[发明专利]利用高斯束计算波路径的层析成像速度建模方法

说明书

一种利用高斯束计算波路径的层析成像速度建模方法，包括以下步骤：步骤1：通过高斯束偏移得到角度域共成像点道集，利用道集拾取剩余时间差；步骤2：利用波动方程的Born近似建立波路径层析核函数的表达式；步骤3：利用高斯束传播算子计算背景波场格林函数；步骤4：基于格林函数和层析核函数的表达式计算层析核函数。本发明的方法适用于复杂构造，具有较高的稳定性和建模精度。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发中地震数据速度建模领域，特别涉及一种利用高斯束计算波路径的层析成像速度建模方法，其可用于石油地球物理勘探中的地震资料处理。

背景技术

在我国南方和西部高陡构造地区，地下构造复杂，地震波的速度横向变化大，地震数据成像及速度建模存在着较大的挑战。高斯束叠前深度偏移技术不但适用于复杂区构造成像，且适合与层析速度反演匹配进行速度更新迭代。与偏移方法的迅速发展相比，速度建模方法的发展却比较滞后，不能满足成像方法对速度模型的需要。目前，基于射线的走时层析反演是应用最广泛的速度更新方法，其在简单构造时能够提供较为精确的背景速度模型，但其空间分辨率不够，对低速体不敏感。在复杂模型情况下常规射线传播容易出现焦散问题，且由于传播过程仅考虑射线上的网格点，构建的层析矩阵非常稀疏且病态，导致数值解不稳定。另一种速度建模方法——全波形反演方法从理论上提供了最高分辨率的反演结果，但限于其对数据的完美假设而在实际应用中存在种种问题。因此，期待一种对于复杂构造具有较高稳定性和建模精度的速度建模方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用高斯束计算波路径的层析成像速度建模方法，其在适用于复杂构造时仍具有较高的稳定性和建模精度。

本发明采用以下解决方案：

一种利用高斯束计算波路径的层析成像速度建模方法，包括以下步骤：

步骤1：通过高斯束偏移得到角度域共成像点道集，利用所述道集拾取剩余时间差；

步骤2：利用波动方程的Born近似建立波路径层析核函数的表达式；

步骤3：利用高斯束传播算子计算背景波场格林函数；

步骤4：基于所述格林函数和所述层析核函数的表达式计算所述层析核函数；

步骤5：构建如以下公式(1)所示的层析方程：

∫KΔsdr＝Δd (1)

在公式(1)中，右端项Δd表示剩余时间差，左端项矩阵K表示层析核函数，左端项Δs即为待求解的速度倒数更新量。

优选地，所述层析核函数的表达式由所述背景波场格林函数表示。

优选地，所述层析核函数的表达式由以下公式(4)表述：

其中，表示炮点端核函数，表示检波点端核函数，ω表示圆频率，v₀代表背景速度，p_S和p_R分别表示炮点出发和检波点出发的慢度矢量，G_S表示炮点出发到成像点的格林函数，G_R表示检波点出发到成像点的格林函数，G₀表示炮点出发到检波点的格林函数，G₀*代表G₀的共轭函数，x_s表示产生背景波场的炮点坐标，x表示成像点坐标，y表示从炮点x_s到成像点x的直线所经过的空间点坐标，Im表示虚部。

优选地，所述背景波场格林函数由以下公式(9)表述：