專利名稱：一種平面波疊前深度偏移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油勘探反射波地震數(shù)據(jù)處理過程中的疊前偏移成像技術(shù)，具體的說是一種在不降低成像質(zhì)量的前提下，提高疊前深度偏移處理速度的基于稀疏頻率和大步長(zhǎng) 波場(chǎng)延拓的平面波疊前深度偏移方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探反射波地震數(shù)據(jù)處理過程中對(duì)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造成像時(shí)，波動(dòng)方程疊前深 度偏移方法具有許多積分法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如沒有高頻近似、理論完整、計(jì)算合理、容易 處理振幅問題、對(duì)復(fù)雜構(gòu)造成像精度高等。其缺點(diǎn)是計(jì)算效率低。為了提高計(jì)算效率，Taner 提出用獨(dú)立炮記錄抽出的共接收點(diǎn)道集，在地表合成平面波震源記錄的方法。Berkhout進(jìn) 一步提出面炮記錄疊前深度偏移方法，該方法大大減小了疊前數(shù)據(jù)量，其實(shí)質(zhì)是一種基于 平面波合成的偏移方法。該方法相對(duì)于單炮偏移計(jì)算效率成倍提高，但是計(jì)算量依然較大， 在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種基于稀疏頻率和大步長(zhǎng)波場(chǎng)延拓，可將平面波疊前深度偏移的計(jì)算效率成倍提高的平面波疊前深度偏移方法。本發(fā)明具體步驟包括1)野外采集的地震數(shù)據(jù)，通過常規(guī)預(yù)處理流程，得到統(tǒng)一基準(zhǔn)面上的疊前炮集數(shù) 據(jù)；2)根據(jù)地震資料的復(fù)雜程度確定稀疏頻率采樣系數(shù)a和延拓大步長(zhǎng)NAz，所述 A z為通常延拓步長(zhǎng)，N為延拓大步長(zhǎng)相對(duì)于通常延拓步長(zhǎng)的倍數(shù)；步驟2所述的稀疏頻率采樣系數(shù)a是為重采樣后的頻率個(gè)數(shù)為重采樣前的一半 至三分之一步驟2所述的N為5至10。步驟2所述的N在地震資料復(fù)雜時(shí)為5。3)對(duì)頻率進(jìn)行稀疏采樣；利用步驟2中給出的采樣系數(shù)a，按如下公式對(duì)頻率進(jìn)行重采樣fm = a^f^m = 0,1, ...，M其中為偏移的最小頻率，fn為偏移的最大頻率，M為重采樣后的頻率個(gè)數(shù)， 4)對(duì)重采樣后得到的每一個(gè)頻率按照平面波疊前深度偏移方法以N A z的大步長(zhǎng) 進(jìn)行波場(chǎng)延拓，得到下一個(gè)延拓步的波場(chǎng)；5)對(duì)相鄰兩個(gè)大延拓步之間的波場(chǎng)進(jìn)行線性相位移插值，得到這兩個(gè)延拓步中間 每一個(gè)以小延拓步長(zhǎng)Az進(jìn)行延拓的波場(chǎng)；
其中，P^x, Zl，co)為橫向位置x深度位置21處的波場(chǎng)，P2 (x, Zl+NAz, )為橫 向位置x深度位置Zl+NAz處的波場(chǎng)(由波gPiO^z!，《)以大步長(zhǎng)st印2 = NAz延拓得 到)，i為虛數(shù)，v(x)為橫向位置x處的速度。6)依據(jù)互相關(guān)成像原理進(jìn)行成像，得到最終的疊前深度偏移結(jié)果；7)將偏移結(jié)果顯示為地層剖面圖像。本發(fā)明可將平面波疊前深度偏移的計(jì)算效率成倍提高，節(jié)約大量資源。


圖1是數(shù)據(jù)模型平面波疊前深度偏移的結(jié)果；圖2是采用本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)模型偏移的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的快速平面波疊前深度偏移技術(shù)，其具體實(shí)施方式
