專利名稱：一種消除起伏地表成像誤差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探地震數(shù)據(jù)的處理方法，特別是涉及一種利用簡(jiǎn)諧波擬合技術(shù)消除起伏地表成像誤差的方法。
背景技術(shù)：
起伏地表是油氣地震勘探所面臨的一個(gè)難題，當(dāng)?shù)乇韯×移鸱鼤r(shí)，常規(guī)的靜校正方法(靜態(tài)時(shí)移)難以完全消除成像存在的誤差，使速度分析、疊加成像都受到不利影響。同樣，當(dāng)(靜態(tài)時(shí)移)校正量較大時(shí)，基準(zhǔn)面校正疊后數(shù)據(jù)仍存在類似情況。解決該問題的方法通常是用波場(chǎng)外推來代替靜態(tài)時(shí)移，使不同傾角的波都能得到正確歸位，從而使其后的處理步驟可達(dá)到良好成像效果。波場(chǎng)外推是地震數(shù)據(jù)處理中的一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，長(zhǎng)期以來已形成了許多適于平面波場(chǎng)外推的技術(shù)方法，如差分法和相移法等。這些算法在進(jìn)行非平面波場(chǎng)外推時(shí)存在兩個(gè)主要缺陷其一在進(jìn)行非平面波場(chǎng)外推時(shí)不得不對(duì)波場(chǎng)進(jìn)行非波動(dòng)的近似處理，這種處理實(shí)際上是對(duì)原波場(chǎng)的一個(gè)擾動(dòng)，有時(shí)會(huì)造成較大成像誤差；其二在許多地區(qū)由于地表?xiàng)l件的影響造成測(cè)線上觀測(cè)點(diǎn)分布的非規(guī)則性，而差分法和相移法要求樣點(diǎn)必須是等間隔的，為此，有時(shí)會(huì)在測(cè)線內(nèi)插大量零數(shù)據(jù)道，從而在波場(chǎng)外推過程中產(chǎn)生干擾。此外，差分法不能隨步長(zhǎng)變化而保持較高精度，相移法對(duì)速度變化的適應(yīng)能力差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在地震數(shù)據(jù)處理中誤差小、干擾小、精度高的消除起伏地表成像誤差的方法。
本發(fā)明的消除起伏地表成像誤差的方法，包括以下步驟(1)采集觀測(cè)系統(tǒng)地震數(shù)據(jù)；
(2)對(duì)需要進(jìn)行波場(chǎng)外推的地震數(shù)據(jù)抽成共炮點(diǎn)道集或共檢波點(diǎn)道集整理，獲得相應(yīng)的已知波場(chǎng)；(3)將原始波場(chǎng)數(shù)據(jù)從時(shí)間域變換到頻率域；(4)對(duì)起伏地表至外推目的曲面之間的區(qū)域進(jìn)行外推網(wǎng)格剖分；(5)用簡(jiǎn)諧波擬合的方法計(jì)算出對(duì)應(yīng)于剖分網(wǎng)格的外推算子；(6)利用外推算子對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行波場(chǎng)外推計(jì)算；(7)將外推到目的曲面的波場(chǎng)從頻率域變換到時(shí)間域并成像。
本發(fā)明所述的消除起伏地表成像誤差的方法，所使用的偏移算法公式為Mp＝0其中，M為一線性數(shù)值矩陣形式的外推算子，p為任一波場(chǎng)，簡(jiǎn)諧波擬合的計(jì)算公式為Mei＝0式中ei為簡(jiǎn)諧單波，i＝1，2，......。
本發(fā)明所述的消除起伏地表成像誤差的方法，求解一局部范圍內(nèi)外推算子時(shí)使用簡(jiǎn)諧波來擬合實(shí)際波場(chǎng)，公式為ETMT＝0其中，MT為外推算子的轉(zhuǎn)置矩陣，E為簡(jiǎn)諧單波集合，ET為波場(chǎng)的轉(zhuǎn)置矩陣，ET＝(e1，e2，……)T。
