一种各向异性地震成像方法技术

本发明专利技术公开一种各向异性地震成像方法，包括以下步骤：读入各向异性参数模型、P波速度模型、参数文件；对炮点沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；将单炮地震记录划分为多个以窗为单元的数据体；计算各个窗中数据体对时间及空间的偏导数，并对窗中地震记录进行局部平面波分解；对窗中心沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；对炮点和窗中心所有射线束对按照加了权系数的成像公式进行成像计算；将所有射线束对成像结果进行叠加得到最终偏移成像结果。本发明专利技术提高了有效信号对最终成像结果的贡献比重，提升了各向异性偏移方法的抗干扰能力和计算精度。

An anisotropic seismic imaging method

【技术实现步骤摘要】
一种各向异性地震成像方法
本专利技术属于地震偏移成像领域，具体涉及一种各向异性地震成像方法。
技术介绍
常规偏移成像方法是将目标地质体视为各向同性介质，但各向异性在地质体中是普遍存在的。当处理长偏移距以及宽方位地震数据时，忽略各向异性的影响容易导致偏移能量得不到较好的聚焦，偏移噪声增加等问题。这些问题会降低地震成像精度，并会给油气勘探工作带来一定的困难。吉林大学2017年博士论文公开了《克希霍夫型动态聚焦波束偏移》，其中介绍了一种各向异性克希霍夫型波束偏移方法，这一方法将各向异性射线追踪引入到型波束偏移中，以此来处理各向异性地质体。并且通过各向异性克希霍夫型波束偏移方法对各向异性Hess模型进行了成像试验，得到了比较好的偏移结果。《石油地球物理勘探》2016年05期公开了刘强等“各向异性介质共炮域高斯束偏移”，介绍了一种各向异性高斯波束叠前深度偏移方法，将各向异性射线追踪和高斯波束偏移相结合，以此来处理各向异性地质体。并通过各向异性高斯波束偏移方法对各向异性Hess模型进行了成像试验，得到了良好的成像结果。《物探化探计算技术》2017年第4期公开了阿依则姆古丽·如则等“各向异性介质拟声波叠前逆时偏移及成像条件的应用”，介绍了一种各向异性逆时偏移成像方法，研究了VTI介质声波波动方程，应用了优化的归一化互相相关成像条件，并通过了各向异性Hess模型对这一方法进行了验证，取得了良好的成像效果。通过以上例子可以看出，现有成像方法在一定程度上能够针对各向异性数据体进行良好的成像，但是成像精度仍然有待提高。
技术实现思路
为了提升各向异性地震成像方法的计算精度，本专利技术提供一种各向异性地震成像方法。本专利技术的一种各向异性地震成像方法，包括以下步骤：步骤1：读入各向异性参数模型、P波速度模型、参数文件；步骤2：使用Runge-Kutta法对炮点沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；步骤3：将单炮地震记录划分为多个以窗为单元的数据体；步骤4：计算各个窗中数据体对时间及空间的偏导数，并对窗中地震记录进行局部平面波分解；步骤5：对窗中心沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；步骤6：对炮点和窗中心所有射线束对按照加了权系数的成像公式进行成像计算；步骤7：将所有射线束对成像结果进行叠加得到最终偏移成像结果。进一步的，步骤1中各向异性参数模型包含各向异性参数模型和各向异性参数模型；参数文件包含网格大小、初始波束宽度、地震道数及道间距、没道采样点数、最小和最大频率。进一步的，步骤2中射线追踪方程组为：其中，xi表示离散点的空间位置；pi、pn、pl表示慢度分量；τ表示地震波走时；anjkl通过公式anjkl＝cijkl/ρ进行计算，cijkl为弹性模量，ρ为密度；gj、gk为特征向量分量；为偏导符号。知道中心射线信息后，通过波束宽度计算公式获得相应射线束的信息，其中波束宽度w计算公式为：其中，Vs为炮点处的速度值，σ为速度对射线路径的积分。进一步的，步骤3中，窗中心间隔选择范围为200m到500m，窗的持续长度为初始波束宽度的1.5倍。进一步的，步骤6中加了权系数的成像公式为：其中，Is表示单炮成像值；x表示成像点的位置；ps、pr分别为炮点和窗中心点发出射线的慢度参数；A表示振幅；Ds为局部平面波分解结果；L为窗中心的位置；p′与τ′为用以局部倾斜叠加的慢度和走时参数；成像公式中权重系数Wp′的表达式为：其中，ψ表示地震记录，ψx、ψt分别为地震记录对空间和时间的偏导数，W为满足慢度和走时要求点的集合，tj表示地震波走时。本专利技术与现有技术相比取得的有益效果为：本专利技术由于在成像公式中添加了新的权系数，增加了有效信号对最终成像结果的贡献比重，提升了各向异性Kirchhoff型波束偏移方法的抗干扰能力和计算精度。附图说明图1为各向异性Kirchhoff型波束偏移成像方法的流程图。图2为Hess模型P波速度值分布图。图3为Hess模型各向异性参数δ分布图。图4为Hess模型各向异性参数ε分布图。图5为Hess模型原有各向异性Kirchhoff型波束偏移方法局部成像结果放大图。