專利名稱：使用射束層析成像進(jìn)行地震成像和地層建模的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及地震成像和地層建模的方法和系統(tǒng)，更確切地說，涉及利用射束作為本方法輸入數(shù)據(jù)的傳播時(shí)反射層析成像的方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探領(lǐng)域，為了儲(chǔ)集層的勘探和開發(fā)需要地球的地表下圖像。用所記錄的地震數(shù)據(jù)的不同子集所創(chuàng)建的地表下區(qū)域的地震圖像往往不重合。圖I是以不同炮檢距記錄的地震數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的地球的地表下圖像的實(shí)例展示。實(shí)線表示使用近炮檢距地震數(shù)據(jù)的地震圖像；虛線表示由遠(yuǎn)炮檢距地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像。這些不重合通常由不正確地震速度導(dǎo)致，這些不正確地震速度產(chǎn)生扭曲、不聚焦的地表下圖像?？梢苑治鲞@些測(cè)量的不重合值以校正這些速度。進(jìn)行這種分析最常見的是通過將記錄的數(shù)據(jù)與正演模擬的結(jié)果對(duì)比的傳播時(shí)層析成像，或者通過對(duì)比偏移后圖像之間的不重合的偏移速度分析的相關(guān)過程，正如圖I所描述。標(biāo)準(zhǔn)的傳播時(shí)反射層析成像方法包括正演模擬，使從地層模型算出的合成數(shù)據(jù)與真實(shí)記錄的數(shù)據(jù)匹配。實(shí)現(xiàn)這種匹配的方式為對(duì)地層模型逐漸地進(jìn)行改變以找到使模擬的與記錄的數(shù)據(jù)的反射同相軸傳播時(shí)間之間的不匹配最小化的速度模型。校正未對(duì)準(zhǔn)的常見方式是從表示反射層進(jìn)行射線追蹤，并且使用沿著這些射線的傳播時(shí)間找到將使模擬的和真實(shí)的數(shù)據(jù)最佳對(duì)準(zhǔn)的速度校正量。同樣，偏移速度分析對(duì)沿著反射射線的傳播時(shí)間和速度進(jìn)行分析，使來自全部炮檢距的圖像對(duì)準(zhǔn)。最常見的是，在網(wǎng)格上計(jì)算速度校正量，比如圖I所示的網(wǎng)格。從沿著許多反射層的許多反射點(diǎn)非常密集地進(jìn)行射線追蹤。這種射線路徑信息被用于計(jì)算在每個(gè)網(wǎng)格単元中所需要的對(duì)速度模型的校正以使來自不同數(shù)據(jù)炮檢距范圍的圖像之間的未對(duì)準(zhǔn)最小化。常規(guī)的傳播時(shí)反射層析成像和偏移速度分析方法包括反射層構(gòu)造作為起始速度模型的一部分。這種反射層構(gòu)造有可能是解釋的地層，也有可能是一大片現(xiàn)有地震圖像的局部?jī)A斜測(cè)量結(jié)果。在任ー情況下，在成像質(zhì)量降低之處反射層構(gòu)造將不確定。射線路徑對(duì)于反射層構(gòu)造非常敏感反射層傾角的小變化往往會(huì)導(dǎo)致射線以非常不同的方向行迸。不僅如此，在成像質(zhì)量降低之處往往發(fā)生射線的多路徑。因此，在圖像最需要校正之處，進(jìn)行校正所需要的行進(jìn)路徑信息最不確定。如果反射層的傾角在射線的反射點(diǎn)處僅僅稍微改變，射線路徑被反射部分往往劇烈改變，通過非常不同的網(wǎng)格單元的組從而改變反演。射線對(duì)沿著其路徑遇到的其他小規(guī)模不均勻性也可能非常敏感。這種敏感性是基于射線的分析的假象，并且是業(yè)內(nèi)當(dāng)前強(qiáng)調(diào)基于波動(dòng)方程反演建立準(zhǔn)確速度模型的主要原因之一，即使這樣的波動(dòng)方程方法丟失了射線提供的非常有用的幾何信息。不是放棄射線方法并使用波動(dòng)方程方法，而是需要有ー種方法能夠結(jié)合兩種方法 的優(yōu)點(diǎn)以改進(jìn)底層模型地震速度和作為結(jié)果的地震成像。確切地說，需要有ー種傳播時(shí)反射層析成像的方法，它對(duì)速度模型的微小細(xì)節(jié)不太敏感，不需要假設(shè)的反射層構(gòu)造并且在反射同相軸被斷開并難以成圖為反射表面的情況下使用。
發(fā)明內(nèi)容
本文介紹的是實(shí)現(xiàn)射束 層析成像方法和系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施例，用于產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像和地層模型。本方法的實(shí)施例保留了射線法和波場(chǎng)法雙方的某些方面，以改進(jìn)底層模型地震速度和作為結(jié)果的地震成像而不依賴于反射層構(gòu)造。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，公開了ー種計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，用于產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像和地層模型。所述方法包括在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)從記錄的地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)射束集，所述記錄的地震數(shù)據(jù)對(duì)所述地表下區(qū)域的一部分采樣；以及使用包括一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述ー個(gè)或多個(gè)處理器被配置為與所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)通信并執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序。在所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的用戶執(zhí)行若干操作，包括偏移所述數(shù)據(jù)射束集和初始地層模型以產(chǎn)生所述地表下區(qū)域的地震圖像，所述數(shù)據(jù)射束集包括多個(gè)數(shù)據(jù)射束，所述初始地層模型具有表示所述地表下區(qū)域的初始速度模型；將從所述地震圖像和地層模型導(dǎo)出的模擬射束與所述數(shù)據(jù)射束集內(nèi)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束進(jìn)行互相關(guān)；在所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)互相關(guān)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)，對(duì)于測(cè)量的時(shí)移所述射束對(duì)具有超過確定閾值的互相關(guān)值，并且重復(fù)所述互相關(guān)和存儲(chǔ)操作直到已經(jīng)模擬了確定數(shù)量的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束；以及反演所述測(cè)量的時(shí)移以產(chǎn)生具有更新的速度模型的更新的地層模型，其中的所述地表下區(qū)域的作為結(jié)果的更新的地層模型能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確地描述所述數(shù)據(jù)射束經(jīng)過所述地表下區(qū)域的傳播的更新的地震圖像?？