地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法

文档序号:66937 发布日期:2021-10-01 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法 (Least square reverse time migration imaging method for seismic data imaging domain ) 是由 杨华臣 张建中 何万利 于 2021-06-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法,属于地震勘探资料处理技术领域。本发明包括如下步骤:对地震资料进行预处理;计算震源正向传播波场;计算检波点反向传播波场;计算逆时偏移成像剖面;计算点扩散函数;计算Hessian矩阵;计算最小二乘逆时偏移成像剖面。解决了数据域最小二乘逆时偏移成像方法需要通过多次偏移和反偏移运算估计Hessian矩阵极其耗时的问题。(The invention relates to a least square reverse time migration imaging method for a seismic data imaging domain, and belongs to the technical field of seismic exploration data processing. The invention comprises the following steps: preprocessing the seismic data; calculating a forward propagation wave field of a seismic source; calculating a backward propagation wave field of the wave detection point; calculating a reverse time migration imaging section; calculating a point spread function; calculating a Hessian matrix; a least squares reverse time shifted imaging profile is calculated. The method solves the problem that the estimation of the Hessian matrix by multiple times of migration and reverse migration operations is extremely time-consuming in the data field least square reverse time migration imaging method.)

地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法

技术领域

本发明涉及一种成像域最小二乘逆时偏移成像方法,属于地震勘探资料处理

技术领域

背景技术

现有的地震资料最小二乘逆时偏移成像方法通过求解最小二乘反演方程来消除观测系统、地下介质速度变化、地震波场几何扩散和偏移成像条件对偏移成像结果的不良影响,从而得到体现地下介质反射系数相对大小的偏移成像结果。该方法基于线性反演理论,利用梯度类迭代算法求取最小二乘逆时偏移成像剖面。该方法由于需要进行多次偏移和反偏移运算,故极其耗费时间,使得该方法难以应用于大规模地震资料。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷,本发明提出了一种地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法。

本发明所述的地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法,包括如下步骤:

步骤一:对原始共炮域地震资料进行预处理,预处理包括剔除直达波和压制噪声;

步骤二:利用规则网格有限差分方法计算震源正向传播波场;

步骤三:利用规则网格有限差分方法计算检波点反向传播波场;

步骤四:利用互相关成像条件计算逆时偏移成像剖面;

步骤五:基于偏移速度模型,在空间坐标为(xi,zj)的离散点处设置速度扰动,空间坐标(xi,zj)的计算公式如下:

其中,i表示x方向离散点的序号,j表示z方向离散点的序号,Δx表示x方向离散点的间距,Δz表示z方向离散点的间距,nx表示x方向离散点的个数,nz表示z方向离散点的个数;

步骤六:计算步骤五中离散点对应的点扩散函数;

步骤七:利用步骤六计算的点扩散函数,采用插值方法计算所有离散点的点扩散函数;

步骤八:计算Hessian矩阵,Hessian矩阵的计算公式如下:

H=[psf1,…,psfnp], (2)

其中,psf表示点扩散函数,np表示点扩散函数的总个数;

步骤九:求解最小二乘反演方程,获得最小二乘逆时偏移成像剖面。

进一步地,所述步骤五中,点扩散函数的计算公式如下:

其中,psf表示点扩散函数,ip表示点扩散函数的序号,W表示剔除与第ip个点扩散函数无关的偏移噪声的算子,is表示震源序号,ns表示震源的总个数,t表示时间,T表示地震资料时间采样长度,P表示偏移速度模型存在速度扰动时的震源正向传播波场,Q表示偏移速度模型存在速度扰动时的检波点反向传播波场。

进一步地,所述步骤九中,最小二乘反演方程如下:

Hm=mmig, (4)

其中,H表示步骤八计算的Hessian矩阵,m表示最小二乘逆时偏移成像剖面,mmig表示步骤四计算的逆时偏移成像剖面。

本发明的有益效果是:本发明所述的地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法,仅需要计算一次偏移速度模型存在速度扰动时的震源正向传播波场和检波点反向传播波场就可以求得Hessian矩阵,解决了现有地震资料最小二乘逆时偏移成像方法需要进行多次偏移和反偏移运算导致极其耗时的问题;本发明计算简单、容易实现、耗时少,具有很强的适应性。

附图说明

图1为本发明的流程图;

