[發明專利]一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法

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• 申請號: 201911144443.7
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110850469A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 李志勇
• 申請（專利權）人: 李志勇
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，包括如下步驟：

S1、輸入炮集槽波地震記錄，對三分量槽波地震記錄進行預處理，完成振幅恢復、振幅平衡與濾波處理；

S2、對槽波地震信號進行包絡計算，將波形序列改變成能量序列，使包絡后地震波頻率遠遠低于原始記錄中主要能量的頻率；

S3、在所獲取的槽波地震記錄中提取子波，進行子波反褶積運算，壓縮槽波，并使其變換為有正有負的波形；

S4、建立槽波的速度模型；

S5、運用波前快速推進法計算旅行時和射線路徑；

S6、對槽波數據進行疊前克希霍夫偏移成像。

2.根據權利要求1所述的一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：所述步驟S2中，采用Z分量記錄進行數據處理和斷層定位。

3.根據權利要求1所述的一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：所述步驟S1中，濾波處理的目的是濾除直達槽波，壓制高能量的直達波干擾，提高后續槽波深度偏移成像的效果。

4.根據權利要求1所述的一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：上述技術方案中，所述步驟S2中，進行包絡計算的目的是消除槽波頻散特征所引起的波列不穩定性及疊加后的相消干涉結果，包絡計算方法如下：

若x(t)為實際地震道信號，構造一個復信號c(t)

c(t)＝x(t)+iy(t)

則信號的包絡：

式中y(t)為實信號x(t)的希爾伯特變換：

5.根據權利要求1所述的一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：所述步驟S3中，采用同態法提取子波，提取方法為：

設一道地震記錄為x(t)，對其進行傅里葉變換，并取對數，然后進行傅里葉反變換，得：

x′(t)＝IFT[ln′X(ω)]

x_i′(t)具有非常重要的性質：x_i′(t)的任一段記錄，由于子波序列的復賽譜近似不變，而反射系數序列的復賽譜是隨機變化的，所以在時間域內對其進行線性濾波，可得到近似子波的時間域時間序列：

w(t)＝L[x′(t)]

其中，L[·]表示線性濾波器，其濾波目的是保留子波，由此可以獲得子波

lnW′(ω)＝FT[w′(t)]

最后，通過傅里葉逆變換，得到估計的地震子波：

w(t)＝IFT(ln(W′(ω))。

6.根據權利要求1所述的一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：所述步驟S3中，子波整形反褶積的過程如下：

設x(k)為要整形的槽波地震道，設計一個整形算子m(k)作用于x(k)，

z(k)＝m(k)*x(k)

可得整形反褶積的結果z(k)；

上式中“*”表示反褶積。

7.根據權利要求1所述的一種基于克希霍夫積分解的地震槽波深度偏移的成像方法，其特征在于：所述步驟S6中，疊前克希霍夫偏移的基本公式是：

其中，表示權因子，即在積分過程中，各道觀測值對最終各成像點幅值的貢獻比例，U(x,y,z,t)表示空間中任一P(x_P,y_P,z_P)點處的波場函數，S表示積分曲面，因子可以通過射線追蹤計算來獲得；

實現疊前克希霍夫偏移成像的算法主要步驟是：

Q1，將地下介質網格化，地下每個網格看作一個繞射點，即成像點；

Q2，基于步驟S4建立的槽波速度模型，通過波前快速推進法計算地下網格剖分繞射點的時間場，得到繞射點到炮點以及繞射點到檢波點的時間；

Q3，根據Q2中計算得到的繞射點的時間場，計算得到炮點到繞射點的最短時間路徑以及繞射點到檢波點的最短時間路徑，根據路徑信息可以得到克希霍夫偏移算法中的振幅權值；

Q4，循環計算地下所有繞射點的時間場，得到所有繞射點到炮點和檢波點的時間和傳播路徑，保存時間和路徑信息；

Q5，根據繞射點的時間場得到繞射點的繞射時距曲線以及射線路徑，用克希霍夫積分偏移公式成像，疊加得到成像點的能量；

Q6，循環計算完成地下介質所有繞射點的成像，得到疊前克希霍夫深度偏移成像結果。