一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法技术

本发明专利技术属于数据处理技术领域，具体涉及一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法。1、设置染色位置2、设置震源、检波点、地震记录信息；3、求取震源地震波场值；4、保存计算出的真实波场；5、计算真实波场；6、判断时间循环是否达到最大时间步T，否则重复3至5，是则结束时间循环；7、将真实波场到达染色区域的波场值赋予染色波场；8、计算真实波场；9、判断时间循环是否达到最大时间步T，否则重复7至8，是则结束时间循环；10、加载检波点波场数据；11、求解检波点地震波场值；12、计算检波点地震波场值，判断是否到达时间步长0，否则重复7至9，是则结束循环；13、利用成像条件处理后得到地下构造成像结果。下构造成像结果。下构造成像结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法


[0001]本专利技术属于数据处理
，具体涉及一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法。

技术介绍

[0002]在石油勘探中，如何看清地下介质情况对石油的开发生产有着极大的指导作用，在地震勘探问世前，地质学家通过研究地表露头寻找油气苗以及背斜构造来推测油气田的所在位置。1920
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1930年地震勘探技术的出现，使得地质调查从地表转向地下。地震资料解释人员通过地震资料解释结果寻找构造圈闭来寻找存在的油气藏。经过数十年的发展，常规构造油气藏所含油气被开发殆尽，隐蔽性油气藏理论的问世，为油气勘探开发提供了更广阔的前景。在对隐蔽岩性油气藏的研究过程中地球物理学家发现盐下区域易形成巨型油气藏，然而有限的观测系统难以接收足够多的有效反射波。以及当地震波传播至含有高反射率的盐丘表面时，波形会产生极大的扭曲，振幅也会产生极大的衰减会使深层能量变得复杂且微弱，导致了盐下区域地震波信噪比极低，因此发展针对盐下区域的精确成像技术已经成为当今工业界的共识。
[0003]为解决这一问题，地球物理学家提出了相当多的解决办法，如以改变观测系统的三维地震测井技术，多方位，多尺度接收地震信号，极大的丰富地下结构的照明，是一种有效的盐下区域成像方法(Chen，1992)。宽方位角三维采集系统可以采集丰富的方位角信息,有利于对深层、高陡构造、各向异性岩体进行成像(唐云，2003)。局部角度域的采集孔径修正也可以显著提高成像结果的振幅(Cao，2009)。对弱照明区域进行加权，同时保留强照明区域，改善了盐下区域的成像效果(Gherasim，2014)。由于多次反射波的反射路径与一次反射波的反射路径不同，多次波也可以被用来增强弱照明的盐下区域的能量信号(李鹏，2006)。多次散射波也被用来对缺少一次反射波照明区域成像(Guitton，2002)。将多次波作为一种重要的反射能量，使用多次波成像结果来修正传统逆时偏移的结果，可以增强深层盐下区域的照明效果(Liu，2011)。除此之外，一个相对精确的速度模型也是获得高质量盐下成像效果的关键，因此精确的速度建模技术对盐下弱照明区域的成像也存在至关重要的作用。Tang等(2011)在速度建模过程中提取了一个总数据集的子集，但这个子数据集具有速度建模所需要的一切信息，使得这块子数据集适合面向特定目标结构的速度模型构建。由此为启发，Chen等(2014)提出弹性介质复数域染色算法。其灵感来源于生物学中“预定命运图”的思想，将与目标区域有关的染色波场作为“细胞”，通过标记这些“细胞”可以观察其“生命活动”—染色波场所产生的反射波与透射波。应用此算法可以得到一个与目标区域有关的染色波场，并且这个波场与真实波场在传播过程中是同步的。将得到染色波场应用偏移成像条件可以得到抹除除目标结构之外的成像结果。因此该算法可以提高目标区域的信噪比。然而，复数域染色算法所得到的染色波场受复速度的影响存在振幅远小于真实波场振幅且波形被扭曲的缺点。Li等(2017)提出弹性介质广义染色算法的控制方程，其构建的染色波场与真实波场的匹配度远高于复数域染色算法，可以实现高分辨率的目标区域成
像。
[0004]然而出于理论技术的限制以及生产效率的考量，在早期的地震勘探研究中简单的把地下介质简化为非衰减的弹性介质。但实际上地下介质通常具有粘滞性，地震波在地层传播过程中会产生振幅衰减，相位畸变和频带缩窄等现象，如果忽视地层粘滞性，会导致盐下区域地震波能量更加衰弱，波形扭曲，严重影响下覆构造的成像精度。
[0005]目前，采用记忆变量及粘弹性参数表征波场特征的广义标准线性体模型(GSLS)被运用于描述地层的粘滞性(Carcione，1988)，然而该方程使用的记忆变量隐式地表征了振幅衰减与相位错动现象，在补偿偏移成像中虽然可以恢复地震波振幅信息，但无法恢复相位信息导致成像结果中地层位置不准确。并且由于记忆变量表征参数过多，并不是理想的波场延拓算子。相比之下，如今被广泛研究的常Q模型(Kjartansson，1979)表征的参数更少，计算也更加简洁，根据该模型的定义，在地震勘探频段内(<150HZ)，品质因子Q几乎不随频率变化，更符合物理规律。
[0006]Carcion等(2002)以常Q模型为基础，第一次实现了该模型在地震波传播中的应用。Carcion等(2010)针对计算方程中分数阶时间偏导数需要巨大的储存与计算成本，发展了近似常Q波动方程，该方程含有分数阶拉普拉斯算子，可以通过快速傅里叶变换进行计算，使得数值计算大为简化。在此基础上，Zhu等(2014)提出一种分数阶拉普拉斯算子近似常Q的粘声方程。该方程含有两个拉普拉斯算子分别对应相位频散项和振幅衰减项，其表征参数只有速度与Q，是实现粘声逆时偏移的良好方法。但是，该方法依旧没有解决在具有盐丘上覆构造时存在的成像照明不足，信噪比低等问题。

