弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备，该方法包括：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。本发明专利技术能够提高成像效率和准确度。

Elastic wave vector imaging method, device, storage medium and equipment

The present invention provides a kind of elastic wave vector imaging method, device, storage medium and device, the method comprises the following steps: P wave velocity, by setting the direction of imaging points in the area of anisotropic media set the direction of S wave velocity and anisotropy parameters, establish the conversion relation between group angle and polarization angle; application of elastic wave equation in the imaging area of the wave field depth of multi-component seismic data continuation, obtain the source story wave field and shot records back propagation of wave field, and the corresponding Poynting vector; according to the set time interval, the conversion between the Poynting vector and the group angle and polarization angle between the source of the story and the wave field gun the record back propagation wave field for wave field decomposition; using multi-component seismic data in all gun corresponding wave field decomposition results of elastic wave vector imaging in anisotropic medium. The invention can improve imaging efficiency and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备
本专利技术涉及地震勘探
，尤其涉及一种弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备。
技术介绍
近年来计算机得到了飞速提高，这使得叠前逆时偏移成为解决复杂构造和强速度对比地区成像的有力工具。地震波在地下弹性介质传播中既包含纵波，也包含横波，若仅考虑纵波，则是默认地下介质为液态，不符合实际介质情况。近年来，随着采集技术的进步，多分量资料的记录得到了一定发展。使用较多的一种传统处理方法是，先在地表对多分量资料进行分离，分离为纵波、横波资料，然后再使用标量方程进行纵波和横波的偏移及成像。严格来讲，因为纵、横波地震资料中存在SP、PS转换波，所以直接用标量声波方程对多分量资料进行延拓处理并不能正确地反映地下介质的弹性、矢量信息。另一种传统处理方法是直接利用笛卡尔分量分别进行互相关成像，然而，因为纵横波波长不同且存在转换波效应，所以存在的串扰噪声以及非相干同相轴的叠加会得到很不理想的叠加成像剖面。这就使得有必要使用弹性波方程对多分量资料进行延拓，并在传播过程中进行波场分离，然后分别对纯P和S波场互相关成像，得到物理意义更明确的成像结果。在地球物理学中，广泛存在地震各向异性。这种性质往往由地球内部的薄互层、定向排列的裂缝和裂隙、地层沉积压实等因素引起。地震资料处理中有必要考虑到各向异性的因素。将弹性逆时偏移推广到各向异性中，波场分离技术是一个关键环节。目前这方面的研究正如火如荼。在传统各向同性介质中，根据亥姆霍茨理论，波场纵、横波可以通过散度、旋度的求取得以分离。但是由于在各向异性介质中波传播的方向发生了偏离，其振动方向并不再是纵波与其相同、横波与其垂直的关系，所以使用亥姆霍兹分解并不能很好地将各向异性介质中的耦合纵横波分离。对于各向异性介质，传统做法是通过在波数域求解Christoffel方程，然后将其变换回空间域，得到拟散度、拟旋度算子，进而实现波场分离；在非均匀介质中，通过将局部极化方向向量定义为非稳态空间滤波器，得到拟散度、拟旋度算子。或者是做一些近似来减少计算量。改进的方法也大都是基于散度和旋度的思路，以上方法的缺陷是均需在规则网格的空间域完成而且涉及多次求导破坏波场信息，同时不能很好地应用于非规则网格的地震数值模拟算法，例如谱元法、格子法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备，以提高成像效率和准确度。本专利技术实施例提供一种弹性波矢量成像方法，包括：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。本专利技术实施例还提供一种弹性波矢量成像装置，包括：转换关系建立单元，用于：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；波场延拓单元，用于：应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；波场分解单元，用于：按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；弹性波矢量成像单元，用于：利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述方法的步骤。本专利技术实施例的弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备，不对接收的多分量资料进行波场分解，而是应用弹性波方程直接进行多分量资料延拓深度，并利用建立的群角与极化角之间的转换关系进行波场分解和成像，以此能够获得更准确的纵波及转换波界面反射信息。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本专利技术实施例的弹性波矢量成像方法的流程示意图；图2是本专利技术一实施例中建立群角与极化角之间的转换关系的方法流程示意图；图3是本专利技术一实施例中计算得到群角与极化角之间的转换关系的方法流程示意图；图4是本专利技术一实施例中进行多分量地震数据的波场深度延拓的方法流程示意图；图5是本专利技术一实施例中得到多炮可用于逆时偏移的炮记录的方法流程示意图；图6是本专利技术一实施例中进行波场分解的方法流程示意图；图7是本专利技术一实施例中根据群角值和群角与极化角之间的转换关系获取极化角角度的方法流程示意图；图8是本专利技术一实施例中进行各向异性介质中弹性波矢量成像的方法流程示意图；图9是本专利技术一实施例的弹性波矢量成像方法流程示意图；图10是本专利技术一实施例中成像区域内沿对称轴方向的P波及S波速度和各向异性参数的构造示意图；图11是本专利技术一实施例中正传波场快照示意图；图12是本专利技术一实施例中反传波场快照示意图；图13是图12的反传波场的P波和S波分解结果示意图；图14是图10地质构造的弹性波矢量成像的偏移成像剖面示意图；图15是本专利技术一实施例中角道集示意图；图16是本专利技术一实施例的弹性波矢量成像装置的结构示意图；图17是本专利技术一实施例中转换关系建立单元的结构示意图；图18是本专利技术一实施例中群角与极化角转换关系生成模块的结构示意图；图19是本专利技术一实施例中波场延拓单元的结构示意图；图20是本专利技术一实施例中波场分解单元的结构示意图；图21是本专利技术一实施例中极化角角度生成模块的结构示意图；图22是本专利技术一实施例中弹性波矢量成像单元的结构示意图；图23是本专利技术一实施例的计算机设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。图1是本专利技术实施例的弹性波矢量成像方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术实施例的弹性波矢量成像方法，可包括：步骤S110：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；步骤S120：应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；步骤S130：按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；步骤S140：利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。在上述步骤S110中，该设定方向可以是多种不同方向，例如可以是对称横方向和沿对称轴方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性波矢量成像方法，其特征在于，包括：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。

