专利名称：地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法
技术领域：
本发明涉及一种勘探地球物理学领域，特别涉及一种地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法。
背景技术：
随着地震勘探的深入发展，油气勘探的目标逐渐转向复杂地表、复杂构造和复杂储层方向，对地震成像的精度提出了更高的要求。目前在石油、天然气地震勘探中，仍然以纵波勘探方法为主。然而，在地球介质中传播的波场不仅仅局限于纵波，还有横波以及转换波等波型，也就是说地震波场是弹性波场，故以弹性波方程为基础的偏移成像技术才能更精确地刻画地球介质。正是基于此，弹性地震偏移被地球物理工作者看成是对常规地震成像技术的重大改进。地下弹性波场被地面多分量地震检波器记录，所以弹性地震偏移必然涉及到如何处理多波多分量地震数据。但是，常规的多分量地震资料处理技术更多的直接搬用了工业界已经成熟的纵波处理技术流程，对多分量地震数据进行“分离式”、“标量式” 的类似于纵波的处理。这种“分离式”、“标量式”的多分量地震资料处理方式不能充分利用弹性波场信息，而是先在地表观测面上对多分量地震数据进行波场分离，只利用弹性波场信息的一个子集(纵波或横波)，而把另外一个子集(横波或纵波)当作噪音进行处理。这种处理方式带来的问题如下第一，地面上的波场分离是不完美的。其原因在于上述做法依据了地表是低速带的假设，认为射线都是垂直出射地表，把垂直分量当成是P波，把水平分量当成是S波。但是实际上射线不可能完全垂直于地表，所以无论是垂直分量还是水平分量都同时包含P波和S波。因此这种简单的处理必然会带来噪音和假象。如果要构建远震源波场P波和S波分量需要事先知道P波和S波极化信息(即偏振方向)。因此比较精确的进行波场分离应该采用极化滤波，可以在地表估计P波和S波的偏振信息，然后分别在P 波和S波偏振方向上进行投影，分离出P波和S波。但是在地面波场信息不全，缺失深度方向的波场，求取偏振方向必须采用一定的假设进行近似求取，不能做到准确的求取偏振方向，因此一般基于地表的分离算法都是近似的，不是完美的。准确的分离方法应该基于波动方程进行波场延拓，构建分离所需的地下全部波场，然后再把分离后的结果利用波动方程延拓回地面。第二，忽略了多分量数据的弹性矢量特征。把标量P波和S波数据利用标量方程构建地下波场进行叠前深度偏移，无论波场分离是否完美，都不可避免地放弃了地下波场的矢量特征。因为实际地下介质是弹性的，地震波场是矢量波，但是在处理中使用的是标量波动方程，由此构建的波场必然不能保持矢量波和弹性波的特点。矢量波的特点是用三个分量描述地震波，可以确定地震波的振动方向。弹性波的特点是地震波是弹性的，允许波型的相互转换和能量的分配。使用标量波处理技术，必然损失了以上特点。因此基于这种常规的处理方法无法解决不同子集信号(纵波与横波)之间的能量转换，更不能保证成像振幅的准确性和物理意义。为此，必须建立一套新型的以“弹性波、矢量波”为特点的“地震多分量联合弹性波成像”技术。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，通过直接输入多分量地震资料，联合使用三个分量构建地下三维空间地震弹性矢量波场，用于复杂地球介质准确成像。其技术方案是本发明的有益效果是在资料的输入阶段，直接利用多分量地震资料构建地下全弹性波场，避免了对输入的地震记录进行波场分离，在不引入噪音的情况下，最大程度上充分地、无损地利用了多分量地震资料；在波场的构建阶段，基于弹性波方程进行拨正正向和逆时外推，保持地震波场的弹性和矢量特征，正确解决地震波在地下弹性介质传播过程中的能量转换问题和弹性地震波振幅的保持问题；在成像阶段，应用照明补偿的弹性波互相关成像条件得到四种弹性波(纵波、横波、转换纵波和转换横波，简记为PP、SS、SP和PS波) 的物理意义明确的成像结果，并利用低通角度域滤波压制逆时偏移中的低波数假象，得到最终的偏移成像结果。
四




图l(a 图l(b 图l(c 图l(d 图2(a 图2(b 图2(c 图2(d
