專利名稱：一種地震多次波偏移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下結(jié)構(gòu)成像方法，特別是關(guān)于一種用于油氣勘探領(lǐng)域的地震多次波偏移方法。
背景技術(shù)：
幾十年來，地質(zhì)學(xué)家們認(rèn)為鹽體可以作為一些油氣藏的天然蓋層，其下方可能存在超大規(guī)模的油氣藏。然而鹽體是高速度地質(zhì)體，這些地質(zhì)體像聲音透鏡一樣，能使地震波信號(hào)發(fā)散或者聚集，造成鹽下成像面臨很大的挑戰(zhàn)。近期國(guó)際上提出了很多針對(duì)高速鹽體
問題地震成像技術(shù)，其中很多方法可以提高成像質(zhì)量。然而上述方法都是基于反射波成像，在復(fù)雜鹽下區(qū)域，反射波照明范圍小，照明度低，很難獲得滿意的鹽下成像結(jié)果。有別于反射波，多次波最有可能實(shí)現(xiàn)鹽下成像，多次波是經(jīng)一次以上的地下界面反射或海水面反射，最終在地面被接收的地震波。一般來說，與一次反射波相比，多次波在地下傳播的射線路徑更長(zhǎng)，覆蓋的區(qū)域更廣。多次波可以傳播到地球內(nèi)部，可照明到一次反射波無法到達(dá)的陰影區(qū)。另外，多次波的反射角一般比一次反射波小，能提供很好的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。傳統(tǒng)的成像方法只對(duì)一次波偏移，把多次波視為噪聲，而多次波偏移則利用多次波信息，提供地下界面構(gòu)造成像。從多次波中直接提取有用信息的觀點(diǎn)可以追溯到Claerbout (克萊爾博特)在地震干涉測(cè)量方面的研究，該研究說明了如何通過被動(dòng)震源激發(fā)產(chǎn)生的自相關(guān)道，獲得地球表面格林函數(shù)(例如一個(gè)脈沖點(diǎn)源)。被動(dòng)震源的空間位置和激發(fā)時(shí)間未知，所以可以認(rèn)為是一種被動(dòng)地震方法?；谶@種虛震源方式，可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法將多次波轉(zhuǎn)換為由地表虛震源生成的一次波。多次波偏移，最直觀的方法就是將多次波轉(zhuǎn)換為反射波，然后采用傳統(tǒng)偏移方法。如運(yùn)用地震干涉測(cè)量方法，將三維垂直地震剖面的地震多次波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成反射波數(shù)據(jù)。另一種可以用到的多次波偏移方法是最小平方偏移，其是利用海底電纜數(shù)據(jù)對(duì)一次反射波和鬼波同時(shí)成像。還有一種是利用反饋模型和波場(chǎng)延拓反演，將多次波轉(zhuǎn)換為一次反射波實(shí)現(xiàn)多次波成像。然而，很多研究證明，將多次波直接轉(zhuǎn)換成反射波，只是對(duì)垂直地震數(shù)據(jù)成立，對(duì)傳統(tǒng)的表面采集的地震數(shù)據(jù)并不成功。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種通過改進(jìn)傳統(tǒng)逆時(shí)偏移方法，將多次波歸位到地下正確位置的地震多次波偏移方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種地震多次波偏移方法，包括以下步驟1)對(duì)所有炮的地震記錄，先用相關(guān)多次波預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)表面的多次波和層間的多次波，用最小二乘法匹配預(yù)測(cè)的多次波；2)將每一單炮中任一點(diǎn)P的檢波器記錄到的地震記錄作正向傳播，將另一點(diǎn)Mg的檢波器記錄到的一階多次波記錄作反向傳播；3)對(duì)從P點(diǎn)正向傳播的地震記錄，通過雙程波波動(dòng)方程，計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的地震記錄正向傳播的格林函數(shù)P(g) ；4)對(duì)從Mg點(diǎn)反向傳播的一階多次波記錄,通過雙程波波動(dòng)方程計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的一階多次波反向傳播的格林函數(shù)Mg (g) ；5)在地下任何一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，對(duì)P(g)與Mg(g)作互相關(guān)，形成可能的成像點(diǎn)；6)如果在可能的成像點(diǎn)確實(shí)有地下反射界面，步驟5)中的兩個(gè)波場(chǎng)的格林函數(shù)互相關(guān)，就會(huì)在該地下反射界面成像；7)對(duì)Mg點(diǎn)的一階多次波記錄正向傳播，計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的一階多次波記錄正向傳播的格林函數(shù)Mg(g) ’;8)對(duì)再一點(diǎn)Mr的檢波器記錄的二階多次波記錄反向傳播，通過雙程波波動(dòng)方程計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的二階多次波逆時(shí)傳播的格林函數(shù)Mr (g) ；9)在地下任何一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，對(duì)Mg(g)’與Mr(g)作互相關(guān)，形成可能的成像點(diǎn)；10)如果在可能的成像點(diǎn)確實(shí)有地下反射界面，步驟9)中的兩個(gè)波場(chǎng)的格林函數(shù)的互相關(guān)就會(huì)在該地下反射界面成像；11)對(duì)完成步驟6)和步驟10)的單炮成像結(jié)果進(jìn)行拉普拉斯濾波，以消除成像過程中的低頻成像噪音；12)對(duì)所有單炮記錄重復(fù)步驟2)至步驟11)，將所有單炮成像結(jié)果進(jìn)行疊加，得到最終成像結(jié)果。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明方法用包含一次反射波，表層多次波和層間多次波的地震記錄代替震源子波，用預(yù)測(cè)多次波代替一次反射波作
為輸入數(shù)據(jù)，將地表多次波的記錄逆時(shí)延拓到各個(gè)深度層，將包含一次波和多次波的地震記錄沿時(shí)間延拓到相同深度層，通過互相關(guān)成像條件，使得多次波歸位到地下正確的位置上。2、本發(fā)明方法采用的多次反射波的傳播路徑與傳統(tǒng)的一次反射波傳播路徑不同，本發(fā)明方法可以提高鹽下油氣藏的照明度。與傳統(tǒng)的一次反射波偏移比較，多次波偏移可提供更好的鹽體成像。3、本發(fā)明利用多次波信息，并將多次波融合到逆時(shí)偏移方程中，利用一次波和多次波的地震記錄波場(chǎng)做成像，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明方可以實(shí)現(xiàn)多次波鹽下成像，達(dá)到更大范圍、更加均衡的地下照明度，極大地提高了鹽下成像的分辨率。本發(fā)明可以廣泛用于油氣勘探領(lǐng)域中，特別是對(duì)鹽下結(jié)構(gòu)成像的效果更加明顯。


圖I是本發(fā)明原理2是一個(gè)三層速度模型圖3是多次波數(shù)據(jù)200炮中的一炮圖4是多次波偏移結(jié)果圖5是著名的驗(yàn)證各種偏移方法的Sigsbee2B鹽丘模型圖6是采用傳統(tǒng)反射波偏移方法得到的結(jié)果圖7是采用本發(fā)明多次波偏移方法得到的結(jié)果
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明提出的地震多次波偏移方法，不需要將多次波變換為一次反射波，而是用標(biāo)準(zhǔn)偏移算子處理表面數(shù)據(jù)。偏移成像方法一般為KirchhofT(克?；舴?成像、單程波波動(dòng)方程和逆時(shí)偏移等。其中，KirchhofT成像方法最為常用，其是假定波動(dòng)方程的解是高頻近似解，對(duì)速度模型不敏感，但是對(duì)橫向速度變化巨大的復(fù)雜地質(zhì)體成像不夠準(zhǔn)確，存在不容易處理多走時(shí)問題和橫向速度變化等缺陷。單程波波動(dòng)方程方法，計(jì)算效率快，可以對(duì)橫向變化劇烈的構(gòu)造成像，但是對(duì)傾角有限制，不能處理大傾角斷層。基于雙程波波動(dòng)方程的逆時(shí)偏移方法(簡(jiǎn)稱逆時(shí)偏移方法)理論上效果最好，既能對(duì)橫向速度變化劇烈的構(gòu)造成像，也能對(duì)大傾角地層成像，但是計(jì)算量大。本發(fā)明是在逆時(shí)偏移方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將多次波融合到逆時(shí)偏移方程中，使得多次波歸位到地下正確的位置上。本發(fā)明的多次波偏移方法主要分為兩步。第一步，利用一些已知的預(yù)測(cè)多次波的方法得到多次波，如Radon(拉東變換)變換、逆散射層間多次波和表層相關(guān)多次波預(yù)測(cè)方法等。