專(zhuān)利名稱(chēng)：一種繞射波疊前偏移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地震波偏移的方法，特別是涉及一種繞射波疊前偏移的方法。
技術(shù)背景
在物理學(xué)中，把波繞過(guò)障礙物而傳播的現(xiàn)象稱(chēng)為繞射。繞射時(shí)，波的路徑發(fā)生了改變或彎曲，它符合惠更斯原理。在油氣勘探中，當(dāng)?shù)刭|(zhì)體尺寸小于地震波長(zhǎng)時(shí)，會(huì)有繞射產(chǎn)生。常見(jiàn)的有斷點(diǎn)繞射波斷面繞射波，以及逢洞型儲(chǔ)層產(chǎn)生的繞射等?？梢?jiàn)，繞射波中含有豐富的地下小尺度地質(zhì)體得信息，這些信息對(duì)一些油氣藏的描述非常重要。因此，繞射波的成像技術(shù)成為人們研究的一個(gè)重要技術(shù)。
通常在地震記錄中不但有繞射波，其主要還包括反射波，以及其它波。當(dāng)前研究繞射波成像的第一步就是進(jìn)行繞射波與反射波的分離，或者稱(chēng)為繞射波信息提取，而后再對(duì)繞射波場(chǎng)進(jìn)行成像。這樣做的出發(fā)點(diǎn)就是要得到完全的繞射波場(chǎng)，這是非常困難的一件事情。進(jìn)行繞射波與反射波的分離基本出發(fā)點(diǎn)就是二者的軌跡不一樣，這點(diǎn)在疊加剖面很明顯，但在疊前對(duì)于某個(gè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，反射波是繞射波的一部分，實(shí)現(xiàn)反射波與繞射波的分離難度很大。
反射波與繞射波不易區(qū)分的情況有許多種，一種是當(dāng)繞射波射線與入射波射線夾角較小時(shí)，繞射波與自激自收(即激發(fā)點(diǎn)接收到的反射波)的反射波干涉在一起；另外一種是，當(dāng)繞射波與反射波相切時(shí)，繞射波與反射波干涉?？傊?，只要反射波與繞射波發(fā)生干涉， 二者就不易區(qū)分。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)用技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種不用分離反射波的，繞射波疊前偏移的方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種繞射波疊前偏移的方法，包括以下步驟 步驟1 對(duì)于地下某個(gè)成像點(diǎn)，計(jì)算繞射波軌跡； 步驟2 以入射線與垂直軸的夾角確定為入射線角； 步驟3:以出射線與垂直軸的夾角確定為出射線角； 步驟4 確定繞射軌跡頂點(diǎn)位置，然后分別轉(zhuǎn)步驟5和6 ；步驟5 入射線角為零或較小時(shí)，判斷該成像點(diǎn)是否為繞射點(diǎn)，如果是繞射點(diǎn)，則取兩段數(shù)據(jù)相減的絕對(duì)值，并使其與繞射點(diǎn)振幅同相作為該成像點(diǎn)繞射成像的結(jié)果，然后轉(zhuǎn)步驟10 ；步驟6:入射線角不為零或大于某個(gè)較小的角度，而且，入射線與反射線夾角大于某個(gè)角度時(shí)，確定強(qiáng)振幅帶；步驟7 對(duì)于繞射波同相強(qiáng)振幅帶外兩邊數(shù)據(jù)分別疊加；步驟8 如果同相強(qiáng)振幅帶外兩邊疊加數(shù)據(jù)反相，則將兩邊平均疊加結(jié)果反相疊加，符號(hào)保持與同相強(qiáng)振幅帶內(nèi)疊加結(jié)果一致；步驟9 如果同相強(qiáng)振幅帶外兩邊疊加數(shù)據(jù)同相，則直接將結(jié)果疊加； 步驟10 對(duì)地下每個(gè)成像點(diǎn)都進(jìn)行上面的步驟。
