基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法，涉及勘探地球物理技术领域，包括：获取数据；计算振幅和复值旅行时；傅里叶变换，滤波；计算点散射数据体；计算频谱；滤波，进行傅里叶反变换，得到点散射响应；计算格林函数，并将点散射数据体偏移到散射点附近局部空间，计算点扩散函数；获取简化的点扩散函数；计算点扩散函数，并加权；用传统伴随偏移方法计算地震像，并分解为局部像；反褶积，得到重构反褶积的像。本发明专利技术在粗网格上计算基于局部射线的高斯束born建模和偏移，将点扩散函数插值到精细图像网格上，应用高维高斯函数衰减远离点扩散函数中心的伪影，能够显著提升计算效率，并获得深层高质量成像结果。结果。结果。

【技术实现步骤摘要】
基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法


[0001]本专利技术涉及勘探地球物理
，尤其涉及一种基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法。

技术介绍

[0002]地震成像是探测油气资源和研究地球深处结构的重要工具。传统的基于射线和波动方程的成像方法延拓观测数据并应用适当的成像条件构建地下阻抗界面，但由于震源波场和检波点波场的频带受限、不完全的地震采集、不规则的地下照明等原因，无论是kirchoff偏移还是one
‑
way波动方程偏移，甚至是逆时偏移，都无法成出高质量的像。最小二乘偏移通过将观测数据与预测地震数据不断地迭代拟合，计算一种适用于地下反射率模型的广义逆，可以提高地震像的分辨率并减少不完全采集造成的假象，然而，最小二乘偏移在正演模拟和偏移方面需要的巨大的计算量限制了它在大规模成像问题上的广泛应用。
[0003]目前，为解决最小二乘计算量大的问题，常用方法是提高数据域最小二乘偏移的计算效率，该方法存在两个主要问题：(1)很难通过短时间的迭代，使预测数据与实际数据的匹配误差收敛到精确的偏移成像结果；(2)以目前的计算机水平，最小二乘偏移在实际中的应用仍处于萌芽阶段。可替换的方法是推进非迭代最小二乘偏移技术在成像域中的实现，其本质是更有效地计算点扩散函数PSF，但PSF采样过粗无法捕捉精细的构造形态、采样过细会在PSF之间出现重叠，使得成像精度低，降低成像剖面的信噪比。
[0004]因此，为使用更少的计算量获得高分辨率的地下构造，亟需研发一种高效稳健的地震偏移点拓展函数计算方法，为我国深层油气成功实现战略接替提供技术支撑。

