[发明专利]弹性高斯束偏移成像方法和系统

说明书

本发明提供了弹性高斯束偏移成像方法和系统，包括获取初始参数信息和多分量地震记录，确定高斯窗半宽度和束中心点的坐标位置；在每个束中心点的高斯窗范围内，对多分量地震记录进行分解得到多分量局部平面波；利用波型分离矩阵将多分量局部平面波转换为多波型标量局部平面波；射入不同方向的高斯束，并计算矢量形式的表达式，高斯束的复数走时和复数振幅；利用波场偏移成像公式，根据标量局部平面波、复数走时和复数振幅计算成像点的求和叠加；修改束中心点和炮集并进行迭代计算得到偏移成像。本发明设计了完整有效的3D弹性TI介质多分量高斯束偏移方法，利用矢量表示形式来描述波场传播属性，给出了合理的偏移成像公式，具有很高的应用性。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其是涉及弹性高斯束偏移成像方法和系统。

背景技术

在当前偏移方法中，针对3D弹性TI介质的偏移成像还没有完整有效的方法。弹性波动方程法由于TI介质弹性参数过多(一般21个弹性参数均为非零)、并且横波波速较低等原因，导致3D情况计算量和存储量需要一到两个数量级的巨大增加。准声波波动方程是不具有具体物理意义的，它只能实现相对准确的走时计算，而振幅信息无物理意义，因此，仅适用于常规各向异性偏移。当前射线方法中一般利用相角和群角等几何方法表示相速度和群速度，该表示只适用于2D TI介质，在3D TI介质中不适合用这种表示方式。当前的各向异性高斯束方法也只是对2D TI单分量数据成像，更靠近实际的3D弹性TI介质多分量高斯束偏移还没有完整的实现方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供弹性高斯束偏移成像方法和系统，本发明设计了完整有效的3D弹性TI介质多分量高斯束偏移方法，给出了合理的偏移成像公式，并且在偏移过程中实现了弹性介质中的多波型自动分离。

第一方面，本发明实施例提供了弹性高斯束偏移成像方法，包括：

获取初始参数信息和多分量地震记录，并根据所述初始参数信息确定高斯窗半宽度和束中心点的坐标位置；

在每个所述束中心点的高斯窗范围内，对所述多分量地震记录进行分解得到多分量局部平面波；

利用波型分离矩阵将所述多分量局部平面波转换为多波型标量局部平面波；

射入不同方向的高斯束，并计算矢量形式的表达式，根据所述矢量形式的表达式计算所述高斯束的复数走时和复数振幅；

利用波场偏移成像公式，根据所述标量局部平面波、所述复数走时和所述复数振幅计算成像点的求和叠加；

修改所述束中心点和炮集并进行迭代计算以得到所有所述多分量地震记录的偏移成像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述波型分离矩阵包括自由空间模型矩阵、海底模型矩阵和自由地表模型矩阵，所述波场偏移成像公式包括PP矢量波场偏移互相关成像公式和PS矢量波场偏移互相关成像公式，所述初始参数信息包括海水波速、海底介质密度、弹性波速、第一预设常数、第二预设常数、参考频率和参考有效半宽度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述矢量形式的表达式包括群速度矢量和偏振矢量，所述射入不同方向的高斯束，计算所述矢量形式的表达式包括：

根据各向异性参数、倾斜对称轴方向矢量和波前传播方向计算横向各向同性介质中的群速度和偏振方向；

利用所述倾斜对称轴方向矢量和慢度矢量构造转换坐标系；

利用所述转换坐标系将倾斜横向各向同性介质中的所述群速度和所述偏振方向转换为垂直横向各向同性介质中的所述群速度矢量和所述偏振矢量。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述利用所述倾斜对称轴方向矢量和所述慢度矢量构造转换坐标系包括：