[发明专利]一种基于克希霍夫积分解的地震槽波深度偏移的成像方法

说明书

本发明提供了一种基于克希霍夫积分解的地震槽波深度偏移的成像方法，包括输入炮集槽波地震记录；对槽波地震信号进行包络计算；在所获取的槽波地震记录中进行子波反褶积运算，压缩槽波，使其变换为有正有负的波形；建立槽波的速度模型；运用波前快速推进法计算旅行时和射线路径；对槽波数据进行叠前克希霍夫偏移成像。本发明通过希尔伯特包络计算、同态法子波提取和整形反褶积各个算法实现了“压缩”和消除频散的槽波；适用于煤矿井下煤巷的地震槽波超前探测条件下的克希霍夫深度偏移成像，首次为槽波反射波超前探测提供了一种成像手段，使得地质和地球物理工程师能够直观地推断工作面前方复杂的地质情况，为煤巷的安全掘进提供了重要的技术保障。

技术领域

本发明属于地质物探技术领域，具体涉及用于在巷道存在的情况下，实 现槽波超前探测的一种基于克希霍夫积分解的地震槽波深度偏移的成像方 法。

背景技术

自1972年8月，在美国芝加哥召开快速掘进与隧道工程会议后，隧道 施工中的地质条件超前预报日益受到重视，上世纪80年代以来，德国、英 国、澳大利亚、匈牙利、捷克斯洛伐克、苏联、美国等都先后设立专门机构， 从事槽波地震勘探(in-seam seismic，ISS)研究，促进了井下试验、理论研 究和仪器研制的蓬勃开展，逐步地把ISS投入了实际应用(Giese and Klose, 2003)。目前，隧道地震超前预报、地震超前探测技术在地质工程的很多方 面有着广泛的运用，但目前地震超前探测技术研究仍是以隧道工程为主，对 于煤矿巷道应用鲜有使用，其原因为：多数地震超前探测技术主要以体波为 主，在煤层中槽波能量非常强，体波能量相对较弱，无法利用体波去对煤巷 完成超前探测。如果利用槽波进行煤巷超前探测会比体波更加有效。然而如 何将已有的成熟隧道探测技术移植到煤矿井下，还需要大量的基础研究与试 验。

偏移方法可分为时间偏移、深度偏移和叠前偏移、叠后偏移等。叠后偏 移方法应用于水平叠加之后，需要两个理论假设：一、输入数据要满足水平 层状介质假设条件；二、其输入为零炮检距的自激自收记录，那么当地层结 构形态复杂时，这些假设条件就难以被满足，而叠前时间偏移技术避免了这 些理论假设，更适应实际复杂情况，叠前偏移方法有利于提高构造解释与成 图精度，确保叠前属性提取和叠后地震数据反演结果的真实可靠性。

随着地震勘探理论研究的不断深入，地震偏移成像技术进入空前发展的 新阶段，逆时偏移技术、叠前深度偏移技术已经成为地震偏移的研究主流， 随之也将会衍生出各种其他的地震偏移技术。

发明内容

根据上述阐述，本发明的目的在于提供一种基于克希霍夫积分解的地震 槽波深度偏移的成像方法，是针对纵横波分离方法，对观测系统、施工条件 适应性较强，且精度较高。

本发明提供的技术方案：

一种基于克希霍夫积分解的地震槽波深度偏移的成像方法，包括如下步 骤：

S1、输入炮集槽波地震记录，对三分量槽波地震记录进行预处理，完成 振幅恢复、振幅平衡与滤波处理；

S2、对槽波地震信号进行包络计算，将波形序列改变成能量序列，使包 络后地震波频率远远低于原始记录中主要能量的频率；

S3、在所获取的槽波地震记录中提取子波，进行子波反褶积运算，压缩 槽波，并使其变换为有正有负的波形；

S4、建立槽波的速度模型；

S5、运用波前快速推进法计算旅行时和射线路径；

S6、对槽波数据进行叠前克希霍夫偏移成像。

上述技术方案中，所述步骤S2中，采用Z分量记录进行数据处理和断 层定位。

上述技术方案中，所述步骤S1中，滤波处理的目的是滤除直达槽波， 压制高能量的直达波干扰，提高后续槽波深度偏移成像的效果。