【技术特征摘要】
1.一种弹性波矢量成像方法，其特征在于，包括：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。2.如权利要求1所述的弹性波矢量成像方法，其特征在于，利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系，包括：对Christoff方程求特征值，并结合设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，分别针对P波和SV波，计算得到以相角为自变量的相速度，其中，设定方向包括对称横方向和沿对称轴方向；分别针对P波和SV波，将相速度和相速度对相角的偏导数代入群角与相角之间的关系式，计算得到群角与相角之间的转换关系；分别针对P波和SV波，在Christoff方程中求解极化角，并结合各向异性参数、相速度及群角与相角之间的转换关系，计算得到群角与极化角之间的转换关系。3.如权利要求2所述的弹性波矢量成像方法，其特征在于，分别针对P波和SV波，在Christoff方程中求解极化角，并结合各向异性参数、相速度及群角与相角之间的转换关系，计算得到群角与极化角之间的转换关系，包括：分别针对P波和SV波，在设定角度范围内按设定角度间隔取群角角度值；分别针对P波和SV波，在Christoff方程中求解极化角，并结合各向异性参数、相速度、群角角度值及群角与相角之间的转换关系，计算得到群角和极化角之间的数值对应表，作为群角与极化角之间的转换关系。4.如权利要求1所述的弹性波矢量成像方法，其特征在于，应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量，包括：对多分量地震数据进行预处理，得到多炮可用于逆时偏移的炮记录；由每炮的炮记录的频宽生成宽频子波，并利用宽频子波进行数值模拟，生成成像区域的边界记录；针对每炮的边界记录和炮记录，利用弹性波方程数值解法进行弹性波场反传播，并在不同时刻将边界记录赋值给成像区域的边界位置，得到不同时刻的震源正传波场及相应的坡印廷矢量，在不同时刻将炮记录赋值给检波点位置，得到不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦永明，张剑锋，刘前程，胡锦银，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国科学院地质与地球物理研究所，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