蛇x地包括以下補(bǔ)充實(shí)施例迭代地重復(fù)偏移、互相關(guān)、存儲(chǔ)和反演操作直到所述測(cè)量的時(shí)移小于確定的容許誤差，或者直到由用戶直觀地確定所述射束對(duì)的對(duì)準(zhǔn)；使用局部?jī)A斜疊加操作將所述記錄的地震數(shù)據(jù)變換為數(shù)據(jù)射束集；所述記錄的地震數(shù)據(jù)從至少兩個(gè)炮檢距記錄；所述偏移使用高斯射束偏移來計(jì)算；沿著高斯射束波前對(duì)所述地震圖像加總以形成模擬的射束；對(duì)特定中間點(diǎn)位置、炮檢距和傾角確定對(duì)應(yīng)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束；僅僅對(duì)一部分所述地層模型開窗ロ以用于模擬所述模擬射束；以及在每個(gè)中間點(diǎn)位置和炮檢距的所存儲(chǔ)射束對(duì)的數(shù)量是預(yù)定參數(shù)；所存儲(chǔ)射束對(duì)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了預(yù)定參數(shù)，在其中間點(diǎn)位置和炮檢距存儲(chǔ)的每個(gè)提交的射束對(duì)與相同中間點(diǎn)位置和炮檢距的當(dāng)前存儲(chǔ)的射束對(duì)進(jìn)行對(duì)比，并且如果所提交的射束對(duì)具有大于所述當(dāng)前存儲(chǔ)的射束對(duì)的互相關(guān)值的互相關(guān)值，每個(gè)所提交的射束對(duì)將替代具有最低互相關(guān)值的所述當(dāng)前存儲(chǔ)的射束對(duì)。根據(jù)其他實(shí)施，補(bǔ)充實(shí)施例包括所述測(cè)量的時(shí)移使模擬射束與數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)之間的互相關(guān)值最大化；每個(gè)模擬的射束都與震源射線和接收器射線相關(guān)聯(lián)，從所述射束對(duì)中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束和初始速度模型的參數(shù)確定，所述參數(shù)用于調(diào)整對(duì)所述速度模型的校正以減少射束對(duì)之間的所述測(cè)量的時(shí)移；所述反演包括計(jì)算沿著所述震源射線和所述接收器射線對(duì)所述速度模型的慢度校正量的積分，以確定對(duì)準(zhǔn)所述射束對(duì)所需要的時(shí)移；對(duì)所述速度模型的校正進(jìn)行補(bǔ)償，以從所述初始速度模型增大空間變化或増大粗糙度；由用戶交互地選擇所述反演的參數(shù)；以及在所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)互相關(guān)值超過了確定閾值的每對(duì)模擬的射束和數(shù)據(jù)射束的互相關(guān)值和測(cè)量的時(shí)移。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明意在被用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括被配置為產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的圖像的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所述系統(tǒng)包括具有計(jì)算機(jī)可讀的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備，包括由多條數(shù)據(jù)射束組成的數(shù)據(jù)射束集，從對(duì)一部分所述地表下區(qū)域采樣的被記錄的地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生；包括用戶輸入設(shè)備和顯示設(shè)備的圖形用戶界面，被配置和安排為顯示地球的地表下區(qū)域的至少一幅地震圖像；以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，被配置和安排為執(zhí)行在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)可讀的可執(zhí)行指令。用戶能夠執(zhí)行的方法包括對(duì)所述數(shù)據(jù)射束集和具有表示所述地表下區(qū)域的初始速度模型的初始地層模型進(jìn)行偏移，以產(chǎn)生所述地表下區(qū)域的地震圖像；將從所述地震圖像和地層模型導(dǎo)出的模擬的射束與所述數(shù)據(jù)射束集內(nèi)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束進(jìn)行互相關(guān)；在所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)互相關(guān)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)，對(duì)于測(cè)量的時(shí)移所述射束對(duì)具有超過確定閾值的互相關(guān)值，并且重復(fù)所述互相關(guān)和存儲(chǔ)操作直到已經(jīng)模擬了確定數(shù)量的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束；以及反演所述測(cè)量的時(shí)移以產(chǎn)生具有更新的速度模型的更新的地層模型，其中的所述地表下區(qū)域的作為結(jié)果的更新的地層模型能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確地描述所述數(shù)據(jù)射束經(jīng)過所述地表下區(qū)域的傳播的更新的地震圖像。根據(jù)另ー個(gè)實(shí)施例，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為迭代地重復(fù)執(zhí)行偏移、互相關(guān)、存儲(chǔ)和反演操作直到所述測(cè)量的時(shí)移小于確定的容許誤差，或者直到由用戶直觀地確定所述射束對(duì)的對(duì)準(zhǔn)。 提供以上參考的發(fā)明內(nèi)容部分是為了以簡(jiǎn)單的形式引入ー組概念，將在以下具體實(shí)施方式
部分對(duì)其進(jìn)ー步介紹。本發(fā)明內(nèi)容不試圖確定權(quán)利要求主題的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，也不試圖用于限制所述權(quán)利要求主題的范圍。不僅如此，所述權(quán)利要求主題不限于解決在本公開任何部分中陳述的任何或全部缺點(diǎn)的若干實(shí)施。


關(guān)于以下說明、待批準(zhǔn)權(quán)利要求書和附圖，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)
