專利名稱：用于內(nèi)部多次反射預(yù)測(cè)的波場(chǎng)外推建模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式總體上涉及地震勘測(cè)，并且，更具體地，涉及用于衰減地震數(shù)據(jù)中多次反射(multiple)的方法。
背景技術(shù)：
盡管以下描述和示例包括在這部分中，但是以下描述和示例不承認(rèn)作為現(xiàn)有技術(shù)。地震勘測(cè)是用于確定地球中地下地質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)的方法。地震勘測(cè)一般可以利用生成地震波的地震能量源和檢測(cè)地震波的地震接收器。地震波可以傳播到地球內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造中，在那里一部分波可以從地下地質(zhì)構(gòu)造之間的界面反射。地震接收器可以檢測(cè)反射的地震波，并將反射的波轉(zhuǎn)換成有代表性的電氣數(shù)據(jù)。地震數(shù)據(jù)可以通過電、光、無線電或者其它方式發(fā)射到記錄數(shù)據(jù)的設(shè)備。通過對(duì)所記錄的地震數(shù)據(jù)(或者地震波曲線)的分析，可以確定地下地質(zhì)構(gòu)造的形狀、位置和構(gòu)成。這種分析可以指示碳?xì)浠衔飪?chǔ)藏或者其它有價(jià)值物質(zhì)的可能位置的存在或者不存在。依賴于勘測(cè)所發(fā)生的位置，存在海洋中的、陸地上的或者過渡區(qū)域中的勘測(cè)。海洋地震勘測(cè)是用于確定水體下的地下地質(zhì)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)的方法。海洋地震勘測(cè)一般可以利用位于水中的地震能量源和地震接收器，它們或者可以被船拖曳在后面，或者可以從船上放到水底。能量源一般可以是產(chǎn)生地震能量的爆炸性設(shè)備或者壓縮氣體系統(tǒng)，然后地震能量作為地震波傳播通過水體并進(jìn)入水底下面的地球地質(zhì)構(gòu)造中。當(dāng)?shù)卣鸩ㄈ肷涞降叵碌刭|(zhì)構(gòu)造之間的界面時(shí)，一部分地震波可以反射通過大地和水，到達(dá)地震接收器，從而被檢測(cè)、發(fā)射和記錄。一般用在海洋地震勘測(cè)中的地震接收器可以是壓力傳感器，例如水聽器。此外，例如加速計(jì)的運(yùn)動(dòng)傳感器也可以使用。所述源和接收器都可以戰(zhàn)略性地重新放置，以便覆蓋勘測(cè)區(qū)域。陸地地震勘測(cè)是在陸地上進(jìn)行的。能量源一般是振動(dòng)源(振動(dòng)器)。振動(dòng)器產(chǎn)生傳播通過大地進(jìn)入各個(gè)地下層的壓力信號(hào)。在這里，通過與地下層中地質(zhì)結(jié)構(gòu)的交互，形成彈性波。彈性波由地下層中的局部應(yīng)力的變化和粒子移位表征，其中粒子移位基本上在與波前相同的平面內(nèi)。聲波和彈性波也稱為壓力波和剪切波。聲波和彈性波統(tǒng)稱為地震波場(chǎng)。反射的波場(chǎng)可以包括一次反射和多次反射。一次反射可以定義為在被地震接收器檢測(cè)到之前從地下地質(zhì)構(gòu)造之間的界面只反射一次的地震波。一次反射包含關(guān)于作為海洋地質(zhì)勘測(cè)目標(biāo)的地下地質(zhì)構(gòu)造的期望信息。多次反射，或者說多重反射，可以定義為在被地震接收器檢測(cè)到之前反射多于一次的地震波。


圖1說明了兩種類型的多次反射內(nèi)部多次反射110和表面多次反射120?！氨砻娑啻畏瓷洹痹谶@里定義為由來自自由表面邊界的至少兩個(gè)上行反射和至少一個(gè)下行反射生成的任何地震事件。自由表面邊界一般是海洋環(huán)境中的海面，或者陸地勘測(cè)中的地面。另一種類型的多次反射是“內(nèi)部多次反射”，在這里定義為由來自低于自由表面的邊界的至少兩個(gè)上行反射和至少一個(gè)下行反射生成的任何地震事件(沒有來自自由表面的下行反射)。內(nèi)部多次反射包括反射體和地球地下介質(zhì)之間的多次反射，其中介質(zhì)的物理屬性是未知的，并且通常需要由勘測(cè)來確定。在地震勘測(cè)的背景下，多次反射的衰減是所記錄的波場(chǎng)的疊前反轉(zhuǎn)(pre-stack inversion)，這樣做的目的在于除去與多次反射關(guān)聯(lián)的能量。從理論上講，多次反射的衰減可以通過評(píng)估涉及在空間方向上連續(xù)求和的等式以完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行。表面多次反射(surface multiple)有幾種可用的方法來衰減表面相關(guān)的多次反射。估計(jì)表面多次反射的波場(chǎng)外推技術(shù)已經(jīng)在許多出版物中進(jìn)行了描述。WigginS(1999)總結(jié)了從向后外推射擊集合減去向前外推射擊集合的2D技術(shù)。在這種情況中，向前外推射擊的一次反射(primary)匹配向后外推射擊的一階表面多次反射。減去這些數(shù)據(jù)集并向前外推結(jié)果從輸入的射擊集合除去了一階表面多次反射。