【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气勘探开发中的地震成像，具体涉及一种高精度分数阶导数地震逆时偏移方法及系统。
技术介绍
1、传统的逆时偏移是利用地震子波正传得到的震源波场和反传地震数据得到的接收波场互相关得到偏移图像。但是在粘声衰减介质中，地震数据有明显的频散效应和衰减效应，利用传统逆时偏移方法得到的结果信噪比低、层位不准、质量差。因此，应该在逆时偏移中考虑衰减效应的补偿，以提高地震成像的分辨率和可靠度。
2、地球介质的衰减特性可以用弹簧和粘壶的物理模型组合而成，如常见的标准线性体(sls)模型，凯文-福格特模型等，其特点为计算相对简单，能够利用有限差分大规模求解。但这一类模型无法准确描述地球衰减的常q特性，与实测结果不相吻合。另一类衰减模型从常q特性出发，推导出一种基于分数阶空间导数的模型，其能够准确描述地震频率无关的衰减特性，但其相速度不准确，尤其是低频部分。广义粘声波动方程将以上两类模型结合起来，能够准确模拟地震衰减特征。
3、广义粘声波动方程同样以分数阶时间导数的形式表达粘滞特性。但是，分数阶时间导数数值计算十分困难，需要大量的储存空间，其不适用于大规模的地震模拟和成像。
4、所以，一种高效的解决方法是将分数阶时间导数转化为空间导数进行计算，分数阶的空间导数采用伪谱法高效计算。但伪谱法理论上不适用于非均匀介质，通常做法是用平均衰减参数代替全局空变的衰减参数来近似计算，这样做会带来较大的模拟误差，尤其在油气富集区域等复杂地质条件下。一些改进方案包括增加分数阶导数的个数，或者利用积分法提高精度，但这又远远
5、对于衰减补偿而言，广泛采用的方法是利用反q滤波处理地震数据，但其基于一维模型假设，且无法处理复杂地质条件。在逆时偏移中，衰减能够在正反传播的过程中得到补偿。常规地震逆时偏移无法对于频散和衰减进行解耦，对振幅补偿时无法校正相位，因此限制了衰减补偿的效果和成像分辨率的提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于广义粘声波动方程的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法及系统，解决在衰减介质中，地震偏移出现信噪比低、相位差、层位不准的问题，显著提高基于分数阶导数的粘声介质逆时偏移的效率和精度，提高偏移结果的分辨率及精度。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，所述方法包括：
4、第一步：输入地震子波、反传地震数据；
5、第二步：利用地震子波获得震源波场；
6、第三步：利用反传地震数据获得接收波场；
7、第四步：根据震源波场和接收波场，利用成像条件获得最终偏移图像。
8、优选的，第一步的操作包括：
9、对采集到的地震数据进行处理，获得地震子波、反传地震数据。
10、优选的，第二步的操作包括：
11、利用频散方程获得震源波场：
12、
13、
14、其中，us(x)表示震源波场，c表示粘弹性速度，t表示时间，▽2表示拉普拉斯算子，β表示与品质因子有关的粘弹性参数，ω0为参考频率，c0是参考速度，f(β(x))表示校正函数，w(t)代表地震子波，x表示空间位置，x0表示震源位置，δ(x-x0)表示dirac-delta函数。
15、优选的，第三步的操作包括：
16、利用衰减补偿方程获得接收波场：
17、
18、
19、
20、其中，ur(x)表示接收波场，c表示粘弹性速度，t表示时间，▽2表示拉普拉斯算子，β表示与品质因子有关的粘弹性参数，ω0为参考频率，c0是参考速度，f(β(x))表示校正函数，d(t,x)表示反传地震数据。
21、优选的，第四步的操作包括：
22、根据震源互相关成像条件进行成像，利用下式获得最终偏移图像i(x)：
23、
24、其中us(x)和ur(x)分别代表震源波场和接收波场，t表示时间。
25、本专利技术的第二个方面，提供了一种高精度分数阶导数地震逆时偏移系统，所述系统包括：
26、输入单元，用于输入地震子波、反传地震数据；
27、震源波场获取单元，与输入单元连接，用于利用地震子波获得震源波场；
28、接收波场获取单元，与输入单元连接，用于利用反传地震数据获得接收波场；
29、偏移成像单元，与震源波场获取单元、接收波场获取单元分别连接，用于根据震源波场和接收波场，利用成像条件获得最终偏移图像。
30、优选的，震源波场获取单元进行以下操作：
31、利用频散方程获得震源波场：
32、
33、
34、其中，us(x)表示震源波场，c表示粘弹性速度，t表示时间，▽2表示拉普拉斯算子，β表示与品质因子有关的粘弹性参数，ω0为参考频率，c0是参考速度，f(β(x))表示校正函数，w(t)代表地震子波，x表示空间位置，x0表示震源位置，δ(x-x0)表示dirac-delta函数。
35、优选的，接收波场获取单元进行以下操作：
36、利用衰减补偿方程获得接收波场：
37、
38、
39、
40、其中，ur(x)表示接收波场，c表示粘弹性速度，t表示时间，▽2表示拉普拉斯算子，β表示与品质因子有关的粘弹性参数，ω0为参考频率，c0是参考速度，f(β(x))表示校正函数，d(t,x)表示反传地震数据。
41、优选的，偏移成像单元进行以下操作：
42、根据震源互相关成像条件进行成像，利用下式获得最终偏移图像i(x)：
43、
44、其中us(x)和ur(x)分别代表震源波场和接收波场，t表示时间。
45、本专利技术的第三个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行本专利技术的一种高精度分数阶导数地震逆时偏移方法中的步骤。
46、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
47、本专利技术基于广义粘声波动方程，将分数阶时间导数转化为了分数阶空间导数，大幅提高了其运算效率，又提出了频率无关的校正函数，提高了地震模拟精度。
48、本专利技术将该高精度的粘声方程用于逆时偏移，采用不同的方程生成震源波场和接收波场，对衰减效应进行相位校正和能量补偿，进而提升了成像的效率，并提高了成像结果的准确性和分辨率。
49、本专利技术对衰减介质复结构进行逆时偏移成像，适用于复杂地质条件及衰减显著区域的高精度成像，为后续偏移速度分析和油藏描述工作提供有力支撑。
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1.一种高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第一步的操作包括：
3.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第二步的操作包括：
4.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第三步的操作包括：
5.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第四步的操作包括：
6.一种高精度分数阶导数地震逆时偏移系统，其特征在于：所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移系统，其特征在于：震源波场获取单元进行以下操作：
8.根据权利要求6所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移系统，其特征在于：接收波场获取单元进行以下操作：
9.根据权利要求6所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移系统，其特征在于：偏移成像单元进行以下操作：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的
...【技术特征摘要】
1.一种高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第一步的操作包括：
3.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第二步的操作包括：
4.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第三步的操作包括：
5.根据权利要求1所述的高精度分数阶导数地震逆时偏移方法，其特征在于：第四步的操作包括：
6.一种高精度分数阶导数地震逆时偏移系统，其特征在于：所述系统包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，许璐，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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