在上述技術(shù)方案中，在步驟10后還包括步驟11 對(duì)每個(gè)得到激發(fā)點(diǎn)、不同記錄點(diǎn)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行上面的步驟，最終得到繞射波成像結(jié)果。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的繞射波疊前偏移的方法避免了難度很大的在地震波中分離出繞射波才能進(jìn)行疊前偏移的弊端。應(yīng)用本發(fā)明的繞射波疊前偏移的方法，不用分離反射波的，就可以對(duì)繞射波進(jìn)行疊前偏移。從而可以更加高效的對(duì)地震波繞射波進(jìn)行疊前偏移分析。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明的繞射波疊前偏移的方法的一種具體實(shí)施方式
中，繞射波與反射波軌跡示意圖；圖2是圖1所示的具體實(shí)施方式
中，入射線與出射線夾角為5度時(shí)繞射波成像結(jié)果示意圖；圖3是圖1所示的具體實(shí)施方式
中，入射線與出射線夾角為10度時(shí)繞射波成像結(jié)果示意圖；圖4是為了便于理解圖2、圖3中所示的結(jié)果的，反射波成像結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
我們發(fā)明的核心在于，根據(jù)振幅的變化可以確定繞射軌跡上反射波的范圍，進(jìn)而確定繞射波的范圍。由于反射波與繞射波相比振幅要比繞射波強(qiáng)很多，與反射波重合且反射波占優(yōu)的那部分繞射波在繞射波偏移(成像)中不予考慮，從而實(shí)現(xiàn)其余部分的繞射波的成像。
繞射波與反射波在規(guī)律上有明顯的不同。一是，繞射波能量低于反射波，因此，在發(fā)生干涉的情況下，在繞射波軌跡上會(huì)存在明顯的同相能量帶；二是，繞射波會(huì)發(fā)生反相的現(xiàn)象；三是，反射波與繞射波軌跡不同。
實(shí)施例1圖1-3顯示了本發(fā)明的繞射波疊前偏移的方法的一種具體的實(shí)施方式。如圖1所示，在炮集記錄中，在地質(zhì)體上形成了反射波和繞射波，某樣點(diǎn)反射波是繞射波軌跡上的一個(gè)點(diǎn)， 但不同樣點(diǎn)的反射波可以連續(xù)形成一個(gè)連續(xù)的反射同相軸。繞射波偏移就是沿繞射波軌跡將除了反射點(diǎn)外的樣點(diǎn)值相加賦值給繞射點(diǎn)。
本實(shí)施例的繞射波疊前偏移的方法包括以下步驟，其中輸入數(shù)據(jù)要求是激發(fā)點(diǎn)記錄，即單點(diǎn)激發(fā)多點(diǎn)接收排序的采集數(shù)據(jù)。
步驟1 對(duì)于地下某個(gè)成像點(diǎn)，計(jì)算繞射波軌跡。成像點(diǎn)是地下介質(zhì)的離散點(diǎn)，為了數(shù)值計(jì)算，需要將地下介質(zhì)離散化，離散點(diǎn)通常由其三維空間坐標(biāo)確定。繞射波的軌跡是指記錄到的繞射波空間展布形態(tài)，通常近似于雙曲線，由傳播時(shí)間確定。其傳播時(shí)間分為兩段，一段是由波的出發(fā)點(diǎn)到成像點(diǎn)的傳播時(shí)間，即沿入射線傳播的時(shí)間，一段是由成像點(diǎn)到達(dá)接收點(diǎn)的傳播時(shí)間，即沿出射線的傳播時(shí)間，兩段之和即為繞射波的傳播時(shí)間，如圖1所示。以下提及的“兩段”即是指一段是由波的出發(fā)點(diǎn)到成像點(diǎn)，一段是由成像點(diǎn)到達(dá)接收點(diǎn)這兩段。
