一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法，包括：步骤S1，读入地震输入道数据；步骤S2，确定需要映射的共散射点道集的中心点坐标，从共散射点道集的中心点开始，以步长Δh往两侧递增选取he，循环执行S3、S4步骤，直至共散射点道集的最大偏移距；步骤S3，对于任一he，从0时刻开始，以步长Δt递增选取时间深度t0，直至最大记录时间

A pre stack time migration imaging method based on time depth scanning for common scattering points

The invention discloses a time depth scanning of the scattering point prestack time migration imaging method, which comprises the following steps: S1, based on the seismic input data read; step S2, determine the coordinates of the center point of the common scattering point gathers need mapping, starting from the center point of the common scattering point gathers, to step a h to both sides of incremental select he loop S3 and S4 steps, until the maximum offset of scattering point gathers distance; step S3, for any he, starting from the 0 moment to step a t delivery time co opted depth T0, until a maximum recording time

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法
本专利技术涉及地震数据偏移成像方法，尤其涉及一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法。
技术介绍
偏移成像又称为再定位处理、偏移归位处理、成像处理或延迟处理，是常规地震资料处理中最后也是最重要的一环。地震偏移成像剖面是地下地层、构造的成像结果，是地震勘探最重要的成果之一，偏移成像的可靠性和精度直接关系到油气资源、矿产和工程等相关勘探的成效。根据输入地震资料的性质以及偏移和叠加的先后次序，偏移成像技术可分为叠后偏移和叠前偏移。叠后偏移方法受到水平层状介质共中点道集叠加等假设条件的限制，在实际复杂构造情况下常常难以准确、可靠地成像。叠前偏移是对叠加前的地震记录先偏移，再叠加，是共反射点的叠加，成像结果更加准确，适用于非水平层状介质和较复杂的构造。叠前偏移从理论上取消了输入数据为零炮检距的假设，避免了动校正叠加产生的畸变，能比叠后偏移保持更多的叠前地震信息，解决了倾角不一致问题。因此，叠前偏移出现后很快得到了业界的欢迎和认可，一直是地震偏移成像领域研究的热点。然而，现有的叠前偏移成像方法大都高度依赖于速度，可靠的速度模型是获得好的成像结果的关键。但是，对于一些复杂的勘探区，存在勘探地质目标构造复杂、断层发育、地层倾角较陡或岩性横向突变、不同尺度的非均匀地质体共生等复杂情况,地表记录到的地震波场信噪比低，散射波发育，而反射波信号较弱，甚至在剖面上不易追踪反射波同相轴。对于这种地震资料，常规反射波成像处理技术常常难以获得可靠的速度分析结果，导致一些先进的叠前偏移成像技术(如逆时偏移等)无法有效地开展，也就无法获得好的成像效果。Calgary大学CREWES小组的Bancroft等人自20世纪90年代以来，深入研究了基于等效偏移距的叠前散射波偏移成像方法(Equivalentoffsetmigration,EOM)(Bancroft等,1994，1998)。该方法本质上具有与叠前克希霍夫积分偏移一致的原理，即将地下介质看成一系列的散射点，所不同的是它并不是直接沿着散射波的双平方根走时积分，而是通过引入等效偏移距，把数据先映射形成共散射点道集(CSP)这个中间道集，对这个道集进行速度分析、动校正、叠加即可得到叠前偏移剖面。相较于克希霍夫叠前偏移方法，该方法是一种高效率的叠前成像方法。基于等效偏移距的散射波成像方法(又称为共散射点偏移成像)因其能够全面利用散射波和反射波信息进行速度分析，能够获得更准确的速度分析结果，其非常高的叠加次数也能获得更高信噪比的叠加剖面。根据该方法，从地表至地下深部任一铅垂线各深度点上的介质均看成散射点，同一铅锤线上的点组成一组共散射点，这些散射点在水平基准面或水平地表上有唯一投影点，以该点为中心在两旁沿测线等间距设置一系列的共散射点自激自收记录道，这些记录道由原始观测地震记录映射形成，它们组成的道集称为共散射点(CSP)道集，每一记录道距离中心点的距离称为等效偏移距。近几十年来，地震偏移成像技术经历了射线偏移、叠后偏移、叠前偏移、逆时偏移等发展阶段。尽管各种方法从理论到应用都已越来越成熟，然而各种方法都有其优点和缺点，没有一种方法可适合于所有问题。低信噪比数据的成像一直是资料处理中的难点。对于复杂地质构造勘探目标，断层发育、地层倾角较陡或岩性横向突变、不同尺度的非均匀地质体共生，有时还要加上严重的环境干扰，会形成极为复杂的波场资料，使得接收到的反射信号弱、信噪比低甚至不能很好识别反射波同相轴。当前已有的偏移成像方法大都对速度精度的要求较高，对信噪比较好的地震资料的成像能取得较为满意的效果，但难以处理低信噪比数据。此外，正如前面所述，Bancroft等(1994，1998)提出的基于等效偏移距的共散射点成像方法能够在一定程度上提高低信噪比数据的成像效果，且该方法对初始速度模型不太敏感，适合于速度分析精度不高的情况。然而，速度仍然是形成共散射点道集过程中的必要条件。如果速度准确性差，成像效果也会受到影响。故为了提高成像效果，常常需要进行多次速度分析和CSP道集映射的迭代处理，增加了计算量和工作量，如果能够绕开速度问题，直接通过数据驱动获得成像结果，那将具有很重要的实际应用价值。综上所述，现有的偏移成像方法大都高度依赖于速度，可靠的速度模型是获得好的成像结果的关键，基于等效偏移距的常规散射波叠前偏移成像方法虽然对初始速度模型的依赖性大大降低，但一个合适的初始速度模型是映射CSP道集过程中的必要条件，不可靠的速度会损害成像效果，故常常要求多次的速度分析和CSP道集映射迭代处理，增加了计算量和工作量，然而，对于低信噪比地震数据，常常难以获得相对精确的速度，现有偏移成像方法也就难以应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种无需初始速度模型、可有效处理低信噪比数据、可提高成像效果，进而实现可靠偏移成像的基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法，其包括有如下步骤：步骤S1，读入地震输入道数据，并确定共散射点道集道间距Δx、等效偏移距步长Δh、采样率Δt、最小等效偏移距hemin、最大等效偏移距hemax和最大采样时间步骤S2，确定需要映射的共散射点道集的中心点坐标，从共散射点道集的中心点开始，以步长Δh往两侧递增选取he，循环执行S3、S4步骤，直至共散射点道集的最大偏移距；步骤S3，对于任一he，从0时刻开始，以步长Δt递增选取t0，直至最大记录时间其中，t0为共散射点道集中心点处的自激自收时间；步骤S4，对于任一t0，利用下式计算地震波的旅行时t，把输入道t时刻的采样点的值叠加到共散射点道集中等效偏移距为he的记录道相同时刻记录点上：其中，x为共中心点到共散射点道集的中心点的距离，h是半炮检距；步骤S5，重复步骤S1～步骤S4，直至所有输入道均被映射至不同的共散射点道集上，完成共散射点道集的映射；步骤S6，共散射点道集形成之后，利用反射波地震处理软件对各个共散射点道集进行速度分析、动校正和叠加，完成叠前时间偏移成像。优选地，所述步骤S2中，等效偏移距he的构建过程包括：将地震波从震源点S到散射点SP的走时ts与散射点到接收点R的走时tr之和作为地震波的总走时t：其中，x为共中心点到散射点在地面投影点的距离，h是半炮检距，vmig是偏移速度，t0是共散射点道集中心点处的自激自收旅行时，若设z为散射点的深度坐标，则有：从地面确定一个点E，使得该点E至散射点之间的地震波双程旅行时间等于实际地震波的旅行时，将此条件下点E到地面投影点的距离作为等效偏移距he，则有：进而得到：由此推导出等效偏移距he的表达式为：优选地，所述步骤S4中用于计算时间t的公式的形成过程包括：根据等效偏移距he表达式：由此推导出：对于共散射点道集中的任意效偏移距he处自激自收的散射波，得出旅行时方程为：由此推导出：代入上述后得出：优选地，所述步骤S2中，he具有取值范围，按照直达波的走时规则，he的最小值满足：其中，hs是震源点到散射点在地面投影点的距离，hr是接收点到散射点在地面投影点的距离。优选地，he的最大值小于当t→∞时，式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法，其特征在于，包括有如下步骤：步骤S1，读入地震输入道数据，并确定共散射点道集道间距Δx、等效偏移距步长Δh、采样率Δt、最小等效偏移距he