將變得更容易理解，其中圖I展示了從不同炮檢距記錄的地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地球的地表下圖像；圖2展示了計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法流程圖，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，改進(jìn)地震速度模型和產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像；圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例引導(dǎo)所記錄地震數(shù)據(jù)的射束；圖4展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)入地球中的射束傳播；圖5展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例形成地震圖像的射束加總；圖6展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例一條射束重疊在射束加總產(chǎn)生的地震圖像上；圖7展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果在射束域中的對(duì)比；圖8展示了用于演示本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)單合成數(shù)據(jù)實(shí)例的3D視圖；圖9展示了圖8中鹽丘底部的擴(kuò)展3D視圖；圖10(a)_(c)展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在射束空間中的數(shù)據(jù)和模型道；圖11展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與出現(xiàn)在圖10中射束道相關(guān)聯(lián)的中心射線路徑;圖12展示了經(jīng)由射束層析成像方法一次迭代產(chǎn)生的速度模型更新的橫向切片；圖13展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在應(yīng)用射束層析成像之前的初始地震圖像；圖14展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在射束層析成像的幾次迭代之后的地震圖像；
圖15(a)_(b)展示了地震圖像。圖15(a)展示了使用由標(biāo)準(zhǔn)反射傳播時(shí)層析成像的幾次迭代的所建立的地層模型產(chǎn)生的地震圖像。圖15(b)展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)用于產(chǎn)生圖15(a)中圖像的速度模型應(yīng)用了射束層析成像的四次迭代后的圖像；圖16展示了根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，模型射束和數(shù)據(jù)射束以及最大化互相關(guān)所利用的時(shí)移；圖17示意地展示了實(shí)行本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)例。
具體實(shí)施例方式圖2展示了計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法流程圖10，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，改進(jìn)地震速度模型和產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像。以下呈現(xiàn)的方法10的操作意在展示。在某些實(shí)施例中，以ー個(gè)或多個(gè)沒有介紹的另外操作以及/或者沒有ー個(gè)或多個(gè)討論的操作也可以完成方法10。此外，圖2展示和以下介紹的方法10的操作順序不意味著限制。在本發(fā)明的若干實(shí)施例中，在方法10開始的操作中，對(duì)一部分地表下區(qū)域采樣的記錄的地震數(shù)據(jù)12被變換為數(shù)據(jù)射束集14并被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。記錄的地震數(shù)據(jù)對(duì)地球的地表下的一部分采樣，并且典型情況下已經(jīng)經(jīng)歷了預(yù)處理以提高信噪比以及使其符合隨后的成像處理。在某些實(shí)施例中，正如在Hill，N. R. ,Gaussian Beam Migration,Geophysics, Volume 55, pp. 1416-28 (1990)以及 Hill, N. R. , Prestack Gaussian BeamMigration, Geophysics, Volume 66, pp. 1240-50 (2001)中介紹的高斯射束偏移能夠被用于該變換操作，不過本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到也能夠使用其他方法，比如由Sun，Y. etal.，
Prestack Kircnhoff Beam Migration for Deptn Imaging，Geophysics, Volume 65，pp. 1592-1603(2000)中介紹的射束方法。記錄的地震數(shù)據(jù)波場(chǎng)被分離為射束分量。該分離把受關(guān)注的所記錄地表下區(qū)域描述為到達(dá)地球表面的射束。圖3展示了引導(dǎo)被記錄數(shù)據(jù)的射束，顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例如何從該記錄的地震數(shù)據(jù)獲得數(shù)據(jù)射束。射束由位于高斯掩碼函數(shù)內(nèi)小空間范圍即窗口內(nèi)的若干道的傾斜疊加形成。對(duì)于這個(gè)實(shí)例，在小范圍中間點(diǎn)之上對(duì)以單ー炮檢距記錄的地震數(shù)據(jù)(共炮檢距剖面C0S)在中間點(diǎn)的小范圍上開了窗ロ。(在圖3情況下，已經(jīng)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理以表示在零炮檢距記錄的數(shù)據(jù)。)在這個(gè)范圍內(nèi)，以高斯函數(shù)對(duì)這些道加權(quán)。對(duì)這些道開了窗ロ并加權(quán)之后，在圖3所示的疊加軌跡之上然后對(duì)它們進(jìn)行傾斜疊カロ。這種開窗口和傾斜疊加的操作從記錄的地震能量中分離出在窗ロ的位置附近到達(dá)并以疊加軌跡斜率附近方向行進(jìn)的方式到達(dá)的射束分量。對(duì)許多不同的窗ロ位置和許多不同的斜率重復(fù)這種傾斜疊加，將輸入的記錄地震數(shù)據(jù)變換為或引導(dǎo)到數(shù)據(jù)射束集(后文稱“數(shù)據(jù)射束”或“數(shù)據(jù)射束集”)。包括該數(shù)據(jù)射束集的若干數(shù)據(jù)射束被儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。返回參考圖2，在操作18，初始地層模型16和數(shù)據(jù)射束集14是偏移的輸入，它形成地表下區(qū)域的地震圖像。典型情況下，已經(jīng)通過地質(zhì)解釋和地球物理分析構(gòu)造初始地層模型16。例如，它可以包含通過現(xiàn)有地震圖像的詳盡地質(zhì)解釋構(gòu)造的鹽體模型，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可能已經(jīng)通過公知的任何數(shù)量的層析成像方法確定了地表下速度模型。在某些實(shí)施例中，一旦記錄的地震數(shù)據(jù)被變換為數(shù)據(jù)射束，使用高斯射束構(gòu)造，這些數(shù)據(jù)射束的每一條都能夠傳播到初始地層模型中。圖4展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在地球中傳播零炮檢距數(shù)據(jù)射束以導(dǎo)出模型射束。圖4顯示了來自圖3的數(shù)據(jù)射束在已經(jīng)傳播回初始地層模型中之后的快照。在這個(gè)實(shí)例中，波場(chǎng)被構(gòu)造為對(duì)于頻率寬范圍的單射線路徑周圍的高斯射束，并且對(duì)所有頻率加總以形成時(shí)刻為t = O的波場(chǎng)。該波場(chǎng)是波動(dòng)方程的近似解。