[发明专利]一种基于散射积分法的地震逆时偏移成像方法

说明书

本发明涉及一种基于散射积分法的地震逆时偏移成像方法，包括以下步骤：1)对原始地震数据进行成像前预处理，包括去噪、道均衡和去直达波；2)对预处理过的地震数据进行傅里叶变换，得到频率域反射炮记录；3)采用层析成像方法建立偏移速度模型，并设定成像参数，包括频率范围和间隔；4)进行散射积分法地震逆时偏移成像，获得最终成像剖面。与现有技术相比，本发明能够实现精确的双向照明补偿，按照反射系数均衡成像能量，进而提高深层成像质量，具有内存占用小、计算效率高、易于并行、过程稳定等优点。

技术领域

本发明涉及勘探地震学中的地震成像领域，尤其是涉及一种基于散射积分法的地震逆时偏移成像方法。

背景技术

地震偏移成像通过将地表观测到的地震数据重新归位到产生它的位置上，进而获取地球内部的结构特征。根据实现方式的不同，可以将地震偏移成像分为两大类：一是基于射线类的Kirchhoff积分偏移(French，1974；Schneider，1978)和高斯束偏移(Hill，1990，2001)，二是基于波动类的单程波偏移(Gazdag，1978；Stolt，1978；Gazdag和Sguazzero，1984；Stoffa等，1990)和逆时偏移(Baysal等，1983；McMechan，1983；Whitmore，1983；Levin，1984)。基于射线类的偏移成像以其高效、灵活的优势在生产中得到广泛应用，但因其高频渐近假设，无法对复杂结构有效成像。基于波动类的偏移成像虽然计算耗时，但其可以准确地描述复杂介质中地震波的传播，特别地，逆时偏移既不对波场做高频假设，也不限制波场传播方向，还可以利用所有地震数据对地下构造进行成像，已成为复杂介质条件下地震成像的重要手段(Zhang和Sun，2009；Liu等，2011；Xu等，2011)。

经典的地震成像条件(Claerbout，1971)指出，地下界面存在于上行波场和下行波场时空一致的位置。一般情况下，在这个框架下的地震偏移都是将正传算子的伴随算子(共轭转置)作用于地震数据上，但在理论上应该是将正传算子的逆算子作用于地震数据上。伴随算子并不能很好地近似逆算子(Claerbout，1992)，特别是在数据不完备的情况下，如观测孔径有限、数据采样稀疏、子波频带有限等(Nemeth等，1999)。因此，最终的偏移结果也将受到影响，表现为分辨率低下、振幅不平衡，只能得到模糊的反射系数模型。最小二乘偏移(Schuster，1993；Nemeth等，1999)利用Hessian算子的逆校正偏移成像结果。理论和实际算例充分证实，相对于常规的偏移成像，最小二乘偏移可以提供假象更少、分辨率更高、振幅保真度更好的成像结果。但最小二乘偏移计算成本高，目标函数收敛缓慢。

为了避免最小二乘偏移的庞大计算量，同时提高逆时偏移的成像质量，可以利用Hessian算子的对角线元素精确实现成像中的双向照明补偿，进而提高深部成像质量。但如上所述，现有的逆时偏移成像利用伴随状态法实现，无法实现精确的双向照明补偿，而是采用炮点端的照明能量或检波点端残差的反传照明能量实现。因此照明补偿效果并不理想。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于散射积分法的地震逆时偏移成像方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于散射积分法的地震逆时偏移成像方法，包括以下步骤：

1)对原始地震数据进行成像前预处理，包括去噪、道均衡和去直达波；

2)对预处理过的地震数据进行傅里叶变换，得到频率域反射炮记录d(ω,s,g)；

3)采用层析成像方法建立偏移速度模型，并设定成像参数，包括频率范围和间隔；

4)进行散射积分法地震逆时偏移成像，获得最终成像剖面。

所述的步骤4)具体包括以下步骤：

41)统计不重复的炮检点数量和位置；