一种深度域反偏移方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种深度域反偏移方法及装置，该方法包括：获取地震观测数据；构建包括下行波场及上行波场的模拟地震波场并获取其深度偏移成像剖面；根据深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场；根据每一层的频率波数域波场及上行波场的相移因子，获取上一层的频率波数域上行波场并将其变换成对应的频率空间域上行波场；将每一层的频率空间域上行波场与频率空间域反射波场叠加，获得每一层的频率空间域地震波场；将顶层波场的频率空间域地震波场作频率域傅里叶逆变换，获得时间空间域地震数据；根据地震观测数据与时间空间域地震数据的残差优化深度偏移成像剖面，直至残差满足预设的目标函数最小化要求。本申请可提高深度域反偏移的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种深度域反偏移方法及装置
本申请涉及勘探地震数据处理
，尤其是涉及一种深度域反偏移方法及装置。
技术介绍
地震数据处理的重要目的之一是通过深度偏移(DepthMigration)得到高质量的深度域图像。深度域图像的质量依赖于原始地震单炮数据的质量，其对于提高地震数据的信噪比及在整个地震数据处理中起着非常重要的作用。深度域反偏移(DepthDomainDemigration)是一种数字波场成像方法，在反偏移过程中如果速度模型不变，则反偏移就是偏移的逆运算。目前最小二乘偏移技术作为一种深度域反偏移方法，其依赖于精确的速度模型，迭代过程中正演模拟波场和实际观测波场存在周波跳跃现象，以致于迭代过程无法收敛到可靠的结果，因此，目前现有的深度域反偏移方法的精度亟待提高。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种深度域反偏移方法及装置，以提高深度域反偏移的精度。为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种深度域反偏移方法，包括：获取工区的地震观测数据；构建所述工区的模拟地震波场，并根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；所述模拟地震波场包括下行波场及上行波场；根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场；从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应的频率空间域上行波场；将每一层波场的频率空间域上行波场与其频率空间域反射波场叠加，获得每一层波场的频率空间域地震波场；将顶层波场的频率空间域地震波场进行频率域傅里叶逆变换，获得时间空间域地震数据；确定所述地震观测数据与所述时间空间域地震数据的残差，并根据所述残差优化所述深度偏移成像剖面，直至所述残差满足预设的目标函数最小化要求。较佳的，所述下行波场包括：且所述下行波场的相移因子为exp(-ikzΔz)；所述上行波场包括且所述上行波场的相移因子为exp(ikzΔz)；其中，x为地下介质中质点的平面位置，xs为震源的平面位置，z为地下介质中质点的深度位置，ω为地震频率，pz为地震波在传播过程中地下介质中每个质点的位移，PD(x,z,ω)为下行波场，PD(x,z＝0,ω)为零深度时的下行波场，δ(x-xs)为狄拉克函数；PU(x,z,ω)为上行波场，PU(x,z＝0,ω)为零深度时的上行波场，为地震观测数据，Δz为网格步长。较佳的，所述根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面，包括：将所述地震观测数据、所述下行波场的相移因子及预设的速度模型作为输入并求解所述模拟地震波场；根据预设的互相关成像条件I(x,zj)＝PS(x,zj,ωl)PR(x,zj,ωl)j＝1,2,…,N，对求解后的模拟地震波场进行叠前深度偏移，获得所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；其中，I(x,zj)为介质反射系数，PS(x,zj,ωl)为下行波场，PR(x,zj,ωl)为上行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。较佳的，所述根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场，包括：根据公式获取所述工区的频率空间域反射波场；对所述频率空间域反射波场沿x方向进行傅里叶变换，获得底层波场的频率波数域波场；其中，为所述工区的频率空间域反射波场，I(x,zj)为介质反射系数，PS(x,zj,ωl)为下行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。较佳的，所述从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应的频率空间域上行波场，包括：根据公式获取每一层波场对应的上一层波场的频率波数域上行波场；将每一层波场对应的上一层波场的频率波数域上行波场沿层作kx的傅里叶逆变换，获得每一层波场对应的上一层波场的频率空间域上行波场；其中，为当前层波场对应的上一层波场的频率波数域上行波场，为当前层波场的频率波数域上行波场，kx为x方向的波数，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。较佳的，根据以下公式将每一层波场的频率空间域上行波场与其频率空间域反射波场叠加，获得每一层波场的频率空间域地震波场：其中，为当前层波场的频率空间域地震波场，为当前层波场的频率空间域上行波场，I(x,zj-1)为介质反射系数，PS(x,zj-1,ωl)为当前层波场的下行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。另一方面，本申请实施例还提供了一种深度域反偏移装置，包括：观测数据获取模块，用于获取工区的地震观测数据；偏移剖面模拟模块，用于构建所述工区的模拟地震波场，并根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；所述模拟地震波场包括下行波场及上行波场；第一波场获取模块，用于根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场；第二波场获取模块，用于从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应的频率空间域上行波场；第三波场获取模块，用于将每一层波场的频率空间域上行波场与其频率空间域反射波场叠加，获得每一层波场的频率空间域地震波场；模拟数据获取模块，用于将顶层波场的频率空间域地震波场进行频率域傅里叶逆变换，获得时间空间域地震数据；偏移剖面优化模块，用于确定所述地震观测数据与所述时间空间域地震数据的残差，并根据所述残差优化所述深度偏移成像剖面，直至所述残差满足预设的目标函数最小化要求。较佳的，所述下行波场包括：且所述下行波场的相移因子为exp(-ikzΔz)；所述上行波场包括且所述上行波场的相移因子为exp(ikzΔz)；其中，x为地下介质中质点的平面位置，xs为震源的平面位置，z为地下介质中质点的深度位置，ω为地震频率，pz为地震波在传播过程中地下介质中每个质点的位移，PD(x,z,ω)为下行波场，PD(x,z＝0,ω)为零深度时的下行波场，δ(x-xs)为狄拉克函数；PU(x,z,ω)为上行波场，PU(x,z＝0,ω)为零深度时的上行波场，为地震观测数据，Δz为网格步长。