OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法及系统，所述方法，首先，计算Dix层速度，并利用Dix层速度设置初始的深度域空间的层速度，并采用优化目标函数的方式，确定优化后的深度域空间的层速度；根据优化后的深度域空间的层速度，计算最大反射角，确定反射角范围；对方位角范围和反射角范围的区域进行网格划分，获得方位角度域网格；根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算每个方位角对应的反射角，得到方位角域成像道集。本发明专利技术采用求解目标函数的方式，实现了横向变速介质中的OVT域数据转换成方位角域成像道集以提高AVA/AVAZ反演精度。

【技术实现步骤摘要】
OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法及系统
本专利技术涉及地震数据处理
，特别涉及一种OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法及系统。
技术介绍
石油地球物勘探中，人工地震是最广泛应用的方法，通过人工激发震源产生的地震波在地球介质中传播，并根据不同几何形态布置的检波器接收地震波反射信号，获取不同维度的数据体，进一步通过现代计算机软件系统对数据体进行成像处理，得到地下介质的构造形态和特征，即地震像。根据地震像的维度不同，地震勘探可以分为二维和三维勘探；由于现代计算机处理能力的提高和实际勘探目标的需要，三维勘探已经成为工业界最常用的勘探方法。三维勘探观测系统，包括在地表二维平面上配置的震源点和检波点四维坐标，加上旅行时方向，使得最终接收到的地震数据具有五个维度；这个五维坐标有不同的空间表示形式，上述震源点、检波点和旅行时坐标空间数据通过变换，可以得到中心点、偏移距和旅行时坐标下的数据，其中中心点表示炮点和检波点连线的中心位置，偏移距表示从震源点指向检波点的矢量，在极坐标系中可以使用方位角和绝对偏移距表示。振幅随偏移距变化(AVO，AmplitudeversusOffset)或振幅随反射角变化(AVA，AmplitudeversusAngle)关系(由于水平层状介质假设情况下偏移距和反射角度有等价关系，因此以下描述只用AVA术语)，是重要的岩性和油气特征分析技术手段，过去AVA分析和反演并不考虑方位特性(即偏移距的矢量特征)，所以有一定的局限性。如今宽方位采集数据已经被广泛应用，考虑方位AVA分析技术是比较现实的需求，但方位AVA反演的前提需要随方位和偏移距(绝对偏移距)变化的数据体，因此五维OVT(OffsetVectorTile)数据体技术出现对方位AVO/AVA反演有着重要的意义。五维OVT域处理技术已经成为国内外广泛应用的宽方位地震勘探技术(印兴耀等，2018；詹仕凡等，2015)，对国内“两宽一高”技术的发展有着重要的意义。上世纪末在宽方位地震数据采集观测系统设计研究中开始出现了OVT概念(Vermeer，1998；Cary,1999)，随后数位学者(Jenneretal.,2001；Williams&Jenner,2001,2002)实际应用时发现方位道集在研究方位各向异性速度分析以及地震振幅随入射角、方位角(AVA/AVAZ)变化特性方面具有重要优势。五维OVT域叠前道集数据用于AVA/AVAZ分析能够充分利用地震数据方位特性，有效提高对地下复杂介质的分析能力，比如用OVT域道集的属性分析或者AVA/AVAZ反演估计裂缝密度和方位信息等，在储层预测和油藏描述中发挥着重要的作用。基于OVT域道集的分析和反演技术使得地震解释真正进入五维空间去分析和识别储层和油藏特性，显然，精确的方位角度域成像道集生成方法是OVT域叠前AVA/AVAZ反演的基础。从OVT域数据生成方位角域成像道集有两种途径：一是直接法，即OVT域地震数据通过深度域或者时间域偏移成像方法直接输出方位角度域成像道集，由于输入空间和输出空间差异造成并行设计较难，该方法精度高但效率较低，尤其是难以在宽方位高密度地震资料中实现广泛的应用；二是间接法，即OVT域地震数据通过时间域偏移成像方法生成OVT域成像道集，然后基于均匀或者层状介质假设把成像道集从方位偏移距空间投影到方位角度(反射角)空间，生成最终的方位角度域成像道集，该方法精度相对直接法比较低，但效率较高且有传统处理流程的支撑，如果使用保幅的偏移成像方法，成像后倾角、偏移距时差精确校正并且像点正确归位，每个成像点基于当前位置速度做层状介质假设进行偏移距到反射角转换也比较合理，获得的成像道集振幅精度能够满足生产需要。间接法的偏移距-反射角转换基于Ostrander(1984)、Todd&Backus(1985)、Walden(2006)和Resnick(1993)的理论，主要包含几个方面的信息：介质是均匀或者横向均匀(层状)介质；旅行时公式满足双曲时差公式；某个反射角的地震数据不是来自单一偏移距反射数据，而是来自一定范围偏移距具有一定带宽的反射数据叠加结果。Bale(2001)、Mukhopadhyay&Mallick(2011)为了更精确表示具有垂直对称轴的横向各向同性介质的偏移距-反射角转换关系，基于非双曲时差或者射线法得到相关的映射方法。在实际应用，中等和小偏移距道集AVA/AVAZ分析仍然是主流，所以考虑大偏移非双曲时差或者具有垂直对称抽的横向各向同性介质并不是重点问题，而横向变速介质问题的考虑会对提高AVA/AVAZ反演精度提高更有帮助。如何实现横向变速介质中的OVT域数据转换成方位角域成像道集以提高AVA/AVAZ反演精度成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法及系统，以实现横向变速介质中的OVT域数据转换成方位角域成像道集以提高AVA/AVAZ反演精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，所述方法包括如下步骤：采用时间域偏移成像方法将OVT域数据转换成OVT域成像道集；根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，计算Dix层速度；利用Dix层速度设置初始的深度域空间的层速度，并采用优化目标函数的方式，确定优化后的深度域空间的层速度；其中，vDIX-INT为Dix层速度，vINT为深度域空间的层速度，r0'为深度域空间的成像出射点；根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算最大反射角，确定反射角范围(0，θmax)，其中，θmax为最大反射角；对方位角范围为(0，360°)和反射角θ范围为(0，θmax)的区域进行网格划分，获得方位角度域网格；根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算方位角度域网格中每个方位角对应的反射角，得到面元化结果，作为方位角域成像道集。可选的，所述根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，计算Dix层速度，具体包括：根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，利用公式计算Dix层速度vDIX-INT(t)；其中，t表示时间，vRMS(t,r0)为OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度，r0为OVT域成像道集中的的成像射线出射点。可选的，所述利用Dix层速度设置初始的深度域空间的层速度，并采用优化目标函数的方式，确定优化后的深度域空间的层速度，具体包括：利用公式vINT＝(z,r)设置初始的深度域空间的层速度vINT，其中，r＝r0，r0为OVT域成像道集中的的成像射线出射点，t表示时间，z表示(x，y，z)空间的z轴的取值，r表示(x，y，z)空间的(x，y)平面的位置值；利用深度域空间的层速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n采用时间域偏移成像方法将OVT域数据转换成OVT域成像道集；/n根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，计算Dix层速度；/n利用Dix层速度设置初始的深度域空间的层速度，并采用优化目标函数

