专利名称：一种转换波的偏移成像方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及转换波的偏移成像领域，尤其涉及一种转换波的偏移成像方法及装置。
背景技术：
转换波的偏移成像领域中转换波叠前偏移包括时间偏移与深度偏移，转换波叠前 时间偏移技术的发展历程不长，但是现在已发展到各向同性和各向异性两种偏移方法。转 换波各向同性偏移方法主要有等效偏移距法(EOM)，虚拟偏移距法(POM)，共炮点记录叠 前相移偏移等方法。当前的EOM叠前时间偏移方法，该方法建立在Kirchhoff叠前时间偏移 基础上，主要分两步第一步把每个输入的样点映射到一个共散射点(CSP)道集，并在等效 偏移距上把它们累计起来；第二步是对共散射点道集进行求和完成叠前时间偏移。POM偏 移方法是Wang(2001)等在EOM的基础上重新引入虚拟偏移距(POM)，实现方法与EOM类似， 但是该方法对速度的依赖性更小。转换波共炮点记录叠前相移法偏移是以相移法为基础， 主要求出相移时间，针对PSV波射线路径的非对称性，波场延拓时，用纵波速度进行正向延 拓，对反向延拓时用横波速度，每外推一个延拓步长时，用互相关成像法。转换波各向异性叠前时间偏移主要有精确旅行时各向异性叠前时间偏移，各向 异性双平方根方程叠前时间偏移，LXY改进双平方根方程叠前时间偏移。实现过程一般分为 两步第一步，在渐近线(ACP)道集的基础上建立起叠加速度模型，完成转换波叠加处理， 获得转换波叠加数据；第二步，根据叠加速度模型进行偏移速度分析获得各向异性参数，并 根据共成像点道集优化偏移速度模型，然后做叠前时间偏移处理，获得最终叠前偏移结果。转换波叠前时间偏移可以替代CCP抽道集、DM0、叠后时间偏移等时间域处理流 程，可使成像效果明显提高；转换波叠前深度偏移能够适应更为复杂的地质情况，利用地层 深度的唯一性特点对转换波在深度域进行成像，有利于提高成像的精度，也有利于后续的 多分量解释。中国科学院地质与地球物理研究所的王妙月研究员曾在上个世纪80年代后 期开展了弹性波Kirchhoff叠前深度偏移技术研究，能够实现X、Y、Z三个分量数据的同时 偏移，这项技术在胜利、轮南、汪家屯的多分量转换波地震勘探中得到很好的应用。之后，又 发展了弹性波有限元逆时偏移技术，对多分量合成数据实现了较高精度的叠前深度偏移。 当前的技术中对傅立叶有限差分转换波叠前深度偏移技术进行了发展，获得较好的应用效 果。但是，叠前深度偏移技术对速度模型要求非常苛刻，且处理周期长，费用高，目前在勘探 中应用程度不高。综上所述，当前需要一种针对低信噪比的转换波数据，通过干涉叠加的技术方案 在没有速度的情况下，解决不依赖纵波信息的转换波的无动校正实现直接叠加成像的问 题。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种转换波的偏移成像方法及装置，解决了在
4没有速度的情况下，不依赖纵波信息的转换波的无动校正实现直接叠加成像的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种转换波的偏移成像方法，包括系统根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震数据的道头字信息并 进行存储；所述系统根据得到的所述道转换波地震数据的道头字信息，计算该道转换波地震 数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点CSP道集，系统继 续遍历所有地震道，生成全部CSP道集并进行存储；系统通过成像网格位置的方式，根据构建后的所述转换波地震数据中每道的CSP 道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所有CSP道 集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，同时将得到的数据进行存储；所述系统将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据进行叠加 成像，生成所述转换波的偏移成像信息。进一步地，上述方法还可包括，所述系统根据得到的一道转换波地震数据，获取该 道转换波地震数据的道头字信息后，还包括所述系统根据获取的该道转换波地震数据的道头字信息，建立该转换波地震数据 的三维基本图像信息并进行存储。进一步地，上述方法还可包括，所述系统计算该道转换波地震数据的常速度等效 偏移距的数据，是通过以下公式完成 其中，散射点在地表的投影与接收点的等效偏移距环之间的距离为he ；震源点和 接收点所连直线的中点与散射点在地表的投影之间的距离为X，震源点和接收点所连直线 的中点与震源点之间的距离为h，t为地震波总旅行时，T0为单程地震波旅行时。进一步地，上述方法还可包括，所述系统通过成像网格位置的方式，根据构建后的 所述转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的 CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，是指所述系统通过成像网格位置的方式，根据所述、将输入道在ti时刻的地震振幅的 时间平移到以散射点在地表的投影的CSP道集中且对应等效偏移距点为接收点的偏移距 点的位置；通过不同震源点与接收点地震道的输入，在不同CSP道集的不同等效偏移距位 置进行地震道数据的平移，得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据。