基于共散射角道集的散射波分离方法技术

公开了一种基于共散射角道集的散射波分离方法，该方法包括：通过共散射角偏移将数据偏移到散射角域，生成共散射角道集；根据反射波和散射波在共散射角道集中的不同响应特征分离散射波和反射波。通过本发明专利技术的方法，能够在分离反射波的前提下，可以很好的保存散射波，从而提高了散射波的识别能力，进而增强了缝洞储层的分辨能力。

【技术实现步骤摘要】
基于共散射角道集的散射波分离方法
本专利技术涉及地球物理勘探领域，更具体地，涉及地震资料处理范畴的地震偏移成像领域，涉及基于共散射角道集的散射波分离方法。
技术介绍
地震散射波总是与小尺度的地质现象相关联，在碳酸盐岩储层中小尺度的缝洞是重要的油气储集空间，使用分离的散射波单独成像有利于这种储集体的识别和勘探。散射波的研究存在诸多困难，首先散射波的传播不同于反射波，没有明确的方向，表现为较强的发散性，因此，散射波具有以下两个特点，一个是不利于识别，没有明确的同相轴；另一个就是能量不集中，往往被其他强能量的波(如反射波、面波)所压制。因此，国外有学者提出应该将散射波从反射波中分离出来，单独成像研究。散射波成像包含的范围很广，目前的研究仅仅着眼于规律性较强的绕射波分离成像。传统的绕射波场分离只是在叠后剖面上分离“串珠状”反射，精度和准度受到很大制约。Landa等人于1998年提出了D-section的概念，提出用绕射波来检测局部非均质性。Vermeulen等人于2006提出通过相干异常的方法来分离断点的绕射波。与此同时，Taner等人提出在平面波震源下绕射波场与平面波场的差别，并主张用Radon变换分离绕射波。Landa等人于2008年正式提出了倾角域绕射波场分离的概念。在此基础上白英哲等人又做了大量的研究工作，推导了不同维数下绕射波与反射波的倾角域响应，将倾角域成像推广到三维，并提出了反射波广义Radon谱的概念。在此同时Klokov等人提出了一套新的类Radon变换的倾角域绕射波场分离方法，并开始了对断棱绕射的讨论。总体来说，国内外对于散射波分离成像的研究还很不完善，不论是理论还是应用都有较多的研究空间。
技术实现思路
本专利技术提出一种共散射角偏移技术，通过该技术生成共散射角道集，根据反射波和散射波在该道集中的不同响应特征实现散射波和反射波的分离。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于共散射角道集的散射波分离方法，该方法包括：通过共散射角偏移将数据偏移到散射角域，生成共散射角道集；根据反射波和散射波在共散射角道集中的不同响应特征分离散射波和反射波。进一步地，通过以下公式生成共散射角道集：其中，G表示共散射角道集，是散射入射角，是散射反射角，是空间坐标，θs和φs分别为散射入射角和散射入射方位角，θr和φr分别为散射反射角和散射反射方位角，t是时间，tmax是最大传播时间，Smin和Smax最小和最大炮号，σ是小的实数。进一步地，通过波动方程形成波场传播系统，计算正传波场和反传波场：其中，PD是正传波场，PU是反传波场，S是震源函数，D是观测数据，c是传播速度，z是成像深度。进一步地，根据正传波场和反传波场求取正传波场和反传波场的坡印廷矢量，其中，和是正传波场和反传波场的坡印廷矢量。可选地，通过傅里叶变换法求取正传波场和反传波场的波数，傅里叶变换为：其中，FT[·]表示傅里叶变换，和分别表示正传波场和反传波场的傅里叶变换，(x,y,z)表空间坐标，(kSx,kSy,kSz)和(kRx,kRy,kRz)分别表示正传波场和反传波场的波数。进一步地，通过以下公式求取散射角：其中，θs和φs分别为散射入射角和散射入射方位角，θr和φr分别为散射反射角和散射反射方位角，kSx、kSy和kSz分别为入射射线方向的三个分量，kRx、kRy和kRz分别为反射射线方向的三个分量。可选地，将傅里叶变换后的波场和重排到散射角域，得到和将重排后的波场变换回空间域得到带有角度信息的空间波场：进一步地，利用反褶积成像条件作为保幅成像条件进行扩展，引入带有角度的波场进行成像，生成所述共散射角道集，反褶积成像条件表达式为：其中，I是像，PD和PU分别是正传波场和反传波场。进一步地，通过入射反射线共面，分布于法线两侧，并且入射角等于反射角三个判别准则，获得切除角度，通过沿所述切除角度进行切除，实现消除反射波，保留散射波。进一步地，利用三个判别准则，获得切除角度包括：1)入射反射线和法线共面，有：2)入射角等于反射角，有：cosθscosθd+sinθssinθdcos(φs-φd)＝cosθrcosθd+sinθrsinθdcos(φr-φd)3)入射角和反射角位于法线两侧，有：其中，θs和φs分别为散射入射角和散射入射方位角，θr和φr分别为散射反射角和散射反射方位角，θd和φd分别是界面倾角和倾角方位角。本方法提出了一种散射角域成像的概念，专利技术了共散射角偏移成像技术以及基于共散射角道集的散射波分离技术。通过本专利技术，将原本混叠在一起的反射波和散射波分离。由于散射波与碳酸盐岩缝洞储层有着紧密的联系，因此，本方法分离出的散射波成像结果对于这种缝洞储层的识别和发现有着重要意义，进而对碳酸盐岩的油气勘探有着积极的作用。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1为散射波和反射波的形成机理和传播模式的不同示意图。图2为散射波和反射波在入射角和反射角上的区别示意图。图3为三维空间散射角定义角度关系示意图。图4为成像点处的矢量关系图。图5为单个水平平面在倾角域的响应图。图6为图5所示响应曲面的平面灰度图。图7为单一散射点在倾角域的响应图。图8为包含异常散射体的速度模型。图9为图8所示模型的两个正演单炮。图10(a)-10(d)为图8所示模型散射波和全波场剖面和道集的对比图。图11(a)-11(c)为图8所示模型中心位置(x＝3000m)的共散射角道集。图12为断点散射模型。图13(a)-13(d)为图12所示模型散射波和全波场剖面和道集的对比图。图14(a)-14(d)为中国西部典型缝洞储层模型。图15(a)-15(j)为图14所示模型散射波和全波场剖面的对比图。图16为本专利技术方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。中国西部塔里木盆地油气资源丰富，其中碳酸盐岩缝洞型储层是最主要的油气目标区。但由于这类储层反射结构复杂，小尺度非均质体(溶洞)与断裂发育，表现在地震响应上就是波场特征非常复杂。碳酸盐岩发育区的小裂缝和小溶洞，其尺度小于或是等于地震波的波长，是地下的主要散射源，当地震波传播到这类散射源的时候不会遵循反射定律，而是发生向四面八方传播的散射现象。因此，用单一的反射理论或基于反射波的成像技术，很难得到理想的缝洞成像结果。散射波成像方法基于散射理论，可以对四面八方传播的波进行聚焦，有利于散射波的分离成像，有助于对于小尺度非均质体的识别，也就是碳酸盐岩溶蚀孔洞的识别，有利于碳酸盐岩缝洞型储层的勘探开发和增储上产的需求。在东部探区，断块油藏是主要的勘探目标，断棱往往会产生大量的散射波，传统成像方法往往不能很好的利用散射波，导致断点成像不清晰，而使用散射波成像技术可以有效的使断点成像，甚至可以分离断面波，这对于东部断块油藏的勘探开发也有很大帮助。因此，研究开发与蔽油气藏、岩性油气藏和天然气勘探相适应的散射波分离成像技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于共散射角道集的散射波分离方法，其特征在于，该方法包括：通过共散射角偏移将数据偏移到散射角域，生成共散射角道集；根据反射波和散射波在共散射角道集中的不同响应特征分离散射波和反射波。

