场；

步骤2，选择一个高斯束中心，选取大尺度计算网格，进行射线追踪获取地震波走时和振幅；

步骤3，通过稀疏分解算法将高斯束分解为一系列稀疏高斯束；

步骤4，利用地震共中心点道集信息确定稀疏高斯束中心间隔和位置；

步骤5，确定稀疏高斯束中心射线附近的傍轴射线；

步骤6，选取小尺度计算网格，将地震波振幅归位到正确的深度上；

步骤7，应用成像条件，完成一个稀疏高斯束的偏移；

步骤8，重复所有稀疏高斯束的计算，叠加得到最终的偏移剖面。

作为优选技术方案，在步骤1中，所述各向异性参数包括ε和δ。

作为优选技术方案，在步骤2中，利用四阶龙格库塔法求解具有垂直对称轴的横向各向同性介质射线追踪方程，利用速度模型以及各向异性参数ε和δ信息实现射线追踪求得地震波走时和振幅。

作为优选技术方案，在步骤2中，所述大尺度计算网格是指比原网格尺度更大的网格，但是最大不超过原网格的8倍。

作为优选技术方案，在步骤4中，利用速度模型中的平均速度和参考频率确定高斯束的初始宽度，然后利用初始宽度和频带宽度得到束中心间隔，从而确定束中心位置。

作为优选技术方案，在步骤6中，根据步骤2中射线追踪过程中得到地震波走时和振幅信息，将地震波振幅归位到对应的深度成像点上。

作为优选技术方案，在步骤6中，所述小尺度计算网格是指小于等于原网格尺度，理论上是越小越好，但是尺度太小会使计算量剧增，所以需要根据计算效率和计算精度进行权衡测试，获取较为合理的小尺度计算网格。

作为优选技术方案，在步骤7中，对每个射线束在偏移位置应用成像条件，完成一个射线束的偏移。

本发明的有益效果如下。

第一，利用具有垂直对称轴的横向各向同性介质射线追踪技术能够得到准确的地震波走时和振幅信息，为准确成像提供数据基础。

第二，具有垂直对称轴的横向各向同性介质高斯束叠前深度偏移，考虑到各向异性影响，能使有效波准确归位，获得准确的构造深度，提供有效的成像道集。

第三，具有接近于常规Kirchhoff偏移的计算速度，利于进行各向异性介质速度建模。

附图说明

图1是本发明具有垂直对称轴的横向各向同性介质高斯束叠前深度偏移方法的流程图。

图2是实施例2中的地震共中心点道集图。

图3是实施例2中的速度模型图。

图4是实施例2中的各向异性ε参数场图。

图5是实施例2中的各向异性δ参数场图。

图6是实施例2中的具有垂直对称轴的横向各向同性介质高斯束叠前深度偏移剖面图。

图7是实施例2中的常规各向同性介质高斯束叠前深度偏移剖面图。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1。具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法，包括如下步骤。

前期的准备工作：将地震共中心点道集、速度模型以及各向异性参数ε和δ准备好。

(1)利用四阶龙格库塔法求解具有垂直对称轴的横向各向同性介质射线追踪方程，利用速度模型以及各向异性参数ε和δ信息实现射线追踪求得地震波走时和振幅。

(2)根据地震共中心点道集信息，第一步：通过稀疏分解算法将高斯束分解为稀疏高斯束；第二步：利用速度模型中的平均速度和参考频率确定高斯束的初始宽度，然后利用初始宽度和频带宽度得到束中心间隔，从而确定束中心位置；第三步：确定高斯束中心射线附近的傍轴射线；第四步：根据(1)中射线追踪过程中得到地震波走时和振幅信息，将地震波振幅归位到对应的深度成像点上；第五步：对每个射线束在偏移位置应用成像条件，完成一个射线束的偏移；第六步：重复所有的地震道记录，叠加得到最终的成像剖面。

(3)为了提高计算效率，采用多尺度网格的计算策略，即采用较大的计算网格进行射线追踪求取走时和振幅，然后将这些信息插值到较小网格上进行偏移成像，既保证了偏移精度，也提高了计算效率。