Kabir等Q004)將Wiggins的方法擴(kuò)展到3D并使用其來衰減水底的多次反射和微屈(peg-leg)。但是這種方法需要接收器行插值，以確保足夠的橫測(cè)線數(shù)據(jù)覆蓋率。Pica等Q005)擴(kuò)展了 3D波場(chǎng)外推技術(shù)，以本質(zhì)上利用給定的速度場(chǎng)取消遷移 (de-migrate)深度圖象，來計(jì)算一次反射和表面多次反射。第一個(gè)取消遷移過程產(chǎn)生對(duì)一次反射的估計(jì)，而后續(xù)的取消遷移依次計(jì)算更高階的表面多次反射。它們指示所記錄的射擊可以代替所計(jì)算的一次反射場(chǎng)來使用。Stork等Q006)使用類似的取消遷移方案來計(jì)算一次反射和表面多次反射。這種方法稱為波場(chǎng)外推多次反射建模(WEMM)，并執(zhí)行以下四個(gè)步驟。圖6-9說明了這些步驟和四層模型600，該模型具有三個(gè)界面611、612和613及底部614。步驟1 使用波場(chǎng)外推，向前傳播位于源位置(S，被看作是表面)的點(diǎn)源620，向下通過給定的反射率和速度模型600，并計(jì)算和存儲(chǔ)上行反射信息(在圖6中是a 628,b 627 和c 626) 0在指定的深度(底部614)停止傳播。步驟2 從給定的反射率和速度模型600的底部614向表面610向前傳播2D零能量波場(chǎng)，并累積之前計(jì)算的所有上行反射信息(圖7中的C’ 636、b’ 637和a’ 638)。保存在表面610的2D波場(chǎng)。該波場(chǎng)包括從建模的反射體611、612和613的一個(gè)上行反彈生成的一次反射。步驟3 向前傳播在表面記錄的2D波場(chǎng)，向下通過給定的反射率和速度模型600， 并再次計(jì)算和存儲(chǔ)上行反射信息(圖8中的d 648、e 647和f 646)。在底部614停止傳播。步驟4 從給定的反射率和速度模型600的底部614向表面610向前傳播2D零能量波場(chǎng)，并累積之前計(jì)算的所有上行反射信息(圖9中的d’ 658、e’ 657和f’ 656)。保存表面610處的波場(chǎng)。該波場(chǎng)包括從建模的反射體的兩個(gè)上行反射和自由表面610的一個(gè)下行反彈生成的一階表面多次反射。
更高階的表面多次反射可以通過增加所執(zhí)行傳播的次數(shù)來計(jì)算。階數(shù)為1至N-I 的表面多次反射是從N次傳播計(jì)算的。內(nèi)部多次反射的預(yù)測(cè)Pica和Delmas (2008)使用類似于由Pica等Q005)描述的表面多次反射預(yù)測(cè)方法的波場(chǎng)外推方法來從海洋數(shù)據(jù)計(jì)算3D內(nèi)部多次反射。他們的方法包括四個(gè)獨(dú)立的外推步驟。步驟1 向后傳播所記錄的射擊至任意深度。步驟2 向上傳播向后傳播的射擊通過遷移的圖象，以便在反射體處生成第一組次級(jí)源。步驟3 向下傳播從第一組次級(jí)源生成的波場(chǎng)通過遷移的圖象，在反射體處建立第二組次級(jí)源。步驟4:向上傳播從第二組次級(jí)源生成的波場(chǎng)通過遷移的圖象，產(chǎn)生內(nèi)部多次反射模型。這種內(nèi)部多次反射建模方法將所記錄的射擊作為初始波場(chǎng)輸入，并添加到一階內(nèi)部多次反射的射擊中的所有事件，其生成的水平線在步驟1中所建立的任意深度之上。如以上所描述的，現(xiàn)有技術(shù)的方法對(duì)于預(yù)測(cè)和衰減多次反射已經(jīng)有了一些成功。 但是其對(duì)許多情況仍然不令人滿意。內(nèi)部多次反射仍然難以從地震數(shù)據(jù)中除去而且很昂貴，尤其是當(dāng)問題的維度增加時(shí)更是如此。期望具有有效衰減各種多次反射，尤其是內(nèi)部多次反射的方法。參考目錄Kabir, N. , R.Abma and G Xia,2004,3D Wavefield Extrapolation based demultiple in Ormen Lange. 74th Annual International Meeting :SEG, Expanded Abstracts,1245-1248。Pica, A, G. Poulain, B. David,M. Megesan,S. Baldock,T. Weisser, P. Hugonnet and P. Herrmann,2005,3D surface-related multiple modeling,The Leading Edge，292—296。Pica, A.and L.Delmas,2008, Wave equation based internal multiple modeling in 3D,80th Annual International Meeting :SEG, Expanded Abstracts, 2476-2480 οStork, C. , J. Kapoor, W. Zhao, B.Dragoset and K. Dingwall,2006, Predicting and removing complex 3D surface multiples with WEM modeling—an alternative to 3D SRME for wide azimuth surveys,76th Annual International Meeting :SEG,Expanded Abstracts，2679-2683。Wiggins,W. ,1999,Multiple attenuation by explicit wave extrapolation to an interpreted horizon, The Leading Edge，46—54。