【技术特征摘要】
1.一种基于共散射角道集的散射波分离方法，其特征在于，该方法包括：通过共散射角偏移将数据偏移到散射角域，生成共散射角道集；根据反射波和散射波在共散射角道集中的不同响应特征分离散射波和反射波。2.如权利要求1所述的散射波分离方法，其特征在于，通过以下公式生成共散射角道集：其中，G表示共散射角道集，是散射入射角，是散射反射角，是空间坐标，θs和φs分别为散射入射角和散射入射方位角，θr和φr分别为散射反射角和散射反射方位角，t是时间，tmax是最大传播时间，Smin和Smax最小和最大炮号，σ是小的实数。3.如权利要求2所述的散射波分离方法，其特征在于，通过波动方程形成波场传播系统，计算正传波场和反传波场：其中，PD是正传波场，PU是反传波场，S是震源函数，D是观测数据，c是传播速度，z是成像深度。4.如权利要求3所述的散射波分离方法，其特征在于，根据正传波场和反传波场求取正传波场和反传波场的坡印廷矢量，其中，和是正传波场和反传波场的坡印廷矢量。5.如权利要求3所述的散射波分离方法，其特征在于，通过傅里叶变换法求取正传波场和反传波场的波数，傅里叶变换为：其中，FT[·]表示傅里叶变换，和分别表示正传波场和反传波场的傅里叶变换，(x,y,z)表空间坐标，(kSx,kSy,kSz)和(kRx,kRy,kRz)分别表示正传波场和反传波场的波数。6.如权利要求4或5所述的散射波分离方法，其特征在于，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：白英哲，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11