第二步，利用逆時(shí)偏移方法進(jìn)行鹽下深度域成像。用包含一次反射波，表層多次波和層間多次波的地震記錄代替震源子波，用多次波代替一次反射波。在逆時(shí)偏移處理流程中，將地表多次波的記錄逆時(shí)延拓到各個(gè)深度層，將包含一次波和多次波的地震記錄沿時(shí)間延拓到相同深度層。成像條件是在各個(gè)深度層上自相關(guān)兩個(gè)波場(chǎng)。具體說，本發(fā)明提供的地震多次波偏移方法，包括以下步驟I)對(duì)所有炮的地震記錄，先用相關(guān)多次波預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)表面的多次波和層間的多次波，用最小二乘法匹配預(yù)測(cè)的多次波；2)如圖I所示，圖中P點(diǎn)、Mg點(diǎn)和Mr點(diǎn)均為單炮記錄中某一檢波點(diǎn)，將在P點(diǎn)的檢波器記錄到的地震記錄作正向傳播，將在Mg點(diǎn)的檢波器記錄到的一階多次波記錄作反向傳播；3)對(duì)從P點(diǎn)正向傳播的地震記錄，通過雙程波波動(dòng)方程，計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的地震記錄正向傳播的格林函數(shù)p(g)；4)對(duì)從Mg點(diǎn)反向傳播的一階多次波記錄，通過雙程波波動(dòng)方程計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的一階多次波反向傳播的格林函數(shù)Mg (g)；5)在地下任何一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，對(duì)P(g)與Mg(g)作互相關(guān)，形成可能的成像點(diǎn)；6)如果在地下X2，X3和X4點(diǎn)確實(shí)有地下反射界面，步驟5)中的兩個(gè)波場(chǎng)的格林函數(shù)互相關(guān)就會(huì)在該地下反射界面成像；7)對(duì)Mg點(diǎn)的一階多次波記錄正向傳播，計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的一階多次波記錄正向傳播的格林函數(shù)Mg(g)’ ；8)對(duì)Mr點(diǎn)的二階多次波記錄反向傳播，通過雙程波波動(dòng)方程計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的二階多次波逆時(shí)傳播的格林函數(shù)Mr (g)；9)在地下任何一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，對(duì)Mg(g)’與Mr(g)作互相關(guān)，形成可能的成像點(diǎn)；10)如果在地下X5點(diǎn)確實(shí)有地下反射界面，步驟9)中的兩個(gè)波場(chǎng)的格林函數(shù)的互相關(guān)就會(huì)在該地下反射界面成像；11)對(duì)步驟6)和步驟10)得到的單炮成像結(jié)果進(jìn)行Laplace (拉普拉斯)濾波，以消除成像過程中的低頻成像噪音；12 )對(duì)所有單炮記錄重復(fù)步驟2 )至步驟11)，并將所有單炮成像結(jié)果進(jìn)行疊加，得到最終成像結(jié)果。為驗(yàn)證本發(fā)明方法的可行性和有效性，下面舉兩個(gè)實(shí)例實(shí)例I :如圖2所示，對(duì)于一地下3層速度模型，采用有限差分聲波正演模擬，可以得到單炮帶有多次波信號(hào)的地震記錄(如圖3所示)，如果采用本發(fā)明的多次波偏移方法(如圖4所示)，可以看到能量最強(qiáng)的兩個(gè)同像軸C和D，與3層速度模型的速度界面位置和形態(tài)相吻合，證明了采用本發(fā)明方法能夠得到正確的成像，同時(shí)也證明了本發(fā)明的可行性。
實(shí)例2 如圖5所示，是著名的Sigsbee2B鹽丘模型，該模型含有高速鹽丘體和單個(gè)速度異常體，模型復(fù)雜，是驗(yàn)證各種偏移方法成像效果的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)模型之一。如圖6所示，采用傳統(tǒng)逆時(shí)偏移方法只利用一次反射波成像，會(huì)將多次波當(dāng)作噪音消去，同時(shí)由于檢波點(diǎn)范圍的限制，一次反射波在鹽下照明度不強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致鹽下成像效果不好，如圖中橢圓虛線標(biāo)出的區(qū)域，反射波無法形成。如圖7所示，由于本發(fā)明方法利用了多次波相對(duì)一次反射波走時(shí)長(zhǎng)，路徑豐富的特征，因此可以看到圖中橢圓虛線標(biāo)示的鹽下區(qū)域成像清楚，效果明顯區(qū)別并優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)。上述描述和各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的
