專利名稱：高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于地震資料數(shù)字處理領域，是利用最小二乘算法進行地下偏移的一種成 像技術(shù)。
背景技術(shù)：
最小二乘方法作為一種最優(yōu)化算法在地球物理研究領域得到了廣泛運用，其中在 處理濾波、反演和成像問題方面應用較為廣泛。最小二乘偏移早期是由LeBrad等(1988) 和Iambare (1992)等人提出的。隨后Nemeth (1999)等人從方法原理的推導上進一步闡述 了最小二乘偏移算法的優(yōu)缺點，并采用惠更斯原理解釋了即使數(shù)據(jù)不完整時最小二乘偏移 仍然能夠獲得較好偏移效果的機理。而后，Dequet (2000)等人提出的基于射線理論格林方 程的最小二乘算法在處理起伏地表照明和由不規(guī)則粗采樣的地震波場引起的成像誤差比 Kirchhoff偏移具有更大優(yōu)勢，尤其是復雜鹽丘下部及覆蓋次數(shù)較少的模型邊界區(qū)域。采 用KirchhofT作為正傳播算子的最小二乘偏移也是一種能有效減少偏移假像的地震成像 算法，成像迭代過程中，一般采用共軛體梯度法進行迭代，部分學者也提出采用尋找最優(yōu)的 共軛梯度方向來近似等效共軛梯度法，進一步加快了收斂速度，提高了計算效率。Kuehl和Sacchi (2001)指出最小二乘偏移可引入波動方程正傳播和反傳播算子， 并在此基礎上給出了最小二乘裂步偏移算法。賈曉峰等也提出了采用滑動最小二乘法求 解地震波波動方程的計算流程及算法。楊其強等(2008)采用傅立葉有限差分偏移算子應 用到疊后最小二乘偏移算法中，并進行了模型的試處理。由于傅立葉有限差分算子是一種 計算效率較高，能適應劇烈橫向變速的，對速度模型的適應性有了較大的提高。Daiwei等 (2009)提出了疊前最小二乘偏移算法，并將其用于多震源觀測系統(tǒng)地震成像的去噪處理技 術(shù)中，成像結(jié)果表明最小二乘偏移能夠很好的壓制人為噪音和偏移假像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于疊前域高精度最小二乘偏移的方法原理，并實現(xiàn)了疊前域最 小二乘偏移算法，而提供的一種高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)。本發(fā)明通過三方面的工作來驗證本專利算法的成像精度及實用性(1)采用本算 法對三維實驗模型中異常體進行成像，并與傳統(tǒng)的Kirchhoff疊前深度偏移成像結(jié)果進行 比較，通過對比可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的算法能夠更好的使繞射波能量收斂于事先給定的異常 體位置，相對傳統(tǒng)方法具有更高的成像精度；(2)通過MamouSi2和SEG/EAGE-SALT兩大標 準的測試成像技術(shù)及算法優(yōu)劣的復雜模型成像試算可以看出從成像精度和成像分辨率 兩個方面，本發(fā)明在復雜構(gòu)造區(qū)域都具有較好的成像結(jié)果，尤其是對人為噪音和偏移假像 的壓制具有很好的效果；(3)本發(fā)明可用于中深部碳酸鹽巖縫洞儲集體地震地質(zhì)等效模型 的成像試處理，從成像結(jié)果可以看出能夠較好的刻畫碳酸鹽巖縫洞儲集體的儲層及邊界特 征，成像分辨率較高。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)，步驟為1)給定一個初始速度模型，根據(jù)射線追蹤方法計算走時表并存儲在內(nèi)存中供后續(xù) 偏移過程使用；2)同時采用高頻近似理論計算正演波場；3)進而計算正演波場與記錄波場的殘差，當殘差小于事先給定的誤差標準時，停 止迭代并輸出成像結(jié)果；4)偏差大于事先給定的誤差標準時，將所得的差值數(shù)據(jù)進行偏移，并計算修正系 數(shù)，最終更新成像結(jié)果，進而重復上述操作直到計算誤差小于給定的誤差標準時，輸出成像 結(jié)果。處理流程為(1)數(shù)值模擬計算數(shù)據(jù)的殘差，利用公式(a)，rn = Lmn-d(a)(2)偏移殘差對殘差進行偏移，所用公式如(b)所示gn = LTrn(b)(3)計算步長利用公式(C)計算迭代步長，
權(quán)利要求
1.高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)，其特征在于步驟為1)給定一個初始速度模型，根據(jù)射線追蹤方法計算走時表并存儲在內(nèi)存中供后續(xù)偏移 過程使用；2)同時采用高頻近似理論計算正演波場；3)進而計算正演波場與記錄波場的殘差，當殘差小于事先給定的誤差標準時，停止迭 代并輸出成像結(jié)果；4)偏差大于事先給定的誤差標準時，將所得的差值數(shù)據(jù)進行偏移，并計算修正系數(shù)，最 終更新成像結(jié)果，進而重復上述操作直到計算誤差小于給定的誤差標準時，輸出成像結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)，其特征在于處理 流程為(1)數(shù)值模擬計算數(shù)據(jù)的殘差，利用公式(a)， rn = Lmn-d(a)(2)偏移殘差對殘差進行偏移，所用公式如(b)所示 gn = LTrn(b)(3)計算步長利用公式(c)計算迭代步長，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)，其特征在于迭代 方法稱為最小二乘偏移算法，其內(nèi)容是最小二乘偏移方法原理基于標準的地球模型，假定線性正演矩陣算子為f滿足如下等 式⑴(1)P = Lm其中P為模擬的地震記錄矢量，m為地球的反射率模型矢量。觀測到的地震記錄Ptl可表示為P。=L m0 ’其中Hitl為真正的地球反射率模型矢量，知為基于真正地球反射率模型的 ~ 0 ~線性正演矩陣算子；在計算過程中，除非特殊說明，一般假定Z = Z ’ Kirchhoff偏移采用線性正演矩陣算子的轉(zhuǎn)置來求解地下的地球反射率模型，結(jié)果如 公式⑵所示
全文摘要
本發(fā)明提供高精度疊前域最小二乘偏移地震成像技術(shù)，步驟為給定一個初始速度模型，根據(jù)射線追蹤方法計算走時表并存儲在內(nèi)存中供后續(xù)偏移過程使用；同時采用高頻近似理論計算正演波場；進而計算正演波場與記錄波場的殘差，當殘差小于事先給定的誤差標準時，停止迭代并輸出成像結(jié)果；偏差大于事先給定的誤差標準時，將所得的差值數(shù)據(jù)進行偏移，并計算修正系數(shù)，最終更新成像結(jié)果，進而重復上述操作直到計算誤差小于給定的誤差標準時，輸出成像結(jié)果能有效地應用于小尺度復雜儲層模型、中深部微弱信號的成像處理以及理論研究中，在今后中國西部探區(qū)勘探開發(fā)中，有著較好的應用前景。
文檔編號G01V1/28GK102116869SQ20111003662
公開日2011年7月6日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者孔雪, 李振春, 黃建平 申請人:中國石油大學(華東)