复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统。基于P波运动学和动力学射线追踪获得复杂地表震源位置处出射的P波射线束，直接在复杂地表震源进行P波波场延拓；利用相应的S波射线追踪获得复杂地表检波点位置处出射的S波射线束，对每炮PS波地震记录直接在复杂地表检波点进行反向延拓，获得复杂地表精确的反向延拓波场；对所述每炮PS波相应的复杂地表震源处P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，获得复杂地表每炮PS波的深度域偏移剖面；将所有单炮PS波在同一成像点位置处的成像值进行叠加，获得最终的复杂地表PS波高精度深度域偏移成像剖面。本发明专利技术可以有效解决复杂地表条件下PS波地震记录的精确成像问题。录的精确成像问题。录的精确成像问题。

【技术实现步骤摘要】
复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及地震勘探领域，特别是涉及一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统。

技术介绍

[0002]地震波能量在地下介质中以弹性波传播，包括纵(P)波和横(S)波，两种波型反映地下介质属性的不同特性，联合P波和S波地震波场可以获得比单独P波更多的地下介质信息。对于地下气云区域，相比于PP波，利用PS波地震数据可以获得更好的成像结果。此外，PS波可以对浅层构造和小断层获得更加精细的成像，而且充分利用地下波场可以获得更详细的地质构造、内部变形和岩石特性等信息，进而改善储层特征和岩性的识别。然而，由于PS波从震源到检波点的传播路径具有不对称性，与传统的PP波地震数据相比，PS波的成像处理非常困难，常规的处理手段无法获得准确的成像结果，PS波叠前深度偏移技术是解决复杂地质构造情况下PS波精确成像的重要手段。
[0003]除了复杂的地下介质构造，复杂地表问题也为PS波地震数据的成像处理提出了严峻的挑战。在常规处理中，通常采用表层波场校正方法将地震数据校正到参考平面，但当地表高程和近地表速度横向变化剧烈时，常规的处理手段会扭曲波场，引起成像误差。相比之下，直接从复杂地表进行深度偏移成像的方法可以有效地消除地表高程和近地表速度变化引起的走时、振幅误差，可以对地下复杂地质构造准确成像。复杂地表直接深度偏移成像方法主要有波动方程偏移和Kirchhoff偏移两类，其中波动方程偏移方法很难适应不规则的采集系统，而且计算成本高；Kirchhoff偏移方法简单、高效，适用于任意采集系统，但是无法很好的处理复杂波场中的焦散现象，而且存在多值走时问题，将严重影响成像质量。为此，必须建立一套新的、适用于复杂地表条件下PS波地震数据高精度的直接叠前深度偏移成像方法及系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统，以有效地解决复杂地表条件下PS波地震记录的精确成像问题，获得复杂地表条件下PS波高精度的叠前深度偏移成像剖面。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，包括：
[0007]获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度；
[0008]根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息；
[0009]利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束；
[0010]基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓；
[0011]对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
[0012]基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
[0013]将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。
[0014]可选地，所述根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息，具体包括：
[0015]根据所述PS波地震记录数据，确定每炮的震源和检波点在复杂地表的位置坐标；
[0016]根据所述复杂地表的高程参数和所述位置坐标，利用数值微分三点公式计算复杂地表每炮PS波地震记录对应的震源和检波点位置的倾角信息。
[0017]可选地，所述利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束，具体包括：
[0018]利用各向同性运动学射线追踪方法，确定复杂地表震源位置处出射的P波射线束的中心射线路径和旅行时的运动学信息；
[0019]根据所述中心射线路径，利用各向同性动力学射线追踪方程组求取中心射线的动力学参数；
[0020]根据所述运动学信息和所述动力学参数，确定复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束。
[0021]可选地，所述对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场，具体包括：
[0022]从所述复杂地表检波点位置处沿不同方向出射S波射线束，通过相应的S波各向同性运动学射线追踪和动力学射线追踪，确定复杂地表每个检波点位置处出射的S波射线束；
[0023]根据所述S波射线束和所述倾角信息采用公式确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
[0024]其中，W
PS
(x,x
r
,ω)为复杂地表检波点的反向延拓波场，u
PS
(x
r
,x
s
,ω)为复杂地表PS波共炮点道集地震记录频谱，是复杂地表检波点位置x
r
处出射的S波射线束表达式，*表示共轭复数，为复杂地表检波点位置处的S波速度，θ
r
＝β
r-α
r
为复杂地表检波点位置处S波射线出射方向与地表法线之间的夹角，β
r
为复杂地表检波点位置处S波射线的出射角，α
r
为地表的倾角，为复杂地表检波点出射的S波射线束偏移参数矢量，为S波射线束偏移参数矢量的水平分量；为S波射线束偏移参数矢量的垂直分量。
[0025]可选地，所述基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面，具体包括：
[0026]基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度采用公式确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
[0027]其中，为复杂地表条件下单炮PS波叠前深度偏移成像值，C为常数；为符号函数，在偏移过程中利用符号函数校正PS波地震记录的极性反转现象，符号函数满足如下关系：
[0028][0029]其中，为地下成像点位置处P波射线束的入射角，所述P波入射角可以通过复杂地表震源出射的P波射线束传播角σ1和复杂地表检波点出射的S波射线束传播角σ2求取，P波入射角与所述传播角度之间满足如下关系：
[0030][0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，包括：获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度；根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息；利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束；基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓；对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。2.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息，具体包括：根据所述PS波地震记录数据，确定每炮的震源和检波点在复杂地表的位置坐标；根据所述复杂地表的高程参数和所述位置坐标，利用数值微分三点公式计算复杂地表每炮PS波地震记录对应的震源和检波点位置的倾角信息。3.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束，具体包括：利用各向同性运动学射线追踪方法，确定复杂地表震源位置处出射的P波射线束的中心射线路径和旅行时的运动学信息；根据所述中心射线路径，利用各向同性动力学射线追踪方程组求取中心射线的动力学参数；根据所述运动学信息和所述动力学参数，确定复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束。4.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场，具体包括：从所述复杂地表检波点位置处沿不同方向出射S波射线束，通过相应的S波各向同性运动学射线追踪和动力学射线追踪，确定复杂地表每个检波点位置处出射的S波射线束；根据所述S波射线束和所述倾角信息采用公式
确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；其中，W
PS
(x,x
r
,ω)为复杂地表检波点的反向延拓波场，u
PS
(x
r
,x
s
,ω)为复杂地表PS波共炮点道集地震记录频谱，是复杂地表检波点位置x
r
处出射的S波射线束表达式，*表示共轭复数，为复杂地表检波点位置处的S波速度，θ
r
＝β
r-α
r
为复杂地表检波点位置处S波射线出射方向与地...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建光，吕庆田，严加永，
申请(专利权)人：中国地质科学院，
类型：发明
国别省市：