逆时偏移成像方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种逆时偏移成像方法和装置，其中，该方法包括：获取一炮数据；并将深度域速度场由规则网格变换至金字塔网格；将各向异性参数δ和ε、对称轴倾角参数θ和对称轴方位角参数φ的坐标由规则网格变换至金字塔网格；通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到炮点对应的波场和检波点对应的波场；应用互相关成像条件对炮点对应的波场和检波点对应的波场进行成像；将成像结果插值至规则网格，将插值至规则网格的成像结果作为炮点的单炮成像结果。本发明专利技术解决了现有技术中无法在水平方向和垂直方向同时采用变化的网格进行成像的技术问题，达到了在水平方向和垂直方向同时采用变化的网格进行成像的目的。

Reverse time migration imaging method and apparatus

The invention provides a reverse time migration imaging method and device, wherein, the method comprises: acquiring a data; and depth domain velocity field by regular grid to transform Pyramid grid; coordinate the anisotropy parameter delta and epsilon, theta symmetry axis angle parameters and symmetry axis azimuth parameter by regular grid transformation to the Pyramid grid; by two order partial differential equation by finite difference grid coupling in Pyramid on the wave field generated by excitation wave field simulation to get shot point corresponding to the corresponding wave field and the detection point of the wave field; application of cross-correlation imaging condition of shotpoints should be corresponding to the wave field and the detection point of the wave field imaging the imaging results of interpolation; to regular grid, the imaging results to regular grid interpolation as single shot imaging results of shot point. The invention solves the technical problems existing in Grid Technology in the horizontal direction and the vertical direction at the same time, the changes of imaging, reached the grid in the horizontal direction and the vertical direction and the change of the purpose of imaging.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质勘探
，特别涉及一种逆时偏移成像方法和装置。
技术介绍