發(fā)明內(nèi)容
在此所述的是對(duì)用于利用波場(chǎng)外推建模衰減內(nèi)部多次反射的方法的各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。在一種實(shí)施方式中，該方法以多層地球模型開始，然后執(zhí)行幾個(gè)步驟，包括(a) 向下傳播波場(chǎng)，直到到達(dá)地球模型的底部，計(jì)算并保存關(guān)于每層邊界處的任何上行反射能量的信息；(b)向上傳播波場(chǎng)，直到到達(dá)表面，計(jì)算并保存關(guān)于每層邊界處的任何下行反射能量的信息；及(c)重復(fù)步驟(a)和(b)至少一次并累積朝向接收器的上行能量，作為多次反射的預(yù)測(cè)。其它實(shí)施方式可以包括其它步驟。提供以上引用的概述部分是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹以下在具體描述部分中進(jìn)一步描述的概念的選擇。該概述不是要識(shí)別所要求保護(hù)的主旨的關(guān)鍵特征或者基本特征，也不是要用于限制所要求保護(hù)的主旨的范圍。此外，所要求保護(hù)的主旨不限于解決本公開內(nèi)容任何部分中所指出的任何或者全部缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。附圖示出下面將參考附圖描述各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。但是，應(yīng)當(dāng)理解，附圖僅僅示出了在此所述的各種實(shí)現(xiàn)方式，而并不是意味著限制在此所述的各種技術(shù)的范圍。圖1示出了內(nèi)部多次反射和表面多次反射的圖解視圖。圖2示出了簡(jiǎn)單3D反射率模型的中心線，其中該模型在恒定的速度場(chǎng)中包括3個(gè)事件。圖3示出了通過使波場(chǎng)傳播通過圖2的反射率模型與速度模型(第一次下/上傳播)由本發(fā)明實(shí)施方式(WEM IMP)計(jì)算的一次反射。圖4示出了通過使所估計(jì)的一次反射波場(chǎng)傳播通過反射率和速度模型(第二次下 /上傳播)由WEM IMP方法計(jì)算的一階內(nèi)部多次反射。這些多次反射的射線路徑在圖10中示出。圖5示出了通過使所估計(jì)的一階內(nèi)部多次反射波場(chǎng)傳播通過反射率和速度模型 (第三次下/上傳播)由WEM IMP方法計(jì)算的二階內(nèi)部多次反射。圖6-9示出了稱為波場(chǎng)外推多次反射建模(WEMM)的現(xiàn)有技術(shù)方法中的步驟。圖 6示出了點(diǎn)源的第一次下行傳播。圖7示出了零波場(chǎng)平面的第一次上行傳播。表面處的波場(chǎng)只包括一次反射。圖8示出了 2D波場(chǎng)在表面處的第二次下行傳播。圖9示出了清零的波場(chǎng)平面的第二次上行傳播。表面(R)處的波場(chǎng)只包括一階表面多次反射。圖10示出了對(duì)于簡(jiǎn)單的4層合成物的所有可能內(nèi)部多次反射的射線路徑，其中該 4層合成物用作模型來示出本發(fā)明的實(shí)施方式。圖11示出了實(shí)施方式的第一步。波場(chǎng)從位于S的點(diǎn)源生成，并傳播通過如圖10 所示的地球模型。在第一次下行傳播的過程中，計(jì)算并記錄上行反射能量(a、b和C)。圖12示出了實(shí)施方式的第二步。在下行傳播的底部，波場(chǎng)被清零。在第一次上行傳播的過程中，之前記錄的上行反射(a、b和c)添加到上行傳播的波場(chǎng)(c’、b’和a’)，并計(jì)算和記錄下行反射能量(d和e)。在表面記錄的最終波場(chǎng)只包含一次反射。圖13示出了實(shí)施方式的第三步。在表面處，波場(chǎng)被清零。在第二次下行傳播的過程中，記錄上行反射能量(f和g)，并且之前記錄的下行反射(e’和d’)添加到下行傳播的波場(chǎng)上。圖14示出了實(shí)施方式的第四步。對(duì)于第二次上行傳播，底部的波場(chǎng)能量被再次清零，并且之前記錄的上行反射(f和g)添加到上行傳播的波場(chǎng)(f’和g’ )上。在表面接收器位置(R)記錄的波場(chǎng)只包含一階內(nèi)部多次反射。圖15示出了實(shí)施方式的附加步驟。可以運(yùn)行任何次數(shù)(N)的傳播，以便產(chǎn)生階數(shù)為1至N-I的內(nèi)部多次反射。
