[发明专利]VTI介质准P波方程各向异性逆时偏移方法

说明书

技术领域

本发明属于勘探地球物理学中地震资料处理的技术领域，是一种基于各向异性理论的叠前VTI介质准P波方程各向异性逆时偏移方法。

背景技术

近年来，随着地震勘探精度和要求的不断提高，对复杂地质构造的精确成像受到业界越来越多的关注，复杂地质构造成像的问题主要表现在地层倾角大，横向速度变化剧烈，断层发育、埋藏较深等；地震偏移技术正是为了满足这一需求而不断发展和完善起来的。

现有技术中，叠前深度偏移方法主要有Kirchhoff积分法、基于单程波方程的有限差分偏移方法、频率波数域偏移方法及基于双程波方程的逆时偏移方法；其中，逆时偏移方法基于精确的双程波动方程，且允许波向各个方向传播，具有无倾角限制，能适应强横向速度变化及保幅性好等优点；因此，该项技术受到了业界的广泛重视。

目前，基于各向同性理论的偏移方法已经比较成熟，在生产实践中也得到了广泛应用，产生了巨大效益。然而，各向异性在地下介质中是广泛存在的，越来越多的研究表明，基于各向同性理论的常规地震偏移方法不能有效解决各向异性介质中地震波的偏移归位问题，成像精度难以保证，因此有必要发展基于各向异性理论的偏移方法。当前，研究最为广泛的各向异性介质是具有垂直对称轴的横向各向同性(Transverse Isotropy with a Vertical Axis of Symmetry，简称VTI)介质，一般由周期性薄互层组成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中基于各向同性理论常规偏移方法精度低、有倾角限制和不能适应强横向速度变化等缺点，研发了一种基于各向异性理论的叠前逆时深度偏移方法，以解决各向异性介质中地震波的偏移归位问题，获取地下真实构造形态，并为后续处理如AVO分析、属性分析等技术提供振幅和相位信息。

实现本发明目的的解决技术方案是：一种VTI介质准P波方程各向异性逆时偏移方法，该方法包括如下步骤：

(1)、采用交错网格对二维VTI介质中的一阶准P波方程及其PML吸收层边界方程进行差分离散，得到两个方程正向延拓和逆时延拓的高阶差分格式；

(2)、通过正演模拟计算模型内的炮点正向延拓波场；

(3)、将检波点接收到的共炮点数据中的直达波切除掉，再将每炮数据输入到程序中，通过逆时延拓实现模型内地震波场的逆时传播，得到检波点逆时延拓波场；

(4)、将炮点正向延拓波场与检波点逆时延拓波场进行归一化互相关运算，得到模型内各成像点的偏移成像结果；

(5)、通过步骤(1)、(2)，经计算得到每一炮数据对应的偏移结果，从偏移结果中抽取共成像点道集，进行偏移画弧切除和带通滤波后直接叠加，最后得到偏移剖面。

本发明相对于现有技术，其显著效果是：

(1)、本发明能够克服基于各向同性理论的常规偏移方法精度低、有倾角限制和不能适应强横向速度变化等缺点，使地震波准确地偏移归位，为解释人员提供更真实的地下构造。

(2)、本发明能处理横向速度变化强烈和陡倾角地层的偏移成像问题，对复杂模型具有良好的成像能力。

(3)、本发明考虑了介质各向异性的影响，在各向异性地区采集的纵波数据应用本发明提供的方法能得到更好的成像效果。

附图说明

表1为本发明P波波场分量和弹性参数的空间位置表

图1是本发明交错网格示意图

图2是本发明完全匹配层吸收边界示意图

图3a是本发明二维VTI Marmousi纵波速度模型图

图3b是本发明二维VTI Marmousiη模型图

图4是本发明震源位于(3000m，4m)处时的合成记录图

图5是本发明二维VTI介质一阶准P波方程逆时偏移剖面图

图6是本发明Kirchhoff叠前时间偏移剖面图

图7是本发明显式有限差分法叠前深度偏移剖面图

图8是本发明叠前逆时深度偏移剖面图

图9是本发明各向同性介质声波方程逆时偏移剖面图

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作详细描述

一种VTI介质准P波方程各向异性逆时偏移方法，该方法实现过程概括有如下几个步骤：

1)、采用交错网格对二维VTI介质中的一阶准P波方程及其PML(Perfect Matched Layer)吸收层边界方程进行差分离散，得到两个方程正向延拓和逆时延拓的高阶差分格式。

2)、通过正演模拟计算模型内的炮点正向延拓波场。