地震偏移成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种地震偏移成像方法及装置，包括：基于地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数；结合当前反射系数模型和波场残差目标函数确定当前波场残差值；基于时移成像条件的偏移方法对当前波场残差值进行偏移，得到目标函数梯度；基于目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型；将更新后的反射系数模型作为当前反射系数模型进行更新迭代，直至达到预设迭代次数，得到目标反射系数模型，进而得到偏移成像结果。该方法采用了最小二乘算法，有效提高了地震偏移成像的精度，成像效果好，偏移成像过程中采用了时移成像条件，计算量小，提高了偏移成像的效率，缓解了传统的偏移成像效率低下，并且成像效果不佳的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
地震偏移成像方法及装置
本专利技术涉及地震勘探的
，尤其是涉及一种地震偏移成像方法及装置。
技术介绍
地震勘探方法是人类获取地下空间信息的重要手段，其中，地震偏移成像是地震数据处理中的关键步骤。偏移可以使反射波准确归位，绕射波收敛，从而直观地展现地下构造的真实形态。目前传统的偏移成像技术普遍采用单点散射近似下的地震成像理论，其主要是基于震源波场与检波点波场的匹配分析，首先对震源波场和检波点波场分别进行正向和反向延拓，再应用合适的成像条件对反射面进行成像。合适的成像条件对于偏移速度分析和成像效果具有重要影响。空移成像条件是目前使用较广泛的一种成像条件，在成像条件中保留偏移距信息，实现波动方程偏移的角度域成像。但空移成像条件需要巨大的互相关计算量，计算效率较低，不利于实际数据的处理；并且传统的偏移成像容易产生噪声和偏移假象。综上，传统的偏移成像效率低下，并且成像效果不佳。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种地震偏移成像方法及装置，以缓解传统的偏移成像效率低下，并且成像效果不佳的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种地震偏移成像方法，包括：基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数；结合当前反射系数模型和所述波场残差目标函数确定当前波场残差值，其中，所述当前反射系数模型用于确定所述待求解模拟数据；基于时移成像条件的偏移方法对所述当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度；基于所述目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型；将所述更新后的反射系数模型作为所述当前反射系数模型进行更新迭代，直至达到预设迭代次数，得到目标反射系数模型，进而得到偏移成像结果。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数包括：获取所述待处理区域的地震观测数据和偏移速度体；通过L2范数建立所述地震观测数据与所述待求解模拟数据之间的波场残差目标函数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，结合当前反射系数模型和所述波场残差目标函数确定当前波场残差值包括：根据模拟数据计算算式dmod＝Lmk计算所述待求解模拟数据，其中，dmod表示所述待求解模拟数据，L表示Born近似条件下依赖于速度信息的地震波场正演算子，mk表示所述当前反射系数模型；根据所述波场残差目标函数的计算算式计算所述当前波场残差值，其中，E(mk)表示所述当前波场残差值，dmod表示所述待求解模拟数据，dobs表示所述地震观测数据。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，基于时移成像条件的偏移方法对所述当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度包括：通过所述偏移速度体将检波点波场进行反向延拓，并通过所述偏移速度体将震源波场进行正向延拓；基于时移成像条件对反向延拓后的检波点波场和正向延拓后的震源波场进行成像，得到关于时移量的偏移剖面；在所述关于时移量的偏移剖面中将零时刻的偏移剖面作为所述目标函数梯度。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，基于时移成像条件对所述反向延拓后的检波点波场和所述正向延拓后的震源波场进行成像包括：根据基于时移成像条件的成像算式R(mk,t,τ)＝Pr(mk,t+τ)*Ps(mk,t-τ)进行成像，得到所述关于时移量的偏移剖面，其中，R(m,t,τ)表示所述关于时移量的偏移剖面，*表示时间域互相关，t表示时间，τ表示时移成像条件中的时移量，Pr表示所述反向延拓后的检波点波场，Ps表示所述正向延拓后的震源波场，mk表示所述当前反射系数模型。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，基于所述目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型包括：基于所述目标函数梯度确定更新步长和更新方向；根据反射系数模型更新算式mk+1＝mk+αkdk计算所述更新后的反射系数模型，其中，mk+1表示所述更新后的反射系数模型，mk表示当前反射系数模型，αk表示所述更新步长，dk表示所述更新方向。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，基于所述目标函数梯度确定更新步长和更新方向包括：根据更新方向算式确定所述更新方向，其中，dk表示所述更新方向，dk-1表示上一更新方向，g(mk)表示在所述当前反射系数模型mk下的目标函数梯度，g(mk-1)表示在上一反射系数模型mk-1下的目标函数梯度；根据更新步长条件确定所述更新步长，其中，所述更新步长条件为：当满足E(mk+αkdk)≤E(mk)+αkcg(mk)dk时，则αk＝αk-1，否则，αk＝λαk-1，αk表示所述更新步长，αk-1表示上一更新步长，E(mk+αkdk)表示在更新方向和更新步长分别为dk和αk时，更新后的反射系数模型下的波场残差值，g(mk)表示在所述当前反射系数模型mk下的目标函数梯度，0<c<1，0<λ<1。