圖16示出了另一個(gè)可選步驟。如果波場(chǎng)在表面處沒有清零，則計(jì)算表面多次反射和內(nèi)部多次反射。圖17示出了一次反射、表面多次反射和內(nèi)部多次反射的組合。圖18示出了實(shí)施方式的流程圖。圖19示出了一種計(jì)算系統(tǒng)，在此所述各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可以在其中實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式以下討論針對(duì)某些特定的實(shí)現(xiàn)方式。應(yīng)當(dāng)理解，以下討論僅僅是為了使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用現(xiàn)在或隨后由任何在此所發(fā)布的專利中得到的專利“權(quán)利要求”定義的任何主旨。以下段落總體上描述了針對(duì)用于預(yù)測(cè)多次反射，尤其是內(nèi)部多次反射，并使用所預(yù)測(cè)的多次反射最終從地震數(shù)據(jù)中衰減這種多次反射的方法的各種技術(shù)的一種或多種實(shí)現(xiàn)方式。本發(fā)明的一種實(shí)施方式是用于內(nèi)部多次反射預(yù)測(cè)的波場(chǎng)外推建模(WEM IMP)，這是一種基于模型的方法，該模型在上和下方向都使用單向波場(chǎng)傳播來預(yù)測(cè)高達(dá)指定階數(shù)的內(nèi)部多次反射。WEM IMP算法是計(jì)算表面多次反射的現(xiàn)有波場(chǎng)外推多次反射建模(WEMM)算法的修改。該WEM IMP方法還可以計(jì)算表面多次反射及表面和內(nèi)部多次反射的組合。WEM IMP算法使用反射率模型和速度模型。不需要任何輸入數(shù)據(jù)。假設(shè)的源波場(chǎng)傳播到地球模型中。速度模型確定波的速度，并且反射率模型確定反射在哪里發(fā)生及反射了多少能量。所反射的能量最終傳播回表面，在那里被記錄為地震數(shù)據(jù)。圖2示出了簡(jiǎn)單的恒定速度反射率模型。它對(duì)應(yīng)于圖10中所示的模型。WEM IMP使能量傳播通過反射率和速度模型1000，以便計(jì)算對(duì)如圖3中所示的一次反射的估計(jì)。產(chǎn)生的一次反射波場(chǎng)的附加傳播產(chǎn)生如圖4和5中所示的階數(shù)增加的多次反射。圖10示出了簡(jiǎn)單的四層地質(zhì)模型1000和會(huì)出現(xiàn)的所有可能的一階內(nèi)部多次反射。所有這些多次反射都是由WEM IMP計(jì)算的，而不需要知道是哪個(gè)水平線生成了所述內(nèi)部多次反射(即，產(chǎn)生下行反射)。通過將某個(gè)空間位置的波場(chǎng)乘以該相同空間位置處的反射率所產(chǎn)生的反射可以從反射率模型(例如，立方體)獲得。該反射率模型可以在柵格點(diǎn)的χ-y-z立方體集合中表達(dá)。在反射發(fā)生的地方，柵格點(diǎn)處的值將非零。在沒有反射體的位置，值將是零。因此， 一旦反射率立方體在模型中給出，單個(gè)反射體的位置就不重要了。圖 10 中所示的多次反射:1002、1004、1006、1008、1012(a、b、c、d 和 e)中的每一個(gè)都是由圖 4 中的 WEM IMP :402、404、408 和 412(a、b+c、d 和 e)預(yù)測(cè)的。1004b 和 1006c 的射線路徑具有相似的到達(dá)時(shí)間。更高階的多次反射可以類似地利用WEM IMP方法預(yù)測(cè)。圖5示出了包括更高階多次反射的結(jié)果。類似于WEMM，WEM IMP可以具有四個(gè)基本步驟。TOM IMP還可以具有幾個(gè)可選步驟。WEM IMP執(zhí)行一系列通過地球模型的下行和上行傳播。以下四個(gè)步驟是在計(jì)算一階內(nèi)部多次反射時(shí)執(zhí)行的?；静襟E
步驟1 來自位于源位置S(圖11)處的點(diǎn)源的能量向下傳播通過地球模型1000。 當(dāng)能量向下傳播時(shí)(1121、1122、1123和11 )，在每個(gè)反射邊界(1021、1022和1023)計(jì)算上行反射能量(1126、1127和11 )，如圖11中所示。這些計(jì)算出的能量被保存。這個(gè)步驟類似于WEMM中的第一步。步驟2 —旦到達(dá)最大深度1024，具有零初始能量的2D波場(chǎng)就從模型底部向上傳播。當(dāng)其向上傳播通過地球模型1000時(shí)，如圖12中所示的上行反射能量1236、1237和1238 添加到波場(chǎng)上。于是，在表面記錄的波場(chǎng)只包含已經(jīng)向上反射的一次能量。當(dāng)波場(chǎng)向上傳播時(shí)，在圖12中的每個(gè)反射邊界1022和1021計(jì)算下行反射能量 1257和1258。將它們保存。從這個(gè)步驟開始，WEMIMP與WEMM不同了。由于波場(chǎng)以零能量開始，因此所有下行反射能量1257和1258都源自來自上行反射1236、1237和1238的能量的累積，如圖12中所示。在下行傳播的底部，波場(chǎng)被清零。在第一次上行傳播的過程中，之前記錄的上行反射1126、1127和1128 (a、b禾口 c)添加到上行傳播的波場(chǎng)1236、1237禾口 1238 (c，、b，和a，) 上，并計(jì)算和記錄下行反射能量(d和e)。