[發(fā)明專利]高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110036627.9
• 申請日: 2011-02-12
• 公開（公告）號: CN102116869A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃建平;李振春;孔雪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(華東)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 山東濟(jì)南齊魯科技專利事務(wù)所有限公司 37108
• 代理人: 宋永麗

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地震資料數(shù)字處理領(lǐng)域，是利用最小二乘算法進(jìn)行地下偏移的一種成像技術(shù)。

背景技術(shù)

最小二乘方法作為一種最優(yōu)化算法在地球物理研究領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用，其中在處理濾波、反演和成像問題方面應(yīng)用較為廣泛。最小二乘偏移早期是由LeBrad等(1988)和lambare(1992)等人提出的。隨后Nemeth(1999)等人從方法原理的推導(dǎo)上進(jìn)一步闡述了最小二乘偏移算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并采用惠更斯原理解釋了即使數(shù)據(jù)不完整時(shí)最小二乘偏移仍然能夠獲得較好偏移效果的機(jī)理。而后，Dequet(2000)等人提出的基于射線理論格林方程的最小二乘算法在處理起伏地表照明和由不規(guī)則粗采樣的地震波場引起的成像誤差比Kirchhoff偏移具有更大優(yōu)勢，尤其是復(fù)雜鹽丘下部及覆蓋次數(shù)較少的模型邊界區(qū)域。采用Kirchhoff作為正傳播算子的最小二乘偏移也是一種能有效減少偏移假像的地震成像算法，成像迭代過程中，一般采用共軛體梯度法進(jìn)行迭代，部分學(xué)者也提出采用尋找最優(yōu)的共軛梯度方向來近似等效共軛梯度法，進(jìn)一步加快了收斂速度，提高了計(jì)算效率。

Kuehl和Sacchi(2001)指出最小二乘偏移可引入波動(dòng)方程正傳播和反傳播算子，并在此基礎(chǔ)上給出了最小二乘裂步偏移算法。賈曉峰等也提出了采用滑動(dòng)最小二乘法求解地震波波動(dòng)方程的計(jì)算流程及算法。楊其強(qiáng)等(2008)采用傅立葉有限差分偏移算子應(yīng)用到疊后最小二乘偏移算法中，并進(jìn)行了模型的試處理。由于傅立葉有限差分算子是一種計(jì)算效率較高，能適應(yīng)劇烈橫向變速的，對速度模型的適應(yīng)性有了較大的提高。Daiwei等(2009)提出了疊前最小二乘偏移算法，并將其用于多震源觀測系統(tǒng)地震成像的去噪處理技術(shù)中，成像結(jié)果表明最小二乘偏移能夠很好的壓制人為噪音和偏移假像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是基于疊前域高精度最小二乘偏移的方法原理，并實(shí)現(xiàn)了疊前域最小二乘偏移算法，而提供的一種高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)。

本發(fā)明通過三方面的工作來驗(yàn)證本專利算法的成像精度及實(shí)用性：(1)采用本算法對三維實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭挟惓ｓw進(jìn)行成像，并與傳統(tǒng)的Kirchhoff疊前深度偏移成像結(jié)果進(jìn)行比較，通過對比可以發(fā)現(xiàn)：本發(fā)明的算法能夠更好的使繞射波能量收斂于事先給定的異常體位置，相對傳統(tǒng)方法具有更高的成像精度；(2)通過Mamousi2和SEG/EAGE-SALT兩大標(biāo)準(zhǔn)的測試成像技術(shù)及算法優(yōu)劣的復(fù)雜模型成像試算可以看出：從成像精度和成像分辨率兩個(gè)方面，本發(fā)明在復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域都具有較好的成像結(jié)果，尤其是對人為噪音和偏移假像的壓制具有很好的效果；(3)本發(fā)明可用于中深部碳酸鹽巖縫洞儲集體地震地質(zhì)等效模型的成像試處理，從成像結(jié)果可以看出能夠較好的刻畫碳酸鹽巖縫洞儲集體的儲層及邊界特征，成像分辨率較高。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)，步驟為：

1)給定一個(gè)初始速度模型，根據(jù)射線追蹤方法計(jì)算走時(shí)表并存儲在內(nèi)存中供后續(xù)偏移過程使用；

2)同時(shí)采用高頻近似理論計(jì)算正演波場；

3)進(jìn)而計(jì)算正演波場與記錄波場的殘差，當(dāng)殘差小于事先給定的誤差標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，停止迭代并輸出成像結(jié)果；

4)偏差大于事先給定的誤差標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將所得的差值數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移，并計(jì)算修正系數(shù)，最終更新成像結(jié)果，進(jìn)而重復(fù)上述操作直到計(jì)算誤差小于給定的誤差標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，輸出成像結(jié)果。

處理流程為：

(1)數(shù)值模擬：計(jì)算數(shù)據(jù)的殘差，利用公式(a)，

r_n＝Lm_n-d

(a)

(2)偏移殘差：對殘差進(jìn)行偏移，所用公式如(b)所示：

g_n＝L^Tr_n

(b)

(3)計(jì)算步長：利用公式(c)計(jì)算迭代步長，