逆时偏移(RTM)技术以全声波方程为基础，完全遵从声波介质中波动的物理规律，以较高的精度完整地模拟出地震波场传播过程的各种波现象，使之更加适合于速度剧烈变化的复杂构造地区的地震波成像问题，尤其是当波场中具有回转波和棱镜反射现象的时候，逆时偏移(RTM)可以表现出超越单程波动方程偏移的优势。由于逆时偏移(RTM)在时间-空间域中是通过差分法来模拟地震波的传播的，因此这种方式可以比较容易并自然地推广到非均匀各向异性介质的成像问题中去。逆时偏移(RTM)的这些重要特点使得它在地震勘探行业迅速成为复杂地区成像的首选方法，是一种重要的针对复杂构造成像的前沿技术。对逆时偏移(RTM)的研究的焦点在于如何在确保成像精度的前提下，提髙逆时偏移(RTM)的作业效率。针对声波、弹性波方程的波场模拟是基于波动方程的偏移成像方法的基础，常用的数值计算方法包括：有限元方法和有限差分方法，其中，有限元方法在处理非规则网格时具有很大的灵活性，但是不足之处在于缺乏应用于高阶算法的能力，特别是考虑与频率相关的频散。相比之下，有限差分能够很好的适用于高阶算法，而且针对有限差分的算法优化方法有很多(例如：在深度Z方向采用变网格)，这种方法对于深层速度大的地方可以采用较大的Z方向网格，而且不会减少模拟的高频精度随着逆时偏移(RTM)等技术的广泛应用，对于提高波场模拟计算效率的要求更加迫切，因此，会考虑到是否可以在水平方向也采用变化的网格。然而，如何在水平方向(X\\Y)和垂直方向(Z)同时采用变化的网格进行成像，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种逆时偏移成像方法，以达到在水平方向和垂直方向同时采用变化的网格进行成像的目的，该方法包括：S1：获取一炮数据；S2：读取所述一炮数据的炮点的成像空间对应的深度域速度场，并将所述深度域速度场由规则网格变换至金字塔网格；S3：读取所述成像空间对应的各向异性参数δ和ε，并将所述各向异性参数δ和ε的坐标由规则网格变换至金字塔网格；S4：读取所述成像空间对应的对称轴倾角参数θ、对称轴方位角参数φ，并将所述对称轴倾角参数θ和对称轴方位角参数φ的坐标由规则网格变换至金字塔网格；S5：通过放置一个子波对所述炮点进行激发，通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到所述炮点对应的波场；S6：通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对所述一炮数据进行有限差分波场模拟得到检波点对应的波场；S7：应用互相关成像条件对所述炮点对应的波场和所述检波点对应的波场进行成像；S8：将成像结果插值至规则网格，将插值至规则网格的成像结果作为所述炮点的单炮成像结果；对多个炮重复上述S1至S8得到所述多个炮的单炮成像结果，将所述多个炮的单炮成像结果进行叠加得到逆时偏移成像剖面。在一个实施方式中，按照以下公式将坐标由规则网格变换至金字塔网格：xp=x1+αzyp=y1+αzzp=1αln(1+αz)]]>其中，(x,y,z)表示规则网格的坐标系，(xp,yp,zp)表示金字塔网格的坐标系，α表示坐标变换系数。在一个实施方式中，金字塔网格的耦合二阶偏微分方程为：1vpz2∂2p∂t2=(1+2ϵ)H2p+H1q+ϵ-δσH1(p-q)1vpz2∂2q∂t2=(1+2δ)H2p+H1q-ϵ-δσH2(p-q)]]>其中，H1=e-2αzp1+(xdip)2+(ydip)2(xdip-αxp)2∂2∂xp2+(ydip-αyp)2∂2∂yp2+∂2∂zp2-α∂∂zp+2(xdip-αxp)(ydip-αyp)∂2∂xp∂yp-2(xdip-αxp)(α∂∂xp-∂2∂xp∂zp)-2(ydip-αyp)(α∂∂yp-∂2∂yp∂zp)H2=(1+(αxp)2)∂2∂xp2+(1+(αyp)2)∂2∂yp2+∂2∂zp2-α∂∂zp+αxp(α∂∂xp-∂2∂xp∂zp)+2αyp(α∂∂yp-∂2∂yp∂zp)+2α2xpyp∂2∂xp∂yp-H1]]>其中，xdip＝tan(θ)*cos(φ)，ydip＝tan(θ)*sin(φ)，p表示P波波场，q表示q波波场，vpz表示P波的速度，vsz表示S波的速度。在一个实施方式中，在通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到所述炮点对应的波场的过程中包括：按照预定时间间隔对所述炮点对应的波场进行波场压缩，并将压缩后的结果存储在本地磁盘中；所述应用互相关成像条件对所述炮点对应的波场和所述检波点对应的波场进行成像，包括：从所述本地磁盘中解压缩并读取所述炮点对应的波场；应用互相关成像条件对所述检波点对应的波场和解压缩出来的所述炮点对应的波场，进行成像。在一个实施方式中，将成像结果插值至规则网格包括：将所述成像结果在X方向、Y方向和Z方向插值至所述规则网格中。