[發(fā)明專利]一種三維無射線追蹤回折波層析成像方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410431526.5
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104181593B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊登;錢忠平;王成祥;程春華;王仕儉
• 申請（專利權(quán)）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
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三維無射線追蹤回折波層析成像方法及裝置。

背景技術(shù)

在地震數(shù)據(jù)處理中，旅行時層析成像方法是一種重要的速度成像方法。旅行時層析成像可以按照計(jì)算流程分為正演旅行時、反演慢度兩個主要步驟。正演旅行時包括旅行時計(jì)算，通常也含有射線追蹤。依據(jù)正演旅行時后是否進(jìn)行射線追蹤，可以簡單將旅行時層析成像劃分為兩類情形：

(1)傳統(tǒng)的射線追蹤旅行時層析成像方法。本類方法設(shè)定速度分布在離散網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上，節(jié)點(diǎn)間的面元速度為常數(shù)或漸變。對旅行時正演后的網(wǎng)格可以用諸如梯度法、互換法求取射線路徑，從而得到每個接收點(diǎn)正演旅行時和拾取初至的誤差，然后進(jìn)行迭代反演更新速度場。

現(xiàn)有的三維回折波層析成像主要采用傳統(tǒng)射線追蹤旅行時層析成像方法，此時約束速度橫向不變，垂向漸變遞增，從而滿足回折波傳播的條件，然后迭代進(jìn)行三維射線追蹤和反演以更新慢度。

本類方法優(yōu)點(diǎn)是對地下速度分布無任何假定，可以適應(yīng)任意復(fù)雜或簡單的速度場。缺點(diǎn)是復(fù)雜的速度場對射線路徑的計(jì)算方法有較高要求，需要處理旅行時多至、射線焦散、速度梯度不連續(xù)等復(fù)雜問題。另外，射線路徑一般為曲線，使得反演呈現(xiàn)強(qiáng)非線性，求解困難并存在多解性。當(dāng)約定速度僅僅沿垂向漸變時，波沿垂向漸變遞增的速度場以回折波形式傳播并回折至地表，得到傳統(tǒng)的回折波旅行時層析成像方法。

(2)無射線追蹤回折波旅行時層析成像方法。本類方法同樣約定速度僅僅沿垂向漸變。但是，依據(jù)回折波的傳播規(guī)律，可以推導(dǎo)公式解析計(jì)算回折波回折點(diǎn)的深度和速度，從而避免復(fù)雜的正演旅行時和射線追蹤、反演更新慢度過程。

現(xiàn)有的三維回折波層析成像主要采用無射線追蹤回折波旅行時層析成像方法，該方法本質(zhì)上是一種二維算法，無法進(jìn)行三維速度場成像。

綜上，現(xiàn)有方法是對三維地震數(shù)據(jù)的初至?xí)r間進(jìn)行三維分解(Osypov,2000)，然后對分解后的旅行時應(yīng)用二維算法進(jìn)行計(jì)算。但是分解的算法復(fù)雜且需要多次迭代。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種三維無射線追蹤回折波層析成像方法及裝置，擴(kuò)展二維無射線追蹤回折波層析成像技術(shù)至三維地震資料處理，避免了復(fù)雜的三維旅行時迭代分解過程。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種三維無射線追蹤回折波層析成像方法，該方法包括：

拾取單炮初至，對拾取的每個單炮初至按照方位角度間隔選定至少兩個方位角的初至，并對每一個方位角初至按照偏移距遞增方式排序，形成0～x范圍內(nèi)的初至曲線；其中，x為最大偏移距；

以偏移距為橫坐標(biāo)、初至?xí)r間為縱坐標(biāo)，對0～x范圍內(nèi)的初至曲線進(jìn)行低階多項(xiàng)式最小二乘法整體擬合，得到每一單炮初至的方位角對應(yīng)地多項(xiàng)式系數(shù)；

根據(jù)所述多項(xiàng)式系數(shù)獲得對應(yīng)地每一單炮初至的方位角慢度曲線；

根據(jù)所述每一單炮初至的方位角慢度曲線獲得拾取的每個單炮初至所選定的方位角對應(yīng)地回折波回折點(diǎn)的速度和深度；

根據(jù)拾取的每個單炮初至所選定的方位角對應(yīng)地回折波回折點(diǎn)的速度和深度插值成三維速度場。

優(yōu)選地，所述拾取的每個單炮初至所選定的方位角對應(yīng)地回折波回折點(diǎn)的速度獲取方法為：

對拾取的每一單炮初至的方位角慢度曲線在0～x范圍內(nèi)任取M點(diǎn)為回折波回折點(diǎn)；

求出點(diǎn)i對應(yīng)位置的慢度曲線值的倒數(shù)，得到點(diǎn)i的速度；其中，i＝1,2，…，M。

優(yōu)選地，所述拾取的每個單炮初至所選定的方位角對應(yīng)地回折波回折點(diǎn)的深度獲取方法為：

對點(diǎn)i的深度采用積分公式獲得；其中，所述積分公式為：