如果該波場(chǎng)按照波動(dòng)方程在時(shí)間上向前傳播，它將到達(dá)地表以產(chǎn)生由圖3介紹的開窗口和傾斜疊加操作所獲得的記錄波場(chǎng)的數(shù)據(jù)射束分量。當(dāng)全部數(shù)據(jù)射束分量或數(shù)據(jù)射束集使用初始地層模型被傳播回地球中并被加總，就產(chǎn)生了圖5所示的地震圖像。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4的時(shí)間射束重疊在圖5的地震圖像上。這個(gè)重疊顯示出圖3中高斯窗ロ之下的在大約4. 5秒處向左傾斜的同相軸32是來自在圖5右側(cè)出現(xiàn)的鹽丘38陡峭側(cè)翼的反射。高斯射束偏移從地震數(shù)據(jù)中分離圖3所示靠近剖面左側(cè)在32處記錄的地震數(shù)據(jù)中能量的射束分量，并且將其傳播回被圖5靠近圖像右側(cè)鹽丘側(cè)翼在38處被反射的位置。盡管在這個(gè)實(shí)例中已經(jīng)詳述了高斯射束偏移，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到也能夠使用其他偏移方法從數(shù)據(jù)射束集和初始地層模型產(chǎn)生地震圖像，比如波動(dòng)方程或Kirchhoff 偏移。圖4至圖6僅僅展示了零炮檢距數(shù)據(jù)的情況并且假設(shè)從震源的下行射線路徑與到檢波器的上行射線路徑是一致的，如同零炮檢距數(shù)據(jù)一祥。這種簡(jiǎn)單情況僅僅用于展示而非試圖限制。在某些實(shí)施例中，利用了至少兩個(gè)不同炮檢距記錄的數(shù)據(jù)。在操作20，從地震圖像和地層模型導(dǎo)出的模擬射束(后文稱“模型射束”、“模擬射束”或“模型射束集”)與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)射束進(jìn)行互相關(guān)。為了導(dǎo)出模擬射束，在操作20能夠反轉(zhuǎn)圖3至圖6的步驟。不是將記錄的地震數(shù)據(jù)引導(dǎo)到數(shù)據(jù)射束并對(duì)數(shù)據(jù)射束加總以形成地震圖像，而是將地震圖像引導(dǎo)到模型射束并且直接與從地震數(shù)據(jù)引導(dǎo)的數(shù)據(jù)射束對(duì)比。如果在地層模型中利用的速度模型是精確的，數(shù)據(jù)射束和模型射束將幾乎是一致的。為了改進(jìn)真實(shí)的不精確地層模型，在操作20、22和24優(yōu)化數(shù)據(jù)射束與模型射束之間的匹配，方式為迭代地改變地層模型的速度使數(shù)據(jù)射束與模型射束之間的互相關(guān)最大化。圖7展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在射束域中數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果的對(duì)比。在這個(gè)實(shí)例中，在時(shí)間域記錄的地震數(shù)據(jù)A通過已經(jīng)介紹的傾斜疊加操作被變換為(引導(dǎo)到)射束分量以產(chǎn)生數(shù)據(jù)射束B。這條數(shù)據(jù)射束B與通過反轉(zhuǎn)用于偏移的射束加總步驟從地震圖像形成的模擬射束C進(jìn)行對(duì)比。不是將數(shù)據(jù)射束分量合計(jì)為地震圖像，如同圖3至圖6的介紹，而是將地震圖像沿著高斯射束波前加總(重疊)以形成模擬射束C。在某些實(shí)施例中，通過從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中檢索對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)射束，將模擬的射束與相同中間點(diǎn)、炮檢距和傾角的數(shù)據(jù)射束進(jìn)行對(duì)比。
在特定位置的高斯射束復(fù)數(shù)傳播時(shí)間的實(shí)部確定了該位置的地震圖像樣本被加總到射束的傳播時(shí)間。復(fù)數(shù)傳播時(shí)間的虛部描述了沿著模擬射束的時(shí)間濾波操作。在某些實(shí)施例中，虛部與典型頻率相乘，并且這個(gè)乘積能夠用作將地震圖像樣本加總到地震圖像時(shí)的指數(shù)權(quán)重。在某些實(shí)施例中，僅僅使用一部分地震圖像產(chǎn)生模型射束。該部分可以是圍繞特別受關(guān)注反射的有限深度范圍。例如，深反射同相軸往往被解釋為相當(dāng)連續(xù)的和構(gòu)造上簡(jiǎn)單的同相軸，盡管地震圖像顯示它是不連續(xù)的。能夠?qū)@個(gè)深反射層周圍的一部分地震圖像開窗ロ以限制對(duì)這個(gè)區(qū)域地震圖像的射束模擬。結(jié)果是有限的時(shí)間范圍，其中模擬射束為非零。所以，存儲(chǔ)的模型和數(shù)據(jù)射束對(duì)僅僅包括短時(shí)間范圍，它足以模擬地震圖像窗ロ部分的反射。能夠用從全部所記錄炮檢距的記錄的地震數(shù)據(jù)構(gòu)造地震圖像。不過，在某些實(shí)施例中，在地震成像中包括的炮檢距范圍受限制，例如，在僅僅近炮檢距就產(chǎn)生強(qiáng)圖像而沒有多次反射的顯著干擾時(shí)。在這種情況下，僅僅有近炮檢距貢獻(xiàn)的地震圖像有可能用于模擬射束，如圖7所示，因?yàn)槭褂眠@種近炮檢距圖像模擬的遠(yuǎn)炮檢距射束將會(huì)展現(xiàn)與遠(yuǎn)炮檢距的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束明顯的不一致。返回參考圖2，在某些實(shí)施例的操作22，對(duì)于測(cè)量的時(shí)移具有互相關(guān)值超過某確定閾值的互相關(guān)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中并用于以后在操作26處開始的反演步驟中。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)射束和模擬射束是為了能夠在視覺上和數(shù)值上檢查其質(zhì)量，以便啟動(dòng)某選項(xiàng)利用若干處理步驟，比如濾波，例如，在確定互相關(guān)和時(shí)移之前。在某些實(shí)施例中，可選地僅僅存儲(chǔ)了互相關(guān)值和時(shí)移。在操作24，判斷是否有更多的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束要模擬。在某些實(shí)施例中，如果有更多的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束要模擬，該過程返回到操作20以模擬下一條對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)射束。在某些實(shí)施例中，重復(fù)互相關(guān)和存儲(chǔ)的操作直到已經(jīng)模擬了確定量的數(shù)據(jù)射束。對(duì)于典型的3D數(shù)據(jù)集，IO5到IO7條對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)射束被模擬并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。在每個(gè)位置存儲(chǔ)的射束對(duì)的數(shù)量可以是反演的預(yù)定參數(shù)。例如，假若在該中間點(diǎn)位置、炮檢距和/或傾角，已經(jīng)存儲(chǔ)的配對(duì)數(shù)量尚未達(dá)到其最大量，那么能夠存儲(chǔ)被提交的配對(duì)而不與已經(jīng)存儲(chǔ)的配對(duì)比較。