本发明还提供了一种转换波的偏移成像装置，包括输入数据单元、控制计算单元、 存储单元和图像生成单元，其中，所述输入数据单元，用于根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震 数据的道头字信息并发送给所述控制计算单元和所述存储单元；所述控制计算单元，用于根据得到的所述道转换波地震数据的道头字信息，计算 该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点 CSP道集，继续遍历所有地震道，生成全部CSP道集，通过成像网格位置的方式，根据构建后 的所述转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，并发送给所 述图像生成单元和所述存储单元；所述图像生成单元，用于将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震 数据进行叠加成像，生成所述转换波的偏移成像信息；所述存储单元，用于存储数据信息。进一步地，上述装置还可包括，所述输入数据单元，还用于根据获取的该道转换波 地震数据的道头字信息，建立该转换波地震数据的三维基本图像信息。进一步地，上述装置还可包括，所述控制计算单元计算该道转换波地震数据的常 速度等效偏移距的数据，是通过以下公式完成 其中，散射点在地表的投影与接收点的等效偏移距环之间的距离为he ；震源点和 接收点所连直线的中点与散射点在地表的投影之间的距离为X，震源点和接收点所连直线 的中点与震源点之间的距离为h，t为地震波总旅行时，T0为单程地震波旅行时。进一步地，上述装置还可包括，所述控制计算单元通过成像网格位置的方式，根据 构建后的所述转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根 据每道的CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，是 指所述控制计算单元通过成像网格位置的方式，根据所述、将输入道在^时刻的地 震振幅的时间平移到以散射点在地表的投影的CSP道集中且对应等效偏移距点为接收点 的偏移距点的位置；通过不同震源点与接收点地震道的输入，在不同CSP道集的不同等效 偏移距位置进行地震道数据的平移，得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数 据。与现有技术相比，应用本发明，解决了在没有速度的情况下，不依赖纵波信息的转 换波的无动校正实现直接叠加成像的问题，同时本发明的方法可无需速度分析进行迭代， 直接获得转换波叠加成像结果，简化了流程，提高了成像精度和工作效率。


图1是本发明的转换波的偏移成像方法的流程图；图2是本发明的三维观测系统示意图；图3是图2的三维观测系统的剖面的CSP道集映射示意图；图4是本发明的转换波的偏移成像装置的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。值得注意的是本发明的方法在具体实现中要通过系统中各设备之间信息交互来 进行信息和/或数据的收集，并通过其内的控制器(可以是CPU等进行控制处理信息和/ 或数据，本发明对此不作任何限定)，其间还可以通过各种存储器(可以是内存、硬盘或其
6他存储设备)进行信息和/或数据的储存和传送，本发明对此不作任何限定。如图1所示，本发明的一种转换波的偏移成像方法，包括以下步骤，步骤10 系统根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震数据的道头 字信息并进行存储；系统根据一道转换波地震数据，获取该道转换波地震数据的道头字信息后，根据 获取的该道转换波地震数据的道头字信息，建立该转换波地震数据的三维基本图像信息并 进行存储。将地下各向同性介质离散成网格节点，每个节点即为散射点。以图1例，输入一道 地震数据，获取其道头字信息S为震源点，R为接收点；建立三维观测系统。0点(圆心) 为散射点在地表的投影，震源点S所在圆环为震源环，接收点R所在圆环为接收环。根据惠 更斯_菲涅尔原理，对于0点来说，震源环上任意位置激发，接收环上任意位置接收，地震波 的旅行时不变。假设E点所在的圆环为等效偏移距环，则该圆环上所有点都可以进行输入 道数据的等时平移。根据将R、S旋转至R’、S’，位置上，使得R’、S’与E都位于Inline或 Xline线上。步骤20 系统根据得到的所述道转换波地震数据的道头字信息，计算该道转换波 地震数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点(CSP)道集， 系统继续遍历所有地震道，生成全部CSP道集并进行存储；系统根据所述道转换波地震数据的道头字信息，计算该道转换波地震数据的常速 度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点(CSP)道集，得到该道转换波 地震数据的平移图像信息。图2与图3的R与S点含义相同，图3是图2的剖面形态，C为散射点且深度为Z， 其在地表的投影为0，vd_为下行波速度，γ为下行波速度与上行波速度的比值。对于转换 波来说，下行波为纵波，上行波为横波。在均方根速度概念下，地震波在C点上方介质传播 时，可以认为是直射线传播。假设C点处的均方根速度为v，SC之间的直射线旅行时为ts， CR之间的直射线旅行时为、，一定能在震源点S与接收点R之间找到一点E，CE之间的单 程地震波旅行时％与ts、tr之间满足2te = ts+tr = t(1)t为地震波总旅行时，定义E点为等效偏移距点。假设SR的中心点为M，OM之间 距离为X，MS之间距离为h (半个炮检距)，则 假设存在 替换速度ν的存在表明PS波的常速度无动校正叠加成像方法可以采用与PP波完 全相同的方法。对于特定工区来说，可以根据测井数据来确定整个工区地层的平均速度作 为替换速度。令OE之间的距离为he，则 所以 假设C处的单程地震波旅行时为Ttl，则z = TtlX ν (T0)，则 可以求得等效偏移距的解析解为 公式(7)符合双曲线方程的特征，通过公式(7)构建一个新的道集，即共散射点 (CSP, Common Scattering Point)道集，散射点在地面的投影为0，接收点的偏移距为等效 偏移距(如E点)；将震源点在S点，接收点在R点的地震道作为输入道，利用公式(7)将 输入道在ti时刻的地震振幅等时间平移到以0点为散射点投影的CSP道集中且对应等效 偏移距点为E点的位置(即图中FA)。