一种利用合成震源记录相位编码叠前深度偏移方法技术

本发明专利技术提供了在复杂构造下一种利用合成震源记录相位编码叠前深度偏移方法。通过把面炮的平面波震源和地下照明的平面波震源波场推广为非平面波震源和地下照明的非平面波震源波场，把相位编码技术和一种新的混合相位编码技术，应用到目标照明的面炮记录或合成震源记录上，既可使面炮记录偏移效率成倍提高，又可降低因相位编码产生的人为误差，保持成像的高质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种利用合成震源记录相位编码叠前深度偏移方法，它可应用于陆上和海上石油天然气勘探各公司或地球物理勘探局所属地震数据处理计算中心，各地震数据处理公司，勘探地球物理研究院、所。(陆上和海上石油天然气勘探时，需采集人工地震数据并在地震数据计算中心处理地震数据，偏移成像是地震数据处理的中心环节。)技术背景本专利技术涉及了一种在复杂构造条件下合成震源记录相位编码叠前深度偏移方法。在复杂构造条件下，通常的水平叠加方法失去了CDP道集成双曲线的前提条件，故反射波同相轴不可能通过动较正达到同相叠加。在此基础上的叠后偏移，也因此不可能使地下界面准确成像。叠前深度偏移方法可以克服复杂构造及复杂构造下的成像问题，是最精确的地震记录成像方法。叠前深度偏移方法可以分为两类一类是克希霍夫(KIRCHHOFF)积分法，这类方法基于求解程函方程，计算旅行时和格林函数，方法灵活、实用和快速，但受高频近似，多路径计算的困扰，对复杂构造下的地层难以成像，且不利于真振幅成像。第二类是基于波动方程的波场延拓方法，这类方法从输入记录来划分，又可分为炮集记录偏移和面炮记录偏移。波场延拓方法主要有有限差分法，裂步法，相移加插值方法和富利叶有限差分法。炮集记录是一个物理实验，基于波动方程波场延拓的炮集记录叠前深度偏移被公认为是最精确的叠前深度偏移方法，它的缺点是效率低。Berkhhout的面炮记录叠前深度偏移把所有单炮震源合成为一个新的合成震源，把所有单炮记录合成为一个新的合成震源记录，每个新的合成震源含不同的平面波射线参数，然后，按照炮记录偏移的步骤进行波场延拓和成像计算。面炮叠前深度偏移减少了需要偏移的地震记录，从而提高了炮集记录偏移的效率，国际公认的Marmousi模型测试结果表明面炮叠前深度偏移比炮记录偏移效率约提高25倍。面炮叠前深度偏移还提出了目标照明的技巧，有利于复杂构造下地层的成像。Berkhhout的面炮叠前深度偏移成像精度与炮集记录偏移等价。文献利用有限频带内平面波震源的最大能量旅行时成像，进一步提高了面炮记录偏移的效率。文献对炮集记录偏移方法，提出了线性相位编码，随机相位编码和频率平方相位编码方法。提高了单炮记录偏移的效率。文献进一步提出了两种在压制互相关噪音方面更有效的相位编码方法，一种利用了互相关函数的连续性，以两炮为一组，称为依赖频率的相位编码，另一种利用相邻炮震源波场相近的性质，可多炮为一组，编码相位值与频率无关，称为不依赖频率的相位编码。Berkhhout的面炮叠前深度偏移成像精度与炮集记录偏移等价。它的问题主要有三个1)合成震源和目标照明波场均采用平面波，当地下构造很陡时，会拉长合成震源记录的长度，降低计算效率。2)波场延拓采用矩阵计算，比较费时。3)与克希霍夫(KIRCHHOFF)积分法比，效率仍然不高。本专利技术全面克服了面炮叠前深度偏移上面存在的三个问题。其要点是1)合成震源和目标照明波场均可采用平面波震源或非平面波震源。2)波场延拓运用富利叶有限差分法。3)在合成震源记录叠前深度偏移中，利用相位编码或混合相位编码，用一个合成震源记录叠前深度偏移的计算量，近似地得到多个合成震源记录叠前深度偏移叠加的结果，从而可成倍地提高合成震源或面炮记录叠前深度偏移的效率，并使人为的互相关噪音降到很低。在成像质量上，随着参与编码的合成震源个数的增加，信噪比仅略有降低。为区别平面波震源和面炮震源，下面，我们把平面波震源和非平面波震源统称为合成震源和合成震源记录。与炮记录偏移相比，通过合成震源和合成震源记录偏移可以成倍，成几十倍地提高叠前深度偏移的效率。在此基础上运用适合于合成震源记录的相位编码，在叠前深度偏移之前，将合成震源记录再次叠加，从而可再成倍地提高合成震源记录叠前深度偏移的效率。附图说明图1表示p＝0时的平面波合成震源。图2表示p＝-58.1μs/m时的平面波合成震源，其中μs/m表示微秒/米，下同。图3表示p＝58.1μs/m时的平面波合成震源。图4表示分段平面波合成震源，p＝-58.1μs/m。