在表面記錄的最終的平面波場(chǎng)只包含一次反射。步驟3 表面處的2D平面波場(chǎng)以零能量開始向下傳播。下行反射能量1322和 1323(圖13中的e’和d’ )在其向下傳播通過地球模型1000時(shí)添加到波場(chǎng)上。之前記錄的下行反射能量的這種累積是計(jì)算內(nèi)部多次反射的一個(gè)獨(dú)特過程。同時(shí)，在每個(gè)反射邊界 1022和1023計(jì)算上行反射能量1347和1348(圖13中的f和g)，并進(jìn)行保存。在表面，波場(chǎng)被清零。在第二次下行傳播的過程中，記錄上行反射能量1347和 1348(圖13中的f和g)，并且之前記錄的下行反射1322和1323 (e，和d，)添加到下行傳播的波場(chǎng)上。步驟4 第二次上行傳播在底部IOM以零能量開始，并且累積在第二次下行傳播 (步驟3)過程中計(jì)算并記錄的上行反射能量1436和1437(圖14中的g’和f ’)。上行反射包含只從在第一次上行傳播(步驟幻過程中記錄的下行反射1322和1323(e’和d’)累積的能量，因此在表面接收器位置R處記錄的波場(chǎng)只包含內(nèi)部多次反射(圖14)。對(duì)于第二次上行傳播，底部IOM處的波場(chǎng)能量被再次清零，并且之前記錄的上行反射1347和1348 (f和g)添加到上行傳播波場(chǎng)1436和1437 (f’和g’)上。在表面接收器位置(R)處記錄的波場(chǎng)只包含一階內(nèi)部多次反射。以上利用簡(jiǎn)單的四層地球模型，示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其中只預(yù)測(cè)了一階內(nèi)部多次反射。如果模型具有更多或者更少的層，需要相應(yīng)地調(diào)整步驟，但不脫離實(shí)施方式的本質(zhì)。一旦預(yù)測(cè)出了內(nèi)部多次反射，就可以在進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理中除去它們并產(chǎn)生沒有多次反射的地震數(shù)據(jù)。處理后的地震數(shù)據(jù)用于識(shí)別和定位次地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如碳?xì)浠衔铩⑺蛘咂渌袃r(jià)值的物質(zhì)的儲(chǔ)藏。可選步驟-更高階的多次反射如果期望預(yù)測(cè)更高階的多次反射，可以使用相同的四步過程。例如，如果進(jìn)行三次傳播，就象在第一次上行傳播(步驟2和圖12)的過程中一樣，在第二次上行傳播(步驟4 和圖14)的過程中計(jì)算并記錄下行傳播，然后就象對(duì)第二次傳播(圖1 所描述的那樣進(jìn)行第三次傳播。以這種方式，通過傳播波場(chǎng)所需要的次數(shù)，可以在單個(gè)任務(wù)中計(jì)算任何階數(shù)的內(nèi)部多次反射。除第一次下行傳播和最后一次上行傳播之外，所有傳播都以相同的方式工作，其中第一次下行傳播不累積任何下行反射能量，而最后一次上行傳播不計(jì)算任何下行反射(圖15)。通過附加的計(jì)算，可以計(jì)算任何更高階的多次反射?？稍柌襟E-表面多次反射如果波場(chǎng)在表面沒有清零，則表面多次反射和內(nèi)部多次反射都要計(jì)算。如果下行傳播(步驟3)以從前一個(gè)上行傳播(步驟2，見圖16)記錄的平面波場(chǎng)開始，則表面多次反射可以在內(nèi)部多次反射之外附加地計(jì)算。如果進(jìn)行兩次傳播，則這種方法計(jì)算一階表面和一階內(nèi)部多次反射。如果進(jìn)行N > 2次傳播，則這種方法計(jì)算從1到N-I階表面多次反射和從1到N-I階內(nèi)部多次反射，及表面加內(nèi)部多次反射的組合，其中表面多次反射的階數(shù) ⑴和內(nèi)部多次反射的階數(shù)(J)是I+J = N-I0作為初始波場(chǎng)記錄的射擊WEM IMP不需要任何輸入數(shù)據(jù)，并且第一次傳播是在單個(gè)點(diǎn)源開始的。在這種情況下，N次傳播產(chǎn)生階數(shù)為1至N-I的內(nèi)部多次反射。但是，一次反射波場(chǎng)(由于從點(diǎn)源的第一次下/上傳播產(chǎn)生的波場(chǎng))可以用所記錄的射擊數(shù)據(jù)代替。所記錄的射擊包含一次反射和所有記錄的多次反射，包括所有階數(shù)的表面和內(nèi)部多次反射。當(dāng)輸入射擊時(shí)，可能需要兩次下/上傳播來計(jì)算一階多次反射。這是因?yàn)樾枰谝淮蝹鞑碛?jì)算在第二次傳播中累積的下行反射。因此，這種方法仍然需要N次傳播來計(jì)算階數(shù)為1至N-I的內(nèi)部多次反射。在兩次下/上傳播之后，由射擊記錄的所有事件都具有一個(gè)表面多次反射加上添加到其的所有可能的一階內(nèi)部多次反射。圖17示出了一次反射1712(a)，一階內(nèi)部多次反射1714(b)和一階表面多次反射1716(c)。如圖17中所示，WEM IMP用于預(yù)測(cè)一階內(nèi)部多次反射(1722、17M和17沈)。