[发明专利]一种最小二乘偏移成像方法及系统

说明书

本发明涉及一种最小二乘偏移成像方法及系统，属于油气物探工程领域。本发明提到的最小二乘偏移成像方法为，将深度域偏移速度场变换为变换域偏移速度场计算得到偏移成像结果以及反偏移模拟数据；计算反偏移模拟数据与炮记录数据之间的残差；计算梯度，根据梯度迭代地更新偏移成像结果，直到残差值小于设定低值，输出最终成像结果。本发明通过将深度域偏移速度场变换为变换域偏移速度场，使得速度场的高速区域在变换域中被压缩，低速区域在变换域中被拉伸，可在保证计算精度的前提下，降低波场延拓的空间点数，提高计算效率，同时模型网格大大减小，有效减小了反演迭代过程中占用的计算内存。

技术领域

本发明涉及一种最小二乘偏移成像方法及系统，属于油气物探工程领域。

背景技术

针对复杂探区中深部储层保幅成像问题，无倾角限制的逆时偏移技术被认为是较好的成像方法，然而单纯的逆时偏移技术在处理深部储层的成像问题时，还存在如下困难：(1)分辨率有限，由于逆时偏移仅仅是正演算子的共轭转置，而不是它的逆，另外由于采集孔径有限、地下模型复杂、地震波带宽有限，因此逆时偏移仅仅能够提供比较模糊的构造信息，无法对复杂油气藏进行精细成像；(2)保幅性差，受相同因素的制约，常规逆时偏移也无法提供准确的振幅信息，深部成像振幅弱且振幅不均衡，深部有效能量识别困难；(3)偏移噪声大，逆时偏移的偏移噪声主要包括采集脚印和低频噪声，常用的成像后滤波算法不保幅，在去除低频噪音的同时会引入高频噪声。

最小二乘偏移(Least-Squares Migration,LSM)是在最小二乘反演的理论框架下，通过构建反偏移模拟算子和偏移算子，将常规偏移成像结果作为最小二乘反演的第一步，通过不断更新成像结果，达到对深部储层高精度成像的目的。但计算成本太高是阻碍LSM偏移应用于实际生产的最主要因素。数据域最小二乘偏移每次迭代大概需要两次偏移的计算量，如果不采取一定的加速策略，想得到比较理想的反演结果往往需要进行几十次甚至上百次迭代。

一篇公布号为CN 107870363 A的中国发明专利申请文献与一篇公布号为CN107957591 A的中国发明专利申请文献都是利用最小二乘偏移成像方法进行储层保幅成像。这两种方法都是在常规深度域实现波场延拓的，其计算耗时长、效率低下，且计算占用内存大，对计算设备依赖过高，并且在大规模推广应用方面有缺陷，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种最小二乘偏移成像方法及系统，用于解决现有方法在常规深度域实现波场延拓，计算耗时长、效率低下，且计算占用内存大的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种最小二乘偏移成像方法及系统，一种最小二乘偏移成像方法，包括以下步骤：

(1)采集野外的观测数据，计算得到炮记录数据，预设残差阈值为设定低值；

(2)利用子波估计方法计算震源子波函数；

(3)将深度域偏移速度场变换为变换域偏移速度场计算得到偏移成像结果以及反偏移模拟数据；

(4)计算所述反偏移模拟数据与所述炮记录数据之间的残差；；

(5)计算梯度，根据梯度迭代地更新偏移成像结果，直到所述残差值小于所述设定低值，输出最终成像结果。

本方法通过将深度域偏移速度场变换为变换域偏移速度场，使得速度场的高速区域在变换域中被压缩，低速区域在变换域中被拉伸，可在保证计算精度的前提下，降低波场延拓的空间点数，提高计算效率，同时模型网格大大减小，有效减小了反演迭代过程中占用的计算内存。

进一步的，最终成像结果为变换域偏移速度场的成像结果，或者为将变换域偏移速度场的成像结果变换回深度域偏移速度场的成像结果。

将变换域偏移速度场的成像结果变换回深度域偏移速度场的成像结果，结果更加直观，对比明确，与常规深度域偏移速度场的成像结果相比，大大提高成像精度。