本發(fā)明所述的消除起伏地表成像誤差的方法，實(shí)現(xiàn)方法為設(shè)在一局部周圍的A、B、C、D、E、F六點(diǎn)，對(duì)應(yīng)p，ei和M分別為p＝(pA，pB，pC，pD，pE，pF)Tei=(eiiKA,eiiKB,eiiKC,eiiKD,eiiKE,eiiKF)T]]>M＝(MA，MB，MC，MD，ME，MF)
由已知波場(chǎng)曲面l0(......A，B，C，......)向未知波場(chǎng)曲面l1(......D，E，F(xiàn)，......)外推是通過求解一個(gè)復(fù)(頻率—空間域)三角方程組(MD,ME,MF)PDPEPF=(MA,MB,MC)PAPBPC]]>本發(fā)明所述的消除起伏地表成像誤差的方法，波場(chǎng)外推從地表曲面逐步外推，直到目的曲面，實(shí)現(xiàn)非平面波場(chǎng)外推過程。
本發(fā)明采用簡(jiǎn)諧波擬合實(shí)現(xiàn)自由曲面的波場(chǎng)外推，具有明顯的效果(1)本發(fā)明可以很自然地在自由曲面上實(shí)現(xiàn)外推，克服了現(xiàn)有平面波場(chǎng)外推算法存在的缺陷；(2)本發(fā)明可以很自然地適應(yīng)外推步長(zhǎng)的變化而保持較高的成像精度；(3)本發(fā)明可以很自然地適應(yīng)速度的變化；(4)本發(fā)明可以很自然地實(shí)現(xiàn)吸收邊界；(5)本發(fā)明可以很自然地在外推過程中適應(yīng)采樣間隔的不均勻。


圖1為自由曲面波場(chǎng)外推網(wǎng)格示意圖，波場(chǎng)由已知波場(chǎng)曲面l0(......A，B，C，......)外推向未知波場(chǎng)曲面l1(......D，E，F(xiàn)......)；圖2為一起伏地表的速度模型，此模型地下介質(zhì)速度的變化范圍從1500m/s至3000m/s之間；圖3為位于速度模型底部用于正演的初始波場(chǎng)，波場(chǎng)由相交于一點(diǎn)的三組深度角分別為-45°、0°、45°的同相軸所組成；圖4為圖3所示模型底部初始波場(chǎng)經(jīng)正演(用相位移法實(shí)現(xiàn))在起伏地表處觀測(cè)得到的波場(chǎng)；圖5為把圖4所示在起伏地表處觀測(cè)的波場(chǎng)用簡(jiǎn)諧波擬合法(自由曲面外推法)由模型起伏地表外推至模型底部的結(jié)果。
圖6為一個(gè)實(shí)際資料的地表高程，波場(chǎng)外推目的面高程為1000m，從地表至波場(chǎng)外推目的面之間的外推速度為2500m/s；圖7為波場(chǎng)外推前的實(shí)際資料；圖8為波場(chǎng)外推后的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
利用本方法進(jìn)行外推的實(shí)施步驟為①首先對(duì)需要進(jìn)行波場(chǎng)外推的地震數(shù)據(jù)，如圖7所示的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入整理，利用快速傅里葉變換(FFT)將原始波場(chǎng)數(shù)據(jù)從時(shí)間域變換到頻率域；②如圖6所示對(duì)起伏地表曲面至外推目的面之間的區(qū)域進(jìn)行外推網(wǎng)格剖分，L1為起始的起伏地表曲面，L2為第一次外推曲面，L3為第二次的外推曲面，以此類推，Ln為第n-1次的外推曲面，直至到波場(chǎng)外推目的面；③根據(jù)剖分后的外推網(wǎng)格，利用如下的公式ETMT＝0分別計(jì)算出從第n個(gè)外推曲面到第n+1個(gè)外推曲面所相對(duì)應(yīng)的外推算子；④在每一個(gè)頻率，對(duì)于一個(gè)網(wǎng)格的上下六點(diǎn)，具體如圖6所示外推曲面L1上的A、B、C三點(diǎn)和外推曲面L2上的D、E、F三點(diǎn)，利用如下的公式(MD,ME,MF)PDPEPF=(MA,MB,MC)PAPBPC]]>通過求解頻率—空間域復(fù)三角方程組，就可以由已知的波場(chǎng)(PA、PB、PC)得到下一個(gè)外推面上的波場(chǎng)(PD、PE、PF)，依次計(jì)算外推曲面L1和外推曲面L2之間的所有網(wǎng)格，就可以將波場(chǎng)從外推曲面L1外推至外推曲面L2，循環(huán)進(jìn)行外推曲面之間的外推，就可以將波場(chǎng)從起始的起伏地表曲面外推至目的面，從而實(shí)現(xiàn)了頻率域波場(chǎng)數(shù)據(jù)外推計(jì)算，循環(huán)以上過程直到完成所有的頻率計(jì)算；⑤如圖8所示將外推到目的曲面的波場(chǎng)數(shù)據(jù)利用逆快速傅里葉變換(FFT)從頻率域變換到時(shí)間域，得到外推波場(chǎng)。