技术实现思路

[0007]为了解决
技术介绍
中所述存在的问题，本专利技术提供了一种基于广义染色算法的粘滞介质靶区成像方法，能够提高盐下复杂油气储层的识别精度，为油气资源的快速、高效开发提供核心技术支撑。
[0008]本专利技术采用的技术方案为：一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法，方法包括以下步骤：
[0009]步骤一、设置染色位置，在所选染色位置设置N个虚拟检波点来接收传播至染色位置的波场值；
[0010]步骤二、设置震源、检波点、地震记录信息；
[0011]步骤三、利用分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程和边界条件求取时间步为T的震源地震波场值，并保存波场值；
[0012]分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程：
[0013][0014][0015]方程中:c为速度，t为时间，p为粘声波波场；Q为品质因子；c0为参考频率ω0处定义
的相速度；s为震源；方程(1)中右侧第一项主要控制频散，第二项主要控制振幅衰减；
[0016]步骤四、保存时间步长为t由分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程所计算出的真实波场
[0017]步骤五、计算时间步长为t+1的真实波场；
[0018]步骤六、判断时间循环是否达到最大时间步T，否则重复步骤三至步骤五，是则结束时间循环；
[0019]步骤七、将保存下的真实波场到达染色区域的部分波场值赋予染色波场；
[0020]步骤八、按虚拟检波点染色算法方程计算时间步长为j+1的真实波场，并保存染色波场
[0021]粘滞介质的广义染色算法方程：
[0022][0023][0024][0025]方程中和表示原波场与真实震源，和表示染色波场与虚拟检波点所接收到的波场值；
[0026]步骤九、判断时间循环是否达到最大时间步T，否则重复步骤七至步骤八，是则结束时间循环；
[0027]步骤十、加载时间步长为T+1的检波点波场数据；
[0028]步骤十一、利用方程(1)波动方程和边界条件求解时间步为T+1的检波点地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法，其特征在于：基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法包括以下步骤：步骤一、设置染色位置，在所选染色位置设置N个虚拟检波点来接收传播至染色位置的波场值；步骤二、设置震源、检波点、地震记录信息；步骤三、利用分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程和边界条件求取时间步为T的震源地震波场值，并保存波场值；分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程：分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程：方程中:c为速度，t为时间，p为粘声波波场；Q为品质因子；c0为参考频率ω0处定义的相速度；s为震源；步骤四、保存时间步长为t由分数阶拉普拉斯算子常Q解耦粘声波方程所计算出的真实波场步骤五、计算时间步长为t+1的真实波场；步骤六、判断时间循环是否达到最大时间步T，否则重复步骤三至步骤五，是则结束时间循环；步骤七、将保存下的真实波场到达染色区域的部分波场值赋予染色波场；步骤八、按虚拟检波点染色算法方程计算时间步长为j+1的真实波场，并保存染色波场粘滞介质的广义染色算法方程：粘滞介质的广义染色算法方程：粘滞介质的广义染色算法方程：方程中和表示原波场与真实震源，和表示染色波场与虚拟检波点所接收到的波场值；步骤九、判断时间循环是否达到最大时间步T，否则重复步骤七至步骤八，是则结束时间循环；步骤十、加载时间步长为T+1的检波点波场数据；
步骤十一、利用方程(1)波动方程和边界条件求解时间步为T+1的检波点地震波场值；步骤十二、计算时间步长为T
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t
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1的检波点地震波场值，判断是否到达时间步长0；否则重复步骤七至步骤九，是则结束循环；步骤十三、利用成像条件处理所有炮的染色波场、检波点反传波场信息、去噪后得到地下构造成像结果；成像条件如下所示：其中R为检波点反传波场，为染色波场。2.根据权利要1所述的一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法，其特征在于：采用有限差分法求解等号左边的时间导数，利用伪谱法求取等号右端的空间算子；因此，时间精度为二阶精度，空间精度为谱精度，其计算方程为：二阶精度，空间精度为谱精度，其计算方程为：其中F和F
‑1分别为一维正反傅里叶变化，k为离散波数。3.根据权利要1所述的一种基于虚拟检波点染色算法的粘滞介质靶区成像方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子墨，石颖，王维红，王宁，柯璇，李松龄，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：