专利名称：高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术的制作方法
技术领域：
本发明属于地震资料数字处理领域，是利用最小二乘算法进行地下偏移的一种成 像技术。
背景技术：
最小二乘方法作为一种最优化算法在地球物理研究领域得到了广泛运用，其中在 处理滤波、反演和成像问题方面应用较为广泛。最小二乘偏移早期是由LeBrad等(1988) 和Iambare (1992)等人提出的。随后Nemeth (1999)等人从方法原理的推导上进一步阐述 了最小二乘偏移算法的优缺点，并采用惠更斯原理解释了即使数据不完整时最小二乘偏移 仍然能够获得较好偏移效果的机理。而后，Dequet (2000)等人提出的基于射线理论格林方 程的最小二乘算法在处理起伏地表照明和由不规则粗采样的地震波场引起的成像误差比 Kirchhoff偏移具有更大优势，尤其是复杂盐丘下部及覆盖次数较少的模型边界区域。采 用KirchhofT作为正传播算子的最小二乘偏移也是一种能有效减少偏移假像的地震成像 算法，成像迭代过程中，一般采用共轭体梯度法进行迭代，部分学者也提出采用寻找最优的 共轭梯度方向来近似等效共轭梯度法，进一步加快了收敛速度，提高了计算效率。Kuehl和Sacchi (2001)指出最小二乘偏移可引入波动方程正传播和反传播算子， 并在此基础上给出了最小二乘裂步偏移算法。贾晓峰等也提出了采用滑动最小二乘法求 解地震波波动方程的计算流程及算法。杨其强等(2008)采用傅立叶有限差分偏移算子应 用到叠后最小二乘偏移算法中，并进行了模型的试处理。由于傅立叶有限差分算子是一种 计算效率较高，能适应剧烈横向变速的，对速度模型的适应性有了较大的提高。Daiwei等 (2009)提出了叠前最小二乘偏移算法，并将其用于多震源观测系统地震成像的去噪处理技 术中，成像结果表明最小二乘偏移能够很好的压制人为噪音和偏移假像。

发明内容
本发明的目的是基于叠前域高精度最小二乘偏移的方法原理，并实现了叠前域最 小二乘偏移算法，而提供的一种高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术。本发明通过三方面的工作来验证本专利算法的成像精度及实用性(1)采用本算 法对三维实验模型中异常体进行成像，并与传统的Kirchhoff叠前深度偏移成像结果进行 比较，通过对比可以发现本发明的算法能够更好的使绕射波能量收敛于事先给定的异常 体位置，相对传统方法具有更高的成像精度；(2)通过MamouSi2和SEG/EAGE-SALT两大标 准的测试成像技术及算法优劣的复杂模型成像试算可以看出从成像精度和成像分辨率 两个方面，本发明在复杂构造区域都具有较好的成像结果，尤其是对人为噪音和偏移假像 的压制具有很好的效果；(3)本发明可用于中深部碳酸盐岩缝洞储集体地震地质等效模型 的成像试处理，从成像结果可以看出能够较好的刻画碳酸盐岩缝洞储集体的储层及边界特 征，成像分辨率较高。本发明所采用的技术方案是
高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术，步骤为1)给定一个初始速度模型，根据射线追踪方法计算走时表并存储在内存中供后续 偏移过程使用；2)同时采用高频近似理论计算正演波场；3)进而计算正演波场与记录波场的残差，当残差小于事先给定的误差标准时，停 止迭代并输出成像结果；4)偏差大于事先给定的误差标准时，将所得的差值数据进行偏移，并计算修正系 数，最终更新成像结果，进而重复上述操作直到计算误差小于给定的误差标准时，输出成像 结果。处理流程为(1)数值模拟计算数据的残差，利用公式(a)，rn = Lmn-d(a)(2)偏移残差对残差进行偏移，所用公式如(b)所示gn = LTrn(b)(3)计算步长利用公式(C)计算迭代步长，
权利要求
1.高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术，其特征在于步骤为1)给定一个初始速度模型，根据射线追踪方法计算走时表并存储在内存中供后续偏移 过程使用；2)同时采用高频近似理论计算正演波场；3)进而计算正演波场与记录波场的残差，当残差小于事先给定的误差标准时，停止迭 代并输出成像结果；4)偏差大于事先给定的误差标准时，将所得的差值数据进行偏移，并计算修正系数，最 终更新成像结果，进而重复上述操作直到计算误差小于给定的误差标准时，输出成像结果。
2.根据权利要求1所述的高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术，其特征在于处理 流程为(1)数值模拟计算数据的残差，利用公式(a)， rn = Lmn-d(a)(2)偏移残差对残差进行偏移，所用公式如(b)所示 gn = LTrn(b)(3)计算步长利用公式(c)计算迭代步长，
3.根据权利要求1所述的高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术，其特征在于迭代 方法称为最小二乘偏移算法，其内容是最小二乘偏移方法原理基于标准的地球模型，假定线性正演矩阵算子为f满足如下等 式⑴(1)P = Lm其中P为模拟的地震记录矢量，m为地球的反射率模型矢量。观测到的地震记录Ptl可表示为P。=L m0 ’其中Hitl为真正的地球反射率模型矢量，知为基于真正地球反射率模型的 ~ 0 ~线性正演矩阵算子；在计算过程中，除非特殊说明，一般假定Z = Z ’ Kirchhoff偏移采用线性正演矩阵算子的转置来求解地下的地球反射率模型，结果如 公式⑵所示
全文摘要
本发明提供高精度叠前域最小二乘偏移地震成像技术，步骤为给定一个初始速度模型，根据射线追踪方法计算走时表并存储在内存中供后续偏移过程使用；同时采用高频近似理论计算正演波场；进而计算正演波场与记录波场的残差，当残差小于事先给定的误差标准时，停止迭代并输出成像结果；偏差大于事先给定的误差标准时，将所得的差值数据进行偏移，并计算修正系数，最终更新成像结果，进而重复上述操作直到计算误差小于给定的误差标准时，输出成像结果能有效地应用于小尺度复杂储层模型、中深部微弱信号的成像处理以及理论研究中，在今后中国西部探区勘探开发中，有着较好的应用前景。
文档编号G01V1/28GK102116869SQ20111003662
公开日2011年7月6日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者孔雪, 李振春, 黄建平 申请人:中国石油大学(华东)