技术实现思路

[0005]相对常规偏移方法，最小二乘偏移虽然能够改善成像分辨率和深层成像振幅，并能消除采集照明不佳的影响，但是其计算量过大，很难推广到实际地震资料的成像中。为解决该问题，本专利技术提出了一种基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法，该方法首先在粗网格上计算基于局部射线的高斯束born建模和偏移，然后将点扩散函数PSF插值到精细的图像网格上，最后应用高维高斯函数衰减远离点扩散函数PSF中心的伪影，本专利技术方法能够显著提升计算效率，并可以获得深层高质量成像结果，具有较好的实际应用前景。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S1、获取输入数据，所述输入数据包括震源子波f(t)、背景速度场v0、震源位置m
s
和检波点位置m
r
；
[0009]步骤S2、计算从震源m
s
经过散射点m到达检波点m
r
的振幅A(m
r
；m；m
s
)和复值旅行时T(m
r
；m；m
s
)；
[0010]步骤S3、对震源子波f(t)进行傅里叶变换得到F(w)，在频率域对震源子波滤波，得
到滤波后的震源子波
[0011]步骤S4、计算从散射点m产生的点散射数据体d
ps
(m
r
；m；m
s
,t)；
[0012]步骤S5、计算d
ps
(m
r
；m；m
s
,t)的频谱D
ps
(m
r
；m；m
s
,ω)；
[0013]步骤S6、在频率域滤波，再进行傅里叶反变换，得到滤波后的点散射响应
[0014]步骤S7、利用高斯束算子计算格林函数G(m；m0,ω)，并将点散射数据体偏移到散射点m附近的局部空间，计算相应的点扩散函数P
sf
(m,h)；
[0015]步骤S8、获取简化的点扩散函数PSF；
[0016]步骤S9、使用双线性插值在精细图像网格上计算点扩散函数PSF，并使用多维高斯函数对点扩散函数PSF进行加权，得到加权的PSF像
[0017]步骤S10、使用传统伴随偏移方法计算地震像I，并分解为局部像I
l
(m,h)；
[0018]步骤S11、将I
l
(m,h)和反褶积，得到重构反褶积的像I
psfdecon
。
[0019]可选地，步骤S2中，所述振幅A(m
r
；m；m
s
)和复值旅行时T(m
r
；m；m
s
)的表达式为：
[0020]A(m
r
；m；m
s
)＝A(m；m
s
)A(m；m
r
)
[0021]T(m
r
；m；m
s
)＝T(m；m
s
)+T(m；m
r
)
[0022]式中，m
s
代表震源空间位置，m代表地下散射点的空间位置，m
r
代表检波点的空间位置；T(m；m
s
)和T(m；m
r
)分别是高斯束从m
s
和m
r
到达m的复值旅行时；A(m；m
s
)和A(m；m
r
)分别是高斯束从m
s
和m
r
到达m的振幅，T(m
r
；m；m
s
)代表从震源位置m
s
经过地下散射点m，到达检波点m
r
的复值旅行时，A(m
r
；m；m
s
)代表从震源位置m
s
经过地下散射点m，到达检波点m
r
的振幅。
[0023]可选地，步骤S3中，所述滤波后的震源子波的表达式为：
[0024][0025]式中，t代表时间；∫为积分符号；ω代表角频率，T
i
代表复值旅行时T的虚部；F(ω)代表输入震源子波f(t)的傅里叶变换，i代表虚数单位，exp[]代表指数函数。
[0026]可选地，步骤S4中，所述点散射数据体d
ps
(m
r
；m；m
s
,t)的表达式为：
[0027][0028]式中，v0代表背景速度场；p
x
、p
y
、p
z
是射线参数的分量；s代表震源；r代表检波器；δ()是克罗内克函数；Ω代表地下的目标成像区域；m
′
是积分变量；Re[]代表取实部；T
r
(m
r
；m；m
s
)和T
i
(m
r
；m；m
s
)分别代表复值旅行时T(m
r
；m；m
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、获取输入数据，所述输入数据包括震源子波f(t)、背景速度场v0、震源位置m
s
和检波点位置m
r
；步骤S2、计算从震源m
s
经过散射点m到达检波点m
r
的振幅A(m
r
；m；m
s
)和复值旅行时T(m
r
；m；m
s
)；步骤S3、对震源子波f(t)进行傅里叶变换得到F(w)，在频率域对震源子波滤波，得到滤波后的震源子波步骤S4、计算从散射点m产生的点散射数据体d
ps
(m
r
；m；m
s
,t)；步骤S5、计算d
ps
(m
r
；m；m
s
,t)的频谱D
ps
(m
r
；m；m
s
,ω)；步骤S6、在频率域滤波，再进行傅里叶反变换，得到滤波后的点散射响应步骤S7、利用高斯束算子计算格林函数G(m；m0,ω)，并将点散射数据体偏移到散射点m附近的局部空间，计算相应的点扩散函数P
sf
(m,h)；步骤S8、获取简化的点扩散函数PSF；步骤S9、使用双线性插值在精细图像网格上计算点扩散函数PSF，并使用多维高斯函数对点扩散函数PSF进行加权，得到加权的PSF像步骤S10、使用传统伴随偏移方法计算地震像I，并分解为局部像I
l
(m,h)；步骤S11、将I
l
(m,h)和反褶积，得到重构反褶积的像I
psfdecon
。2.如权利要求1所述的基于局部时间和空间优化的地震偏移点扩散函数计算方法，其特征在于，步骤S2中，所述振幅A(m
r
；m；m
s
)和复值旅行时T(m
r
；m；m
s
)的表达式为：A(m
r
；m；m
s
)＝A(m；m
s
)A(m；m
r
)T(m
r
；m；m
s
)＝T(m；m
s
)+T(m；m
r
)式中，m
s
代表震源空间位置，m代表地下散射点的空间位置，m
r
代表检波点的空间位置；T(m；m
s
)和T(m；m
r
)分别是高斯束从m
s
和m
r
到达m的复值旅行时；A(m；m
s
)和A(m；m
r
)分别是高斯束从m
s
和m
r
到达m的振幅，T(m
r
；m；m
s
)代表从震源位置m
s
经过地下散射点m，到达检波点m
r
的复值旅行时，A(m
r
；m；m
s
)代表从震源位置m
s
经过地下散射点m，到达检波点m
r
的振幅。3.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨继东，张浩，黄建平，孙加星，赵冲，王伟奇，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：