图6为Hess模型新各向异性Kirchhoff型波束偏移方法局部成像结果放大图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。一种各向异性地震成像方法流程图如图1所示，具体如下：1、读入各向异性参数模型、P波速度模型、参数文件；各向异性参数模型包含各向异性参数σ模型和各向异性参数ε模型。参数文件包含网格大小、初始波束宽度、地震道数及道间距、没道采样点数、最小和最大频率。2、从炮点沿着不同方向发射射线，射线角度范围为：-70°到+70°，射线的角度间隔Δθ通常选取为：2°到4°，使用Runge-Kutta法求解各向异性运动学射线追踪方程组，方程组为：其中，xi表示离散点的空间位置；pi表示慢度分量；τ表示地震波走时；anjkl通过公式anjkl＝cijkl/ρ进行计算，cijkl为弹性模量，ρ为密度；gj、gk为特征向量分量。知道中心射线信息后，通过波束宽度计算公式获得相应射线束的信息，其中波束宽度w计算公式为：其中，Vs为炮点处的速度值，σ为速度对射线路径的积分。3、将单炮地震记录划分为多个以窗为单元的数据体，其中窗中心间隔通常的选择范围为200m到500m，窗的持续长度为初始波束宽度的1.5倍。4、计算窗中数据体对时间的偏导数以及数据体对空间的偏导数，并对窗中地震记录进行局部平面波分解。5、对窗中心沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息，步骤5和步骤2非常相似，唯一的区别在于炮点和窗中心点的坐标位置不同。6、对炮点和窗中心所有射线束对按照新的加了权函数的成像公式进行成像计算，原有的各向异性Kirchhoff型波束偏移的成像公式为：其中，Is表示单炮成像值；x表示成像点的位置；ps、pr分别为炮点和窗中心点发出射线的慢度参数；A表示振幅；Ds为局部平面波分解结果；为窗中心的位置；p′与τ′为用以局部倾斜叠加的慢度和走时参数。原有成像公式中通过局部平面波分解获得的τ-p域数据体，只要满足成像条件，可以等权重无差别的对最终成像结果产生影响，但局部平面波分解步骤由于截断效应等问题会引入很多无效的τ-p域数据，这些数据将对最终的成像结果产生不利影响。本专利技术将在原成像公式中加入一个新的权重系数，以此来增加有效信号对最终偏移结果的贡献比重，新的成像公式为：成像公式中权重系数Wp′的表达式为：其中，ψ表示地震记录，ψx、ψt分别为地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种各向异性地震成像方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：读入各向异性参数模型、P波速度模型、参数文件；/n步骤2：使用Runge-Kutta法对炮点沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；/n步骤3：将单炮地震记录划分为多个以窗为单元的数据体；/n步骤4：计算各个窗中数据体对时间及空间的偏导数，并对窗中地震记录进行局部平面波分解；/n步骤5：对窗中心沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；/n步骤6：对炮点和窗中心所有射线束对按照加了权系数的成像公式进行成像计算；/n步骤7：将所有射线束对成像结果进行叠加得到最终偏移成像结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种各向异性地震成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：读入各向异性参数模型、P波速度模型、参数文件；
步骤2：使用Runge-Kutta法对炮点沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；
步骤3：将单炮地震记录划分为多个以窗为单元的数据体；
步骤4：计算各个窗中数据体对时间及空间的偏导数，并对窗中地震记录进行局部平面波分解；
步骤5：对窗中心沿不同方向进行各向异性射线追踪，并计算每一条射线对应的射线束信息；
步骤6：对炮点和窗中心所有射线束对按照加了权系数的成像公式进行成像计算；
步骤7：将所有射线束对成像结果进行叠加得到最终偏移成像结果。


2.根据权利要求1所述的一种各向异性地震成像方法，其特征在于，所述各向异性参数模型包含各向异性参数模型和各向异性参数模型；所述参数文件包含网格大小、初始波束宽度、地震道数及道间距、没道采样点数、最小和最大频率。


3.根据权利要求1所述的一种各向异性地震成像方法，其特征在于，所述步骤2中射线追踪方程组为：






其中，xi表示离散点的空间位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙辉，张志厚，廖晓龙，王序宇，杨俊杰，姚禹，孙康，路润琪，陈雨翔，范祥泰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51