图2为本发明建立的理论速度模型图;

图3为逆时偏移成像剖面图;

图4为利用本发明计算的点扩散函数图;

图5为理论反射系数模型图;

图6为利用本发明计算的最小二乘逆时偏移成像剖面图。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步详细说明。

实施例1:

如图1所示的流程图,本发明所述的地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法,包括如下步骤:

步骤一:对原始共炮域地震资料进行预处理,预处理包括剔除直达波和压制噪声;

步骤二:利用规则网格有限差分方法计算震源正向传播波场;

步骤三:利用规则网格有限差分方法计算检波点反向传播波场;

步骤四:利用互相关成像条件计算逆时偏移成像剖面;

步骤五:基于偏移速度模型,在空间坐标为(xi,zj)的离散点处设置速度扰动,空间坐标(xi,zj)的计算公式如下:

其中,i表示x方向离散点的序号,j表示z方向离散点的序号,Δx表示x方向离散点的间距,Δz表示z方向离散点的间距,nx表示x方向离散点的个数,nz表示z方向离散点的个数;

步骤六:计算步骤五中离散点对应的点扩散函数;

步骤七:利用步骤六计算的点扩散函数,采用插值方法计算所有离散点的点扩散函数;

步骤八:计算Hessian矩阵,Hessian矩阵的计算公式如下:

H=[psf1,…,psfnp], (2)

其中,psf表示点扩散函数,np表示点扩散函数的总个数;

步骤九:求解最小二乘反演方程,获得最小二乘逆时偏移成像剖面。

其中,所述步骤五中,点扩散函数的计算公式如下:

其中,psf表示点扩散函数,ip表示点扩散函数的序号,W表示剔除与第ip个点扩散函数无关的偏移噪声的算子,is表示震源序号,ns表示震源的总个数,t表示时间,T表示地震资料时间采样长度,P表示偏移速度模型存在速度扰动时的震源正向传播波场,Q表示偏移速度模型存在速度扰动时的检波点反向传播波场。

其中,所述步骤九中,最小二乘反演方程如下:

Hm=mmig, (4)

其中,H表示步骤八计算的Hessian矩阵,m表示最小二乘逆时偏移成像剖面,mmig表示步骤四计算的逆时偏移成像剖面。

实施例2:

下面结合具体实施方式,对于本发明进行解释和说明。

为了进一步说明本方法的实现思路及实现过程并证明方法的有效性,用一个理论速度模型合成资料进行测试。理论速度模型如图2所示。

S1:观测系统:炮间距100m,共200炮。拖缆长6km,道间距10m,共600道。拖缆位于震源的左侧。采用时间二阶、空间十二阶精度的规则网格有限差分方法正演模拟合成地震资料。对合成地震资料进行预处理,剔除直达波。

S2:利用规则网格有限差分方法计算震源正向传播波场。

S3:利用规则网格有限差分方法计算检波点反向传播波场。

S4:利用互相关成像条件计算逆时偏移成像剖面,如图3所示。

S5:利用公式(1),基于偏移速度模型设置速度扰动。

S6:利用公式(3)计算点扩散函数,如图4所示。

S7:利用步骤六计算的点扩散函数,采用插值方法计算所有离散点的点扩散函数。

S8:利用公式(2)计算Hessian矩阵。

S9:利用公式(4)计算最小二乘逆时偏移成像剖面,如图5所示。

图6是理论反射系数模型图。将图3和图5与图6对比可以看出,相比于逆时偏移成像剖面,利用本发明计算的最小二乘逆时偏移成像剖面更接近理论反射系数模型。本发明计算的最小二乘逆时偏移成像剖面与理论反射系数模型非常相似。这证明了本发明的正确性和有效性。

本发明所述的地震资料成像域最小二乘逆时偏移成像方法,考虑到了常规数据域最小二乘逆时偏移成像方法计算量、极其耗时的缺陷,通过计算点扩散函数来估计Hessian矩阵,解决了常规数据域最小二乘逆时偏移成像方法需要通过多次偏移和反偏移运算估计Hessian矩阵极其耗费时间的问题;本发明计算简单、易于实现、耗时少,具有很强的适应性,且最小二乘逆时偏移结果可靠性高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己,并不以本发明为限制,凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

8页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:基于深度加权的地震斜率层析成像方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类