【技术特征摘要】
1.一种OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
采用时间域偏移成像方法将OVT域数据转换成OVT域成像道集；
根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，计算Dix层速度；
利用Dix层速度设置初始的深度域空间的层速度，并采用优化目标函数的方式，确定优化后的深度域空间的层速度；其中，vDIX-INT为Dix层速度，vINT为深度域空间的层速度，r′0为深度域空间的成像出射点；
根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算最大反射角，确定反射角范围(0，θmax)；其中，θmax为最大反射角；
对方位角范围为(0，360°)和反射角θ范围为(0，θmax)的区域进行网格划分，获得方位角度域网格；
根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算方位角度域网格中每个方位角对应的反射角，得到面元化结果，作为方位角域成像道集。


2.根据权利要求1所述的OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，其特征在于，所述根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，计算Dix层速度，具体包括：
根据OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度和OVT域成像道集中的成像射线单程旅行时，利用公式计算Dix层速度vDIX-INT(t)；其中，t表示时间，vRMS(t,r0)为OVT域成像道集中的叠前时间偏移均方根速度，r0为OVT域成像道集中的的成像射线出射点。


3.根据权利要求2所述的OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，其特征在于，所述利用Dix层速度设置初始的深度域空间的层速度，并采用优化目标函数的方式，确定优化后的深度域空间的层速度，具体包括：
利用公式vINT＝(z,r)设置初始的深度域空间的层速度vINT，其中，r＝r0，z表示(x，y，z)空间的z轴的取值，r表示(x，y，z)空间的(x，y)平面的位置值；
利用深度域空间的层速度vINT，采用求解程函方程的方式确定深度域空间的成像射线旅行时τ2；
根据深度域空间的成像射线旅行时τ2，利用公式计算深度域空间的成像出射点r′0；
根据深度域空间的成像出射点计算目标函数的目标函数值；
判断所述目标函数值是否小于目标函数阈值，得到判断结果；
若所述判断结果表示否，则利用共轭梯度法更新深度域空间的层速度，返回步骤“利用深度域空间的层速度vINT，采用求解程函方程的方式确定深度域空间的成像射线旅行时τ2”；
若所述判断结果表示是，则输出更新后的深度域空间的层速度，作为优化后的深度域空间的层速度。


4.根据权利要求3所述的OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，其特征在于，所述根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算方位角度域网格中每个方位角对应的反射角，得到面元化结果，作为方位角域成像道集，具体包括：
根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，利用公式计算每个方位角对应的反射角，得到方位角域成像道集；其中，θ为反射角。


5.根据权利要求1所述的OVT域数据转换成方位角度域成像道集的方法，其特征在于，所述根据优化后的深度域空间的层速度和OVT域成像道集数据中的叠前时间偏移均方根速度，计算方位角度域网格中每个方位角对应的反射角，得到面元化结果，作为方位角域成像道集，之后还包括：
根据地震道与面元化结果的面元中心的距离，对所述面元化结果进行加权插值和均化处理。

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【专利技术属性】
技术研发人员：曹丹平，朱兆林，梁锴，
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