一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统制造方法及图纸

本说明书实施例公开了一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统。所述方法包括基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息；利用震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；利用检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对震源端能量矢量场和检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；对单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。利用本说明书实施例可以有效减少成像结果中能量耦合问题，降低后续能量成像结果进行解释工作的困难，提高成像效率。

An imaging method, device, equipment and system of elastic energy reverse time migration

【技术实现步骤摘要】
一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统
本说明书实施例方案属于勘探地球物理学领域，尤其涉及一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统。
技术介绍
弹性逆时偏移方法，可以利用多分量地震数据对复杂地球介质进行构造成像。基于弹性波动方程进行波场构造实现的弹性逆时偏移方法，可能需要从矢量弹性波场中提取出标量成像结果。前期，弹性逆时偏移方法多数为基于矢量弹性质点振动速度场或者位移场进行标量成像结果提取，后续发展有基于应力进行标量成像结果提取。近年来，弹性逆时偏移方法进一步发展为以弹性能量密度为场函数实现弹性矢量场的标量化表征，进行实现标量能量成像结果的提取。但是，基于一阶弹性波动方程发展的弹性波场能量逆时偏移方法仅能提供总弹性能量成像结果，该总弹性能量成像结果中存在能量耦合问题，这可能给后续利用纯波模式的能量成像结果和转换波能量成像结果进行的解释工作造成困难。
技术实现思路
本说明书实施例在于提供一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统，可以有效减少弹性波场能量逆时偏移成像结果中能量耦合问题，降低后续利用纯波模式的能量成像结果和转换波能量成像结果进行解释工作的困难，提高成像效率。本说明书提供的弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统是包括以下方式实现的：一种弹性能量逆时偏移成像方法，包括：基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息，所述矢量场信息包括纵波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场以及横波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场；利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对所述震源端能量矢量场和所述检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；对所述单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。一种弹性能量逆时偏移成像装置，包括：震源端矢量场信息获得模块，用于基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息，所述矢量场信息包括纵波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场以及横波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场；震源端能量矢量场构建模块，用于利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；检波端矢量场信息获得模块，用于基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；检波端能量矢量场构建模块，用于利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；单炮能量成像模块，用于根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对所述震源端能量矢量场和所述检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；弹性能量逆时偏移成像模块，用于对所述单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。一种弹性能量逆时偏移成像设备，包括处理器及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述指令被所述处理器执行时实现包括以下步骤：基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息，所述矢量场信息包括纵波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场以及横波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场；利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对所述震源端能量矢量场和所述检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；对所述单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。一种弹性能量逆时偏移成像系统，包括至少一个处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现本说明书实施例中任意一个方法实施例方法的步骤。本说明书提供的一种弹性能量逆时偏移成像方法、装置、设备及系统。一些实施例中通过在解耦延拓基础上构建模式解耦正向延拓算子及模式解耦反向延拓算子，可以在实现弹性波场正向延拓及反向延拓的同时，实现弹性波场质点振动速度场和应力场的模式解耦，从而可以有效减少弹性波场能量逆时偏移成像结果中能量耦合问题。通过利用构建的模式解耦能量互相关成像条件从解耦的弹性能量场中获得纯波模式的能量成像结果和转换波能量成像结果，可以降低后续利用纯波模式的能量成像结果和转换波能量成像结果进行解释工作的困难，提高成像效率。采用本说明书提供的实施方案，可以有效减少弹性波场能量逆时偏移成像结果中能量耦合问题，降低后续利用纯波模式的能量成像结果和转换波能量成像结果进行解释工作的困难，提高成像效率。附图说明为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本说明书提供的弹性能量逆时偏移成像方法的一个实施例的流程示意图；图2a是凹陷模型纵波速度场的示意图；图2b是凹陷模型横波速度场的示意图；图2c是凹陷模型密度场的示意图；图3a是根据图2a、图2b和图2c给定的模型采用模式解耦正向延拓算子正向外推至0.8s时刻构建的沿xx方向的震源端纵波伪正应力场示意图；图3b是根据图2a、图2b和图2c给定的模型采用模式解耦正向延拓算子正向外推至0.8s时刻构建的沿xx方向的震源端横波伪正应力场示意图；图4a是地表采集到的2.7s的多分量地震记录沿x方向的分量示意图；图4b是地表采集到的2.7s的多分量地震记录沿z方向的分量示意图；图5a是多炮叠加的最终的PP波能量成像剖面示意图；图5b是最终的叠加的PS波能量成像剖面示意图；图5c是最终的叠加的SP波能量成像剖面示意图；图5d是最终的叠加的SS波能量成像剖面示意图；图6是本说明书提供的一种弹性能量逆时偏移成像装置的一个实施例的模块结构示意图；图7是本说明书提供的一种弹性能量逆时偏移成像服务器的一个实施例的硬件结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书实施例保护的范围。目前基于一阶弹性波动方程发展的弹性波场能量逆时偏移方法仅能提供总弹性能量成像结果，该总弹性能量成像结果中存在能量耦合问题，这就给后续利用纯波模式的能量成像结果和转换波能量成像结果进行的解释工作提供了困难。本说明书提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性能量逆时偏移成像方法，其特征在于，包括：/n基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息，所述矢量场信息包括纵波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场以及横波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场；/n利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；/n基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；/n利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；/n根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对所述震源端能量矢量场和所述检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；/n对所述单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种弹性能量逆时偏移成像方法，其特征在于，包括：
基于构建的模式解耦正向延拓算子，获得震源端矢量场信息，所述矢量场信息包括纵波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场以及横波的质点振动速度矢量场、伪应力矢量场；
利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场；
基于构建的模式解耦反向延拓算子，获得检波端矢量场信息；
利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场；
根据构建的模式解耦弹性能量互相关成像条件，对所述震源端能量矢量场和所述检波端能量矢量场进行成像，获得单炮模式解耦的能量成像结果；
对所述单炮模式解耦的能量成像结果进行多炮叠加，获得弹性能量逆时偏移成像结果。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述模式解耦正向延拓算子，包括：
利用预先设定的介质模型，加载震源子波；
将所述震源子波加载到弹性波场的纵波体应力上，构建模式解耦正向延拓方程；
对所述模式解耦正向延拓方程进行离散化，获得下述模式解耦正向延拓算子：



