专利名称：一种转换波叠前成像方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地震勘探技术领域，特别是涉及一种转换波叠前成像方法和装置。
背景技术：
地震勘探原理为在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质 不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收 到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通 过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。目前，多分量转换波地震数据的成像技术得到的一定的发展，其主要研究的技术 有转换波的共转换点(CCP)叠加成像、转换波叠前/后时间、转换波叠前/后深度偏移。其 中，转换波的CCP叠加成像技术的主要难题是转换波的上、向行波的不对称性，使得常规 的基于中心点(CMP)道集的速度场分析、动校正和水平叠加技术不能适用于转换波，因此 转换波成像技术必须研究新的技术。目前该方面的技术方法的研究已经有一定程度的发 展(1)转换波转换点的计算精度提高由于转换波上下行波传播路径的非对称性，转换点的位置偏向于接收点一侧，而 且随着深度、偏移距以及速度变化而变化。基于共转换点(CCP)道集成像的关键是求取转 换点坐标。当地下介质为水平层状时，Tessmer和Behle (1988)等用一个等效的单一均勻 水平层模型导出的一个四次解析表达式很好地近似转换点的坐标。周竹生(1993)等提出 了计算转换点坐标的迭代法。许士勇(2002)等给出了四次方程的近似表达式，使其复杂程 度和计算量都大大减小。姚陈(2005)等给出了三维倾角转换波共转换点的解析表达式，使 得抽取共转换点道集的精度提高了一个台阶。(2) ACP道集到CCP道集的进步传统的转换波道集抽取方法是通过一个工区的固定速度比，计算转换点的渐近 线，然后将整个工区的转换波数据抽取到渐近线道集中，即ACP道集，这种方法能一定程度 上能够满足深部地层的成像要求，但是浅层的成像效果较差。目前国际上发展了以精确速 度比计算得到的CCP道集，使得转换波的CCP道集从浅到深都能聚焦成像。(3)速度分析精度的提高传统的速度分析方法是必须先获得纵波速度谱，再利用转换波CCP道集获得速度 比谱，然后利用新的速度比迭代一次，重抽CCP道集，再进行速度分析来提高精度，这种方 法的缺点是转换波速度分析精度受纵波速度分析精度和层位解释成果误差的影响，且效率 低。对于三分量地震勘探，常规转换波CCP抽道集技术都要首先求解转换点的位置， 然后根据转换点的位置和纵横波速度比来确定接收点的位置，再根据双平方根方程将炮集 转换波反射时间段的地震数据映射到CCP道集中，最后基于纵波速度谱，采用速度比谱扫 描的方式确定精确速度比范围，用精确速度比重新抽CCP道集。但是，这种方式导致CCP叠
4加成像结果信噪比低、速度慢、精度差，且地质构造复杂时难以成像。
综上所述，转换波入射为纵波、反射为横波，上下速度不同、时间不等、射线路径不 对称，受波场传播特征与野外采集技术限制，转换波原始地震信号的能量较弱、信噪比与分 辨率普遍较低，基于CCP道集的成像方法所用信息有限，且在道集抽取和速度分析上受纵 波解释层位误差和纵波速度精度的制约，使得转换波成像信噪比和精度很难提高，在地质 构造复杂时难以成像。所以有必要探索新的转换波成像方法。

发明内容
本发明公开了一种转换波叠前成像方法，该方法利于转换波独立成像以及低信噪 比和复杂地质构造时的转换波成像。本发明还公开了一种转换波叠前成像装置，该装置利于转换波独立成像以及低信 噪比和复杂地质构造时的转换波成像。为达到上述目的本发明的技术方案是这样实现的本发明公开了一种转换波叠前成像方法，该方法包括步骤A、获取转换波炮集或转换波共中心点CMP道集；步骤B、对于转换波炮集或转换波CMP道集，采用如下的转换波共散射点CSP道集 抽取公式进行转换波CSP道集的抽取，获得转换波CSP道集；
权利要求
一种转换波叠前成像方法，其特征在于，该方法包括步骤A、获取转换波炮集或转换波共中心点CMP道集；步骤B、对于转换波炮集或转换波CMP道集，采用如下的转换波共散射点CSP道集抽取公式进行转换波CSP道集的抽取，获得转换波CSP道集；转换波CSP道集抽取公式 <mrow><msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>2</mn><mi>xh</mi> </mrow> <mrow><msub> <mi>V</mi> <mi>sem</mi></msub><msup> <mrow><mo>(</mo><msup> <mi>x</mi> <mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup> <mi>h</mi> <mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msubsup> <mi>h</mi> <mrow><mi>e</mi><mo>,</mo><mi>i</mi> </mrow> <mn>2</mn></msubsup><mo>)</mo> </mrow> <mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn> </mfrac></msup> </mrow></mfrac><mo>;</mo> </mrow>其中，i是采样点时刻，Ti是采样点时刻i的转换波总旅行时，χ是震源点和接收点的中点到转换波的散射点在地面的投影点的距离，h是震源点和接收点之间距离的一半，he，i是对应于采用点i的转换波散射等效偏移距，Vsem是转换波散射等效偏移速度；步骤C、根据所获得的转换波CSP道集进行速度分析，获得转换波的散射等效偏移速度场；步骤D、根据所获得的转换波的散射等效偏移速度场进行偏移成像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法在步骤C之后，并步骤D之前进一 步包括迭代次数加1，并判断迭代次数是否已达到预设值，是则执行步骤D，否则返回步骤B ； 其中，迭代次数的初始值为0。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括在初次的迭代过程中，转换波CSP道集抽取公式中的转换波散射等效偏移速度vsem取 常量；在初次之后的迭代过程中，转换波CSP道集抽取公式中的转换波散射等效偏移速度 V■取上一次迭代过程中获得的转换波散射等效偏移速度场中的对应速度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤B中，采用转换波CSP 道集抽取公式进行转换波CSP道集的抽取过程中，将CSP道集内的转换波散射等效偏移距 、」之间的间隔设定为小于预设值。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，如果从转换波的CMP道集抽 取转换波的CSP道集，则在抽取转换波CSP道集时，不进行炮检点转换。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，该方法在步骤A之后，并在 步骤B之前进一步包括对炮集或CMP道集进行包括静校正、去噪、振幅补偿和反褶积处理的预处理。
7. 一种转换波叠前成像装置，其特征在于，该装置包括CSP道集抽取模块、速度分析 模块和偏移成像模块，其中CSP道集抽取模块，用于接收输入的转换波炮集或转换波CMP道集，采用转换波CSP道 集抽取公式从所接收的转换波炮集或转换波CMP道集中抽取转换波CSP道集，并输出给速 度分析模块； 转换波CSP道集抽取公式
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，速度分析模块，在每次根据所接收的转换波CSP道集进行速度分析，获得转换波的散 射等效偏移速度场之后，进一步用于将迭代次数加1，并判断迭代次数是否已达到预设值， 是则将获得的转换波的散射等效偏移速度场输出给偏移成像模块，否则将所获的转换波的 散射等效偏移速度场返回给CSP道集抽取模块；其中，迭代次数的初始值为0 ；所述CSP道集抽取模块，进一步用于接收速度分析模块返回的转换波的散射等效偏移 速度场，并在每次接收到速度分析模块返回的转换波的散射等效偏移速度场时，重新采用 转换波CSP道集抽取公式从转换波炮集或转换波CMP道集中抽取转换波CSP道集，输出给 速度分析模块；其中，转换波CSP道集抽取公式中的Vs 取速度分析模块本次返回的转换波 的散射等效偏移速度场中的相应速度。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述CSP道集抽取模块，在初次采用转换波CSP道集抽取公式从转换波炮集或转换波 CMP道集中抽取转换波CSP道集的过程中，转换波CSP道集抽取公式中的Vsem取常量。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括预处 理模块，对原始转换波炮集或转换波CMP道集进行包括静校正、去噪、振幅补偿和反褶积处 理的预处理后输出给CSP道集抽取模块。
全文摘要
本发明公开了一种转换波叠前成像方法和装置。在转换波的叠前成像过程中，利用转换波CSP道集抽取公式，从转换波的炮集或转换的CMP道集中抽取转换波的CSP道集；其中所述转换波CSP道集抽取公式是根据转换波的散射特性以及引入的散射等效偏移距和散射等效偏移速度推导出来的。本发明的技术方案利于转换波独立成像以及低信噪比和复杂地质构造时的转换波成像。
文档编号G01V1/28GK101984367SQ20101050971
公开日2011年3月9日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者喻岳钰, 尹军杰, 甘嫦华, 邢春颖 申请人:中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司;中石油煤层气有限责任公司