如果已經(jīng)存儲(chǔ)的配對(duì)數(shù)量已經(jīng)達(dá)到其最大量，那么被提交的配對(duì)就要與相同位置例如相同中間點(diǎn)位置和炮檢距已經(jīng)存儲(chǔ)的其他射束對(duì)進(jìn)行比較。如果被提交配對(duì)的互相關(guān)值超過了相同位置處某保留配對(duì)的互相關(guān)值，那么被提交配對(duì)將作為具有最小互相關(guān)值的已保留配對(duì)的替代被存儲(chǔ)。比較并替代操作將引起存儲(chǔ)在每個(gè)中間點(diǎn)和炮檢距的那些射束對(duì)具有最大的互相關(guān)。返回參考圖2，在某些實(shí)施例中，一旦在操作24判定不再有射束要模擬，反演操作便開始。找到使每個(gè)模擬的射束與其對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束最佳對(duì)準(zhǔn)的測(cè)量的時(shí)移。最佳對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)則是使模擬的射束與數(shù)據(jù)射束之間的互相關(guān)值最大化的時(shí)移。在操作26如果移位的射束之間的互相關(guān)超過了預(yù)定閾值，測(cè)量的時(shí)移便被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中并且在反演中使用。如果測(cè)量的時(shí)移的某種度量小于預(yù)定義的容許誤差，該過程便可以停止。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)移幅度的這個(gè)度量是全部移位的均方根值。在操作26中如果時(shí)移超過了預(yù)定義容許誤差，便通過執(zhí)行反演減小它們。在另ー個(gè)實(shí)施例中，使用射束對(duì)對(duì)準(zhǔn)的視覺檢查判斷是否將執(zhí)行另一次反演迭代。反演操作28試圖找到對(duì)速度模型的校正，它將校正模擬的射束與數(shù)據(jù)射束之間的殘留未對(duì)準(zhǔn)。每個(gè)模擬的射束都與表示震源波場(chǎng)傳播的射線路徑(后文稱為“震源射線”)和表示接收器波場(chǎng)傳播的另一條射線路徑(后文稱為“接收器射線”)相關(guān)聯(lián)。這兩條路徑由記錄的地震數(shù)據(jù)中其相關(guān)聯(lián)的射束分量和地層模型速度確定；它們不依賴于任何反射層構(gòu)造模型。這些射線路徑通過速度模型校正網(wǎng)格中的単元。調(diào)整全部単元格中的速度以對(duì)模擬射束與數(shù)據(jù)射束之間的測(cè)量的時(shí)移進(jìn)行模擬。這種模擬產(chǎn)生了用于在操作22 儲(chǔ)存的每個(gè)射束對(duì)的等式。沿著震源射線和接收器射線對(duì)慢度校正量的積分應(yīng)當(dāng)?shù)扔趯?duì)準(zhǔn)模擬射束和數(shù)據(jù)射束所需要的時(shí)移。慢度被定義為速度的倒數(shù)。為了避免不真實(shí)地粗糙的速度和慢度校正，這些校正為了增大空間變化或増大與當(dāng)前地層模型速度差異而逐漸受到補(bǔ)償。通過在每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)中都包括近似滿足的若干補(bǔ)充等式而實(shí)現(xiàn)這些補(bǔ)償。在某些實(shí)施例中，這些等式包括與起始模型的改變?yōu)榱悖a(bǔ)償了與起始模型的差異；以及在X、Y和Z方向上的慢度導(dǎo)數(shù)將為零，它補(bǔ)償了粗糙度。使用目標(biāo)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些等式的近似解。假設(shè)在速度(慢度)校正網(wǎng)格中有N個(gè)単元和Mt個(gè)測(cè)量的時(shí)移值。那么用于時(shí)移和補(bǔ)償?shù)牡仁綄?dǎo)致MXN的線性方程組A * X = B(I)其中M = Mt+4 * N(Mt個(gè)時(shí)移方程加上每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)4個(gè)約束方程)。通過將每行乘以某權(quán)重而調(diào)整該方程組。傳播時(shí)移方程的每行被對(duì)準(zhǔn)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束的互相關(guān)值加權(quán)。如果該互相關(guān)值小于用戶確定的值，那么該特定時(shí)移的方程被丟棄，方式為從等式
(I)中除去該行。對(duì)約束方程的這些行使用用戶確定的權(quán)重。選 擇這些權(quán)重以控制反演速度校正的粗糙度。對(duì)于與地層模型速度的差異、Z方向上的導(dǎo)數(shù)以及X和Y方向上的導(dǎo)數(shù)使用不同的權(quán)重。這種MXN的線性方程組被用于構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，用于迭代地重復(fù)加權(quán)最小平方，正如在 Bube, K. P.和 Langanz, R. T. , Hybrid I1Zl2 Minimization with ApplicationstoTomography, Geophysics, Volume 62, pp. 1183-1195 (1997)中的介紹。反演的許多參數(shù)都是被交互地選出。舉例來說意在從反演產(chǎn)生平滑結(jié)果的用于補(bǔ)償權(quán)重的估計(jì)的默認(rèn)值。用戶既能夠觀察到對(duì)初始地層模型速度更新的粗糙度，也能夠觀察到模型與數(shù)據(jù)射束之間的對(duì)準(zhǔn)結(jié)果?；谶@種觀察，有可能減小補(bǔ)償權(quán)重以允許較粗糙的模型，它有可能產(chǎn)生更好的射束對(duì)準(zhǔn)。同樣，有可能改變對(duì)特定測(cè)量的對(duì)準(zhǔn)時(shí)移所需的互相關(guān)閾值，以便不是承認(rèn)就是丟棄不太相似的模擬和數(shù)據(jù)射束對(duì)。能夠改變?cè)趯?duì)準(zhǔn)測(cè)量期間使用的頻率帶寬。例如，通過主要地使用記錄的地震數(shù)據(jù)的較低頻分量有時(shí)能夠避免周波跳躍。同樣，能夠屏蔽速度模型的單元以便使得某些單元被包括而更新和其他的単元被排除。例如，計(jì)算模擬射束所用的圖像區(qū)域以下的単元將從更新中被排除。在操作28使用對(duì)速度模型的更新產(chǎn)生更新后的地層模型，在某些實(shí)施例中，該過程被重復(fù)，方式為在操作18處再次開始。根據(jù)在先前操作28建立的此時(shí)為當(dāng)前更新的地層模型，計(jì)算在操作18建立的地震圖像的每次迭代。在每次迭代后，地震圖像將更為相干從而提高了在操作20進(jìn)行的互相關(guān)測(cè)量的質(zhì)量。此外，將利用此時(shí)為當(dāng)前更新的地層模型計(jì)算與在操作20模擬的射束相關(guān)聯(lián)的射線路徑，它將更好地描述射束通過地球的真實(shí)傳播。圖8展示了用于演示本發(fā)明實(shí)施例的簡(jiǎn)單合成數(shù)據(jù)實(shí)例的3D視圖。穿過鹽下圖像的切片表現(xiàn)為灰度平面。該圖顯示了表示鹽體底部的表面之下的偏移后的地震圖像?？邕^鹽體邊界存在大的速度反差(每秒15,000 :10,000英尺)。未顯示該鹽體底部以上的地震圖像和地層模型。對(duì)該實(shí)例產(chǎn)生的合成數(shù)據(jù)使用初始地層模型，其中全部反射層和鹽體底部都是平直而水平的。不過，在偏移速度模型中的表面具有不正確的凸起。這個(gè)不正確的凸起導(dǎo)致了鹽下反射圖像被扭曲。因?yàn)樵陂_始的初始速度模型中不正確的凸起40，應(yīng)當(dāng)是平直的反射在圖8的地震圖像中不平直。