实施例2。具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法，包括如下步骤。

利用地震正演记录、速度模型以及各向异性参数ε和δ等资料，按照本发明的操作步骤进行高斯束叠前深度偏移成像，说明该发明的应用效果。

图1所示为具有垂直对称轴的横向各向同性介质高斯束叠前深度偏移方法操作步骤。在步骤101中，准备好地震共中心点道集(图2)、速度模型(图3)以及各向异性ε和δ参数场(图4和图5)；步骤102，选取合理的大尺度计算网格，进行射线追踪获取地震波走时和振幅；步骤103，通过稀疏分解算法将高斯束分解为一系列稀疏高斯束；步骤104，利用地震共中心点道集信息确定束中心间隔和位置；步骤105，确定高斯束中心射线附近的傍轴射线；步骤106，选取合理的小尺度计算网格，将地震波振幅归位到正确的深度上；步骤107，应用成像条件，完成一个射线束的偏移；步骤108，重复所有地震道记录，叠 加得到最终的偏移剖面，如图6所示，而常规的各向同性介质叠前深度偏移剖面显示在图7中。对比图6和图7所示偏移结果可以看到：本发明的具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法得到的偏移剖面(图6)，整体成像质量高于常规各向同性叠前深度偏移剖面(图7)，并且偏移噪音少，中深层构造成像更加准确，并且图7中部分高速盐体未成像的构造部分也得到了很好的成像；而图7所示常规各向同性偏移技术得到的成像剖面，浅中深层偏移噪音都较为严重，高陡盐体的断面和尖灭处绕射波没有完全收敛，造成成像结果凌乱。通过该实施实例验证了本发明方法的正确性和实用性，能够利用该发明方法获得准确的各向异性深度构造成像结果。

实施例3。具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法，包括如下步骤。

(1)前期的准备工作，地震炮记录，速度模型以及各向异性参数ε和δ；(2)选取合理的大尺度网格，利用速度模型和各向异性参数信息进行射线追踪获得地震波走时和振幅；(3)通过稀疏分解算法将高斯束分解为稀疏高斯束；(4)利用地震共中心点道集信息确定束中心间隔和位置；(5)确定高斯束中心射线附近的傍轴射线；(6)选取合理的小尺度网格，根据射线追踪过程中得到地震波走时和振幅信息将地震波振幅归位到正确深度上；(7)对每个射线束在偏移位置应用成像条件，完成一个射线束的偏移；(8)重复所有的地震道记录，叠加得到最终的成像剖面。

在步骤(2)中，利用四阶龙格库塔法求解具有垂直对称轴的横向各向同性介质射线追踪方程，利用速度模型以及各向异性参数ε和δ信息实现射线追踪求得地震波走时和振幅。

在步骤(2)中，所述选取合理的大尺度计算网格是指。

在步骤(4)中，利用速度模型中的平均速度和参考频率确定高斯束的初始宽度，然后利用初始宽度和频带宽度得到束中心间隔，从而确定束中心位置。

在步骤(6)中，根据步骤(2)中射线追踪过程中得到地震波走时和振幅信息，将地震波振幅归位到对应的深度成像点上。

在步骤(6)中，所述选取合理的小尺度计算网格是指。

在步骤(7)中，对每个射线束在偏移位置应用成像条件，完成一个射线束的偏移。

实施例4。具有垂直对称轴的横向各向同性介质地震深度偏移方法，包括如下步骤。

步骤1：准备好地震共中心点道集、速度模型以及各向异性参数场。

步骤2，选择一个高斯束中心，选取大尺度计算网格，进行射线追踪获取地震波走时和振幅。

步骤3，通过稀疏分解算法将高斯束分解为一系列稀疏高斯束。

步骤4，利用地震共中心点道集信息确定稀疏高斯束中心间隔和位置。

步骤5，确定稀疏高斯束中心射线附近的傍轴射线。

步骤6，选取小尺度计算网格，将地震波振幅归位到正确的深度上。

步骤7，应用成像条件，完成一个稀疏高斯束的偏移。

步骤8，重复所有稀疏高斯束的计算，叠加得到最终的偏移剖面。

在步骤1中，所述各向异性参数即岩石的各向异性参数ε和δ。

在步骤2中，利用四阶龙格库塔法求解具有垂直对称轴的横向各向同性介质射线追踪方程，利用速度模型以及各向异性参数ε和δ信息实现射线追踪求得地震波走时和振幅。

在步骤2中，所述大尺度计算网格是指比原网格尺度更大的网格，但是最大不超过原网格的8倍。

在步骤4中，利用速度模型中的平均速度和参考频率确定稀疏高斯束的初始宽度，然后利用初始宽度和频带宽度得到稀疏高斯束中心间隔，从而确定稀疏高斯束中心位置。

在步骤6中，根据步骤2中射线追踪过程中得到地震波走时和振幅信息，将地震波振幅归位到对应的深度成像点上。

在步骤6中，所述小尺度计算网格是指小于等于原网格尺度，理论上是越小越好，但是尺度太小会使计算量剧增，所以需要根据计算效率和计算精度进行权衡测试，获取较为合理的小尺度计算网格。

在步骤7中，对每个射线束在偏移位置应用成像条件，完成一个射线束的偏移。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。