權(quán)利要求
1.一種消除起伏地表成像誤差的方法，其特征在于(1)采集觀測(cè)系統(tǒng)地震數(shù)據(jù)；(2)對(duì)需要進(jìn)行波場(chǎng)外推的地震數(shù)據(jù)抽成共炮點(diǎn)道集或共檢波點(diǎn)道集整理，獲得相應(yīng)的已知波場(chǎng)；(3)對(duì)起伏地表至外推目的曲面之間的區(qū)域進(jìn)行外推網(wǎng)格剖分；(4)將原始波場(chǎng)數(shù)據(jù)從時(shí)間域變換到頻率域；(5)用簡(jiǎn)諧波擬合的方法計(jì)算出對(duì)應(yīng)于剖分網(wǎng)格的外推算子；(6)利用外推算子對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行波場(chǎng)外推計(jì)算；(7)將外推到目的曲面的波場(chǎng)數(shù)據(jù)從頻率域變換到時(shí)間域并成像。
2.如權(quán)利要求1所述的消除起伏地表成像誤差的方法，其特征在于所使用的偏移算法的公式為Mp＝0其中，M為一線性數(shù)值矩陣形式的外推算子，p為任一波場(chǎng)，簡(jiǎn)諧波擬合的計(jì)算公式為Mei＝0式中ei為簡(jiǎn)諧單波，i＝1，2，......。
3.如權(quán)利要求1所述的消除起伏地表成像誤差的方法，其特征在于求解一局部范圍內(nèi)外推算子時(shí)使用簡(jiǎn)諧波擬合實(shí)際波場(chǎng)，公式為ETMT＝0其中，MT為外推算子的轉(zhuǎn)置矩陣，E為簡(jiǎn)諧單波集合，ET為波場(chǎng)的轉(zhuǎn)置矩陣。
4.如權(quán)利要求1所述的消除起伏地表成像誤差的方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)波場(chǎng)外推的公式為MD,ME,MFPDPEPF=MA,MB,MCPAPBPC]]>
5.如權(quán)利要求1所述的消除起伏地表成像誤差的方法，其特征在于波場(chǎng)外推從地表曲面逐步外推，直到目的曲面。
全文摘要
一種涉及地球物理勘探地震數(shù)據(jù)的利用簡(jiǎn)諧波擬合技術(shù)一種消除起伏地表成像誤差的方法，采集觀測(cè)系統(tǒng)地震數(shù)據(jù)；對(duì)需要進(jìn)行波場(chǎng)外推的地震數(shù)據(jù)抽成共炮點(diǎn)道集或共檢波點(diǎn)道集整理，獲得相應(yīng)的已知波場(chǎng)；對(duì)起伏地表至外推目的曲面之間的區(qū)域進(jìn)行外推網(wǎng)格的剖分；將原始波場(chǎng)數(shù)據(jù)從時(shí)間域變換到頻率域；用簡(jiǎn)諧波擬合的方法計(jì)算出對(duì)應(yīng)于剖分網(wǎng)格的外推算子；利用外推算子對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行波場(chǎng)的外推計(jì)算；將外推到目的曲面的波場(chǎng)數(shù)據(jù)從頻率域變換到時(shí)間域并成像，在地震數(shù)據(jù)處理中誤差小，干擾小，精度高的消除起伏地表成像誤差。
文檔編號(hào)G01V1/36GK1797028SQ20041010263
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者趙振飛, 方云峰 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