等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種地震多次波偏移方法，包括以下步驟 1)對(duì)所有炮的地震記錄，先用相關(guān)多次波預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)表面的多次波和層間的多次波，用最小二乘法匹配預(yù)測(cè)的多次波； 2)將每一單炮中任一點(diǎn)P的檢波器記錄到的地震記錄作正向傳播，將另一點(diǎn)Mg的檢波器記錄到的一階多次波記錄作反向傳播； 3)對(duì)從P點(diǎn)正向傳播的地震記錄，通過雙程波波動(dòng)方程，計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的地震記錄正向傳播的格林函數(shù)P(g)； 4)對(duì)從Mg點(diǎn)反向傳播的一階多次波記錄,通過雙程波波動(dòng)方程計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的一階多次波反向傳播的格林函數(shù)Mg(g)； 5)在地下任何一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，對(duì)P(g)與Mg(g)作互相關(guān)，形成可能的成像點(diǎn)； 6)如果在可能的成像點(diǎn)確實(shí)有地下反射界面，步驟5)中的兩個(gè)波場(chǎng)的格林函數(shù)互相關(guān)，就會(huì)在該地下反射界面成像； 7)對(duì)Mg點(diǎn)的一階多次波記錄正向傳播,計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的一階多次波記錄正向傳播的格林函數(shù)Mg(g) ’ ； 8)對(duì)再一點(diǎn)Mr的檢波器記錄的二階多次波記錄反向傳播，通過雙程波波動(dòng)方程計(jì)算出在地下任何一個(gè)位置的二階多次波逆時(shí)傳播的格林函數(shù)Mr (g)； 9)在地下任何一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，對(duì)Mg(g)’與Mr(g)作互相關(guān)，形成可能的成像點(diǎn)； 10)如果在可能的成像點(diǎn)確實(shí)有地下反射界面，步驟9)中的兩個(gè)波場(chǎng)的格林函數(shù)的互相關(guān)就會(huì)在該地下反射界面成像； 11)對(duì)完成步驟6)和步驟10)的單炮成像結(jié)果進(jìn)行拉普拉斯濾波，以消除成像過程中的低頻成像噪音； 12)對(duì)所有單炮記錄重復(fù)步驟2)至步驟11)，將所有單炮成像結(jié)果進(jìn)行疊加，得到最終成像結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地震多次波偏移方法，本發(fā)明是在逆時(shí)偏移方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將多次波融合到逆時(shí)偏移方程中，使得多次波歸位到地下正確的位置上。本發(fā)明的多次波偏移方法主要分為兩步。第一步，利用一些已知的預(yù)測(cè)多次波的方法得到多次波，第二步，利用逆時(shí)偏移方法進(jìn)行鹽下深度域成像。本發(fā)明利用多次波信息，并將多次波融合到逆時(shí)偏移方程中，利用一次波和多次波的地震記錄波場(chǎng)做成像，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明方可以實(shí)現(xiàn)多次波鹽下成像，達(dá)到更大范圍、更加均衡的地下照明度，極大地提高了鹽下成像的分辨率。本發(fā)明可以廣泛用于油氣勘探領(lǐng)域中，特別是對(duì)鹽下結(jié)構(gòu)成像的效果更加明顯。
文檔編號(hào)G01V1/32GK102879816SQ20121024765
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者劉伊克, 常旭, 金德剛, 王一博 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所