其中，和分别表示震源端纵波体应力场和横波应力矢量场，Fp表示震源子波，表示震源端纵波质点振动速度矢量场，表示震源端横波质点振动速度矢量场，vS表示震源端弹性波质点振动速度矢量场，和分别表示震源端纵波伪应力矢量场和横波伪应力矢量场，η表示边界吸收系数，Δt表示时间采样间隔，nΔt表示离散点n对应的整时间点，(n+1/2)Δt表示离散点(n+1/2)对应的半时间节点，n＝1,2,...,N，N表示地震记录总接收时间对应的离散点，C表示背景介质的刚度矩阵，Cs表示背景介质横波模式下的刚度矩阵，和分别表示高阶交错网格有限差分矩阵算子，λ和μ表示背景介质的拉梅系数，ρ表示背景介质的密度。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述震源端矢量场信息，构建震源端能量矢量场，包括：
以弹性能量密度为场函数，根据下式构建震源端纵波能量矢量场和横波能量矢量场：






其中，和分别表示震源端纵波能量矢量场和震源端横波能量矢量场，和分别表示震源端纵波伪体应力和震源端横波伪体应力。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述模式解耦反向延拓算子，包括：
利用预先设定的介质模型，将多分量地震记录作为边界条件，构建模式解耦反向延拓方程；
对所述模式解耦反向延拓方程进行离散化，获得下述模式解耦反向延拓算子：



其中，和分别表示检波端纵波体应力场和横波应力矢量场，表示检波端纵波质点振动速度矢量场，表示检波端横波质点振动速度矢量场，vR表示检波端弹性波质点振动速度矢量场，和分别表示检波端纵波伪应力矢量场和横波伪应力矢量场，r表示预先给定的多分量地震记录，η表示边界吸收系数，Δt表示时间采样间隔，nΔt表示离散点n对应的整时间点，(n+1/2)Δt表示离散点(n+1/2)对应的半时间节点，(n-1/2)Δt表示离散点(n-1/2)Δt对应的半时间节点，n＝1,2,...,N，N表示地震记录总接收时间对应的离散点，C表示背景介质的刚度矩阵，Cs表示背景介质横波模式下的刚度矩阵，和分别表示高阶交错网格有限差分矩阵算子，λ和μ表示背景介质的拉梅系数，ρ表示背景介质的密度。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述检波端矢量场信息，构建检波端能量矢量场，包括：
以弹性能量密度为场函数，根据下式构建检波端纵波能量矢量场和检波端横波能量矢量场：






其中，和分别表示检波端纵波能量矢量场和检波端横波能量矢量场，和分别表示检波端纵波伪体应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜启振，张晓语，
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