图5表示分段平面波合成震源，p＝58.1μs/m。图6合成震源记录相位编码叠前深度偏移方法计算框7表示目标照明的合成震源记录叠前深度偏移得到的Marmousi模型数据的叠前深度偏移剖面。共使用了30个不同角度的射线参数P，射线参数间隔ΔP＝12.5μs/m(约2.5度)，目标照明的深度是2200米。射线参数P的取值范围是(-187.5μs/m，175μs/m)。图8表示利用合成震源记录与频率有关的相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，每两个合成震源相位编码成一组，目标照明的深度是2200米，采用分段平面波合成震源波场，分段方法是均分三段。与未相位编码的合成震源记录叠前深度偏移相比效率提高一倍，同图7相比，在成像质量上几乎一样。图9表示利用合成震源记录混合相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，一组为四个合成震源记录，M取2。目标照明的深度是2200米，采用分段平面波合成震源波场，分段方法是均分三段。图9同图7相比，在成像质量上仅有细微的差别，而计算效率提高了三倍。图10表示利用合成震源记录混合相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，一组六个合成震源记录，M取3。目标照明的深度是2200米，采用分段平面波合成震源波场，分段方法是均分三段。图10同图7相比，效率提高五倍，信噪比有所降低。图11表示利用合成震源记录与频率无关的相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，每四个合成震源记录为一组，目标照明的深度是2200米，采用分段平面波合成震源波场，分段方法是均分三段。同图9相比，信噪比降低，此算例说明合成震源记录混合相位编码叠前深度偏移方法可以更好地压制因相位编码产生的偏移噪音。图12是利用初至旅行时的积分法叠前深度偏移剖面，运算时间多于每四个和六个平面波震源一组的相位编码合成震源记录叠前深度偏移，很显然，其成像质量，尤其是两千米以下，复杂构造下的成像不及相位编码记录叠前深度偏移中的任何一个。图13表示目标照明的合成震源记录叠前深度偏移剖面，使用了射线参数从-166.2μs/m到175.1μs/m，射线参数间隔为12.64μs/m。共28个平面波震源，目标照明的深度是3000米，采用合成平面波震源波场。以此结果为标准，检验相位编码合成震源记录叠前偏移的效果。图14表示利用合成震源记录与频率有关的相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，目标照明的深度是3000米，每两个合成震源记录为一组，在成像质量上同图13相比，几乎一样，而效率提高一倍。图15表示利用合成震源记录混合相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，目标照明的深度是3000米，每四个合成震源记录为一组，计算效率提高三倍。图16表示利用合成震源记录混合相位编码叠前深度偏移方法得到的偏移剖面，目标照明的深度是3000米，每七个合成震源记录为一组，计算效率提高六倍。比较图14、图15和图16可以看出，随着相位编码使用的合成震源记录个数的增加，偏移结果的信噪比逐步降低，但仍可得到主要构造的良好成像结果。
技术实现思路
本专利技术是，其特征在于在叠前深度偏移中合成震源包括平面波和非平面波合成震源，合成震源和合成震源记录必须符合三个条件，且生成合成震源和合成震源记录的合成算子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用合成震源记录相位编码的叠前深度偏移方法，其特征在于在叠前深度偏移中合成震源包括平面波和非平面波合成震源，合成震源和合成震源记录必须符合三个条件，且生成合成震源和合成震源记录的合成算子由波动方程解的如下三个性质的运算组成：①线性性 ：在频率域对应复数加法和乘法；②时移性：在频率域对应一固定的相位因子与炮记录道的复数乘法；③褶积性：在频率域对应一滤波因子与炮记录道的复数乘法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张叔伦，孙沛勇，赵景霞，
申请(专利权)人：张叔伦，孙沛勇，赵景霞，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]