圖9展示了圖8的鹽體底部的擴(kuò)展3D視圖，顯示了已經(jīng)被錯(cuò)誤引入其形狀的彈坑形扭曲。該表面的彈坑形粗糙是錯(cuò)誤的真實(shí)的形狀為平直的。圖10(a)_(c)展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在射束空間中的數(shù)據(jù)和模型道。每個(gè)灰色道都與黑色道配對(duì)。每個(gè)灰色道是模擬的射束，模擬來自地震圖像射束的結(jié)果。對(duì)應(yīng)的鄰近黑色道是將記錄的地震數(shù)據(jù)變換為射束分量所形成的數(shù)據(jù)射束。僅僅使用圖8中出現(xiàn)的底部反射層周圍的小深度范圍的圖像作為地震圖像。顯示了與計(jì)算模擬射束的區(qū)間ー致的短時(shí)間區(qū)間。每個(gè)道對(duì)都對(duì)應(yīng)于在特定炮檢距和中間點(diǎn)位置和/或傾角的數(shù)據(jù)射束和模型射束。盡管每對(duì)中灰色道52和黑色道50通常都具有非常類似的波形，但是它們?cè)趫D10(a)中彼此移位。這種移位表明數(shù)據(jù)射束與模型射束未對(duì)準(zhǔn)，從而將不會(huì)以最大的相干加入到地震圖像中。道之間的這種未對(duì)準(zhǔn)由鹽體底部形狀的不正確凸起導(dǎo)致。圖10(b)通過找到使其互相關(guān)值最大化的時(shí)移(顯示為面板頂部的虛線)，顯示了已經(jīng)將其對(duì)準(zhǔn)之后的模型射束和數(shù)據(jù)射束。在這個(gè)實(shí)例中，時(shí)移是用于源自ー個(gè)表面中間點(diǎn)的射束。每個(gè)灰-黑對(duì)都對(duì)應(yīng)于不同的炮檢距，在三個(gè)面板的每ー個(gè)中炮檢距都朝右増大。對(duì)于在許多炮檢距、表面位置和初始傾角的射束都計(jì)算了相同的對(duì)準(zhǔn)。由這些對(duì)準(zhǔn)而確定的時(shí)移沿著在先前介紹的反演過程期間被用于構(gòu)造射束的射線路徑向回投射。圖10(c)顯示了根據(jù)對(duì)圖2方法10的一次迭代所產(chǎn)生的地層模型的速度更新，通過對(duì)道時(shí)移而實(shí)現(xiàn)的對(duì)準(zhǔn)。圖11展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與在圖10(a)_(c)中出現(xiàn)的射束道相關(guān)聯(lián)的射線路徑。對(duì)于該中間點(diǎn)位置的每個(gè)炮檢距，都存在下行震源波場(chǎng)傳播的震源射線以及在接收器處記錄的上行波場(chǎng)傳播的接收器射線。 圖12展示了經(jīng)由射束層析成像方法一次迭代產(chǎn)生的更新速度模型的橫向切片。速度更新在三維網(wǎng)格上被計(jì)算。速度提高42 (顯示為暗色環(huán)內(nèi)部的區(qū)域)和降低44(顯示為暗色環(huán))出現(xiàn)在靠近鹽體底部并且補(bǔ)償了由圖8所示鹽體底部不正確的粗糙形狀所導(dǎo)致的不正確傳播時(shí)間。對(duì)于目前實(shí)例，速度更新被約束在鹽體底部附近。沿著現(xiàn)有射線積分該慢度更新所算出的傳播時(shí)間變化產(chǎn)生了圖10(c)所示的射束對(duì)準(zhǔn)。該對(duì)準(zhǔn)對(duì)中間炮檢距附近改進(jìn)更多，但是在遠(yuǎn)炮檢距處仍然有殘留的未對(duì)準(zhǔn)。利用更新的地震圖像和射線路徑的反演過程的進(jìn)ー步迭代將改進(jìn)整個(gè)炮檢距范圍的對(duì)準(zhǔn)。圖13展示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在應(yīng)用射束層析成像方法之前的地震圖像，顯示了在鹽下反射層中由圖8所示鹽體底部不正確凸起40導(dǎo)致的扭曲54。射束層析成像方法的幾次迭代產(chǎn)生了圖14所示的地震圖像。該圖像已經(jīng)變得相干得多了，并且該反射層更接近其真實(shí)的平直形狀。圖15-16展示了利用真實(shí)數(shù)據(jù)的射束對(duì)準(zhǔn)過程。海底的峽谷產(chǎn)生了地震速度的橫向變化，如果不校正，將使得地震圖像扭曲和變差。峽谷內(nèi)水的較慢速度引起了主要扭曲。不過，進(jìn)ー步的扭曲由峽谷近旁巖石中引起的地質(zhì)力學(xué)應(yīng)カ產(chǎn)生或者由隱藏峽谷和其他不均勻性產(chǎn)生。圖15(a)_(b)展示了地震圖像。圖15(a)顯示了標(biāo)準(zhǔn)的傳播時(shí)反射層析成像的幾次迭代后的深度偏移圖像。圖15(a)中的高亮和放大區(qū)域顯示了反射同相軸中的破壞和扭曲。15(b)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)產(chǎn)生圖15(a)中圖像所用的速度模型應(yīng)用了射束層析成像的四次迭代之后的相同部位的地震圖像。已經(jīng)去除了很多扭曲并且反射同相軸更相干。不過，層理中的真實(shí)斷層56仍保留在圖像中。為了獲得這個(gè)結(jié)果，為圖15中底部深度部分附近出現(xiàn)的最連續(xù)的強(qiáng)反射同相軸形成了若干模型射束。圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使互相關(guān)最大化所利用的模型射束和數(shù)據(jù)射束以及時(shí)移的實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，模型射束(灰色道)與在一個(gè)中間點(diǎn)位置對(duì)全部炮檢距從地震數(shù)據(jù)(黑色道)所形成的射束進(jìn)行了對(duì)比。橫跨道頂部的虛線是使互相關(guān)最大化所需的時(shí)移和利用射束層析成像方法一次迭代所實(shí)現(xiàn)的時(shí)移。圖17示意地展示了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)84的實(shí)例，在其中可以執(zhí)行本文介紹的多個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)84可以包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88，它們可以實(shí)施為任何常規(guī)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器。不過，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文介紹的多項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施也可以在其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置中實(shí)行，包括超文本傳輸協(xié)議(HTTP)服務(wù)器、手持設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程的消費(fèi)電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)PC、微計(jì)算機(jī)、Linux計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。至少包括一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88可以與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)通信，例如磁盤存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器設(shè)備86和96，它們可以是外部硬盤存儲(chǔ)設(shè)備。將磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備86和96設(shè)想為常規(guī)的硬盤驅(qū)動(dòng)器，因此，將利用局域網(wǎng)或遠(yuǎn)程訪問實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，盡管磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備86和96被展示為分開設(shè)備，但是可以使用単一磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備根據(jù)期望存儲(chǔ)任何或全部的程序指令、測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果。