通过不同震源点与接收点地震道的输入，可以在 不同CSP道集的不同等效偏移距位置(如En、Em等)进行地震道数据的平移，最终形成以C 点为顶点的双曲线CFnFFm。步骤30 系统通过成像网格位置的方式，根据构建后的所述转换波地震数据中每 道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所 有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，同时将得到的数据进行存储；系统根据成像网格点的位置，将每个CSP道集的等效偏移距点并置在网格节点 上，并建立道头字。步骤40 系统将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据进行叠 加成像，生成该转换波的偏移成像信息。从上可以看出，本发明的方法可以不通过纵波速度直接对转换波成像；同时无需速度分析进行迭代，直接获得转换波叠加成像结果。如图4所示，一种转换波的偏移成像装置，包括输入数据单元、控制计算单元、存 储单元和图像生成单元，其中，所述输入数据单元，用于根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震 数据的道头字信息并发送给所述控制计算单元和所述存储单元；所述控制计算单元，用于根据得到的所述道转换波地震数据的道头字信息，计算 该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点 CSP道集，继续遍历所有地震道，生成全部CSP道集，通过成像网格位置的方式，根据构建后 的所述转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的 CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，并发送给所 述图像生成单元和所述存储单元；所述图像生成单元，用于将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震 数据进行叠加成像，生成所述转换波的偏移成像信息；所述存储单元，用于存储数据信息。所述输入数据单元，还用于根据获取的该道转换波地震数据的道头字信息，建立 该转换波地震数据的三维基本图像信息。所述控制计算单元计算该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据，是通过
以下公式完成 其中，散射点在地表的投影与接收点的等效偏移距环之间的距离为he ；震源点和 接收点所连直线的中点与散射点在地表的投影之间的距离为X，震源点和接收点所连直线 的中点与震源点之间的距离为h，t为地震波总旅行时，T0为单程地震波旅行时。所述控制计算单元通过成像网格位置的方式，根据构建后的所述转换波地震数据 中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得 到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，是指所述控制计算单元通过成像网格位置的方式，根据所述、将输入道在^时刻的地 震振幅的时间平移到以散射点在地表的投影的CSP道集中且对应等效偏移距点为接收点 的偏移距点的位置；通过不同震源点与接收点地震道的输入，在不同CSP道集的不同等效 偏移距位置进行地震道数据的平移，得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数 据。本发明技术方案带来的有益效果(1)替换速度选择以淮南3D3C转换波数据为例，根据不同替换速度的转换波CSP 道集，随着替换速度的增大，成像范围扩大到远道。当速度大于2000m/s时，虽然速度的大 小没有改变三角形框内煤层PS反射波的形态，但是三角形框外的目标煤层的PS反射波受 到浅层噪音干扰较大，所以2000m/s为转换最佳替换速度。(2)成像效果分析由于纵波与转换波的反射时间相差较大，通过声波曲线标定， 将整个煤系地层按照纵横波速度比分成三个部分1、新生界以上的平均纵横波速度比为3.9 ;2、新生界与13-1煤之间平均纵横波速度比为2. 1 ；3、13-1煤与1煤之间平均纵横波速 度比为1.8。根据大套层的纵横波速度比将纵波层位进行拉伸，并将其层位投影到转换波 剖面上，以便与转换波的同相轴进行对比分析；通过在PSV波干涉叠加成像以及PSV波基于 CCP道集的成像、PSH波干涉叠加成像以及PSH波基于CCP道集的成像上进行测试，干涉叠 加成像方法对转换波进行成像受各向异性与速度影响小，所以获得较好的成像效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉该技术的人在本发明所公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