步驟2 以入射線與垂直軸的夾角，即從震源點(diǎn)到繞射點(diǎn)的繞射波射線在繞射點(diǎn)與垂直軸(垂向坐標(biāo)軸)的夾角，確定為入射線角。入射線角不能大于臨界角，臨界角滿足公式sin( θ )=AVV2，其中VpV2分別表示上下層介質(zhì)的速度。
步驟3 以出射線與垂直軸的夾角，即從繞射點(diǎn)產(chǎn)生的繞射波射線在繞射點(diǎn)與垂直軸的夾角，確定為出射線角。
步驟4 確定繞射軌跡頂點(diǎn)位置。以出射線角為零或最小的接收點(diǎn)確定為繞射波頂點(diǎn)，如圖1所示。分別轉(zhuǎn)步驟5和6。
步驟5 確定入射線角為零或較小時(shí)，該點(diǎn)繞射波是否反相。具體地，對(duì)繞射軌跡頂點(diǎn)兩端的繞射波數(shù)據(jù)分別疊加。如果兩段疊加結(jié)果反相，則判斷為繞射點(diǎn)，存在繞射波。 如果兩端結(jié)果同相，且疊加數(shù)據(jù)平均值差異較大，則判斷為繞射點(diǎn)，存在繞射波；其它情況判斷為該點(diǎn)無(wú)繞射波產(chǎn)生。如果是繞射點(diǎn)，則取兩段數(shù)據(jù)相減的絕對(duì)值，并使其與繞射點(diǎn)振幅同相作為該點(diǎn)繞射成像的結(jié)果。由于數(shù)值采樣及波的干涉存在一定的范圍的原因，且干涉范圍無(wú)法預(yù)先計(jì)算得知，因此，通常選確定較小入射線角的范圍時(shí)需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。轉(zhuǎn)到步驟10。
本步驟中的“確定入射線角為零或較小時(shí)”中提到的“較小的入射線角”的定義和解釋為通常由于離散化及埋藏深度的影響，地下相鄰兩個(gè)成像點(diǎn)的入射線角相差會(huì)非常小，此時(shí)人們通常可以將入射線角不為零但非常小的點(diǎn)也當(dāng)做是入射線為零的點(diǎn)，這種近似處理對(duì)技術(shù)人員來(lái)講是可以理解的。因此，該“較小的入射線角”可以用成像點(diǎn)水平間隔除以目標(biāo)層埋藏深度的反正切來(lái)確定。
步驟6 確定入射線角度不為零或大于某個(gè)較小的角度，而且，入射線與反射線夾角大于某個(gè)角度時(shí)(這個(gè)角度的大小需要根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，即給定多個(gè)角度進(jìn)行繞射偏移測(cè)試，選擇認(rèn)為較好的角度)，確定同相強(qiáng)振幅帶，圖2、圖3分別夾角大于5和大于10的繞射波成像結(jié)果。同相強(qiáng)振幅帶是指帶內(nèi)樣點(diǎn)幅值大于帶外幅值。通常同相強(qiáng)振幅帶是反射波與繞射波相切帶，如圖1中所示。
本步驟中，選取入射線與出射線夾角不為零，是為了不讓震源點(diǎn)激發(fā)、震源點(diǎn)附近接收的數(shù)據(jù)參與成像(該現(xiàn)象在地震勘探中稱(chēng)作自激自收，因?yàn)?，自激自收?shù)據(jù)通常都是反射波數(shù)據(jù))。
入射線角度不為零或大于某個(gè)較小的角度即為步驟5中的較小的角度(較小的入射線角)。
步驟7 對(duì)于繞射波同相強(qiáng)振幅帶外兩邊數(shù)據(jù)分別疊加。
步驟8 如果同相強(qiáng)振幅帶外兩邊疊加數(shù)據(jù)反相，則將兩邊平均疊加結(jié)果反相疊加，符號(hào)保持與同相強(qiáng)振幅帶內(nèi)疊加結(jié)果一致。
步驟9 如果同相強(qiáng)振幅帶外兩邊疊加數(shù)據(jù)同相，則直接將結(jié)果疊加。
步驟10 對(duì)地下每個(gè)成像點(diǎn)都進(jìn)行上面的步驟。