在一種實(shí)施中，與受關(guān)注地表下區(qū)域有關(guān)的數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在作為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備96中。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88可以從磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備96檢索適宜的數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)應(yīng)于執(zhí)行本文介紹的多項(xiàng)技術(shù)的程序指令處理該數(shù)據(jù)。程序指令可以以某計(jì)算機(jī)編程語言編寫，比如C++、Java等?？梢詫⒊绦蛑噶畲鎯?chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，比如程序磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備86。這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信媒介。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括以存儲(chǔ)信息比如計(jì)算機(jī)可讀指令、地震數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)的任何方法或技術(shù)實(shí)施的易失性的和非易失性的以及可拆卸和不可拆卸的介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以進(jìn)ー步包括RAM、ROM、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電子地可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存或其他固態(tài)存儲(chǔ)器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字萬能盤(DVD)，或者其他光存儲(chǔ)器、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲(chǔ)器或其他磁性存儲(chǔ)器設(shè)備，或者能夠被用于存儲(chǔ)所期望信息井能夠被計(jì)算系統(tǒng)88訪問的任何其他介質(zhì)。通信媒介可以以調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)形式比如載波或其他傳輸機(jī)制包含計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)，并可以包括任何信息傳遞媒介。術(shù)語“調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)”可以意味著某信號(hào)使其一種或多種特征以在該信號(hào)中編碼信息的方式設(shè)置或改變。舉例來說并且不是限制，通信媒介可以包括有線媒介比如有線網(wǎng)絡(luò)或直接有線連接，以及無線媒介比如聲學(xué)、RF、紅外線和其他無線媒介。任何以上項(xiàng)的組合也可以被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88可以包括圖形用戶界面(⑶I)組件比如圖形顯示器90和鍵盤92，能夠包括定點(diǎn)設(shè)備(如鼠標(biāo)、跟蹤球等，未顯示)以實(shí)現(xiàn)交互操作。⑶I組件可以用于顯示數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，以及允許用戶在若干選項(xiàng)當(dāng)中選擇實(shí)現(xiàn)本方法的若干方面。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88可以在磁盤存儲(chǔ)器86上存儲(chǔ)以上介紹的方法的結(jié)果，用于后來的使用和進(jìn)ー步的分析。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88可以位于遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)采集區(qū)域或處理設(shè)施(未顯示)的數(shù)據(jù)中心。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88可以與數(shù)據(jù)采集接收器通信(不是直接地就是經(jīng)由記錄單元，未顯示)，以接收表現(xiàn)受關(guān)注地表下區(qū)域地層物理屬性的信號(hào)。這些信號(hào)在常規(guī)的格式轉(zhuǎn)換和其他初始處理之后可以被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤存儲(chǔ)器96中，用于隨后的檢索和以以上介紹的方式進(jìn)行處理。雖然圖19展示磁盤存儲(chǔ)器96為直接連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)88，但是也將磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備96設(shè)想為可以通過局域網(wǎng)或遠(yuǎn)程訪問存取。不僅如此，雖然磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備86和96被展示為存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)和分析結(jié)果的分開設(shè)備，但是磁盤存儲(chǔ)器設(shè)備86和96可以實(shí)施在單ー磁盤驅(qū)動(dòng)器內(nèi)(不是在一起就是分開地)，或者以任何其他常規(guī)的方式，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員在參考了這份說明書后將會(huì)完全理解。雖然在以上說明書中已經(jīng)關(guān)于其一定的優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，并且為了展示 目的已經(jīng)闡述了許多細(xì)節(jié)，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見，本發(fā)明容許變化并且本文介紹的某些其他細(xì)節(jié)能夠顯著地改變而不脫離本發(fā)明的基本原理。本文參考的一切專利和出版在此引用作為參考到與本文不矛盾的程度。