较佳的，所述根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面，包括：将所述地震观测数据、所述下行波场的相移因子及预设的速度模型作为输入并求解所述模拟地震波场；根据预设的互相关成像条件I(x,zj)＝PS(x,zj,ωl)PR(x,zj,ωl)j＝1,2,…,N，对求解后的模拟地震波场进行叠前深度偏移，获得所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；其中，I(x,zj)为介质反射系数，PS(x,zj,ωl)为下行波场，PR(x,zj,ωl)为上行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。较佳的，所述根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场，包括：根据公式获取所述工区的频率空间域反射波场；对所述频率空间域反射波场沿x方向进行傅里叶变换，获得底层波场的频率波数域波场；其中，为所述工区的频率空间域反射波场，I(x,zj)为介质反射系数，PS(x,zj,ωl)为下行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。较佳的，所述从底层波场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度域反偏移方法，其特征在于，包括：获取工区的地震观测数据；构建所述工区的模拟地震波场，并根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；所述模拟地震波场包括下行波场及上行波场；根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场；从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应的频率空间域上行波场；将每一层波场的频率空间域上行波场与其频率空间域反射波场叠加，获得每一层波场的频率空间域地震波场；将顶层波场的频率空间域地震波场进行频率域傅里叶逆变换，获得时间空间域地震数据；确定所述地震观测数据与所述时间空间域地震数据的残差，并根据所述残差优化所述深度偏移成像剖面，直至所述残差满足预设的目标函数最小化要求。

【技术特征摘要】
1.一种深度域反偏移方法，其特征在于，包括：获取工区的地震观测数据；构建所述工区的模拟地震波场，并根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；所述模拟地震波场包括下行波场及上行波场；根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场；从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应的频率空间域上行波场；将每一层波场的频率空间域上行波场与其频率空间域反射波场叠加，获得每一层波场的频率空间域地震波场；将顶层波场的频率空间域地震波场进行频率域傅里叶逆变换，获得时间空间域地震数据；确定所述地震观测数据与所述时间空间域地震数据的残差，并根据所述残差优化所述深度偏移成像剖面，直至所述残差满足预设的目标函数最小化要求。2.如权利要求1所述的深度域反偏移方法，其特征在于，所述下行波场包括：且所述下行波场的相移因子为exp(-ikzΔz)；所述上行波场包括且所述上行波场的相移因子为exp(ikzΔz)；其中，x为地下介质中质点的平面位置，xs为震源的平面位置，z为地下介质中质点的深度位置，ω为地震频率，pz为地震波在传播过程中地下介质中每个质点的位移，PD(x,z,ω)为下行波场，PD(x,z＝0,ω)为零深度时的下行波场，δ(x-xs)为狄拉克函数；PU(x,z,ω)为上行波场，PU(x,z＝0,ω)为零深度时的上行波场，为地震观测数据，Δz为网格步长。3.如权利要求2所述的深度域反偏移方法，其特征在于，所述根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面，包括：将所述地震观测数据、所述下行波场的相移因子及预设的速度模型作为输入并求解所述模拟地震波场；根据预设的互相关成像条件I(x,zj)＝PS(x,zj,ωl)PR(x,zj,ωl)j＝1,2,…,N，对求解后的模拟地震波场进行叠前深度偏移，获得所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；其中，I(x,zj)为介质反射系数，PS(x,zj,ωl)为下行波场，PR(x,zj,ωl)为上行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。4.如权利要求2所述的深度域反偏移方法，其特征在于，所述根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场，包括：根据公式获取所述工区的频率空间域反射波场；对所述频率空间域反射波场沿x方向进行傅里叶变换，获得底层波场的频率波数域波场；其中，为所述工区的频率空间域反射波场，I(x,zj)为介质反射系数，PS(x,zj,ωl)为下行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。5.如权利要求2所述的深度域反偏移方法，其特征在于，所述从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应的频率空间域上行波场，包括：根据公式获取每一层波场对应的上一层波场的频率波数域上行波场；将每一层波场对应的上一层波场的频率波数域上行波场沿层作kx的傅里叶逆变换，获得每一层波场对应的上一层波场的频率空间域上行波场；其中，为当前层波场对应的上一层波场的频率波数域上行波场，为当前层波场的频率波数域上行波场，kx为x方向的波数，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。6.如权利要求2所述的深度域反偏移方法，其特征在于，根据以下公式将每一层波场的频率空间域上行波场与其频率空间域反射波场叠加，获得每一层波场的频率空间域地震波场：其中，为当前层波场的频率空间域地震波场，为当前层波场的频率空间域上行波场，I(x,zj-1)为介质反射系数，PS(x,zj-1,ωl)为当前层波场的下行波场，zj为z方向第j个网格点的坐标，ωl为频率。7.一种深度域反偏移装置，其特征在于，包括：观测数据获取模块，用于获取工区的地震观测数据；偏移剖面模拟模块，用于构建所述工区的模拟地震波场，并根据所述地震观测数据获取所述模拟地震波场的深度偏移成像剖面；所述模拟地震波场包括下行波场及上行波场；第一波场获取模块，用于根据所述深度偏移成像剖面获取底层波场的频率波数域波场；第二波场获取模块，用于从底层波场开始，根据所述工区内每一层波场的频率波数域波场及所述上行波场的相移因子，获取对应的上一层波场的频率波数域上行波场，并将所述频率波数域上行波场变换成对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：章晓，戴南浔，武威，王东，李文卉，吴晓丰，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，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