是 Marmousi2 是 Marmousi2 是 Marmousi2 是 Marmousi2 是 Marmousi2 是 Marmousi2 是 Marmousi2 是 Marmousi2
模型PP波成像结果模型PS波成像结果模型SP波成像结果模型SS波成像结果模型PP波最终成像结果模型PS波最终成像结果模型SP波最终成像结果模型SS波最终成像结果 图3是多分量地震资料联合弹性逆时偏移成像方法的流程图<
五具体实施例方式实施例1 本发明实现所采取的技术方案是直接利用多分量地震资料作为输入， 在对输入资料不进行波场分离的情况下，基于弹性波方程进行正向和逆时外推，联合多分量共同构建地下弹性矢量波场，应用照明补偿的弹性波互相关成像条件得到物理意义明确的四种弹性波(纵波、横波、转换纵波和转换横波，简记为pp、ss、SP和PS波)成像结果， 并进行低通角度域滤波压制弹性逆时偏移中的低波数噪音，得到最终的弹性波偏移成像结果。具体步骤如下1、弹性波传播算子与地下矢量波场的构建一阶弹性波速度——应力方程
dV(x,z,t) _
其中，
4X d .z d A — + A —— dx dz
V(x,z,t)
(1)
权利要求
1.一种地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，其特征是具体成像步骤如下a.输入未经波场分离处理的多分量地震共炮点道集；b.基于多分量弹性波方程构建地下弹性矢量波场；c.应用照明补偿的多分量联合弹性波互相关成像条件得到物理意义明确的四种弹性波成像结果；d.进行低通角度域滤波压制弹性逆时偏移中的低波数噪音。
2.根据权利要求1所述的地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，其特征是所述步骤b包括如下步骤bl.加载给定的地震子波，利用弹性矢量正演传播算子，沿正向时间构建地下震源矢量波场；b2.以地面记录的多分量数据作为边界条件，利用弹性矢量逆时外推算子，沿逆向时间进行外推，构建地下检波矢量波场。
3.根据权利要求1所述的地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，其特征是所述步骤c包括如下步骤cl.通过波场分解分别得到震源波场和检波波场的P波、S波成分；c2.应用照明补偿的多分量联合弹性波互相关成像条件，得到物理意义明确的、振幅特性准确的多波联合成像结果；c3.对每一炮进行成像，分别得到单炮PP、PS、SP、SS波成像结果，最终的成像结果是所有单炮偏移成像结果的叠加。
4.根据权利要求3所述的地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，其特征是所述的照明补偿的多分量联合弹性波互相关成像条件，是由四种物理意义明确的成像结果组成， 其中PP波的成像结果是由震源波场的P波成分与检波波场的P波成分进行互相关，再除以震源波场P波成分的自相关得到的；PS波的成像结果是由震源波场的P波成分与检波波场的S波成进行分互相关，再除以震源波场P波成分的自相关得到的；SP波的成像结果是由震源波场的S波成分与检波波场的P波成分进行互相关，再除以震源波场S波成分的自相关得到的；SS波的成像结果是由震源波场的S波成分与检波波场的S波成进行分互相关， 再除以震源波场S波成分的自相关得到的。
全文摘要
本发明公开了一种地震多分量联合弹性逆时偏移成像方法，属于勘探地球物理学领域，特征是通过直接利用多分量地震资料作为输入，在对输入数据不进行波场分离的情况下，基于弹性波方程进行正向和逆时外推，联合多分量共同构建地下弹性矢量地震波场，应用照明补偿的弹性波互相关成像条件得到物理意义明确的纵波、横波、转换纵波和转换横波等四种弹性波成像结果，并进行低通角度域滤波压制弹性逆时偏移中的低波数噪音，得到最终的弹性波偏移成像结果。本发明通过直接输入多分量地震资料，联合使用多分量共同构建地下弹性矢量地震波场，用于复杂地球介质准确成像。
文档编号G01V1/28GK102156296SQ201110112909
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者朱钇同, 杜启振, 秦童 申请人:中国石油大学(华东)