高斯束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高斯束偏移成像方法及装置，涉及地震勘探资料处理领域。所述高斯束偏移成像方法包括：以时间‑空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场；将所述地表处的地震波场中高斯束基函数的宽度设定为预设宽度，将所述地表处的地震波场中相邻高斯束中心的间距设定为预设间距，得到设定后的所述地表处的地震波场；根据所述设定后的所述地表处的地震波场建立地表处地震波场分解模型；根据地震数据以及介质速度模型对所述地表处地震波场分解模型进行优化求解，得到地震数据对应的多个波形函数；根据介质速度模型将多个波形函数对应的高斯束进行传播，进行偏移成像获得偏移成像结果。用该方法提高成像过程的计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震勘探资料处理领域，具体而言，涉及一种高斯束偏移成像方法及装置。
技术介绍
随着社会的发展和人们生活水平的提高，对油气资源的需求量越来越大，需要加快勘探复杂构造地区的油气资源。地震成像是地震勘探的重要组成部分，加快偏移成像技术的计算效率，对于油气勘探具有重要意义。高斯束偏移已经广泛应用于偏移成像中，它具有Kirchhoff偏移的优点，比如方法灵活、陡倾角成像等，并且能够方便的处理焦散点、多值走时等问题，实践表明它是一种优秀的偏移技术。Hill给出了高斯束表示平面波以及高斯束偏移的具体实现过程，奠定了高斯束偏移的基础。其后科研人员对其进行了大量的扩展研究，如：各向异性高斯束偏移、真振幅高斯束偏移、高斯束逆时偏移、动态聚焦高斯束偏移，以及稀疏高斯束偏移。目前高斯束偏移可以分为三个步骤：把地震数据分解表示为高斯束形式；向下传播高斯束；根据成像条件，在成像点处叠加高斯束的贡献。其中把地震数据分解表示为高斯束形式是高斯束偏移的关键，它决定了偏移的计算量和成像效果。现有的稀疏高斯束偏移成像方法中，使用曲率为零的高斯束稀疏分解地震数据，但地震数据本身带有曲率，因此要求高斯束基函数的宽度以及相邻两个高斯束中心的间距足够小，才能恰当的拟合地震数据。但是该现有的高斯束偏移成像方法中，分解得到大量的波形函数，而地震成像的偏移过程中需要对每个波形函数偏移成像，因此整个偏移过程计算效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种高斯束偏移成像方法及装置，使用带有不为零的预设曲率参数的时间-空间域高斯束来分解地震数据，从而可以在现有方法的基础上适当增加高斯束基函数的宽度，同时增加相邻两个高斯束中心的间距，因此可以相对于现有方法减少分解得到的波形函数的量，提高偏移过程的计算效率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高斯束偏移成像方法，所述方法包括：以时间-空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场，所述地表处的地震波场中包括波形函数以及时间-空间域高斯束基函数；将所述地表处的地震波场中高斯束基函数的宽度设定为预设宽度，将所述地表处的地震波场中相邻高斯束中心的间距设定为预设间距，得到设定后的所述地表处的地震波场；根据所述设定后的所述地表处的地震波场建立地表处地震波场分解模型；根据地震数据以及介质速度模型对所述地表处地震波场分解模型进行优化求解，得到地震数据对应的多个波形函数；根据介质速度模型将多个波形函数对应的高斯束进行传播，进行偏移成像获得偏移成像结果。一种高斯束偏移成像装置，所述装置包括：地震波场设定模块、参数设定模块、模型建立模块、模型求解模块以及偏移成像模块。其中：所述地震波场设定模块用于以时间-空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场，所述地表处的地震波场中包括波形函数以及时间-空间域高斯束基函数；所述参数设定模块用于将所述地表处的地震波场中高斯束基函数的宽度设定为预设宽度，将所述地表处的地震波场中相邻高斯束中心的间距设定为预设间距，得到设定后的所述地表处的地震波场；所述模型建立模块用于根据所述设定后的所述地表处的地震波场建立地表处地震波场分解模型；所述模型求解模块用于根据地震数据以及介质速度模型对所述地表处地震波场分解模型进行优化求解，得到地震数据对应的多个波形函数；所述偏移成像模块用于根据介质速度模型将多个波形函数对应的高斯束进行传播，进行偏移成像获得偏移成像结果。本专利技术实施例提供的高斯束偏移成像方法及装置，以时间-空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场，从而可以将高斯束基函数的宽度设定为预设宽度，将相邻高斯束中心的间距设定为预设间距，根据设定后的地表处地震波场建立地表处地震波场分解模型，于是该方案中，可以使预设宽度以及预设间距相对于现有技术中均增加，使根据该模型求解得到的波形函数的量相对于现有方法减少，从而较少需要进行偏移成像的高斯束，使偏移成像的计算效率提升。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术实施例提供的用户终端的结构示意图；图2示出了本专利技术第一实施例提供的高斯束偏移成像方法的流程图；图3示出了本专利技术第一实施例提供的高斯束偏移成像方法中步骤S110的流程图；图4示出了本专利技术第一实施例提供的时间-空间域的高斯束基函数示意图；图5示出了本专利技术第一实施例提供的高斯束偏移成像方法中步骤S140的流程图；图6示出了本专利技术第一实施例提供的高斯束偏移成像方法中步骤S150的流程图；图7示出了本专利技术第一实施例提供的高斯束传播示意图；图8示出了本专利技术第一实施例提供的高斯束偏移成像结果示意图；图9示出了本专利技术第二实施例提供的高斯束偏移成像装置的功能模块图。