一种转换波的偏移成像方法，其特征在于，包括系统根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震数据的道头字信息并进行存储；所述系统根据得到的所述道转换波地震数据的道头字信息，计算该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点CSP道集，系统继续遍历所有地震道，生成全部CSP道集并进行存储；系统通过成像网格位置的方式，根据构建后的所述转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，同时将得到的数据进行存储；所述系统将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据进行叠加成像，生成所述转换波的偏移成像信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震数据的道头字信息 后，还包括所述系统根据获取的该道转换波地震数据的道头字信息，建立该转换波地震数据的三 维基本图像信息并进行存储。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统计算该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据，是通过以下公式完成t K。)J J其中，散射点在地表的投影与接收点的等效偏移距环之间的距离为he ；震源点和接收 点所连直线的中点与散射点在地表的投影之间的距离为X，震源点和接收点所连直线的中 点与震源点之间的距离为h，t为地震波总旅行时，T0为单程地震波旅行时。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述系统通过成像网格位置的方式，根据构建后的所述转换波地震数据中每道的CSP 道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所有CSP道 集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，是指所述系统通过成像网格位置的方式，根据所述he将输入道在^时刻的地震振幅的时间 平移到以散射点在地表的投影的CSP道集中且对应等效偏移距点为接收点的偏移距点的 位置；通过不同震源点与接收点地震道的输入，在不同CSP道集的不同等效偏移距位置进 行地震道数据的平移，得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据。
5.一种转换波的偏移成像装置，其特征在于，包括输入数据单元、控制计算单元、存储单元和图像生成单元，其中，所述输入数据单元，用于根据得到的一道转换波地震数据，获取该道转换波地震数据 的道头字信息并发送给所述控制计算单元和所述存储单元；所述控制计算单元，用于根据得到的所述道转换波地震数据的道头字信息，计算该道 转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的共散射点CSP道集，继续遍历所有地震道，生成全部CSP道集，通过成像网格位置的方式，根据构建后的 所述转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的 CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，并发送给所 述图像生成单元和所述存储单元；所述图像生成单元，用于将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据 进行叠加成像，生成所述转换波的偏移成像信息；所述存储单元，用于存储数据信息。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输入数据单元，还用于根据获取的该道转换波地震数据的道头字信息，建立该转 换波地震数据的三维基本图像信息。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制计算单元计算该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据，是通过以下 公式完成(/Ν2Λ ( 卜⑷J J其中，散射点在地表的投影与接收点的等效偏移距环之间的距离为he ；震源点和接收 点所连直线的中点与散射点在地表的投影之间的距离为X，震源点和接收点所连直线的中 点与震源点之间的距离为h，t为地震波总旅行时，T0为单程地震波旅行时。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制计算单元通过成像网格位置的方式，根据构建后的所述转换波地震数据中每 道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所 有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，是指所述控制计算单元通过成像网格位置的方式，根据所述、将输入道在^时刻的地震振 幅的时间平移到以散射点在地表的投影的CSP道集中且对应等效偏移距点为接收点的偏 移距点的位置；通过不同震源点与接收点地震道的输入，在不同CSP道集的不同等效偏移 距位置进行地震道数据的平移，得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据。
全文摘要
一种转换波的偏移成像方法，包括系统根据得到的一道转换波地震数据，获取并根据该道转换波地震数据的道头字信息，计算该道转换波地震数据的常速度等效偏移距的数据并构建该道转换波地震数据的CSP道集，继续遍历所有地震道，生成全部CSP道集；通过成像网格位置的方式，根据构建后的转换波地震数据中每道的CSP道集，建立每道的CSP道集道头字信息，并根据每道的CSP道集道头字信息得到所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据，将得到的所有CSP道集内坐标相同的等效偏移距的地震数据进行叠加成像，生成转换波的偏移成像信息。本发明解决了在没有速度的情况下，不依赖纵波信息的转换波的无动校正实现直接叠加成像的问题。
文档编号G01V1/28GK101915938SQ201010225119
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者王赟, 芦俊 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所