[发明专利]一种基于正负倾角偏移体乘积的绕射波成像方法

说明书

本发明公开了一种基于正负倾角偏移体乘积的绕射波成像方法，包括以下步骤：输入全波场、速度场以及观测系统参数；射线追踪；生成倾角域共成像点偏移道集；计算正倾角偏移体和负倾角偏移体；计算倾角乘积偏移体；输出绕射波成像剖面。本发明提出了一种基于正负倾角乘积的绕射波射线成像方法，通过对正、负倾角偏移体使用点对点乘积成像条件达到绕射波成像的目的。该方法完全不需要进行绕射波场分离，提高效率的同时避免了分离效果对成像的影响。

技术领域

本发明涉及地震偏移成像技术领域，具体涉及一种基于正负倾角偏移体乘积的绕射波成像方法。

背景技术

全球碳酸盐岩只占沉积岩的20%左右，但却占有50%以上的油气探明储量。中国碳酸盐岩地层分布广泛、油气资源丰富、勘探潜力巨大。在碳酸盐岩探区，储集空间主要表现为断层，孔洞，裂缝等小尺度地质体，这类储层具有非规则，多尺度，强非均质等特点，地震响应常表现为绕射波特征。利用绕射波成像方法探测地下小尺度构造和盐丘边缘成为地震偏移成像的热点研究方向，得到广泛关注和研究。

主流的地震偏移成像技术是利用地震波场中的反射波信号进行成像，绕射波成像技术则是利用除反射以外的绕射信号成像。绕射波信号比反射波信号弱几个数量级，往往容易淹盖在全波场信号中难以分辨。因此，绕射波成像的关键在于如何压制反射波信号，突出绕射波响应。基于这一思路，有比较多的绕射波成像研究可参考。这些技术方法大体可以归纳为数据域和偏移域两类方法。数据域绕射波成像方法是将全波场数据转换到不同域中，利用分离出的绕射波信息成像。如一些动校正滤波方法，动校正倾角滤波方法（Bansal和Imhof，2005），动校正奇异值滤波方法（徐军等，2019），动校正拉东变换方法等。此类方法对原始波场数据动校正后，以反射波和绕射波的同相轴差异为基础，再通过线性FK滤波，奇异值分解，或拉东变换等手段分离出绕射波信号进行成像。滤波类方法思路直观，实现简单，但存在分离效果差，计算量大，参数不好控制等问题，而且易引入额外噪声。此外，还有一种在平面波域实现的数据域绕射波成像的方法（Taner等，2006，Fomel等，2007，朱生旺等，2013）。该方法是将全波场数据转换到平面波域后进行p分解，对不同的p剖面应用平面波解构滤波剔除反射波信号，筛选出绕射波能量后进行成像。平面波分解绕射波成像方法研究比较深入，效果也比较明显。但该方法过程比较复杂，步骤繁琐。总体来说，数据域类绕射波分离成像方法是一种常规的较为成熟的绕射波方法，但分离效果受很多因素影响。

偏移域绕射波成像方法是在偏移过程中压制/衰减反射波能量，实现绕射成像。如倾角绕射波成像方法，该方法是根据倾角域共成像点道集中绕射与反射同相轴的差异进行分离（Landa等，2008，zhang和zhang，2014，Klokov和Fomel，2012，刘斌等，2014，李正伟等，2018）。在倾角域共成像点中，绕射波信息被拉平，反射波呈双曲形态，可通过搜索稳像点进行局部分离，或拉东变换方法进行分离。还有一类反稳相偏移域绕射波成像方法，该方法是通过改变偏移核函数或者增加反稳相滤波器，在偏移过程中压制反射能量（Kozlov等，2004，Moser和Howard，2008，李晓峰等，2015）。该方法在实现过程中如何确定阈值参数是比较关键的。

根据以上总结，以射线类偏移成像方法为例，现有的主要绕射波成像技术方案可以概括为三种。如图1（a）、图1（b）及图1（c），其中图1（a）是对原始波场进行绕射波分离，对分离后的绕射波进行偏移成像，图1（b）是通过在偏移过程中，基于地层倾角信息进行反稳相滤波器压制反射波，对剩下的绕射波进行成像。地层倾角信息可以通过常规偏移后获取。图1（c）则是在倾角域偏移道集中进行绕射波分离后成像。

当前绕射波成像技术仍旧比较依赖波场分离，无论是在偏移之前还是在偏移过程中，都需要寻找反射波和绕射波的差异进行波场分离。实际上反射波与绕射波皆属广义绕射波，二者本质上都是点散射或点集合散射的响应，不可能做到彻底的分离。因此大多存在分离效果不理想，滤波或阈值参数不好控制等问题，而且易引入额外噪声。

发明内容