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种地震偏移成像装置，包括：建立模块，用于基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数；第一确定模块，用于结合当前反射系数模型和所述波场残差目标函数确定当前波场残差值，其中，所述当前反射系数模型用于确定所述待求解模拟数据；偏移模块，用于基于时移成像条件的偏移方法对所述当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度；第二确定模块，用于基于所述目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型；更新迭代模块，用于将所述更新后的反射系数模型作为所述当前反射系数模型进行更新迭代，直至达到预设迭代次数，得到目标反射系数模型，进而得到偏移成像结果。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述建立模块包括：获取单元，用于获取所述待处理区域的地震观测数据和偏移速度体；建立单元，用于通过L2范数建立所述地震观测数据与所述待求解模拟数据之间的波场残差目标函数。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一确定模块包括：第一计算单元，用于根据模拟数据计算算式dmod＝Lmk计算所述待求解模拟数据，其中，dmod表示所述待求解模拟数据，L表示Born近似条件下依赖于速度信息的地震波场正演算子，mk表示所述当前反射系数模型；第二计算单元，用于根据所述波场残差目标函数的计算算式计算所述当前波场残差值，其中，E(mk)表示所述当前波场残差值，dmod表示所述待求解模拟数据，dobs表示所述地震观测数据。本专利技术实施例带来了以下有益效果：在本实施例中，先基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数，进而结合当前反射系数模型和波场残差目标函数确定当前波场残差值，然后基于时移成像条件的偏移方法对当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度，进一步基于目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型，最后将更新后的反射系数模型作为当前反射系数模型进行更新迭代，直至达到预设迭代次数，得到目标反射系数模型，进而得到偏移成像结果。通过上述描述可知，本专利技术的地震偏移成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地震偏移成像方法，其特征在于，包括：基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数；结合当前反射系数模型和所述波场残差目标函数确定当前波场残差值，其中，所述当前反射系数模型用于确定所述待求解模拟数据；基于时移成像条件的偏移方法对所述当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度；基于所述目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型；将所述更新后的反射系数模型作为所述当前反射系数模型进行更新迭代，直至达到预设迭代次数，得到目标反射系数模型，进而得到偏移成像结果。

【技术特征摘要】
1.一种地震偏移成像方法，其特征在于，包括：基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数；结合当前反射系数模型和所述波场残差目标函数确定当前波场残差值，其中，所述当前反射系数模型用于确定所述待求解模拟数据；基于时移成像条件的偏移方法对所述当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度；基于所述目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型；将所述更新后的反射系数模型作为所述当前反射系数模型进行更新迭代，直至达到预设迭代次数，得到目标反射系数模型，进而得到偏移成像结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于待处理区域的地震观测数据和待求解模拟数据建立波场残差目标函数包括：获取所述待处理区域的地震观测数据和偏移速度体；通过L2范数建立所述地震观测数据与所述待求解模拟数据之间的波场残差目标函数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，结合当前反射系数模型和所述波场残差目标函数确定当前波场残差值包括：根据模拟数据计算算式dmod＝Lmk计算所述待求解模拟数据，其中，dmod表示所述待求解模拟数据，L表示Born近似条件下依赖于速度信息的地震波场正演算子，mk表示所述当前反射系数模型；根据所述波场残差目标函数的计算算式计算所述当前波场残差值，其中，E(mk)表示所述当前波场残差值，dmod表示所述待求解模拟数据，dobs表示所述地震观测数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于时移成像条件的偏移方法对所述当前波场残差值进行偏移，以确定得到目标函数梯度包括：通过所述偏移速度体将检波点波场进行反向延拓，并通过所述偏移速度体将震源波场进行正向延拓；基于时移成像条件对反向延拓后的检波点波场和正向延拓后的震源波场进行成像，得到关于时移量的偏移剖面；在所述关于时移量的偏移剖面中将零时刻的偏移剖面作为所述目标函数梯度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于时移成像条件对所述反向延拓后的检波点波场和所述正向延拓后的震源波场进行成像包括：根据基于时移成像条件的成像算式R(mk,t,τ)＝Pr(mk,t+τ)*Ps(mk,t-τ)进行成像，得到所述关于时移量的偏移剖面，其中，R(m,t,τ)表示所述关于时移量的偏移剖面，*表示时间域互相关，t表示时间，τ表示时移成像条件中的时移量，Pr表示所述反向延拓后的检波点波场，Ps表示所述正向延拓后的震源波场，mk表示所述当前反射系数模型。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标函数梯度采用共轭梯度法确定更新后的反射系数模型包括：基于所述目标函数梯度确定更新步长和更新方...

【专利技术属性】
技术研发人员：林朋，彭苏萍，赵惊涛，崔晓芹，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11