[发明专利]一种三维时间域照明分析及振幅补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震勘探中反射地震资料处理技术，特别是关于一种用于改善三维叠前时间偏移技术的三维时间域照明分析及振幅补偿方法。

背景技术

地震资料处理流程中，数据采集和叠前偏移成像是关键的环节。数据采集是应用拖缆或测线记录由人工震源即炮点激发的经地下地层反射的地震信号。叠前偏移成像是将由地表记录的反射地震信号“聚焦”到地下发生反射的真实位置，形成能够真实反映地下反射体的图像，通过图像识别地下构造的形态和地层的波阻抗特征。

为了保证成像的质量，工业界早就发展了多次覆盖技术，其特点是针对地下某一成像点采用不同位置多次激发人工震源和接收地震信号，分别经过偏移成像后再进行叠加，以达到提高成像质量的目的。成像过程中涉及一观测系统，所谓观测系统是指在进行某一地区地震信号采集时，人工震源激发与反射信号接收的位置分布情况。由于实际施工时地质情况及地表的复杂性，观测系统往往并不能保证该次采集对所有反射点的覆盖次数一致。因此，照明即覆盖次数分析就成为观测系统设计及后续地震数据处理中必不可少的步骤。

三维叠前时间偏移方法是目前工业界仍在普遍应用的成像方法，其优点是能够在成像过程中利用扫描方法得到成像所需的均方根速度模型，较深度域成像方法在速度建模方面有较大优势。在利用三维叠前时间偏移方法成像过程中，我们希望既能够正确反映实际地震波的传播过程，准确地将反射地震信号“聚焦”到地下发生反射的真实位置，即对复杂构造正确成像，又能够得到正确反映地下构造反射强弱的成像幅值，以便利用成像幅值来进行地下反射体的岩性分析。由于上述因观测系统所造成的对像点覆盖次数的不均匀性，使得像点的成像幅值受到覆盖次数的影响而不能真实反映地下岩性特征。因此，为了进一步利用成像道集及叠加剖面进行岩性识别，将覆盖次数的影响从中去除，对观测系统进行照明分析、对成像后叠前道集与叠加剖面进行振幅补偿也是十分必要的。

目前已存在的一些照明分析及振幅补偿方法大多是针对深度域叠前偏移成像技术，包括基于波动方程正演的照明分析方法，基于高斯束波场分离的观测孔径分析方法，深度域射线追踪方法等。尽管基于波动方程和高斯束的照明分析方法展示了很好的前景，能够真实反映地震波的传播过程，但都需要巨大的计算量，并且需要提供较为准确的地下速度，因此目前这些方法在工业界并未得到实际应用。深度域射线追踪方法是目前工业界使用较为普遍的主流方法，但由于射线追踪的特性，使得在实际应用中必须对深度域速度模型进行平滑设计以避免出现奇点等问题，因此该方法存在与真正的深度偏移方法不能完全匹配问题。同时，目前工业界针对叠前时间偏移成像方面，并没有一个成熟的照明分析及振幅补偿技术。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够提高成像信噪比、改善成像效果的三维时间域照明分析及振幅补偿方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种三维时间域照明分析及振幅补偿方法，包括以下步骤：1）即采用多条拖缆或测线将地震信号记录到磁带上，地震信号是由炮点激发的地震波经地下地层分界面反射回地面形成；2）从磁带上读取地震信号并通过常规三维叠前时间偏移方法将地震信号形成叠前偏移距道集；3）首先切除叠前偏移距道集中出现明显拉伸和噪音部分的叠前偏移距并记录切除位置及时间所对应的参数，切除明显拉伸和噪音部分后所得到的叠前偏移距为有效叠前偏移距；然后依照时间深度对有效叠前偏移距进行叠加，形成叠加剖面；4）应用叠加剖面和构造张量法得到成像空间内反射面法向量；5）首先利用炮点、像点及像点处的反射面法向量计算某一炮数据由炮点出发经过像点反射最终到达地面的接收点坐标，然后判断接收点坐标是否在实际炮记录数据的接收范围，最后进行照明分析以统计照明次数；6）对所有参与成像的炮点数据进行照明分析，得到整个观测系统的照明次数，以此为依据进行叠加剖面振幅补偿；7）通过显示系统将振幅补偿后的叠加剖面数值转换为地下反射构造的剖面图像，通过剖面图像指示地下构造的形态、断裂部位、地层沉积样式和地层的波阻抗特征。