本专利技术实施例还提供了一种逆时偏移成像装置，以达到在水平方向和垂直方向同时采用变化的网格进行成像的目的，该装置包括：获取模块，用于获取一炮数据；第一变换模块，用于读取所述一炮数据的炮点的成像空间对应的深度域速度场，并将所述深度域速度场由规则网格变换至金字塔网格；第二变换模块，用于读取所述成像空间对应的各向异性参数δ和ε，并将所述各向异性参数δ和ε的坐标由规则网格变换至金字塔网格；第三变换模块，用于读取所述成像空间对应的对称轴倾角参数θ、对称轴方位角参数φ，并将所述对称轴倾角参数θ和对称轴方位角参数φ的坐标由规则网格变换至金字塔网格；炮点差分模拟模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆时偏移成像方法，其特征在于，包括：S1：获取一炮数据；S2：读取所述一炮数据的炮点的成像空间对应的深度域速度场，并将所述深度域速度场由规则网格变换至金字塔网格；S3：读取所述成像空间对应的各向异性参数δ和ε，并将所述各向异性参数δ和ε的坐标由规则网格变换至金字塔网格；S4：读取所述成像空间对应的对称轴倾角参数θ、对称轴方位角参数φ，并将所述对称轴倾角参数θ和对称轴方位角参数φ的坐标由规则网格变换至金字塔网格；S5：通过放置一个子波对所述炮点进行激发，通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到所述炮点对应的波场；S6：通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对所述一炮数据进行有限差分波场模拟得到检波点对应的波场；S7：应用互相关成像条件对所述炮点对应的波场和所述检波点对应的波场进行成像；S8：将成像结果插值至规则网格，将插值至规则网格的成像结果作为所述炮点的单炮成像结果；对多个炮重复上述S1至S8得到所述多个炮的单炮成像结果，将所述多个炮的单炮成像结果进行叠加得到逆时偏移成像剖面。

【技术特征摘要】
1.一种逆时偏移成像方法，其特征在于，包括：
S1：获取一炮数据；
S2：读取所述一炮数据的炮点的成像空间对应的深度域速度场，并将所述深度域
速度场由规则网格变换至金字塔网格；
S3：读取所述成像空间对应的各向异性参数δ和ε，并将所述各向异性参数δ和
ε的坐标由规则网格变换至金字塔网格；
S4：读取所述成像空间对应的对称轴倾角参数θ、对称轴方位角参数φ，并将所
述对称轴倾角参数θ和对称轴方位角参数φ的坐标由规则网格变换至金字塔网格；
S5：通过放置一个子波对所述炮点进行激发，通过金字塔网格的耦合二阶偏微分
方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到所述炮点对应的波场；
S6：通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对所述一炮数据进行有限差分波场模
拟得到检波点对应的波场；
S7：应用互相关成像条件对所述炮点对应的波场和所述检波点对应的波场进行成
像；
S8：将成像结果插值至规则网格，将插值至规则网格的成像结果作为所述炮点的
单炮成像结果；
对多个炮重复上述S1至S8得到所述多个炮的单炮成像结果，将所述多个炮的单
炮成像结果进行叠加得到逆时偏移成像剖面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下公式将坐标由规则网格变
换至金字塔网格：
xp=x1+αzyp=y1+αzzp=1αln(1+αz)]]>其中，(x,y,z)表示规则网格的坐标系，(xp,yp,zp)表示金字塔网格的坐标系，α
表示坐标变换系数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，金字塔网格的耦合二阶偏微分方程
为：
1vpz2∂2p∂t2=(1+2ϵ)H2p+H1q+ϵ-δσH1(p-q)1vpz2∂2q∂t2=(1+2δ)H2p+H1q-ϵ-δσH2(p-q)]]>其中，
H1=e-2αzp1+(xdip)2+(ydip)2(xdip-αxp)2∂2∂xp2+(ydip-αyp)2∂2∂yp2+∂2∂zp2-α∂∂zp+2(xdip-αxp)(ydip-αyp)∂2∂xp∂yp-2(xdip-αxp)(α∂∂xp-∂2∂xp∂zp)-2(ydip-αyp)(α∂∂yp-∂2∂yp∂zp)H2=(1+(αxp)2)∂2∂xp2+(1+(αyp)2)∂2∂yp2+∂2∂zp2-α∂∂zp+2αxp(α∂∂xp-∂2∂xp∂zp)+2αyp(α∂∂yp-∂2∂yp∂zp)+2α2xpyp∂2∂xp∂yp-H1]]>其中，xdip＝tan(θ)*cos(φ)，ydip＝tan(θ)*sin(φ)，p表示P波
波场，q表...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴南浔，吴晓丰，武威，章晓，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11