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生與地球的地表下區(qū)域有關(guān)的地震圖像和地層模型的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，所述方法包括 在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)從記錄的地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)射束集，所述記錄的地震數(shù)據(jù)對(duì)所述地表下區(qū)域的一部分采樣； 使用包括一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為與所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)通信以及執(zhí)行被配置為執(zhí)行包括下列操作的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序 偏移所述數(shù)據(jù)射束集和初始地層模型以產(chǎn)生所述地表下區(qū)域的地震圖像，所述數(shù)據(jù)射束集包括多個(gè)數(shù)據(jù)射束，所述初始地層模型具有表示所述地表下區(qū)域的初始速度模型； 將從所述地震圖像和地層模型導(dǎo)出的模擬射束與所述數(shù)據(jù)射束集內(nèi)的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束進(jìn)行互相關(guān)； 在所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)互相關(guān)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)，對(duì)于測(cè)量的時(shí)移所述射束對(duì)具有超過確定閾值的互相關(guān)值，并且重復(fù)所述互相關(guān)和存儲(chǔ)操作直到已經(jīng)模擬了確定數(shù)量的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束；以及 反演所述測(cè)量的時(shí)移以產(chǎn)生具有更新的速度模型的更新的地層模型，其中，所述地表下區(qū)域的作為結(jié)果的更新的地層模型能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確地描述所述數(shù)據(jù)射束經(jīng)過所述地表下區(qū)域的傳播的更新的地震圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，迭代地重復(fù)偏移、互相關(guān)、存儲(chǔ)和反演的所述操作直到所述測(cè)量的時(shí)移小于確定的容許誤差，或者直到由用戶直觀地確定所述射束對(duì)的對(duì)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，使用局部?jī)A斜疊加操作將所述記錄的地震數(shù)據(jù)變換為數(shù)據(jù)射束集。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述記錄的地震數(shù)據(jù)從至少兩個(gè)炮檢距記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述偏移使用高斯射束偏移來計(jì)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，沿著高斯射束波前對(duì)所述地震圖像加總以形成模擬的射束。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，對(duì)特定中間點(diǎn)位置、炮檢距和傾角確定對(duì)應(yīng)的模擬射束和數(shù)據(jù)射束。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，僅僅對(duì)一部分所述地層模型開窗口以用于模擬所述模擬射束。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在每個(gè)中間點(diǎn)位置和炮檢距的所存儲(chǔ)射束對(duì)的數(shù)量是預(yù)定參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所存儲(chǔ)射束對(duì)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了預(yù)定參數(shù)，在其中間點(diǎn)位置和炮檢距存儲(chǔ)的每個(gè)提交的射束對(duì)與相同中間點(diǎn)位置和炮檢距的當(dāng)前存儲(chǔ)的射束對(duì)進(jìn)行對(duì)比，并且如果所提交的射束對(duì)具有大于所述當(dāng)前存儲(chǔ)的射束對(duì)的互相關(guān)值的互相關(guān)值，每個(gè)所提交的射束對(duì)將替代具有最低互相關(guān)值的所述當(dāng)前存儲(chǔ)的射束對(duì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述測(cè)量的時(shí)移使模擬射束與數(shù)據(jù)射束的射束對(duì)之間的互相關(guān)值最大化。
12.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，每個(gè)模擬的射束都與震源射線和接收器射線相關(guān)聯(lián)，從所述射束對(duì)中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)射束和初始速度模型的參數(shù)確定，所述參數(shù)用于調(diào)整對(duì)所述速度模型的校正以減少射束對(duì)之間的所述測(cè)量的時(shí)移。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述反演包括計(jì)算沿著所述震源射線和所述接收器射線對(duì)所述速度模型的慢度校正量的積分，以確定對(duì)準(zhǔn)所述射束對(duì)所需要的時(shí)移。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，對(duì)所述速度模型的校正進(jìn)行補(bǔ)償，以用于從所述初始速度模型增大空間變化或增大粗糙度。
15.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，由用戶交互地選擇所述反演的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種計(jì)算機(jī)實(shí)施的射束層析成像方法和系統(tǒng)，用于產(chǎn)生改進(jìn)的地震圖像和地層模型而不依賴于反射層構(gòu)造。記錄的地震數(shù)據(jù)被變換為與使用具有速度模型的地層模型的正演模擬的射束進(jìn)行對(duì)比的數(shù)據(jù)射束，以計(jì)算射線路徑和地震圖像來說明反射層。對(duì)地層模型和速度模型的層析成像更新基于數(shù)據(jù)射束與從速度模型和地震圖像正演模擬的相同射束之間的未對(duì)準(zhǔn)。更新的地層模型和地震圖像更好地描述了這些射束經(jīng)過大地的真實(shí)傳播。
文檔編號(hào)G06T17/05GK102667529SQ201080048583
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
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