在這個(gè)示例中，根據(jù)本發(fā)明的方法所實(shí)現(xiàn)的算法1)將一次反射轉(zhuǎn)換成一階表面多次反射加一階內(nèi)部多次反射，2)將該一階內(nèi)部多次反射轉(zhuǎn)換成一階表面多次反射加二階表面多次反射，及3)將該一階表面多次反射轉(zhuǎn)換成二階表面多次反射加一階內(nèi)部多次反射。這是預(yù)測(cè)更高階內(nèi)部加表面多次反射的更有效的途徑。圖18示出了實(shí)施方式的一種實(shí)現(xiàn)方式的流程圖1800。該過程在起始步驟1802開始。在步驟1804，檢查傳播是第一次還是后續(xù)的傳播。如果恰好是第一次傳播，則需要在 1806進(jìn)行初始化。當(dāng)點(diǎn)源位于源位置時(shí)的波場(chǎng)以能量1初始化。對(duì)于后續(xù)傳播，在頂部作為2D平面的波場(chǎng)在步驟1808中以能量0初始化。在傳播步驟1812，向下傳播波場(chǎng)到下一個(gè)更深的深度階梯，計(jì)算并保存關(guān)于任何上行反射能量的信息。在步驟1814，檢查是否到達(dá)底部。如果沒有，則重復(fù)傳播步驟1812，直到到達(dá)底部。一旦到達(dá)了底部，在步驟1816，波場(chǎng)就初始化為具有能量0的2D平面。在步驟1824，檢查是否到達(dá)最后一次傳播。如果沒有，則在步驟1828，執(zhí)行上行傳播。2D平面波場(chǎng)向上傳播到下一個(gè)更淺的深度階梯；計(jì)算并保存關(guān)于任何下行反射能量的信息；并累積在步驟1806或者1808中保存的上行反射能量。如果到達(dá)了最后一次傳播，則在步驟1826，向上傳播2D平面波場(chǎng)到下一個(gè)更淺的深度階梯并累積在步驟1806或者1808 中保存的上行反射能量。在這里不進(jìn)行下行反射的計(jì)算。在步驟1834，檢查傳播是否到達(dá)接收器所處的表面。如果沒有，則重復(fù)步驟1擬8 或者1擬6，將波場(chǎng)向上傳播到表面。如果到達(dá)了，則在步驟1836保存表面的2D平面波場(chǎng)。
在步驟1844，檢查是否到達(dá)最后一次傳播。如果沒有，則從步驟1804開始重復(fù)傳播。如果到達(dá)了，則已經(jīng)完成并在步驟1850結(jié)束?，F(xiàn)在接收器具有來自所有期望傳播路徑的能量。一旦來自各個(gè)多次反射的能量都從以上過程預(yù)測(cè)出來了，就可以在數(shù)據(jù)處理的過程中把它們從地震數(shù)據(jù)中除去。在數(shù)據(jù)處理之后，可能還要執(zhí)行其它數(shù)據(jù)處理步驟來在各個(gè)其它方面改進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量，可以獲得無多次反射的地震數(shù)據(jù)。利用這種改進(jìn)的數(shù)據(jù)，地質(zhì)學(xué)家可以找出地下結(jié)構(gòu)中的地質(zhì)異常并發(fā)現(xiàn)他們所尋找的各種目標(biāo)(例如碳?xì)浠衔飪?chǔ)藏) 的可能位置?；谠摪l(fā)現(xiàn)，可以采取進(jìn)一步的動(dòng)作，例如對(duì)碳?xì)浠衔飪?chǔ)藏鉆附加的井，改變鉆井軌道以避開危險(xiǎn)的地下結(jié)構(gòu)或者增加油產(chǎn)量等。圖19示出了計(jì)算系統(tǒng)1900，在此所述各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可以在其中實(shí)現(xiàn)。該計(jì)算系統(tǒng)1900可以包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930，所述計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)為任何傳統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在此所述各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可以在其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置中實(shí)現(xiàn)，包括超文本傳輸協(xié)議(HTTP)服務(wù)器、手持式設(shè)備、微處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或者可編程的消費(fèi)電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、迷你計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930可以與盤存儲(chǔ)設(shè)備1929、1931和1933通信，其中這些盤存儲(chǔ)設(shè)備可以是外部的硬盤存儲(chǔ)設(shè)備。