[发明专利]弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备

说明书

本发明提供了一种弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备，该方法包括：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。本发明能够提高成像效率和准确度。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备。

背景技术

近年来计算机得到了飞速提高，这使得叠前逆时偏移成为解决复杂构造和强速度对比地区成像的有力工具。地震波在地下弹性介质传播中既包含纵波，也包含横波，若仅考虑纵波，则是默认地下介质为液态，不符合实际介质情况。近年来，随着采集技术的进步，多分量资料的记录得到了一定发展。使用较多的一种传统处理方法是，先在地表对多分量资料进行分离，分离为纵波、横波资料，然后再使用标量方程进行纵波和横波的偏移及成像。严格来讲，因为纵、横波地震资料中存在SP、PS转换波，所以直接用标量声波方程对多分量资料进行延拓处理并不能正确地反映地下介质的弹性、矢量信息。另一种传统处理方法是直接利用笛卡尔分量分别进行互相关成像，然而，因为纵横波波长不同且存在转换波效应，所以存在的串扰噪声以及非相干同相轴的叠加会得到很不理想的叠加成像剖面。这就使得有必要使用弹性波方程对多分量资料进行延拓，并在传播过程中进行波场分离，然后分别对纯P和S波场互相关成像，得到物理意义更明确的成像结果。

在地球物理学中，广泛存在地震各向异性。这种性质往往由地球内部的薄互层、定向排列的裂缝和裂隙、地层沉积压实等因素引起。地震资料处理中有必要考虑到各向异性的因素。将弹性逆时偏移推广到各向异性中，波场分离技术是一个关键环节。目前这方面的研究正如火如荼。在传统各向同性介质中，根据亥姆霍茨理论，波场纵、横波可以通过散度、旋度的求取得以分离。但是由于在各向异性介质中波传播的方向发生了偏离，其振动方向并不再是纵波与其相同、横波与其垂直的关系，所以使用亥姆霍兹分解并不能很好地将各向异性介质中的耦合纵横波分离。

对于各向异性介质，传统做法是通过在波数域求解Christoffel方程，然后将其变换回空间域，得到拟散度、拟旋度算子，进而实现波场分离；在非均匀介质中，通过将局部极化方向向量定义为非稳态空间滤波器，得到拟散度、拟旋度算子。或者是做一些近似来减少计算量。改进的方法也大都是基于散度和旋度的思路，以上方法的缺陷是均需在规则网格的空间域完成而且涉及多次求导破坏波场信息，同时不能很好地应用于非规则网格的地震数值模拟算法，例如谱元法、格子法。

发明内容

本发明提供了一种弹性波矢量成像方法、装置、存储介质及设备，以提高成像效率和准确度。

本发明实施例提供一种弹性波矢量成像方法，包括：利用成像区域中各点各向异性介质的设定方向的P波速度、设定方向的S波速度以及各向异性参数，建立群角与极化角之间的转换关系；应用弹性波方程在成像区域进行多分量地震数据的波场深度延拓，得到震源正传波场和炮记录反传波场，以及相应的坡印廷矢量；按设定时刻间距，利用坡印廷矢量和群角与极化角之间的转换关系，对震源正传波场和炮记录反传波场进行波场分解；利用多分量地震数据中所有炮对应的波场分解结果进行各向异性介质中弹性波矢量成像。