【技术特征摘要】
1.一种基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法，其特征在于，包括有如下步骤：步骤S1，读入地震输入道数据，并确定共散射点道集道间距Δx、等效偏移距步长Δh、采样率Δt、最小等效偏移距hemin、最大等效偏移距hemax和最大采样时间步骤S2，确定需要映射的共散射点道集的中心点坐标，从共散射点道集的中心点开始，以步长Δh往两侧递增选取he，循环执行S3、S4步骤，直至共散射点道集的最大偏移距；步骤S3，对于任一he，从0时刻开始，以步长Δt递增选取t0，直至最大记录时间其中，t0为共散射点道集中心点处的自激自收时间；步骤S4，对于任一t0，利用下式计算地震波的旅行时t，把输入道t时刻的采样点的值叠加到共散射点道集中等效偏移距为he的记录道相同时刻记录点上：其中，x为共中心点到共散射点道集的中心点的距离，h是半炮检距；步骤S5，重复步骤S1～步骤S4，直至所有输入道均被映射至不同的共散射点道集上，完成共散射点道集的映射；步骤S6，共散射点道集形成之后，利用反射波地震处理软件对各个共散射点道集进行速度分析、动校正和叠加，完成叠前时间偏移成像。2.如权利要求1所述的基于时间深度扫描的共散射点叠前时间偏移成像方法，其特征在于，所述步骤S2中，等效偏移距he的构建过程包括：将地震波从震源点S到散射点SP的走时ts与散射点到接收点R的走时tr之和作为地震波的总走时t：其中，x为共中心点到散射点在地面投影点的距离，h是半炮检距，vmig是偏移速度，t0是共散射点道集中心点处的自激自收旅行时，若设z为散射点的深度坐标，则有：从地面确定一个点E，使得该点E至散射点之间的地震波双程旅行时间等于实际地震波的旅行时，将此条件下点E到地面投影点的距离作为等效偏移距he，则有：进而得到：

【专利技术属性】
技术研发人员：张美根，
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