預(yù)期盤存儲(chǔ)設(shè)備1929、1931和1933是傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動(dòng)器， 而且因此將通過局域網(wǎng)或者通過遠(yuǎn)程訪問來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，盡管盤存儲(chǔ)設(shè)備1929、1931和 1933作為多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備示出，但是單個(gè)盤存儲(chǔ)設(shè)備也可以根據(jù)期望用于存儲(chǔ)程序指令、 測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果中的任何一個(gè)和全部。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，來自接收器的地震數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在盤存儲(chǔ)設(shè)備1931中。系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930可以從盤存儲(chǔ)設(shè)備1931檢索合適的數(shù)據(jù)，以便根據(jù)對(duì)應(yīng)于在此所述的各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式的程序指令來處理地震數(shù)據(jù)。程序指令可以以例如C++、Java等的計(jì)算機(jī)編程語言來寫。程序指令可以存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)中，例如程序盤存儲(chǔ)設(shè)備1933。這種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括以用于信息存儲(chǔ)的任何方法或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的易失性和非易失性、及可拆卸和不可拆卸介質(zhì)，其中所述信息例如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或者其它數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)還可以包括 RAM、ROM、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存存儲(chǔ)器或者其它固態(tài)存儲(chǔ)器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能光盤(DVD)或者其它光學(xué)存儲(chǔ)器、磁盒(magnetic cassette)、磁帶、磁盤存儲(chǔ)器或者其它磁性存儲(chǔ)設(shè)備，或者可以用于存儲(chǔ)期望信息并可以被系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930訪問的任何其它介質(zhì)。以上任何介質(zhì)的組合也可以包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930可以主要在圖形顯示器1927上或者可選地經(jīng)打印機(jī)1擬8呈現(xiàn)輸出。系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930可以將以上所述方法的結(jié)果存儲(chǔ)到盤存儲(chǔ)設(shè)備 1擬9上，用于以后使用和進(jìn)一步分析。鍵盤19219和定點(diǎn)設(shè)備(例如，鼠標(biāo)、軌跡球等)1925 可以為系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930提供，以便使得能夠進(jìn)行交互性操作。系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930可以位于遠(yuǎn)離勘測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930可以與接收器(直接地或者經(jīng)未示出的記錄單元)通信，以接收指示所反射的地震能量的信號(hào)。以上述方式，在傳統(tǒng)的格式化和其它初始處理之后，這些信號(hào)可以作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)由系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930存儲(chǔ)在盤存儲(chǔ)設(shè)備1931中，用于后續(xù)的檢索和處理。盡管圖19將盤存儲(chǔ)設(shè)備1931示為直接連接到系統(tǒng)計(jì)算機(jī)1930，但還可以預(yù)期盤存儲(chǔ)設(shè)備1931可以通過局域網(wǎng)或者通過遠(yuǎn)程訪問來訪問。此外，盡管盤存儲(chǔ)設(shè)備1929、1931示為用于存儲(chǔ)輸入的地震數(shù)據(jù)和分析結(jié)果的單獨(dú)設(shè)備，但是，就象參考本說明書的本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠理解的那樣，盤存儲(chǔ)設(shè)備1929、1931還可以在單個(gè)盤驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)(與程序盤存儲(chǔ)設(shè)備1933 —起，或者與其分開)，或者以任何其它傳統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)。 