图10示出了本专利技术第二实施例提供的高斯束偏移成像装置的地震波场设定模块的功能模块图；图11示出了本专利技术第二实施例提供的高斯束偏移成像装置的模型求解模块的功能模块图；图12示出了本专利技术第二实施例提供的高斯束偏移成像装置的偏移成像模块的功能模块图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，是本申请实施例提供的计算机100的方框示意图。所述计算机100包括高斯束偏移成像装置200、存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104、显示单元105及其他。所述存储器101、存储控制器102、处理器103、外设接口104以及显示单元105各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述高斯束偏移成像装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在所述计算机100的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如所述高斯束偏移成像装置200包括的软件功能模块或计算机程序。其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAcc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述方法包括：以时间‑空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场，所述地表处的地震波场中包括波形函数以及时间‑空间域高斯束基函数；将所述地表处的地震波场中高斯束基函数的宽度设定为预设宽度，将所述地表处的地震波场中相邻高斯束中心的间距设定为预设间距，得到设定后的所述地表处的地震波场；根据所述设定后的所述地表处的地震波场建立地表处地震波场分解模型；根据地震数据以及介质速度模型对所述地表处地震波场分解模型进行优化求解，得到地震数据对应的多个波形函数；根据介质速度模型将多个波形函数对应的高斯束进行传播，进行偏移成像获得偏移成像结果。

【技术特征摘要】
1.一种高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述方法包括：以时间-空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场，所述地表处的地震波场中包括波形函数以及时间-空间域高斯束基函数；将所述地表处的地震波场中高斯束基函数的宽度设定为预设宽度，将所述地表处的地震波场中相邻高斯束中心的间距设定为预设间距，得到设定后的所述地表处的地震波场；根据所述设定后的所述地表处的地震波场建立地表处地震波场分解模型；根据地震数据以及介质速度模型对所述地表处地震波场分解模型进行优化求解，得到地震数据对应的多个波形函数；根据介质速度模型将多个波形函数对应的高斯束进行传播，进行偏移成像获得偏移成像结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以时间-空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示地表处的地震波场包括：根据二维声波介质中的波动方程获取在高频假设条件下二维声波介质中的波动方程的近似解，获取的近似解为带曲率参数的高斯束；将地表处的带曲率参数的高斯束的曲率参数设置为预设曲率参数，以带预设曲率参数的频谱函数作为叠加系数，对地表处的多个参数不同的带预设曲率参数的高斯束进行叠加，获得带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示的地表处频率域地震波场；将所述地表处的频率域地震波场中的高斯束变换为时间域高斯束基函数，将所述地表处的频率域地震波场中的频谱函数变换为波形函数，获得地表处的时间域地震波场；将所述地表处的时间域地震波场中的时间域高斯束基函数变换为时间-空间域的高斯束基函数，获得时间-空间域的带预设曲率参数的高斯束叠加的形式表示的地表处的地震波场。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述地表处的频率域地震波场中的高斯束变换为时间域高斯束基函数，将所述地表处的频率域地震波场中的频谱函数变换为波形函数，获得地表处的时间域地震波场包括：将地表处的射线中心坐标系坐标代入所述地表处的频率域地震波场中的高斯束中得到频率域高斯束基函数叠加形式表示的地表处地震波场；将所述频率域高斯束基函数进行傅里叶逆变换，将所述频谱函数进行傅里叶逆变换，得到地表处时间域地震波场。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据地震数据以及介质速度模型对所述地表处地震波场分解模型进行优化求解，得到地震数据对应的多个波形函数包括：根据所述地表处地震波场分解模型建立Tikhonov正则化模型；根据所述Tikhonov正则化模型，选取约束项建立等式约束极小化模型；将所述等式约束极小化模型松弛为一个无约束极小化问题；在高斯束中心相邻道上通过多项式型radon变换提取地震子波所处的时间、倾角以及曲率；根据所述地震子波所处的时间、倾角以及曲率并利用梯度下降法求解所述无约束极小化问题，得到所述波形向量的解，所述波形向量的解对应多个波形函数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据介质速度模型将多个波形函数对应的高斯束进行传播，进行偏移成像获得偏移成像结果包括：根据多个波形函数，得到多个波形函数分别对应的多个检波点高斯束；通过试射法得到与所述多个检波点高斯束分别对应的多个炮点高斯束；将所述多个检波点高斯束以及所述多个炮点高斯束各自对应进行互相关成像，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，王彦飞，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11