一种多分量地震资料偏移成像方法技术

本发明专利技术公开一种多分量地震资料偏移成像方法

【技术实现步骤摘要】
一种多分量地震资料偏移成像方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及地震波传播数值模拟和成像领域，特别是涉及一种多分量地震资料偏移成像方法
、
系统
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]起伏地表条件是地震勘探面临的第一个亟待解决的难题
。
剧烈的地形起伏会直接导致数据采集困难
、
信噪比低
、
散射噪声严重
、
静校正不准确
、
成像精度低等一系列问题
。
为消除起伏地表的影响，目前工业界最常用的做法是在偏移成像之前对地震资料进行静校正等预处理，受相关预处理方法误差的影响，该过程会对地震资料的运动学及动力学特征带来畸变，从而影响后续偏移成像的准确性
。
基于起伏地表直接进行偏移成像是解决复杂近地表地区地震成像问题的根本方法，而实现起伏地表条件下的高效高精度地震波数值模拟是其核心内容
。
尽管当前起伏地表地震波数值模拟已经取得了较为丰富的研究成果，但其在实际应用中依然存在精度和效率相互掣肘的矛盾，为此有必要发展一套高效高精度的起伏地表地震波数值模拟理论方法，为起伏地表直接偏移成像奠定坚实的波动理论基础
。
[0003]除起伏地表外，面向复杂构造的高精度地震波数值模拟同样对地震偏移成像非常重要
。
基于规则网格的经典有限差分法因实现简单
、
求解高效等优势，是当前工业界应用最广泛的复杂介质地震波数值模拟方法
。
然而，规则网格会造成介质参数的真实界面与数值界面不重合，进而影响数值模拟精度
。
径向基函数有限差分数值模拟是一种基于离散无网格节点的波动方程数值求解算法
。
该方法基于径向基函数近似理论，将波场的偏导数表示为相邻节点波场值的线性组合
。
相比之下，径向基函数有限差分法克服了经典有限差分法对网格的依赖，更加适用于解决不规则地质体和起伏界面等复杂构造条件下的地震波数值模拟问题
。
然而受到节点分布
、
基函数类型
、
形变参数
、
边界条件等多种因素影响，现有的径向基函数有限差分法面临稳定差
、
效率低等关键难题，难以应用于实际成像处理
。
因此研究适用于起伏地表及复杂构造的稳定高效径向基函数有限差分法对于高精度地震成像意义重大
。
[0004]综上所述，面对当前复杂地表及复杂构造的双复杂地质条件，针对多分量地震资料，专利技术一种能够精确处理起伏地表条件下的地震波传播以及实现高效高精度的偏移成像方法是迫在眉睫的
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种多分量地震资料偏移成像方法
、
系统
、
设备及介质，可提高偏移成像的精度和计算效率
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种多分量地震资料偏移成像方法，包括：
[0008]获取工区地质
‑
地球物理资料和工区地表高程；
[0009]根据所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程对工区的规则网格深度域
模型进行离散节点剖分，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散节点位置坐标；
[0010]对所述初始离散节点位置坐标利用离散节点控制方程进行节点位置自适应移动，得到所述规则网格深度域模型对应的最终离散节点位置坐标；
[0011]根据所述最终离散节点位置坐标利用径向基函数有限差分方法构建弹性波方程离散节点有限差分数值求解格式；
[0012]利用滤波器根据所述最终离散节点位置坐标对所述弹性波方程离散节点有限差分数值求解格式进行求解，得到每一炮每一时刻的震源端波场和检波器波场；
[0013]根据所述震源端波场和检波器波场利用离散节点弹性波场纵横波分离径向基函数有限差分数值计算格式确定离散节点的纯净纵波场矢量和纯净横波场矢量；
[0014]基于时间一致性原理，根据所述离散节点的纯净纵波场矢量和纯净横波场矢量利用偏移成像条件对震源端的纯净波场矢量和检波器端的纯净波场矢量进行成像，得到每一炮的单炮偏移剖面
。
[0015]可选地，根据所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程对工区的规则网格深度域模型进行离散节点剖分，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散节点位置坐标，具体包括：
[0016]利用所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程基于工区的规则网格深度域模型的物理边界，逐层进行离散节点剖分，得到物理边界上的离散节点初始空间位置坐标
、
离散节点处的纵波速度
、
横波速度和密度；
[0017]根据所述物理边界上的离散节点初始空间位置坐标
、
离散节点处的纵波速度
、
横波速度和密度基于自适应无网格剖分方法，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散节点位置坐标
。