盡管以上所述針對(duì)在此所述的各種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，但是，在不脫離本發(fā)明基本范圍的情況下，還可以設(shè)計(jì)其它和進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，其中所述范圍可以由所附權(quán)利要求來確定。盡管主旨已經(jīng)以特定于結(jié)構(gòu)性特征和/或方法動(dòng)作的語言進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求中所定義的主旨沒必要限定到以上所述的特定特征或者動(dòng)作。更確切地說，以上所述的特定特征和動(dòng)作是作為實(shí)現(xiàn)所述權(quán)利要求的示例形式而公開的。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的用于地球物理勘測(cè)的方法，其中通過利用多層地球模型預(yù)測(cè)地震勘測(cè)中的多次反射來衰減該多次反射，該方法包括(a)向下傳播波場(chǎng)，直到到達(dá)地球模型的底部，計(jì)算并保存關(guān)于在每層邊界的任何上行反射能量的信息；(b)向上傳播波場(chǎng)，直到到達(dá)表面，計(jì)算并保存關(guān)于在每層邊界的任何下行反射能量的信息；及(c)重復(fù)步驟(a)和(b)至少一次，并累積朝向接收器的上行能量，作為多次反射的預(yù)測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(a)中，當(dāng)波場(chǎng)向下傳播并到達(dá)底部時(shí)，將上行反射能量設(shè)置成零； 其中在步驟(b)中，當(dāng)波場(chǎng)向上傳播并到達(dá)表面時(shí)，將下行反射能量設(shè)置成零； 其中所預(yù)測(cè)的多次反射包括內(nèi)部多次反射。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(a)中，當(dāng)波場(chǎng)向下傳播并到達(dá)底部時(shí)，將上行反射能量設(shè)置成零； 其中在步驟(b)中，當(dāng)波場(chǎng)向上傳播并到達(dá)表面時(shí)，將下行反射能量設(shè)置成非零；以及其中所預(yù)測(cè)的多次反射包括內(nèi)部多次反射和表面多次反射。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括重復(fù)步驟(a)和(b) N次，并累積朝向接收器的上行能量，作為第(N+1)階的多次反射的預(yù)測(cè)，其中N = I+J，I是表面多次反射的階數(shù)，而J是內(nèi)部多次反射的階數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于傳播的初始數(shù)據(jù)是在點(diǎn)源處的記錄的射擊數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中不需要用于傳播波場(chǎng)的初始數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括識(shí)別地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
8.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，當(dāng)該指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7所述的方法。
9.一種地震數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括 處理器；以及存儲(chǔ)介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，當(dāng)該指令被處理器執(zhí)行時(shí)，使所述系統(tǒng)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7所述的方法。
全文摘要
一種用于通過利用波場(chǎng)外推建模預(yù)測(cè)地震數(shù)據(jù)中的多次反射來衰減所述多次反射的方法，其中波場(chǎng)外推建模在上和下方向都使用單向的波場(chǎng)傳播來預(yù)測(cè)高達(dá)指定階數(shù)的內(nèi)部多次反射。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102239428SQ200980148463
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者A·G·緹格, M·A·沃爾茲, P·克辰塞德, 吳志明 申請(qǐng)人:格庫技術(shù)有限公司