[发明专利]一种基于全局优化的叠前地震信号同相轴拉平方法

说明书

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及一种基于全局优化的叠前地震信号同相轴拉平方法的设计。

背景技术

随着地震勘探的越来越精细，叠前偏移与AVO反演在复杂构造成像以及复杂岩性储层预测领域有着非常重要的作用。为提高岩性成像的精度，结合叠前偏移技术的叠前弹性参数反演方法是一个不错的选择。叠前道集数据作为反演的基础，对反演效果有着至关重要的作用。由于受到地层介质各向异性的影响，叠前道集中存在大量剩余时差，导致叠前道集中同相轴不平，同相轴不平整会导致成像效果不准确，从而影响反演的效果。

目前常用的叠前道集拉平方法主要分为两大类：基于速度调整的拉平方法和基于统计效应的拉平方法。基于统计效应的拉平方法是指首先建立L2范数的目标函数，目标函数主要由AVO I或者III类来表示，然后利用时间方向的滑动时窗产生每道的移动解，最后最小化目标函数，对应的解即为最优解。基于速度调整的拉平方法是假定在原始叠前地震道集中没有拉平的地震波主要由于剩余时差(RMO)引起，因此使用二阶或四阶RMS速度场的高精度速度估计能够拉平道集的同相轴。

1、基于速度调整的拉平方法

基于速度调整的道集拉平方法假定原始降噪后的叠前地震道中没有拉平的道集主要由于剩余时差(RMO)引起，因此使用二阶或者四阶的RMS速度场的高精度速度估计能够拉平道集的同相轴。RMO校正以公式(1)为基础：

其中，τ是动校正量，x是偏移距，t是零偏移距处的时间，V_ref是参考速度函数，V是更新速度。然后，地震勘探发展使得地震发射点与接收点之间的距离越来越远。该原因使得在远处的偏移距，使用RMO曲线越来越难描述速度模型。经过改进使用Alkhalifah时差模型，模型公式如公式(2)：

对于高阶的剩余时差通过速度差量δV和旅行时间δη来确定时差δt，如公式(3)所示：

为了改善无穷小量偏移距，令ζ＝x/Vt₀和无穷小量速度Δ＝δV/V，代入公式(3)可得：

通过最小化输入数据与时移量δt之间的误差求得δV和δη，迭代次数可以自己设定。

2、基于统计效应的拉平方法

Hinkley在2004年提出了一种动态的道集拉平方法(DGF)，它是一种统计的道集拉平方法，首先这种方法在处理过程中是一一映射的，即每一个输出样本点数据是由同一道同一时间点上的输入数据经过处理得到的，通过公式(5)能更方便地表达：

D_a(t,x)＝D_b{(t+m(t,x)),x}(5)

其中，x是偏移距，在该道集拉平方法中也可视作从小到大排序的道集编号；T是时间，a和b分别代表道集拉平后和拉平前的数据。通过对横向偏移距和纵向时间开时窗，逐道移动使得两道间2范数最小，即求解式(6)：

可以求出任意两道的时移τ_ij。在偏移距方向上任取5道为一组，其中T₁表示第一道与第二道之间的移动量，T₂表示第三道与第一道之间的移动量，T₃表示第四道与第一道的移动量，T₄表示第五道与第一道的移动量。5道数据可以求取十个移动量，即任意两道之间都存在一个移动量，在最小平方意义下求得以上4个移动量，计算公式如公式(7)所示：

T₁＝(2T_1,2+T_1,3+T_1,4+T_1,5-T_2,3-T_2,4-T_2,5)/5

T₂＝(T_1,2+2T_1,3+T_1,4+T_1,5+T_2,3-T_3,4-T_3,5)/5

T₃＝(T_1,2+T_1,3+2T_1,4+T_1,5+T_2,4+T_3,4-T_4,5)/5