為1)野外采集到的地震數(shù)據(jù)，通過常規(guī)預(yù)處理流程，得到統(tǒng)一基準(zhǔn)面上的疊前炮集 數(shù)據(jù)；2)根據(jù)地震資料的復(fù)雜程度確定稀疏頻率重采樣系數(shù)a (0 < a < 1)和延拓大 步長(zhǎng)N A z ( A z為通常延拓步長(zhǎng)，N為延拓大步長(zhǎng)相對(duì)于通常延拓步長(zhǎng)的倍數(shù))；所述的稀疏頻率采樣系數(shù)a的確定原則是如果地震資料復(fù)雜，則依該系數(shù)進(jìn)行 重采樣后的頻率個(gè)數(shù)應(yīng)為重采樣前的一半左右；反之，如果地震比較簡(jiǎn)單，可以選擇a的 值，使得重采樣后的頻率個(gè)數(shù)為重采樣前的三分之一左右即可。所述的延拓大步長(zhǎng)是通常延拓步長(zhǎng)的5到10倍。如果地震資料復(fù)雜，所述的延拓大步長(zhǎng)為通常步長(zhǎng)的5倍3)對(duì)頻率進(jìn)行稀疏采樣；利用步驟2中給出的采樣系數(shù)a，按如下公式對(duì)頻率進(jìn)行重采樣 其中為偏移的最小頻率，fn為偏移的最大頻率，M為重采樣后的頻率個(gè)數(shù)，其值 Pd (x,z1 + nAz, co) = P, (x, z,, <y)exp 深度位置Zl到深度Zl+N A z之間以小步長(zhǎng)st印1 = A z延拓得到的波場(chǎng)可由如下 公式計(jì)算 其中，P(x，Zl+nAz，co)為橫向位置 x 深度位置21+11八2(11 = 1，2，."，N_1)處的 近似波場(chǎng)，《為圓頻率；Pd(X，Zl+nAz，co)為橫向位置x處用相位移方法由深度21以步長(zhǎng) stepl向下延拓到深度Zi+nAzfc = 1,2, ...，N_1)處的波場(chǎng)，Pu(x，Zl+n A z，co)為橫向位 置x處用相位移方法由深度Zl+NAz向上延拓到度Zl+nAz(n = 1,2,…，N_l)的波場(chǎng)，其 計(jì)算公式分別為
其中，PiU。，co)為橫向位置x深度位置21處的波場(chǎng)(已知)，P2(X，Zl+NAz，co) 為橫向位置x深度位置Zl+NAz處的波場(chǎng)(由波場(chǎng)PiO^Zi，co)以大步長(zhǎng)st印2 = NAZ延 拓得到)，i為虛數(shù)，v(x)為橫向位置x處的速度。6)依據(jù)互相關(guān)成像原理進(jìn)行成像，得到最終的疊前深度偏移結(jié)果。7)將偏移結(jié)果顯示為地層剖面圖像。發(fā)明實(shí)施例1 1)輸入疊前炮集地震數(shù)據(jù)，總炮數(shù)為240炮。2)根據(jù)資料的復(fù)雜程度確定稀疏頻率采樣系數(shù)a = 0. 98和延拓大步長(zhǎng)N A z = 20m。3)對(duì)頻率進(jìn)行稀疏采樣；稀疏采樣系數(shù)a的值越小，采樣后的頻率越少，處理速度越快，但是成像的質(zhì)量 會(huì)相對(duì)下降，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)選擇合適的采樣系數(shù)。本例中當(dāng)a =0.98時(shí)，重采樣后的頻 率個(gè)數(shù)為118個(gè)，約為重采樣前頻率個(gè)數(shù)的44%。4)對(duì)重采樣后得到的每一個(gè)頻率按照平面波疊前深度偏移方法以20m的大步長(zhǎng) 進(jìn)行波場(chǎng)延拓，得到下一個(gè)延拓步的波場(chǎng)。5)對(duì)相鄰兩個(gè)延拓大步長(zhǎng)之間的波場(chǎng)進(jìn)行線性相位移插值，得到這兩個(gè)延拓步中
可由下式計(jì)算
一般來說，a的值越小，采樣后的頻率越少，偏移時(shí)處理速度越快，但是成像的質(zhì) 量會(huì)相對(duì)下降，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)地震資料的復(fù)雜程度選擇合適的采樣系數(shù)。4)對(duì)采樣后得到的每一個(gè)頻率按照平面波疊前深度偏移方法以NAz的大步長(zhǎng)進(jìn) 行波場(chǎng)延拓，得到下一個(gè)延拓步的波場(chǎng)。5)對(duì)相鄰兩個(gè)大延拓步長(zhǎng)之間的波場(chǎng)進(jìn)行線性相位移插值，得到這兩個(gè)延拓步中 間每一個(gè)以小延拓步長(zhǎng)Az進(jìn)行延拓的波場(chǎng)；深度位置Zl到深度Zl+N A z之間以小步長(zhǎng)st印1 = A z延拓得到的波場(chǎng)可由如下 公式計(jì)算 其中，P(X，Zl+nAz，co)為橫向位置 x 深度位置21+11八2(11 = 1，2，...，N_1)處的 近似波場(chǎng)，《為圓頻率；Pd(X，Zl+nAz，co)為橫向位置x處用相位移方法由深度21以步長(zhǎng) stepl向下延拓到深度Zi+nAzfc = 1,2, ...，N_1)處的波場(chǎng)，Pu(x，Zl+n A z，co)為橫向位 置x處用相位移方法由深度Zl+NAz向上延拓到度Zl+nAz(n = 1,2,…，N_l)的波場(chǎng)，其 計(jì)算公式分別為間每一個(gè)以4m為延拓步長(zhǎng)進(jìn)行延拓的波場(chǎng)。6)依據(jù)互相關(guān)成像原理進(jìn)行成像，得到最終的疊前深度偏移結(jié)果。7)將偏移結(jié)果顯示為地層剖面圖像。圖1是平面波疊前深度偏移的結(jié)果，用時(shí)5小時(shí)25分鐘，與圖2對(duì)比可見，圖2的 成像質(zhì)量與圖1基本接近，但計(jì)算時(shí)間只有48分鐘，計(jì)算效率成倍提高。
