[其他]多分量地震数据深度成象法

说明书

本发明一般涉及地震数据处理，特别是用来取得多分量地震数据成象的一种方法，它为的是更好地取得地表面下地质结构的深度图象，同时更好地估算出纵波与横波的层速度来。

最简单的地震勘探形式包括利用一震源（例如，炸药，可控震源，气枪等）将地震能量送入地下并利用接收器（例如，检波器，传感器，水听器等）记录由此产生的大地响应。利用这类接收器记录下的地震数据通常称之为地震信号或地震道信号。从一选定的感兴趣地区取得的大量这类地震信号可以用来构成地震图或地震剖面图，以协助地球物理学者推断地下的地质结构。近年来，发展了多分量地震数据采集技术以记录成套的多分量地震信号。

通常，多分量地震数据采集技术包括：用具有一条或多条线性无关作用线（即，已知的矢量位移或推力）的震源向地下发送地震能，并采用一套至少具有两条线性无关作用线的接收器记录大地响应。实际上，多分量地震数据可以依靠使用具有水平横向、水平径向和垂直向作用线的震源与具有水平横向、水平径向与垂直向作用线的接收器记录所发射地震能的大地响应来取得。可惜的是，通常在实用中，这种震源和接收器分别被称为水平横波（SH），垂向横波（SV）与纵波（P）的震源与接收器，这种专用名词既不准确又易引起误解，因为震源与接收器并不直接发送与记录这种位波场（即，水平横波，垂向横波或纵波）而是发送与记录已知的矢量位移，通过划分可以区分开不同的波场位。

地震数据通常是按照共中点（CMP）格式进行处理。尤其是，部分地震数据处理还可能包括将迭加后取得的共中点地震信号进行一次偏移处理。偏移是一种将记录所得地震数据中的反射事件安置到其适当空间位置上去的处理。为了能正确绘制倾斜岩层反射，使其定位在真实空间位置，而不是置之介于发送源与记录接收器的中间，偏移特别重要。当偏移程序应用于共中点迭加后的地震数据时，在地下地质结构复杂（即，并非是一连串简单的平行、水平的岩层平面）的情况下，可能产生严重的错误。所产生的错误正是由于对来自复杂地下地质结构的地震数据进行共中点处理的结果，因为这些反射点已不再是共同的，而且也不是位于震源与接收器的中间。这种处理方案更重要的局限包括：它无法确定复杂构造中的层速度，从而也就不可能产生偏移后最佳的深度地震剖面图。此外，要想在所记录的地震数据中分开并处理耦合的纵波与横波反射，这种处理也不合适。而且，当波型转换波场被记录下时，共中点迭加对于噪声是极其敏感的。将这种偏移技术应用于共中点格式的地震数据的典型实例是弗罗德（Vreugde）在美专利4，110，729中给出的。本发明采用的多分量地震数据深度成象方法正适合于克服这些局限。

本发明总的说来是涉及一种地球物理勘探方法，尤其是涉及多分量地震数据成象的一种新方法，为的是取得地下地质结构更佳的深度图象，同时更好地估算出纵波的层速度。特别是，取得发射到地下反射界面上的地震波场位和由此产生的散射地震波场位的观测结果。入射与散射的地震波场位被用来推导代表反射界面的时间相关反射率函数。通过对时间相关的反射率函数进行偏移处理，可以取得更佳的反射界面深度图象。对于一组多分量地震数据双值集（dyadic    set）来说，要将此多分量地震数据双值集加以划分，为的是分离所记录的多分量地震数据中耦合不同的入射与反射波场位。对入射与反射波场位进行互相关处理以形成时间相关的反射率函数。然后依照一个波场位传播速度的模型对时间相关反射率函数反复进行偏移处理，以求得纵波与横波层速度的更佳估算值。偏移后的反射率函数然后就可进行迭加以产生更佳的地下地质结构的深度图象。

图1表示一个具有推力τi的震源所发送的纵波（P）与横波（S）波场位;

图2表示地震数据Uij中记录反射而来的纵波（P）与横波（S）波场位;

图3描述地震数据的共中点（CMP）道集（gather）;

图4描述倾斜岩层上地震数据的共中点道集;

图5表示一发送的纵波（P）由于反射界面上的散射，波型转换成为横波（SV）;

图6描述一个地下结构的模型;

图7是由图6中模型经过垂直时间偏移（normal    moveoot）校正后合成所得的共中点地震剖面图;

图8描述由图7中的合成地震数据经过共中点迭加及深度偏移处理后的结果;

图9描述的是图6中模型所得的合成地震数据按本发明处理后的结果;

图10是本发明的处理流程图;

图11描述针对图7模型的一系列恒定角合成的P-P平面波时间剖面图。

图12描述图11中地震数据经偏移后的一系列恒定角合成的P-P平面波的深度剖面图。