基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统，该方法主要包括：确定每个炮点高斯束和每个检波点高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；获取利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间先验信息区间，即先验信息区间；计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；判断地层倾角向量是否在先验信息区间内；若是则根据地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对该炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像。本发明专利技术提供了方法或者利用先验信息即地面地震得到的地下倾角信息约束高斯束偏移成像过程，选择有利地下构造的地层倾角，达到压制“画弧”噪音的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统
本专利技术涉及石油地球物理勘探地震资料处理
，特别涉及一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统。
技术介绍
垂直地震剖面(英文简称VSP)数据是相对地面地震数据的一种比较特殊的观测数据，即为地面激发井中接收所记录的地震数据，该数据能够帮助落实井旁地震构造的细节、研究断层、裂缝发育情况、衰减系数和其他岩石属性，还可以充分利用纵横波资料对储层就行综合研究，协助地面地震资料的建模、处理和解释等工作。但是，垂直地震剖面观测数据相对地面地震数据范围较小，加之垂直地震剖面观测数据成像点的覆盖次数不足即数据不够完备，偏移成像结果容易形成“画弧”现象。因此，垂直地震剖面偏移成像除了需要建立合理的速度模型外，还需要解决数据不足引起的“画弧”现象。垂直地震剖面数据的传统偏移成像方法是VSP-CDP转换方法，该方法能够解决垂直地震剖面画弧噪音，但仅适用于一维速度模型，即基于射线追踪的VSP-CDP方法假设条件过于简单，不能处理复杂介质的成像问题。伴随着地面地震成像方法进步，关于垂直地震剖面数据对应的成像方法也有对应的研究，但这些成像方法都没有针对性解决垂直地震剖面成像的“画弧”噪音问题。无论是波动方程方法还是克西霍夫成像方法都对垂直地震剖面数据不足比较敏感，都存在严重的“画弧”现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统，利用地面地震数据得到的先验信息(地层倾角)来解决垂直地震剖面数据高斯束偏移成像结果的“画弧”噪音。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法，所述高斯束偏移成像方法包括：建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内，则根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内，则删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。可选的，所述根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围，具体包括：根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标；根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置；获取成像孔径参数；根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。可选的，所述根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置，具体包括：根据以下公式计算成像点在地面的垂直投影位置，所述公式为，其中，和分别是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，是炮点的中心射线出射方向，是成像点在地面的垂直投影位置。可选的，所述计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，具体包括：根据以下公式计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，所述公式为：其中，地层倾角向量包含倾角和方位角和分别是炮点的高斯束射线参数和检波点的高斯束射线参数，所述炮点的高斯束射线参数和所述检波点的高斯束射线参数均是根据输入的速度模型、角度向量范围参数和角度间隔参数计算得到。可选的，所述根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，具体包括：确定高斯束叠前深度偏移成像条件，所述高斯束叠前深度偏移成像条件为其中，是成像点坐标，和分别是是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，ω是角频率；I为地震像变量，一共有n个检波点；D是面元中包含的地震道数据；G是高斯束的格林函数；其中，炮点的高斯束的格林函数为检波点的高斯束的格林函数为根据所述高斯束叠前深度偏移成像条件，确定所述地层倾角向量在所述先验信息区间内的判断条件；所述判断条件为其中，是通过地面地震数据倾角扫描得到的地下地层倾角场；Δθ是倾角误差，是炮检点射线在地下相交计算得到的地层倾角向量；根据所述判断条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内。本专利技术还提供了一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统，所述高斯束偏移成像系统包括：垂直地震剖面观测模型建立模块，用于建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；中心射线出射方向确定模块，用于获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；成像范围确定模块，用于根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；先验信息区间获取模块，用于获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；地层倾角向量计算模块，用于计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述高斯束偏移成像方法包括：建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内，则根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内，则删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。...

【技术特征摘要】
1.一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述高斯束偏移成像方法包括：建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内，则根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内，则删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。2.根据权利要求1所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围，具体包括：根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标；根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置；获取成像孔径参数；根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。3.根据权利要求2所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置，具体包括：根据以下公式计算成像点在地面的垂直投影位置，所述公式为，其中，和分别是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，是炮点的中心射线出射方向，是成像点在地面的垂直投影位置。4.根据权利要求3所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，具体包括：根据以下公式计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，所述公式为：其中，地层倾角向量包含倾角和方位角和分别是炮点的高斯束射线参数和检波点的高斯束射线参数，所述炮点的高斯束射线参数和所述检波点的高斯束射线参数均是根据输入的速度模型、角度向量范围参数和角度间隔参数计算得到。5.根据权利要求4所述的的高斯束偏移成像方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兆林，曹丹平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37