[0018]可选地，对所述初始离散节点位置坐标利用离散节点控制方程进行节点位置自适应移动，得到所述规则网格深度域模型对应的最终离散节点位置坐标，具体包括：
[0019]对所述初始离散节点位置坐标利用离散节点控制方程，通过
Gauss
‑
Seidel
迭代法进行求解，得到所述规则网格深度域模型对应的最终离散节点位置坐标
。
[0020]可选地，所述离散节点弹性波场纵横波分离径向基函数有限差分数值计算格式的表达式为：
[0021][0022][0023]其中，为离散节点的纯净纵波场矢量，
v
p
为最终离散节点位置所对应的纵波速度，为水平二阶导数系数，
u
j
为弹性波场的水平分量，为混合二级导数的径向基函数有限差分系数，
w
j
为弹性波场的垂直分量，为笛卡尔坐标系下
x
方向的单位矢量，为垂直二阶导数系数，为笛卡尔坐标系下
z
方向的单位矢量，为离散节点的纯净横波场矢量，
v
s
为最终离散节点位置所对应的横波速度，
i
和
j
为均为索引号，
n
为参与差分计算的节点总数
。
[0024]本专利技术还提供一种多分量地震资料偏移成像系统，包括：
[0025]获取模块，用于获取工区地质
‑
地球物理资料和工区地表高程；
[0026]离散节点剖分模块，用于根据所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程对工区的规则网格深度域模型进行离散节点剖分，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多分量地震资料偏移成像方法，其特征在于，包括：获取工区地质
‑
地球物理资料和工区地表高程；根据所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程对工区的规则网格深度域模型进行离散节点剖分，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散节点位置坐标；对所述初始离散节点位置坐标利用离散节点控制方程进行节点位置自适应移动，得到所述规则网格深度域模型对应的最终离散节点位置坐标；根据所述最终离散节点位置坐标利用径向基函数有限差分方法构建弹性波方程离散节点有限差分数值求解格式；利用滤波器根据所述最终离散节点位置坐标对所述弹性波方程离散节点有限差分数值求解格式进行求解，得到每一炮每一时刻的震源端波场和检波器波场；根据所述震源端波场和检波器波场利用离散节点弹性波场纵横波分离径向基函数有限差分数值计算格式确定离散节点的纯净纵波场矢量和纯净横波场矢量；基于时间一致性原理，根据所述离散节点的纯净纵波场矢量和纯净横波场矢量利用偏移成像条件对震源端的纯净波场矢量和检波器端的纯净波场矢量进行成像，得到每一炮的单炮偏移剖面
。2.
根据权利要求1所述的多分量地震资料偏移成像方法，其特征在于，根据所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程对工区的规则网格深度域模型进行离散节点剖分，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散节点位置坐标，具体包括：利用所述工区地质
‑
地球物理资料和所述工区地表高程基于工区的规则网格深度域模型的物理边界，逐层进行离散节点剖分，得到物理边界上的离散节点初始空间位置坐标
、
离散节点处的纵波速度
、
横波速度和密度；根据所述物理边界上的离散节点初始空间位置坐标
、
离散节点处的纵波速度
、
横波速度和密度基于自适应无网格剖分方法，得到所述规则网格深度域模型对应的初始离散节点位置坐标
。3.
根据权利要求1所述的多分量地震资料偏移成像方法，其特征在于，对所述初始离散节点位置坐标利用离散节点控制方程进行节点位置自适应移动，得到所述规则网格深度域模型对应的最终离散节点位置坐标，具体包括：对所述初始离散节点位置坐标利用离散节点控制方程，通过
Gauss
‑
Seidel
迭代法进行求解，得到所述规则网格深度域模型对应的最终离散节点位置坐标
。4.
根据权利要求1所述的多分量地震资料偏移成像方法，其特征在于，所述离散节点弹性波场纵横波分离径向基函数有限差分数值计算格式的表达式为：性波场纵横波分离径向基函数有限差分数值计算格式的表达式为：其中，为离散节点的纯净纵波场矢量，
v
p
为最终离散节点位置所对应的纵波速度，为水平二阶导数系数，
u
j
为弹性波场的水平分量，为混合二级导数的径向基函数有限差
分系数，
w
j
为弹性波场的垂直分量，为笛卡尔坐标系下
x
方向的单位矢量，为垂直二阶导数系数，为笛卡尔坐标系下
z
方向的单位矢量，为离散节点的纯净横波场矢量，
v
s
为最终离散节点位置所对应的横波速度，
i
和
j
为均为索引号，
n
为参与差分计算的节点总数
。5.
一种多分量地震资料偏移成像系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取工区地质
‑
地球物理资料和工区地表高程；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷丙洛，乔运聪，刘兴农，张鑫怡，黄建平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：