步驟11 對(duì)每個(gè)激發(fā)點(diǎn)、不同記錄點(diǎn)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行上面的步驟，最終得到繞射波成像結(jié)果。成像結(jié)果如圖2和圖3所示。
繞射波成像結(jié)果刻畫(huà)的是不連續(xù)性，這與反射波不同，為了便于理解，圖4中展示了反射波成像結(jié)果。對(duì)比圖2、圖3、圖4中圈化的部分可以看出，圖2、圖3中沒(méi)有了強(qiáng)的連續(xù)同相軸(強(qiáng)同相軸是指入圖中振幅較強(qiáng)的、黑色連續(xù)帶)展示出的主要都是地層的不連續(xù)性，這是人們研究一些地質(zhì)規(guī)律時(shí)希望看到的。而圖3中展示的斜同相軸要優(yōu)于圖2，斜同相軸往往是地層斷裂的反應(yīng)。
應(yīng)用本實(shí)施例的繞射波疊前偏移的方法，可以做到不用分離反射波，就可以對(duì)繞射波進(jìn)行疊前偏移。從而可以更加高效的對(duì)地震波繞射波進(jìn)行疊前偏移分析。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種繞射波疊前偏移的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1 對(duì)于地下某個(gè)成像點(diǎn)，計(jì)算繞射波軌跡；步驟2 以入射線與垂直軸的夾角確定為入射線角； 步驟3:以出射線與垂直軸的夾角確定為出射線角； 步驟4 確定繞射軌跡頂點(diǎn)位置，然后分別轉(zhuǎn)步驟5和.6 ；步驟5 入射線角為零或較小時(shí)，判斷該成像點(diǎn)是否為繞射點(diǎn)，如果是繞射點(diǎn)，則取兩段數(shù)據(jù)相減的絕對(duì)值，并使其與繞射點(diǎn)振幅同相作為該成像點(diǎn)繞射成像的結(jié)果，然后轉(zhuǎn)步驟10 ；步驟6:入射線角不為零或大于某個(gè)較小的角度，而且，入射線與反射線夾角大于某個(gè)角度時(shí)，確定強(qiáng)振幅帶；步驟7 對(duì)于繞射波同相強(qiáng)振幅帶外兩邊數(shù)據(jù)分別疊加；步驟8 如果同相強(qiáng)振幅帶外兩邊疊加數(shù)據(jù)反相，則將兩邊平均疊加結(jié)果反相疊加，符號(hào)保持與同相強(qiáng)振幅帶內(nèi)疊加結(jié)果一致；步驟9 如果同相強(qiáng)振幅帶外兩邊疊加數(shù)據(jù)同相，則直接將結(jié)果疊加； 步驟10 對(duì)地下每個(gè)成像點(diǎn)都進(jìn)行上面的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟10后還包括步驟11 對(duì)每個(gè)得到激發(fā)點(diǎn)、不同記錄點(diǎn)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行上面的步驟，最終得到繞射波成像結(jié)果。
全文摘要
一種繞射波疊前偏移的方法，包括以下步驟對(duì)于地下某個(gè)成像點(diǎn)，計(jì)算繞射波軌跡；以入射線與垂直軸的夾角確定為入射線角；以出射線與垂直軸的夾角確定為出射線角；確定繞射軌跡頂點(diǎn)位置。應(yīng)用本發(fā)明的繞射波疊前偏移的方法，不用分離反射波的，就可以對(duì)繞射波進(jìn)行疊前偏移，從而可以更加高效的對(duì)地震波繞射波進(jìn)行疊前偏移分析。
文檔編號(hào)G01V1/28GK102520443SQ20111041442
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者王真理 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所