權(quán)利要求
一種平面波疊前深度偏移方法，特征是采用以下步驟1)野外采集的地震數(shù)據(jù)，通過常規(guī)預(yù)處理流程，得到統(tǒng)一基準(zhǔn)面上的疊前炮集數(shù)據(jù)；2)根據(jù)地震資料的復(fù)雜程度確定稀疏頻率采樣系數(shù)α和延拓大步長(zhǎng)NΔz，所述Δz為通常延拓步長(zhǎng)，N為延拓大步長(zhǎng)相對(duì)于通常延拓步長(zhǎng)的倍數(shù)；3)對(duì)頻率進(jìn)行稀疏采樣；利用步驟2中給出的采樣系數(shù)α，按如下公式對(duì)頻率進(jìn)行重采樣fm＝α-mf1，m＝0，1，…，M其中f1為偏移的最小頻率，fn為偏移的最大頻率，M為重采樣后的頻率個(gè)數(shù)，4)對(duì)重采樣后得到的每一個(gè)頻率按照平面波疊前深度偏移方法以NΔz的大步長(zhǎng)進(jìn)行波場(chǎng)延拓，得到下一個(gè)延拓步的波場(chǎng)；5)對(duì)相鄰兩個(gè)大延拓步之間的波場(chǎng)進(jìn)行線性相位移插值，得到這兩個(gè)延拓步中間每一個(gè)以小延拓步長(zhǎng)Δz進(jìn)行延拓的波場(chǎng)；6)依據(jù)互相關(guān)成像原理進(jìn)行成像，得到最終的疊前深度偏移結(jié)果；7)將偏移結(jié)果顯示為地層剖面圖像。F2009100806233C0000011.tif
2.如權(quán)利要求1所述的方法，特征是步驟2所述的稀疏頻率采樣系數(shù)α是為重采樣后 的頻率個(gè)數(shù)為重采樣前的一半至三分之一。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，特征是步驟2所述的N為5至10。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，特征是步驟2所述的N在地震資料復(fù)雜時(shí)為5。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，特征是步驟5小延拓步長(zhǎng)△ζ進(jìn)行延拓的波場(chǎng)計(jì)算是，深度位置Z1到深度Ζι+ΝΔΖ之間以小步長(zhǎng)stepl = Δ ζ延拓得到的波場(chǎng)可由如下公式計(jì)算 其中，Ρ(χ，Ζι+ηΔζ，ω)為橫向位置χ深度位置Ζι+η Δ ζ (η = 1,2,…，Ν_1)處的近似 波場(chǎng)，ω為圓頻率；Pd (χ, Ζι+η Δζ, ω)為橫向位置χ處用相位移方法由深度Z1以步長(zhǎng)st印1 向下延拓到深度21+1^2(11 = 1,2, -,N-1)處的波場(chǎng)，Ρ,χ,ζΑηΔζ，ω)為橫向位置χ處 用相位移方法由深度Ζι+ΝΔΖ向上延拓到度ζ1+ηΔζ(η= 1,2,…，N_l)的波場(chǎng)，其計(jì)算公 式分別為 其中，P1O^z1, ω)為橫向位置χ深度位置21處的波場(chǎng)，Ρ2(Χ，Ζι+ΝΔζ，ω)為橫向位置 χ深度位置z1+NΔ ζ處的波場(chǎng)(由波場(chǎng)P1Oc, Ζι，ω)以大步長(zhǎng)st印2 = NΔ ζ延拓得到)，i 為虛數(shù)，V(X)為橫向位置χ處的速度。
全文摘要
本發(fā)明是石油勘探反射波地震數(shù)據(jù)處理過程中的平面波疊前深度偏移方法，步驟是根據(jù)地震資料的復(fù)雜程度確定稀疏頻率采樣系數(shù)α和延拓大步長(zhǎng)NΔz，對(duì)頻率進(jìn)行重采樣，對(duì)重采樣后得到的每一個(gè)頻率按照平面波疊前深度偏移方法以NΔz的大步長(zhǎng)進(jìn)行波場(chǎng)延拓，得到下一個(gè)延拓步的波場(chǎng)；對(duì)相鄰兩個(gè)大延拓步之間的波場(chǎng)進(jìn)行線性相位移插值，得到這兩個(gè)延拓步中間每一個(gè)以小延拓步長(zhǎng)Δz進(jìn)行延拓的波場(chǎng)；依據(jù)互相關(guān)成像原理進(jìn)行成像，得到最終的疊前深度偏移結(jié)果。本發(fā)明可將平面波疊前深度偏移的計(jì)算效率成倍提高，節(jié)約大量資源。
文檔編號(hào)G01V1/28GK101840000SQ20091008062
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者李軍茹, 李桂芳, 王成祥, 王昌龍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司